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실감미디어 종류

실감미디어는 다양한 미디어를 기반으로 실감효과와 동기화되어 재현되기 때문에 기존의 3D입체영상, 가상현실(Virtual Reality: VR), 증강현실(Augmented Reality: AR), 홀로그램(Hologram) 등의 콘텐츠뿐만 아니라 컴퓨터 그래픽스, 디스플레이, 게임 산업과 융합되어 새로운 형태의 실감미디어를 만들어 낼 수 있습니다.


실감미디어 최신 경향은 디지털 콘텐츠 분야로서 이와 관련하여 3D입체영상과 실감효과를 결합한 4D체험 콘텐츠가 실감미디어의 대표적인 산업군으로 자리매김하고 있고, Oculus의 등장과 함께 급부상한 가상현실 분야의 360° VR 콘텐츠와 증강현실 분야의 AR 콘텐츠 그리고 홀로그램 콘텐츠와 실감효과가 결합한 인터랙티브 실감콘텐츠 등이 존재합니다.


1) 3D 입체영상

가. 3D 기술
3D (Three Dimension) 입체 영상은 인간이 시각적으로 느끼는 원리를 모방해 영상으로 구현하는 방식입니다. 인간이 시각적으로 느끼는 실재는 공간감이 있는 ‘입체적 영상’입니다. 그러나 미디어에서는 2D(Two Dimension)인 평면 위에 영상을 구현하기 때문에 사실감(presence)과 몰입감(immersion)이 떨어지게 되고, 평면에 구현하더라도 공간감을 느낄 수 있게 ‘입체감’이라는 시각 요소를 발생시켜 인간의 시각과 같은 동일한 경험을 제공하고자 개발된 것이 3D 입체 영상 기술입니다.



나. 입체 영상의 원리
인간의 시각은 두 눈으로 대상의 영상 정보를 지각한 후 이를 뇌에서 종합적으로 인지하는 방식으로 시각 정보를 획득합니다. 이때 중요한 생체적 특성이 존재하는데 양쪽 눈이 약 6.5cm가량 떨어져 있다는 점입니다. 따라서 특정 대상을 볼 때 양쪽 눈은 화각의 차이로 인해 다른 영상을 만들어 내고, 이를 ‘양안시차(binocular disparity)’라고 합니다. 시각적 차이가 있는 두 장의 영상을 합성하면서 비로소 대상에 대한 입체감이 발생하고 이를 종합하는 과정에서 공간적 지각을 할 수 있는 영상 정보를 인지하게 되는 것입니다.



다. 3D 입체영상의 분류
입체영상은 표현방법에 따라서 여러 가지로 분류됩니다. 입체영상을 표현하기 위하여 2장의 영상을 이용하는 방법으로부터 24장 이상의 많은 영상으로 구성하는 방법이 있으나 사람의 뇌에서 합성될 때는 2장의 영상만이 필요하고 3장이상의 다수의 영상으로 구성된 입체영상에서도 3장이상의 영상이 동시에 관람자의 시야에 들어오면 어지러움 발생 또는 선명도 저하의 결과를 초래 하게 되기 때문에 아래와 같이 분류가 됩니다.



라. 3D 영상 구현에 대한 이해
3D 영상 제작 기술은 입체감을 표현하기 위해 카메라의 운용부터 2D 영상의 제작과 다른 방식을 채택합니다. 기존의 카메라는 대부분 카메라를 한 대 사용하면서 서로 다른 앵글과 사이즈를 촬영하여 이를 순차로 편집하는 방식으로 영상을 만들어 왔습니다. 따라서 한 대상을 놓고 중첩된 영상을 촬영하는 방식이 아니었습니다. 그러나 3D 영상은 한 대상에 대하여 중첩되는 영상, 즉 사람의 양쪽 눈이 보는 방식처럼 생체적 특성을 모방하여 영상을 취득하는 방식이고, 그렇기 때문에 영상 촬영을 위해서 두 개의 렌즈를 필수로 활용해야만 합니다. 그림과 같이 3D 영상 취득을 위해서는 기존 카메라 운용과 함께 복수의 다른 카메라를 사용하여야 합니다.




2) 가상현실

가. 가상현실의 개념
(정보통신기술진흥센터. 가상현실 기술 생태계 확산 현황과 정책적 논의 동향. 동향보고서(해외 ICT R&D 정책동향). 2014년 4호)

가상현실은 컴퓨팅 단말 등 인공적인 기술을 토대로 만든, 실제와 유사하지만 실제가 아닌 어떤 특정한 환경이나 상황 혹은 기술자체를 의미합니다. 3차원의 공간성, 실시간 상호 작용, 몰입감 등을 특징으로 하는 가상현실은 디스플레이 및 렌더링 장비를 통해 현실에서 존재하지 않는 정보를 사용자에게 제공하고, 컴퓨터로 만든 가상공간 내에서 시각, 청각, 촉각 등의 감각정보를 활용한 상호작용을 통해 공간적, 물리적 제약에 의해 현실 세계에서 직접 경험하지 못하는 상황을 실감적으로 체험할 수 있도록 하는 기술을 의미합니다.

