2009년에 '제임스 카메론(James Cameron, 1987~)' 감독의 영화 '아바타(AVATAR)'는 영상미의 신세계를 개척하여 영화사에 새로운 획을 그은 작품이다. 제82회 아카데미 시상식 '시각효과상', '촬영상', '미술상'을 수상하며 스크린의 새로운 한 장이 열렸음을 알렸다. 실제로 관객들은 아바타의 아름다운 영상미와 3D 기술을 바라보며 신선한 충격을 받았다. 마치 스스로가 화면 속 주인공이 된 듯한 현실감과 판타지적인 풍경을 직접 바라보는 듯한 입체감을 함께 느낄 수 있었다. '아바타(AVATAR)'의 메가 히트는 영화계에 3D 입체영화라는 새로운 수익 모델을 제시했을 뿐만 아니라, '3D TV', '홀로렌즈(HoloLens)', '홀로그램(Hologram)' 등 다양한 산업의 열풍을 일으켰다.
0. 목차
- '3D 디스플레이'란?
- '3D 디스플레이' 산업
- '3D 디스플레이' 종류와 원리
- '홀로그래픽 디스플레이' 연구
- '3D 디스플레이' 기술의 다양한 응용
- '3D 디스플레이' 기술 확산의 걸림돌
- '3D 디스플레이' 관련 기업
1. '3D 디스플레이'란?
'3D 디스플레이(3차원 디스플레이)'는 기존 '2D(2차원)' 영상과는 달리 사람이 보고 느끼는 실제 영상과 유사하게 사물의 깊이 및 공간 형상 정보를 인식하도록 하여, 입체감이 느껴지게 하는 하드웨어 시스템 또는 구현 기술을 의미한다. 넓은 의미로 3차원 영상을 '획득', '합성'하여 '전달', '재생'하는 하드웨어와 소프트웨어를 의미한다.
'3D 디스플레이'란 안경식 및 무안경식을 모두 포함하며, '스테레오스코픽 3D 디스플레이(Stereoscopic 3D Display)'에서 '홀로그래픽 3D 디스플레이(Holographic 3D Display)'를 포괄한다. '3D 디스플레이'의 주요 제품으로는 '안경식 3D 디스플레이', '무안경식 3D 디스플레이', '홀로그램 공연 및 전시 장치', '3D 처리 디스플레이 드라이브 IC', '3D 안경(3D Glasses)', '헤드 마운트 디스플레이(HMD: Head Mount Display)'등으로 구분 가능하다. 현시점에서는 안경 방식의 3D TV가 그 비중을 높여가고 있으며, 안경식 3D 모니터 및 노트북 형태로 그 응용 영역을 확대해 나가고 있다.
| 주요품목 | 주요 제품 및 기술 |
| 무안경식 3차원 디스플레이 | 3차원 안경, 무안경 디스플레이, '다시점 디스플레이(Multi-View Display)' |
| 3차원 영상카메라 | 양안식 카메라, '다시점 카메라(Multi View Display)', 깊이 카메라 |
| 3차원 광학부품 | 평판형 렌즈, 액정 셔터 |
| 홀로그램 디스플레이 | 홀로그램 촬영 장치, 홀로그램 디스플레이 장치, 집적 영상표시장치, 공간 부상형 디스플레이, 홀로그램 프린트, 홀로그램 구현 광학계 |
| 홀로그램 디스플레이용 부품 소재 | 공간 광 변조기, 홀로그램 광학소자 |
2. '3D 디스플레이' 산업
'3D 디스플레이(3D Display)' 산업은 '시장 진입장벽이 높은 산업', '시장 예측이 중요한 산업', '성장 가능성이 높은 산업'으로 요약할 수 있다.
- 시장 진입장벽이 높은 산업: '3D 디스플레이' 산업은 지식 집약적 장치 산업의 특성상 시장 진입장벽이 높다.
- 시장 예측이 중요한 산업: 또한 공급 과잉과 공급 부족의 주기적 반복으로 시장 예측이 중요한 산업이다. 전후방 연관 산업의 변화에 민감하고, 가격 변화 폭이 심한 편이나, 신시장인 만큼 시장 선점 시 고부가가치 창출이 기대된다.
- 성장 가능성이 높은 산업: 3D 디스플레이 산업은 초기 기술이 19세기에 이미 개발되었고, 기존 TV 기술에 약간의 기술만 들어가면 구현이 가능하다. 따라서 언제든 시장이 형성되면 성장 가능성이 높은 산업으로 주목받고 있다.
