얼마전 극장가를 휩쓴 입체영화 '아바타'를 기억하세요? 생각해보면 기술은 매우 빠르게 변화하고 있습니다. 흑백 텔레비전이 우리에게 처음 등장한 것도 얼마 되지 않습니다. 브라운관속에 나오는 사람이 너무도 신기해서 손을 대고 만져보던 적도 있었습니다. 70년대에는 친구집에 텔레비전 한 대만 있으면 모두가 몰려가서 구경했다고 합니다. 그러나 이제는 컬러를 넘어서 3차원 입체영상을 보여주는 텔레비전이 우리를 유혹하고 있습니다.




3DTV



그런데 생각해보면 신기합니다. SF영화속에서 나온 홀로그램은 연기같은 곳에 빛을 투사해서 3차원 영상을 보여주었습니다. 하지만 시중에 나온 3DTV는 2차원인 평면 화면입니다. 어떻게 해서 평면 디스플레이를 통해서 입체적인 영상을 보여줄 수 있는 걸까요? 그 원리에 대해서 한번 알아보겠습니다.


먼저 우리 눈이 어떻게 입체감을 느끼는 것인지 알 필요가 있습니다. 우리 눈은 두 개입니다. 그리고 두 눈으로 동시에 사물을 보게 됩니다. 이 때 두 눈이 사물을 보는 것에 약간의 각도차이가 생깁니다. 바로 이 각도차이가 입체감을 느끼는 중요한 요소입니다.



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보통 우리가 보는 사진이나 화면은 카메라 한 대가 찍은 영상입니다. 말하자면 눈 한개로 보는 영상이지요. 따라서 입체감이 느껴지지 않습니다. 두 눈으로 보았을 때 각도에 따른 차이가 전혀 없기 때문입니다. 그런데 만일 왼쪽 눈으로 보는 물건과 오른쪽 눈으로 보는 물건을 우리 눈의 각도차에 맞춰서 따로 촬영하고는 각각 우리 눈에 따로 전달할 수 있다면 어떨까요? 그러면 우리 눈은 입체감을 느끼게 됩니다. 이것이 바로 입체영상의 원리입니다.  


그런데 이런 입체영상을 보여주는 제품은 여러 가지가 있습니다. 또한 각각 구현하는 방식이 약간씩 다릅니다. 때로는 어떤 것이 더 우수한 방식인지를 놓고 논쟁이 벌어지기도 합니다. 이럴 때 원리를 잘 알아둔다면 어떨까요? 현명하게 판단하면서 나에게 더 맞는 제품을 고를 수 있겠지요.



1. 편광필터 방식 - 빛을 걸러주는 안경렌즈를 통한다.




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편광필터는 영화 아바타에서 썼던 것으로 유명한 입체영상 방식입니다. 아마도 모두 영화를 보았을 때 안경을 썼을 겁니다. 그 안경을 이용해서 우리 눈에 각기 다른 화면을 전해줍니다.


한 화면에 동시에 두 개의 영상을 겹쳐서 표시합니다. 따라서 안경없이 맨눈으로 영상을 보았을 때 마치 크게 흔들리는 듯 어지러운 영상이 보입니다. 하지만 안경을 쓰면 각 눈 앞에 있는 편광필터가 두 개의 영상을 분리합니다. 특정한 파장의 빛만을 통과시켜서 보여주기 때문입니다.



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이 방식은 비교적 눈의 피로가 적고 입체감이 뚜렷한 영상을 볼 수 있습니다. 또한 편광안경의 가격도 그리 비싸지 않아서 널리 쓰이고 있습니다. 다만 편광필터를 통하기에 화면 밝기와 화질이 약간 떨어지는 단점도 있습니다.



2. 셔터스크린 방식 - 빠르게 움직이는 셔터가 달린 안경을 쓴다.



3DTV


안경 속에 빠르게 움직이는 셔터를 넣는 방법도 있습니다. 화면에는 매우 빠르게 두 개의 영상을 교대로 표시합니다. 그리고 그것에 맞춰서 양쪽 눈 가운데 한쪽 눈을 막아서 한번에 하나의 영상만을 보여주는 것입니다.


