신비한 3D 입체영상의 세계
내 눈도 꽤 쓸 데가 있더라고요~

동서대 신동학 교수 연구팀이 파리 눈을 모방한 렌즈(동그라미 및 확대 부분)를 이용해 장난감 자동차를 살펴보고 있다.
'2019년 대한민국 특수부대 전투요원들이 한국인 인질들을 납치한 테러리스트 소굴로 은밀하게 접근한다. 그러나 울창한 밀림 때문에 적 감시병 위치를 파악하지 못해 애를 먹는다. 이때 한 병사가 이상한 모양의 쌍안경, 일명 '파리 눈'을 꺼내 밀림 속을 들여다 보자 숨어 있던 감시병들이 훤하게 드러난다. 특수부대는 감시병을 처리하고 인질구출작전에 돌입한다.'

이상은 조만간 등장할 새로운 3D 입체영상 기술이 활용될 수 있는 예를 상상해본 것이다. 부산 동서대 IAI연구센터(소장 이병국)의 신동학 교수 연구팀은 파리 눈을 모방한, 새로운 3D 입체영상 기술을 개발하고 있어 흥미를 끈다. 신비한 3D 입체영상의 세계가 긍금하다.

3D 입체영화볼 때 '어질어질'하다?

현재 우리가 흔히 접하는 3D 입체영상은 인간의 두 눈을 모방한 원리로 구현된 방식이다. 즉 사람은 두 눈을 가지고 양안 시차의 원리로 사물의 원근과 윤곽을 파악하여 사물을 입체적으로 인식한다. 그러나 기존 3D 입체영상은 스크린 위에 인공적인 양안시차를 만들고 특수 안경을 사용해 사물을 입체적으로 만든 것이다. 이 때문에 입체 영상이 부자연스럽고 어지러움과 같은 부작용 때문에 장시간 시청이 어렵다.

신 교수의 말이다. "강제로 3D 입체영상을 만들면 뇌는 스크린 밖으로 돌출된 3D 입체영상을 인식하지만 막상 눈으로 보면 아무것도 없다. 뇌의 정보처리에 '엇박자'가 생긴다. 이 때문에 어지럽고 머리가 아파 오랫동안 시청할 수 없다."

또 SF 영화나 박물관에서 볼 수 있는 '홀로그램'은 해상도가 떨어져 크게 만들기 어려운 단점이 있다. 또 컬러 영상 구현에도 어려움이 있다. 그렇다면 대안은 없나?

해결책은 파리 눈에서 찾는다!

신 교수를 비롯해 수많은 연구팀이 파리 눈과 같은 곤충의 눈에서 해결책을 찾고 있다. 파리와 잠자리 눈을 자세히 보면 수만 개의 낱눈이 있다. 파리는 각각의 낱눈에 서로 다른 영상 정보를 얻은 다음 이를 조합돼 사물을 인식한다. 신 교수는 "파리 눈과 같은 유사한 형태의 광학렌즈를 배열해 기초 영상을 얻은 다음 이를 적절하게 조합해 3D 입체 영상을 얻는 것이 기본 원리"고 설명한다. 수만 개의 낱눈은 사물을 서로 다른 각도에서 기록한 영상들이기 때문에 이를 조합하면 3D 사물의 모든 정보들을 얻을 수 있다는 설명이다. 바로 집적 영상(integral imaging) 기술이다.

3D 사물과 CCD(고체촬영소자) 카메라 사이에 파리 눈과 같은 렌즈를 배열시킨 후 기초 영상을 얻는다. 이를 LCD(액정 표시 장치)와 같은 디스플레이 장치와 광학렌즈를 통과시키면 공간상에 3D 사물에 대한 입체 영상을 생성할 수 있다.

집적영상기술, 응용 '무한대'

집적 영상 기술은 영화 영상 분야는 물론 군사용과 천체 관측, 신약 개발 등 응용 분야가 무궁무진할 것으로 기대되고 있다. 예를 들면 차세대 방송에 활용할 수 있다. 이미 일본 NHK에서는 이를 차세대 방송 기술로 보고 활발하게 개발하고 있다는 게 신 교수의 설명.

군사용으로 활용되면 숲이나 바위 뒤 숨은 적의 탱크를 손쉽게 찾을 수 있다. 스파이위성에 적용하면 구름이 낀 날도 정찰이 가능하기 때문에 미 국방부는 이 신기술에 높은 관심을 보이고 있다.

신약개발에도 도움이 된다. 암세포나 각종 세균, 단백질 구조를 3차원 입체영상으로 볼 수 있어 신약개발, 질병퇴치에 도움이 된다는 것이다.

신 교수 연구팀은 2년 전부터 인공 파리 눈 렌즈에서 얻은 기초영상을 복원하는 원리를 밝혀내고 신호를 해석하는 연구를 진행했다. 그동안 3D 영상 분야의 최고 저널인 미국광학학회지(Optics Express)에 총 20여 편의 논문을 발표하는 성과를 얻었다. 현재 신 교수 연구팀은 이를 토대로 서울대와 광운대 연구팀과 함께 360도 관측이 가능한 3D 입체 영상 연구를 진행하고 있다. 임원철 기자 wclim@busanilbo.com
/ 입력시간: 2008. 06.02. 09:34