그동안 '3D 디스플레이'는 '콘텐츠가 부족한 점', '해상도가 낮다는 점', '눈의 피로 현상 발생한다는 점' 등 '소프트웨어', '하드웨어'에서 모두 문제점이 드러나, 지속적인 시장 확대로의 연결이 미비하였다. 하지만 최근 기술 진보에 의한 '제작 환경 개선', 'TV 세트 업체들의 신규 프리미엄급 제품 확대 요구', '영화계의 콘텐츠 확대' 등으로 3D 상업화의 가능성이 높아지면서 시장이 확대되고 있다.
3D 산업은 궁극적으로 '디지털 홀로그램(Digital Hologram)' 기술이 적용된 리얼 3D 입체영상이 풀 UHD TV 디스플레이를 통해 상용 서비스되면서 고부가가치를 창출할 것으로 전망된다. '3D 입체영상' 기술의 핵심인 '홀로그램 디스플레이(Hologram Display)' 기술은 '영화', '방송', '오락', '우주항공', '군사', '의료' 등 전 산업 분야에 광범위하게 응용되면서 커다란 부가가치를 창출할 것으로 기대된다.
2-1. '3D 디스플레이' 산업의 구조
디스플레이 산업은 대기업이 설비투자를 하고, 중소기업으로부터 장비 및 부품·소재를 조달 받는 전형적인 분업형 생산구조이다. 경쟁관계인 소수의 대기업과 수직 계열화된 다수의 중소기업으로 구성된다. 3D 디스플레이 산업의 후방 산업은 '3D 처리 고성능 그래픽 프로세서(GPU)', '3D 처리 디스플레이 드라이브 IC', '3D 안경(3D Glasses)', '무안경 멀티뷰(Glasses-Free Multi-View)', '3D 디스플레이용 Lenticular Lens', '렌즈 시트 집적 영상', '3D 디스플레이용 Micro Lens Array' 등 부품·소재 산업으로 구성되어 있으며, '전방 산업'은 '3D TV', '3D 광고판, '소형 무안경 3D 가전제품', '홀로그램 공연 또는 전시' 산업 등을 포함하다. 3D 인식 기술 확대로 최근 3D 게임을 비롯한 소프트웨어 시장을 중심으로 '의료', '보안', '방송' 등에 대한 기업체의 참여와 더불어 수요시장이 형성·확대되고 있다.
| 산업 구조 | 세부 |
| 후방 산업 | '3D 처리 고성능 그래픽 프로세서(GPU)', '3D 처리 디스플레이 드라이브 IC', '3D 안경', '무안경 멀티뷰', '3D 디스플레이용 Lenticular Lens', '렌즈 시트 집적 영상', '3D 디스플레이용 Micro Lens Array' 등 부품·소재 산업 |
| 3D 디스플레이 | 안경식 3D 디스플레이, 무안경식 3D 디스플레이, 홀로그램 공연 전시 장치 |
| 전방 산업 | '3D TV', '3D 광고판, '소형 무안경 3D 가전제품', '홀로그램 공연 또는 전시' 산업 등 |
3. '3D 디스플레이' 종류와 원리
일반적으로 3D 플레이는 '안경의 착용 여부', '시점' 등에 따라 종류가 구분된다. 3D 디스플레이의 종류와 원리는 크게 '스테레오스코픽 디스플레이(Stereoscopic Display)' 방식, '라이트 필드 디스플레이(Light Field Display)' 방식, '홀로그래픽 디스플레이(Holographic Display)' 방식으로 크게 3가지로 나뉜다.
| 3D 디스플레이의 종류 | 원리 |
| 스테레오스코픽 디스플레이 | 양안시차를 이용 |
| 라이트 필드 디스플레이 | 무안경 방식 |
| 홀로그래픽 디스플레이 | 3차원 홀로그램을 이용 |
3-1. 스테레오스코픽 디스플레이
- 특징: 양안시차를 이용
'양안시차(Binocular Parallax)' 방식은 가장 간단한 입체 영상 구현 방식이며, 이미 상용화가 많이 이루어진 기술이다. 인간은 좌우 눈을 통해 서로 다른 방향에서 하나의 물체를 바라보면서 대상을 입체적으로 인식하게 되는데, 이를 '양안시차(Binocular Parallax)'라고 한다. 3D 디스플레이의 대부분은 이와 같은 양안시차를 이용해 입체 영상을 구현한다. 양쪽 눈에 서로 다른 각도에서 관찰된 영상이 입력되면 두뇌작용으로 공간감을 인식하게 되는데, 흔히 2대의 카메라를 활용하거나 1대의 카메라에 2개의 렌즈를 부착시켜 서로 다른 영상을 촬영한다.
