AR·VR 진화 앞당겨…2030년엔 홀로그램 대중화

"미래 공간 디스플레이는 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 하나는 '윈도 타입 공간 디스플레이', 다른 하나는 '볼류메트릭 공간 디스플레이'다."

박재형 서울대 전기·정보공학부 교수는 공간 디스플레이를 크게 두 가지로 소개했다. 스크린이 꼭 필요하며 그 안에서 입체감을 주는 윈도 타입, 또 하나는 허공에 3차원(3D) 입체 영상을 띄우는 볼류메트릭이다.

대표적인 영역이 증강현실(AR)과 가상현실(VR)이다. 현재 AR이나 VR은 눈앞에 띄워주는 영상이 모두 2차원(2D) 평면이다. 양쪽 눈에 다른 영상을 보여줘 착시를 일으키는 것이다. 2D 패널 기반 양안시차 방식인 것이다.

박 교수는 진짜 홀로그래픽(Holographic) 3D를 연구하고 있다. 박 교수는 "양안시차에 의존하지 않고 각각의 눈이 실제로 깊이를 느낄 수 있는 홀로그래픽 3D 영상을 AR·VR 기기에서 구현하는 것이 목표"라면서 "궁극적으로는 AR·VR 밖을 벗어나 이런 영상을 홀로그램으로 구현하고자 한다"고 말했다.

보다 상용화에 가까운 기술로는 '떠 있는 영상'을 만들 수 있는 '에어리얼 디스플레이(Aerial Display)'가 있다. 특별한 광학 필름을 이용하면 진짜 디스플레이 패널은 탁자 아래에 숨겨놓고, 영상은 공중에 떠 있는 것처럼 보이게 만들 수 있다. 핵심은 투과형 재귀반사판이다. 재귀반사란 입사한 빛을 들어온 방향으로 정확히 되돌려 보내는 반사 형태를 말하는데, 이 성질 덕분에 수평 방향에서 디스플레이 영상이 정밀하게 반사돼 사용자 눈에 전달된다. XY 방향(수평면) 광선에 대해서는 재귀반사를 활용하고, Z 방향(수직축) 광선에 대해서는 투과를 허용하면 디스플레이의 '부양 영상'이 물리적으로 형성돼 관찰자는 허공에 떠 있는 형상을 인식하게 되는 것이다.

물론 그 난도가 높다. 2D 디스플레이는 단순히 평면에 영상을 출력하면 되지만, 공간 디스플레이는 위치에 따라 다른 각도의 영상을 보여줘야 진짜 3D처럼 보인다. 방향별로 별도 영상을 계산하고 출력해야 하므로, 필요한 데이터양·렌더링 부하·광학 제어 난도가 급격히 증가한다.

박 교수는 광학적 초점과 입체감을 모두 만족시키는 홀로그래픽 디스플레이 기술 수요가 본격화 할 것으로 내다봤다. 박 교수는 "2030년 전후에는 완전한 홀로그래픽 디스플레이 기술이 상업적으로 대중화되는 첫 시대가 열릴 것"이라고 전망했다.

[이상덕 기자]