예를 들어 1초에 30프레임이 움직이는 영상이 있다고 하면 1초에 60프레임으로 두배 빠르게 하면서 1번 표시할 영상을 나누어 왼쪽 눈과 오른쪽 눈이 보아야할 영상을 번갈아 표시합니다. 그 속도에 맞춰서 왼쪽 눈에 해당하는 영상이 표시될 때는 안경의 셔터가 우리의 오른쪽 눈을 가립니다. 오른쪽 눈 차례 때는 왼쪽 눈을 가립니다. 이렇게 되면 우리 눈은 입체감을 느끼게 됩니다.



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이 방식은 입체감이 좋고 화질 손실이 거의 없는 좋은 영상을 볼 수 있는 장점이 있습니다. 하지만 기계적으로 움직이는 셔터가 내장된 안경이 무겁고 가격이 비싼 데다가 오랜 시간 보았을 때 눈이 쉽게 피로해지는 단점이 있습니다.


3. 시차방벽 방식 - 벽을 세워 구분한다.



3DTV


닌텐도에서 나온 3DS라는 게임기를 아세요? 우리에게 익숙한 마리오 브라더스를 비롯해서 포켓몬, 젤다의 전설 등을 보유한 대표적인 게임기 회사가 닌텐도입니다. 이 곳에서 최근에 내놓은 입체영상 게임기가 바로 3DS입니다.


이 게임기는 특이하게도 안경으로 쓰지 않고도 입체영상을 볼 수 있습니다. 시차방벽 방식이란 입체영상 구현 방식을 쓰기 때문입니다. 



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화면속에서 영상을 둘로 나누고는 그 사이에 작고 촘촘한 벽을 세웁니다. 우리 눈이 화면을 보게 되면 그 벽에 막혀서 왼쪽 눈은 왼쪽 영상을 보게되고, 오른쪽 눈은 오른쪽 영상을 보게됩니다. 따라서 영상이 입체적으로 보이게 됩니다. 마술사진이라고 해서 보는 각도에 따라 사진이 변하는 것이 있는데 바로 이런 시차방벽 방식입니다.


안경을 쓰지 않기에 매우 편리하고 구현도 비교적 간편합니다. 하지만 입체감이 그다지 강하지 않고 정면에서 봐야만 하기에 여럿이 보는 대형 스크린에서는 입체효과를 만족스럽게 내기가 어렵습니다. 


4. 렌티큘러 방식 - 화면 앞에서 빛을 굴절시킨다.


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안경을 쓰지 않고 입체영상을 볼 수 있는 방법은 시차방벽 방식만 있지 않습니다. 화면 앞에 미세한 프리즘을 배치해서 빛을 굴절시키는 방법도 있습니다.


화면에서는 각기 렌즈에 맞춰서 두 개의 화면을 겹쳐 표시합니다. 그리고 우리 눈에 보이는 화면 바로 앞에서 프리즘을 이용해서 빛을 각기 오른쪽과 왼쪽으로 크게 굴절시킵니다. 우리 눈은 각기 다른 화면을 접하게 됩니다. 이 방식을 이용하면 벽이 없이도 입체영상을 볼 수 있습니다.



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렌티큘러 방식은 입체감이 시차방벽식보다 크고 시야각도 약간 더 좋은 장점이 있습니다. 하지만 화면 앞에 배치할 프리즘으로 인해 디스플레이 가격이 높고 고해상도 구현이 어렵다는 단점이 있습니다.



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이처럼 많은 방식들이 우리 눈을 통해 입체영상을 보여주는 매력적인 제품으로 나와있습니다. 가보고 싶은  여행지, 매력적인 아이돌의 공연, 환상의 세계에 몰입해서 즐기고 싶은 게임을 할 때 입체영상은 정말 유익하지 않을까요? 한번 입체영상의 세계에 빠져보지 않겠습니까?



* 이 원고는 코오롱 블로그에 기고한 글입니다.

  1. 익명 2013.07.05 10:54

    비밀댓글입니다

  2. Favicon of https://myth9.tistory.com BlogIcon 붕어IQ 2013.07.05 14:35 신고

    일단 전 눈과 뇌가 무지 피곤해져서 좋아하지 않지만;;;
    원리를 좀 더 이해하게 되어서 좋네요~ ^^

  3. 익명 2013.07.05 15:00

    비밀댓글입니다