'스테레오스코픽 디스플레이(Stereoscopic Display)' 방식은 양안시차를 이용한 방식이다. 현재 상용화된 '스테레오스코픽 디스플레이(Stereoscopic Display)' 방식은 주로 '셔터안경(Shutter Glasses)' 또는 '편광안경(Polarized Glasses)'을 사용해 입체감을 느낄 수 있게 하는 방식이다 '셔터안경'은 TV에서 좌·우 눈에 보여줄 영상을 프레임별로 번갈아 보여주고, 안경도 이에 맞게 안경 자체에 탑재된 셔터를 열고 닫는 방식으로 각각의 눈에 서로 다른 시각 정보를 전달한다. 이를 통해 유발된 양안시차가 뇌에서 재구성되어 입체감을 느낄 수 있다. '편광안경'은 셔터와 다르게 프레임별로 영상을 보여주는 것이 아니라, 하나의 화면을 여러 개의 라인으로 쪼개서 좌우용 2개의 영상을 동시에 표현하되, TV 화면에 편광필름을 붙여 시청자의 편광안경과 매칭해 양안시차를 이용하는 방식이다.
그러나 '스테레오스코픽 디스플레이(Stereoscopic Display)' 방식은 수평 방향의 시차만 제공하고, 불연속적인 시점을 형성하게 되어 자연스러운 형태의 3차원 영상을 시청하기 힘들다. 그뿐만 아니라, 일반적으로 사람이 현실 세계에서 3차원 형태의 사물을 인식할 때에는 두 눈이 동공이 바라보는 수렴 방향과 수정체의 초점이 동일한 반면, 2차원 구조의 디스플레이 소자로부터 3차원 영상을 시청할 경우에는 '수렴-초점(Vergence-Accomodation)'이 일치하지 않는 현상이 나타나게 된다. 이로 인해서 입체 영상 시청자는 피로감을 느끼게 된다.
3-2. 라이트 필드 디스플레이
- 특징: 무안경 방식
'라이트 필드(Light Field)' 기술은 보는 사람의 위치에 따라 조금씩 다르게 보이는 실물의 모습을 디스플레이에서 구현함으로써, 기존보다 자연스럽고 완성도 높은 무안경 3차원 영상을 표현한다. '고해상도 3D 이미지'를 만들 수 있고, 다양한 각도에서 입체감을 제공한다. '라이트 필드 디스플레이(Light Field Display)'는 RGB 패널 위에 '격벽(Barrier)' 또는 '렌티큘러 렌즈(Lenticular Lens)'와 같은 소재를 융합해 패널에서부터 시청자의 양눈에 서로 다른 영상 정보만 입력되게끔 하는 원리이다. 이 기술은 '모바일(Mobile)', '헤드마운트 디스플레이(HMD: Head Mount Display)', '차량용 디스플레이' 등 다양한 분야에 응용될 것으로 예상된다.
3-3. 홀로그래픽 디스플레이
- 특징: 3차원 홀로그램을 이용하는 방식
3차원 방식의 경우, 실제 공간에 빛을 쏴 입체적인 빛의 흐름을 만드는 방식으로, 시청자들이 움직임과 관계없이 모든 시점에서 사물을 관찰할 수 있다. SF 영화에 자주 등장하는 '홀로그램(Hologram)'이 이와 같은 방식이다. '홀로그램'은 빛의 간섭현상에 의해 입체 영상이 구현되는 것으로, '아날로그 방식'과 '디지털 방식'이 있다. '디지털 방식'은 수학적 계산과 처리를 통해 '간섭무늬(Interference pattern)'를 만들고, 데이터로 기록하여 3D 영상을 재생하는 것이다. '간섭무늬(Interference pattern)'는 두 개 이상의 파동이 중첩하여 만드는 밝고 어두운 띠로 된 무늬이다.