(정보통신기술진흥센터. 가상현실 기술 생태계 확산 현황과 정책적 논의 동향. 동향보고서(해외 ICT R&D 정책동향). 2014년 4호)

ㄱ) 포지서널 트래킹(Positional tracking): 현재 사용자의 위치를 파악하여 현실에서의 움직임이 가상에서의 움직임과 일치하도록
    만드는 기술을 의미합니다.
ㄴ) 3D 스테레오스코픽(Stereoscopic) 효과: 3D 안경이나 기타 도움 없이 두 눈으로 서로 다른 각도의 이미지를 볼 떄, 두 눈의 망막에
    각각 맺히는 두 사물의 각도차가 뇌의 시작 처리 과정에서 입체감을 만들어 내는 효과 기술을 의미합니다.
ㄷ) 바이노럴(Binaural) 효과: 음원의 위상차로 인해 청취자가 마치 실제 소리를 듣고 있는 듯한 착각을 일으키는 효과 기술을 의미합니다.



다. 현재까지 출시 및 출시 예정 HMD 스펙 비교
(출처 : 유효정. [이슈분석] 가상현실, 차세대 모바일플랫폼 되나. 전자신문. 2014년 4월 6일)


업체명 소니 소니 오큘러스 아베간트 삼성
모델명
HMZ-T3W

PlayStation VR

Oculus Lift

Glyph

Gear VR
가격 999달러 - 600달러 499달러 99달러
해상도 1280×720 1928×1080 2160×1200 1280×720 2560×1440
시야각 45° 90° 100° 45° 96°
디스플레이 OLED LCD LCD - AMOLED
헤드트래킹 No Yes Yes Yes Yes
입력방식 HDMI - HDMI, DVI, USB HDMI, microUSB microUSB


라. 국내외 가상현실 시장 규모


(출처 : 유효정. [이슈분석] 가상현실, 차세대 모바일플랫폼 되나. 전자신문. 2014년 4월 6일)




3) 증강현실

(김동철. 증강현실 인터랙션 기술 동향 및 전망. LG전자기술원 미래IT융합연구소)

가. 증강현실의 개념
증강현실은 현실 공간 위에 가상공간의 정보를 겹쳐 디스플레이하는 시스템으로서 로널즈 아즈마의 정의에 따르면, 증강현실 시스템은 다음의 3가지 요소를 충족시킬 경우 증강현실로 볼 수 있다고 했습니다.


a) 현실(Real-world elements)의 이미지와 가상의 이미지를 결합한 것
b) 실시간으로 인터랙션(interaction)이 가능한 것
c) 3차원의 공간 내에 놓인 것






나. 증강현실과 혼합현실
(김동철. 증강현실 인터랙션 기술 동향 및 전망. LG전자기술원 미래IT융합연구소)

증강현실과 달리 혼합현실(Mixed Reality: MR)은 가상현실의 확장된 개념으로서 현실세계와 컴퓨터가 생성한 가상세계가 동시에 존재하여 사용자가 현실세계 위에 가상세계의 이미지를 겹쳐서 바라보는 것을 의미합니다. 모바일환경 이동 중에 단말기를 통해 현실세계와 연관하여 컴퓨터가 생성한 이미지와 정보를 활용 가능하도록 구현하고, 현실세계와 가상세계가 보이지않는 인터페이스를 통해 통합된 형태로 다가오는 것을 의미하기도 합니다. 혼합현실은 완전한 가상현실과 증강현실 기술로 구현하기 위한 과도기적 단계로서 아래의 그림과 같이 위치하게 됩니다.






다. 증강현실 기술 유형 분류

센서기반 증강현실 비전기반 증강현실 혼합형 증강현실
GPS, Accelerometer Computer Vision, OpenGL Vision + Sensor
개발이 용이 몰입감이 증대 센서와 비전의 장점을 혼합
실내 동작의 어려움 자체기술 개발의 어려움,
콘텐츠 부족
개발의 어려움, 콘텐츠 부족


4) 홀로그램

가. 홀로그램의 개념과 범위
홀로그램은 실제 사물을 보는 것과 유사한 입체감과 현실감을 제공해주는 인간친화형 실감 영상으로서 기존 3D 입체영상과 비교시 안경착용과 시각피로 및 공간왜곡이 없는 영상을 제공함과 동시에 입체 영상 효과를 구현할 수 있기 때문에 차세대 미디어로서 각광받고 있습니다.

