3D 입체영화를 TV로 볼 수 있을까?

3D 입체영화를 TV로 볼 수 있을까? 

● 오익재 / 한국 커뮤니케이션 연구소 소장 (kclab@hanafos.com)



고화질의 실감 있는 영상을 즐기기 위한 기술 개발은 지속 되어왔다. 극장이나 테마파크에서 볼 수 있는 3D 입체 영화를 집에서 TV로 보기 위한 연구도 계속되고 있다. 3D 입체 영상은 입체감이 존재하는 영상으로 입체감을 구현하는 방식에는 여러 가지 방식과 기술이 사용된다. 편광필터 방식이나 소프트웨어를 활용한 PC변환, 홀로그래픽 방식 등이다. 3D 디스플레이는 두 눈의 시차를 이용해 안경과 같은 장치를 차용해 차이감을 표현하는 '스테레오스코픽' 방식과 도구를 사용하지 않고 스크린 상에 내장된 센서를 이용해 두 눈에 신호를 보내 3차원 입체 영상을 보내는 '오토-스테레오스코픽'방식, 물체의 3차원 파형을 공기 중에 투사해 3차원 입체영상을 구현하는 '홀로그래픽'방식 등이 있다.  

1916년에 설립된 미국영화TV기술자협회인 SMPTE(The Society of Motion Picture and Television Engineers)는  3D 홈비디오를 위한 3D 표준화 기준을 만들고 있다. SMPTE는 SCTE(Society of Cable Telecommunications Engineers)나, the Advanced Television Systems Committee 등과 함께 3D TV 표준화에 대한 논의를 지속하고 있다. 

입체영상의 영향력이 가장 큰 분야는 일상에서 가장 많은 시간을 소비하는 TV일 것이다. 최근 일부 3D 콘텐츠들이 TV로 상영되었다. 디즈니채널은 Hannah Montana concert를 TV로 방영했다. 이 콘텐츠를 보기 위한 3D 안경은 월마트에서 배포되었다. 새로운 3D 안경은 편광렌즈가 사용되었다. 

3D 영상은 Texas Instruments사가 제작한 DLP1)칩을 사용한 삼성전자의 3D HD TV에서도 볼 수 있다. 아직까지는 3D 디스플레이 방식으로 제작된 영상이나 게임 등은 적지만, 이러한 포맷기준을 차용한 콘텐츠는 계속 등장할 것이다. 

3D 영상 콘텐츠는 DVD또는 디지털케이블, IPTV 등이 제공하는 VOD나 일반 채널로도 유통이 가능할 것으로 보인다.  가전사, 방송플랫폼 등이 3D 신기술에 대한 표준 작업을 하고 있으며, TV의 대형화, PC 스크린의 고급화(HD, 터치스크린 등) 추세도 나타나고 있다.  

CES2008에 참관했던 관람객들은 삼성의 '3D 입체 Plasma TV'를 통해 매든 NFL 2008, 니드포스피드 프로스트리트 등 EA의 게임 영상을 접할 수 있었다. 새롭게 선보이는 삼성의 차세대 PDP는 전용 셔터글라스를 쓰고 입체적인 영상을 볼 수 있는 3D 입체 TV로, 다이나믹한 게임을 즐기에도 적합했다. 삼성의 '3D 입체 Plasma TV'에서는 사용자가 실제로 입체감을 느낄 수 있도록 탁월한 3D 게임 환경을 소비자에게 전달하고 있다. 

3D 콘텐츠 제작을 위한 3D 디스플레이스 표준 포맷은 앞으로 디지털케이블, 위성, DVD, 인터넷, IPTV 등에 적용될 것이다. 이러한 3D 디스플레이 시스템은 좌, 우 눈이 독립적으로 3D 영상을 볼 수 있도록 편광렌즈(polarized lenz)로 만들어진 안경을 여전히 사용해야 한다.

안경 없이 시청하는 3DTV

3DTV는  사실감과 현실감이 있는 3D 콘텐츠를 전송하여 다차원 감각의 효과적 융합, 지능형 인터페이스와 감성형 상호작용, 시공간의 제약을 벗어난 공유 등을 통해 이용자가 TV를 통해 3D 콘텐츠를 자연스럽게 몰입하여 즐길 수 있도록 해준다.  3DTV 표준화는 지상파 DMB, DCATV/IPTV 등을 기반으로 3D AV 콘텐츠 서비스를 제공하기 위한 방송 송수신 정합규격 및 입체영상 파일포맷 등을 정의하고 체계적으로 문서화하여 공개함으로써 2011년까지 무안경 개인형 3D 방송서비스 도입을 가능하게 하는 것을 목표로 한다.