4. '홀로그래픽 디스플레이' 연구
4-1. 3차원 공간 광 이미지 구현
'디지털 홀로그래피(Digital Holography)'의 3차원 공간 '광 이미지(Optical Image)'의 디스플레이 기술에 있어서 가장 기본적이며 핵심적이 소자는 빛의 '진폭(Amplitude)' 또는 '위상(Phase)'을 표현할 수 있는 소자인 '공간 광 변조기(SLM: Spatial Light Modulator)'이다. 이를 기본적인 영상 표시 장치로 이용하여 '3차원 홀로그램' 영상을 구현한다. 특히 최근의 '가상현실(VR)' 및 '증강현실(AR)' 기술의 트렌드에 발맞춰, '증강현실' 및 '가상현실'에서의 사실적이고 자연스러운 3차원 영상의 구현에 관한 연구가 주목받고 있다.
현재는 액정 또는 'MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)'를 활용한 '진폭 변조 공간 광 변조기(Amplitude Modulated Spatial Light Modulator)'와 '위상 변조 공간 광 변조기(Phase Modulated Spatial Light Modulator)'가 상용화되어 있다. 하지만 홀로그래픽 필드의 생성과 제어를 위해서는 '광파(Light Wave)'의 '진폭(Amplitude)'과 '위상(Phase)'을 동시에 독립적으로 변조하는 '복소 공간 광 변조기(Complex SLM: Complex Spatial Light Modulator)'의 개발이 필요하다.
'복소 공간 광 변조기(Complex SLM)'가 개발되면 디스플레이의 화질 특성을 획기적으로 개선할 수 있다. 뿐만 아니라 추가적인 '노이즈 필터링 시스템(Noise Filtering System)'을 필요로 하지 않으므로, '그래픽 디스플레이 시스템(Graphic Display System)'이 소형화된다. 따라서 '스마트폰'이나 '증강현실 디스플레이(Augmented Reality Display)'와 같은 '웨어러블 디바이스(Wearable Divece)', '포터블 디바이스(Portable Device)' 형태의 고화질 '홀로그래픽 디스플레이(Holographic Display)'의 구현이 가능해진다.
4-2. 공중 플라즈마 3D 디스플레이 시스템
'공중 플라즈마 3D 디스플레이 시스템(Aerial Plasma 3D DIsplay System)'은 '레이저(Laser)'를 이용하여 공기 중에 '플라즈마(Plasma)'를 발생시켜 공간상에 이미지를 생성하는 '공기 플라즈마 3차원 디스플레이'를 말한다. '플라즈마(Plasma)' 기반의 3차원 디스플레이 연구는 레이저에서 발생하는 고온의 열 때문에, '사용자와 공간상의 이미지 간에 상호작용이 불가능하다는 점'과 '피부 손상과 같은 위험성'에 대한 문제점이 제기되었다. 2016년에 일본 도쿄대학교 '요이치 오치아이' 박사 연구팀은 펄스 지속시간이 30~100fs 및 269fs인 '펨토초 레이저(Femtosecond Laser)'를 사용하여 기존의 연구들보다 더 안전한 공간상의 이미지를 만드는 시스템을 개발했다.
'공중 플라즈마 복셀(Aerial Plasma Voxel)' 형성 기술은 초기 단계의 연구 결과이다. 앞으로 빛의 '복셀(Voxel)' 위치를 '스캐닝(Scanning)'하는 '홀로그래픽 광학계(Holographic Optics System)'와 '펨토초 레이저(Femtosecond Laser)'가 보다 진보하면, 아래의 그림에서 보는 것과 같은 다양한 애플리케이션이 가능할 것으로 예상된다.
4-3. 대화면 홀로그래픽 3D 디스플레이 기술
무안경 3D 기술 중 '진폭변조 패널(Amplitude Modulation Panel)'을 이용하여 '홀로그래픽 필드(Holographic Field)'를 형성하는 기술은 빛의 '진폭(Amplitude)' 또는 '위상(Phase)'을 변조할 수 있는 '공간 광 변조기(Spatial Light Modulator)'를 이용한다. '픽셀 간의 간섭성'을 이용하여 계산하기 때문에 '픽셀 주기(Pixel Cycle)'와 '해상도(Resolution)'의 영향을 크게 받는 기술로, '넓은 시야각 기술', '대면적 기술', '고화질 홀로그램을 생성하기 위한 기술' 등 한계점을 극복하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
대면적 홀로그램을 생성하기 위한 기술로서, 21인치 'LCD(Liquid Crystal Display)'를 이용하여 '홀로그램 시스템(Hologram System)'을 구성한 연구 사례가 2019년에 나왔다. 픽셀 주기의 영향을 많이 받는 홀로그램의 특성상 수 cm 단위의 '공간 광 변조기(Spatial Light Modulator)'는 대부분 사용할 수 있었으나, 대형화하기 위해서는 시스템이 커지는 문제가 있었다. 따라서 이 연구에서는 시스템의 복잡성을 줄이기 위해 기존 렌즈보다 얇고 가벼운 '프레넬 렌즈(Fresnel Lens)'를 사용하였다. 또한 '공간 멀티플렉싱 컬러 필터(Spatial Multiplexing Color Filter)'를 '공간 광 변조기(Spatial Light Modulator)'에 덮는 방법을 이용하여, 디스플레이 구조를 단순화하면서 대형화할 수 있는 시스템을 제안하였다.