홀로그램의 기술 범위는 아날로그 홀로그램과 디지털 홀로그램으로 구분되며, 홀로그램 영상 효과를 모방하는 유사 홀로그램 기술이 있습니다.

아날로그 홀로그램: 필름을 사용하여 실물을 입체영상으로 찍어내는 사진술로서, 마치 실물이 실존하는 것처럼 재현하는 기술을 의미합니다.
유사 홀로그램: 반투과형 스크린 투영 영상과 초다시점 입체영상으로 홀로그램과 유사한 효과를 구현하는 기술을 의미합니다.
디지털 홀로그램: 사물로부터 반사된 빛을 디지털화된 기록 및 재현을 통해 실제와 같은 현실감을 제공하는 기술을 의미합니다.

아날로그 홀로그램 유사 홀로그램 디지털 홀로그램
(예시)
홀로그램 사진, 전시 등

(핵심기술)
홀로그램 필름, 광원 및 광학 소자 기술
(예시)
공연, 홍보, 원격회의 등

(핵심기술)
반투과형 스크린 투영 영상 및 초다시점 콘텐츠 획득·생성·전송·재현 기술
(예시)
H-HMD, H-HUD, H-Mobile, H-게임 등

(핵심기술)
디지털 홀로그램 획득·생성·전송·재현 기술

나. 응용분야

홀로그램으로 시각화한 인공관절 영상
인체와 기계의 정밀 진단에서 자연과 문화의 입체 보존, 엔터테인먼트까지 홀로그래피의 응용 범위는 매우 넓습니다.

의료
의료 분야에서는 X선이나 초음파를 사용해서 찍은 단층 사진을 입체 화상화(畵像化)하려는 연구가 진행되고 있습니다. 현재 의사들은 여러 장의 환부 단층 사진을 보면서, 머리 속에서 입체상을 만들어 진단하고 있습니다. 그렇게 해서는 정확한 진단을 내리기 어렵기 때문에 환부의 입체 이미지를 얻기 위해 홀로그램을 이용하는 것입니다.

환부의 입체상을 얻는 방법에는 다수가 존재합니다. 먼저 환부 전체를 커버하는 CT 화상을 한 장씩 원래의 단층 위치에 놓고, 여기에 레이저 광을 조사하여 한 장의 홀로그램에 겹쳐서 기록합니다. 다른 방법으로는 회전형 X선 촬영 장치를 사용합니다. 환부를 360도 방향에서 촬영하여 화상에 레이저 광을 대고 한 장의 홀로그램에 수록하면 됩니다.

계측
공업 분야에서는 홀로그래피를 사용한 정밀 계측이 보급되고 있습니다. 이 계측법의 중심 기술은 홀로그래피 간섭법이라 불리고 있고, 기계는 사용하면 갖가지 진동과 힘에 의하여 근소하게 변형됩니다. 변형 전후의 기계와 재료 등을 레이저로 조사하여 얻어진 간섭 무늬를 한 장의 홀로그램에 2중 기록합니다. 이렇게 만들어진 재생상(再生像)에는 변형의 정도에 대응한 간섭 패턴이 나타나고, 변형의 양을 빛의 파장의 정밀도로 측정할 수 있습니다.

기록 및 보존
폴란드의 국립박물관에서 유사홀로그램으로 재현한 고대 유물이 전시되어 있습니다. 특히, 컴퓨터에 의한 데이터 뱅크의 범위는 더욱더 확대되고 있는데, 이 분야에서도 홀로그래피가 하는 역할은 점점 커지고 있습니다. 예로서 미술 공예품·건조물·정원·경관 등 역사상 중요한 문화재라든가 자연의 기록, 보존이 존재합니다. 문자·사진·도면·모형 등으로써 후세에 전하는 것이 불가능한 것을 홀로그램을 이용하여 간결하게 기록할 수가 있고, 보존 연한 역시 반영구적입니다.

엔터테인먼트
엔터테인먼트 분야에서는 이미 홀로그램 기술과 유사한 기술을 이용한 공연이 실행되고 있습니다. 2012년 힙합 가수 스눕 독의 공연에서는 유사홀로그램을 이용해 16년 전에 사망한 힙합 가수 투팍을 실제 공연하는 것처럼 연출한 적이 있고, 2014년 빌보드 뮤직 어워드에서는 유사홀로그램을 이용해 사망한 가수 마이클 잭슨이 무대 위에서 공연하는 모습을 연출한 바 있습니다. 다만 현재 사용되고 있는 기술은 진짜 홀로그램은 아닌 폴리에스테르 필름으로 된 투명한 스크린을 무대 위에 설치하고, 관객은 스크린에 반사된 영상을 보는 유사 홀로그램 방식입니다. 3차원 공간에 나타나는 홀로그램이 아니라 단순한 눈속임이기 때문에, 이와 같은 기술들을 유사홀로그램이라고 지칭합니다.