기존 시스템과 달리 안경을 쓰지 않고도 자연스러운 3차원 입체영상을 볼 수 있는 무안경식 3D 입체 디스플레이를 기반으로, 개인형 Mobile/Desktop 단말 환경에서 3D AV를 서비스하기 위한 콘텐츠 획득/생성, 압축/전송, 렌더링/재생 요소 기술 및 방송시스템 기술개발 및 개발 기술의 원천기술 확보가 필요하다. 동시에 이러한 기술을 지적 재산권화하여 국제 경쟁력을 확보해야 한다.

3D TV는 안경을 착용해야 하는 불편함, 좁은 시야각, 콘텐츠 부족, 장시간 시청 부적합 등의 문제를 안고 있다. 이같은 과제 해결이 우선된다면, 새로운 시장 창출이 가능해질 것으로 기대된다. 3D 입체 영상을 보기위해 안경을 쓰는 방식은 번거롭다. 현재 입체영상 산업 분야에서 보다 관심을 쏟고 있는 분야는 무안경 입체 영상이다. 그동안 무안경 입체TV 개발에 많은 기업이 매진해 왔다. 일본의 BS11방송은 2007년 12월부터 3D입체영상 방송을 시범적으로 운영하고 있다. 아직까지는 장비 보급 문제로 아키하바라의 점포에서만 시범적으로 방송되고 있지만 길 가는 행인들이 아무 때나 입체TV방송을 감상할 수 있다는 점에서 의미가 있다. 무안경 3D입체영상 기술은 한 쪽 면뿐만 아니라 360도 어느 방향에서도 입체로 보여야 한다. 이러한 무안경 3D 입체기술은 이미 국내외에서 상당 부분 진전되어 있다.

CES2009 에서의 주요 화두는 3D TV였다. 3D영상을 TV를 통해서도 즐길 수 있는 3D TV가 삼성, LG, 소니, 파나소닉 등 유수의 가전사 부스를 통해 전시되었다. 3D 전용 PC 모니터는 물론이고 PS3, XBOX 등에서 3D 게임을 생생한 입체감으로 즐길 수 있었다.

3D 디스플레이 및 시스템 개발 현황 (국내)



CES 2009에서 세계 TV 시장 선도업체들은 3D TV를 차세대 TV 시장의 주역으로 꼽았다.  CES에서는 TV 제조사인 삼성전자, LG전자를 비롯해 일본의 소니, 파나소닉, 필립스 등이 3D TV 제품 전시에 나섰다.

3D TV에 관심을 보이고 있는 기업들

삼성전자는 전시회에서 3D 지원 120Hz 액정표시장치(LCD) 모니터를 비롯해 다양한 3D TV 제품들을 소개했다. 특히 안경을 쓰지 않고도 볼 수 있는 LCD TV 시제품도 선보였다. 삼성전자는 3D PDP TV를 세계 최초로 상용화한 바 있다.

삼성전자 3D PDP TV는 카메라 2대로 찍은 영상 신호를 동시에 한 화면에 보내준 뒤 특수안경을 통해 각 신호를 분리해 두 눈에 각각 비춰주는 방식이다. 북미시장에 3D DLP TV를 출시한 삼성전자는 CES 전시회에 첫 선보인 3D PDP TV를 출시하면서 '3D TV시대' 선두업체로 위상을 확고히 했다. 삼성전자는 3D TV 라인업을 점진적으로 확대하고, 보다 손쉽게 소비자가 3D 콘텐츠를 즐길 수 있는 다양한 기술을 개발해 나갈 계획이다.

LG전자는 별도의 3D존을 마련해 LCD, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 프로젝션 등 각각의 TV 방식에 대응하는 제품들을 전시했다. 

파나소닉은 터치패드를 리모콘에 적용해 버튼을 없앴다. 메뉴화면 전환에 따라 터치패드가 각각의 버튼 역할을 한다. TV가 다기능화되면서 리모콘 조작이 어려워지는 것을 보완한 기술이다. 가상 쿼티 키보드까지 구동하는 등 정밀도가 높아졌다. 이 외에도, 별도의 3D 소극장을 마련해, 초고화질(풀HD)의 더 현실적인 입체영상을 체감할 수 있도록 했다. 

필립스 역시 몇 년 전부터 무안경3D 입체TV를 만들어 보급 중이다. 기존의 입체영상이 안경을 이용해 특정 영상을 차단하는 기법을 쓴 것과 달리 필립스는 WOWvx(Wow view experiencing)기술을 통해 영상을 구성하는 점을 아홉 가지 각도 중 하나로 투영시킨다. 때문에 TV를 보는 방향이 다르더라도 입체감을 준다. 기존의 무안경 입체TV가 정면에서만 봐야 입체감이 나는 것에 비해 필립스의 무안경 3D입체TV는 방향을 덜 타는 것이다. 때문에 필립스의 무안경 3D입체TV는 길을 걷던 일반인의 눈길을 잡아끌었고, 여러 곳에서 광고나 홍보를 위해 사용되고 있다.

필립스의 WOWVX LCD & PDP TV는 화면을 보여주는 패널의 각 서브 픽셀(화면을 구성하고 있는 수백만 개의 작은 색깔 점들)을 대각선으로 가로 지르는 돌출부들이 덮고 있다. 이 돌출부는 스크린 전방에 9개 구역으로 빛을 보냄으로써 각 장면의 9개 시점을 만들어 낸다. 물론 각 시점의 각도가 약간씩 다르기 때문에 TV 앞에 앉은 시청자는 어느 위치에서든지 2개의 각도를 볼 수 있게 된다. 

국내에서도 한국전자통신연구원(ETRI)이 편광 안경을 사용하지 않는 3차원 TV 기술을 개발 중에 있는데, 방식은 필립스와 유사하다. ETRI에서 개발 중인 3차원 TV 기술은 화면의 각 픽셀에 왼쪽과 오른쪽 눈을 향하는 영상을 보여주도록 하는 것이다. 또한 픽셀 전면에 차단막 형태의 배리어를 부착해 다양한 각도에서 3차원 영상을 볼 수 있도록 한다. 배리어 방식은 2D와 3D 호환이 가능한 방식으로 활용도가 높다.

인텔, 엔비디아 등 반도체, 그래픽 전문기업들도 3D 디스플레이 기기 확산에 힘을 보태고 있다. 엔비디아는 일반 사진, 게임, 비디오 등을 3D로 즐길 수 있게 해주는 지포스기반 3D 비전을 처음 소개했다. 이 제품은 첨단 무선안경과 관련 소프트웨어의 결합으로 300여개의 PC 게임을 특정 패치 없이 3D로 전환시켜주는 역할을 한다. 엔비디아의 이 제품은 삼성전자와 뷰소닉의 120Hz LCD 모니터, 미쯔비시의 DLP TV, 라스트스피드 디자인의 프로젝터로 각각 시연되었다.

<무안경 방식의 3D 입체영상>



국내 기업인 빅아이 엔터테인먼트는 3D 입체형 디스플레이 개발 등 다양한 관련 분야에서 사업을 전개하고 있다. 이미 LG전자에 안경 없이 볼 수 있는 3D 입체형 디스플레이 소프트웨어를 납품하기도 했다. 테마파크에서 쌓은 3차원(D) 입체영상 기술을 가정 내 거실로 옮긴 것이다.  3D 전용 콘텐츠 제작기술이 있는 빅아이엔터테인먼트는 3DTV시장에 대한 기대감에 차 있다. 빅아이의 3D 전용 콘텐츠를 담은 3D 디스플레이에서 안경 없이도 눈앞에 원근감과 깊이를 실감할 수 있는 입체영상이 펼쳐진다.

3D 콘텐츠가 문제다.

3D 콘텐츠가 TV를 통해 가정까지 유통되는데에는 기술, 네트워크의 문제는 장벽이 되지 않는다. 문제는 콘텐츠이다. 3DTV를 통해 입체방송을 보기 위해서는 촬영 때부터 입체영상 촬영장비로 촬영을 해야 하는데 이 단계까지 진전되려면 좀 더 시간이 필요하다. 하지만 3D로 제작된 디지털 콘텐츠라면 손쉽게 입체영상으로 전환이 가능하다. '토이스토리와' 같은 3D 영화나 3D 게임은 3D 정보를 수치로 지니고 있기 때문에 두 대의 카메라로 다른 각도에서 동시에 촬영한 것 같은 영상물을 쉽게 만들 수 있다. 

3D 콘텐츠가 가정까지 배달되기 위해서는 일정 수의 가구가 3D TV시청이 가능해야 한다. 이런 이유로 3D TV의 보급은 긴 시간이 소요될 것이다. 

미국에서 3D 가치순환 구조에 적합한 콘텐츠는 스포츠이다. 미국은 NFL(풋볼), NASCA(자동차경주)등 스포츠 경기들이 온라인이나 케이블 방송에서 유료로 판매된다.  HD에서 3D로 화질이 확장되면 콘텐츠 제작비용은 더욱 높아질 것이다. 높아진 콘텐츠 제작비용이 수익으로 돌아오지 못하면 콘텐츠  가치사슬은 형성되기 어렵다. 브로드웨이 뮤지컬 등 공연 콘텐츠도 3D로 적합할 것이다.  3D로 제공되는 영상은 시청자가 마치 현장에 있는 것 같은 고객경험을 제공할 수 있기 때문에 생동감이 넘치는 스포츠 영상이나 배우들의 동작 동작이 살아있는 뮤지컬 등의 영상에 적용될 것이다.   

NFL등 스포츠 영상의 3D 생중계 등이 3D 콘텐츠의 저변을 확대하면서 수익성을 높여간다면 3D가 가정으로까지 유통되면서 다양한 비즈니스 모델이 만들어질 것이다. 3D는 불법 복제가 다소 어렵다는 측면에서 더욱 매력적이기도 하다.

3D TV의 진화



3DTV는 3DHDTV에서 3D UHDTV2)로 진화될 것이다.  이와함께 TV에 시점제어 기술, 멀티뷰기술, 파노라믹 뷰기술이 적용될 것이다.

시점제어 TV는 고정된 시점의 영상을 제공하는 전통적인 방송 서비스에 반하여 시청자가 화질이 탁월한 영상을 시점을 변형하여 시청할 수 있도록 해주는 맞춤형 다시점 영상 서비스이다. 시점제어형 방송은 방송 생중계 현장에서 시청자가 관심을 가질만한 다양한 장면에서의 시점제어형 영상을 멀티뷰와 파노라믹뷰 형태의 영상으로  획득하여 부호화한다. 이를 리치 미디어 저작툴을 통하여 리치미디어 저작과 부호화 패키징을 하여 시점제어형 리치미디어로 저장하거나 관리된다. 미래에는 시점제어형 리치미디어를 3D UHDTV를 통하여 파노라믹 영상이나 멀티뷰 영상으로 즐기게 될 것이다. 

3차원 영상기술은 통신·방송, 가상현실, 교육∙의료, 오락 등 여러 분야에서 응용되고 있으며, 하이비전 보다 더욱 인간의 감성에 호소하는 3DTV에 대한 기대는 고조되고 있다. 따라서 3D telepresence 시스템, 방송분야, 비방송분야(원격회의, 의료, 우주항공, 국방), 엔터테인먼트 등 전반에 걸쳐 응용될 것으로 예상된다. 미래의 TV와 통신은 스테레오스코픽 3D 와 3D 비디오, 홀로그래픽 기반 3D 영상이 주류를 이룰 것으로 예상되며,  3D-DTV, 3D-STB, 3D-PVR, 3D-DMB 등으로 확대되어 갈 것이다. 

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1. 디지털 광원 처리 (Digital Light Processing, DLP)는 프로젝터와 영상 프로젝터에 사용되는 기술이다. DLP는 1987년 텍사스 인스트루먼트에 근무하던 래리 혼백(Larry Hornbeck)박사가 개발했다. 디지털로 처리하기 때문에 깨끗한 영상을 지원하는 DLP 방식은 광원 사이에 놓인 DMD 칩이라는 자그마한 칩에 부착된 미소 거울을 이용하여 영상을 만들어내는 것으로, 이 거울들은 RGB(빨강, 초록, 파랑)과 명암 부분을 합해 총 4개로 나뉘어져 있다(때로는 노란색 부분을 추가하기도 한다.)
2. Full HDTV가 제공하는 화질보다 4배에서 16배 이상 선명한 초고화질 비디오(4K(3840x2160)해상도~8K(7680x4320)해상도)와 다채널(성능 비교 기준: 22.2 채널) 음장재현으로 시청자의 고품질 방송 서비스 품질 욕구를 만족시킬 수 있는 차세대 방송 기술로, UHDTV 콘텐츠 획득 기술, UHDTV 부복호화 및 시스템 기술, 방송/통신망에서의 UHDTV 송수신 기술, UHDTV 콘텐츠 재생 및 저장 기술, UHDTV 디스플레이 기술을 포함한다.