4-4. 홀로그래픽 AR 디스플레이 기술
'증강현실(AR: Augumented Reality)'은 사용자가 눈으로 보는 현실 세계에 가상 물체를 겹쳐 보여주는 기술이다. 현실 세계를 가상 세계로 보완해 주는 개념인 증강현실은 '컴퓨터 그래픽(Computer Graphic)'으로 만들어진 가상환경을 사용하지만, 주역은 현실 환경이고 컴퓨터 그래픽은 현실 환경에 필요한 정보를 추가 제공하는 역할을 한다. 사용자가 보고 있는 실사 영상에 3차원 가상 영상을 '오버랩(Overlap)'함으로써, 현실 환경과 가상화면과의 구분이 모호해지도록 한다. 종래의 증강현실 HMD 기기에서는 증강현실을 구현하기 위해 '안경형 디바이스'에 '디스플레이(Display)'와 '광학계(Optical System)'를 부착시키는 방법을 사용하고 있다. '마이크로소프트(Microsoft)'사의 '홀로렌즈(Hololens)', '구글(Google)'사의 '구글 글래스(Google Glass)', '앱손(Epson)'사의 'Epson BT-200' 등 많은 종류의 HMD 디바이스가 있으며, 이러한 방식들은 '도파관 타입(Waveguide Type)'의 AR 광학계를 채택하고 있다.
'도파관 타입(Waveguide Type)'의 증강현실 기기에는 대표적으로 '마이크로소프트(Microsoft)'사의 '홀로렌즈(Hololens)'가 있다. 일반적으로 '도파관(Waveguide)'의 표면에 회절격자가 배치되어 있는데, 전체 도파관은 입력·확장·출력 3가지의 영역의 회절 격차로 이루어져 있다. 도파관 방식의 증강현실 기기의 경우, 증강 현실 이미지가 2차원 이미지로 Far Field 영역에 결상된다. 즉, 2차원 양안 이미지를 AR로 보여주는 방식이므로, 기존 안경형 3D 디스플레이가 갖는 피로감 문제를 여전히 가지고 있다. 또한 실세계와 가상현실 이미지 간의 깊이 미스매치 문제도 해결되지 앟는 설계적 한계가 있다.
5. '3D 디스플레이' 기술의 다양한 응용
1990년대 후반부터 급속히 확산되기 시작한 개인용 휴대 단말기, 게임기기, 산업용 계측기 등의 하드웨어와 '가상현실(VR)', '증강현실(AR)' 기술발전과 함께 디지털 홀로그램 기술이 적용된 3D 입체영상 기술에 대한 응용연구가 본격화됐다. 이후 정보통신 기술과 접목되면서 '의료 산업', '교육 산업', '우주 산업', '항공 산업', '군용 전자 산업', '엔터테인먼트 산업', '통신 산업' 등에 이르기 까지 매우 다양한 산업 분야에 확산되고 있다.
특히 의료용 영상진단 기기 분야에서 매우 활발하게 응용되고 있다. '컴퓨터 단층촬영(CT: Computed Tomography)', '자기공명 영상(MRI: Magnetic Resonance Imaging)', '초음파(Ultrasonography)' 등의 의료용 영상진단기기 산업은 소득수준의 향상과 고령화 등으로 인해 시장이 지속적으로 성장하면서 고부가가치를 창출하고 있다.
| 응용분야 | 세부 |
| 교육·학습·훈련 | 모의 훈련, 모의 실험, 현장학습, 시뮬레이션, 가상 교재 등 |
| 문화·예술 | 연극 무대 설정, 그림, 조각품, 가상 전람회, 문화재 보존 등 |
| 광고·장식 | 상품, 여행, 광고, 장식용 그림, 쇼 윈도우, 가상 모델, 포스터, 제품 카탈로그 정보 등 |
| 인쇄·출판 | 시각효과, 전자책, 가상인물, 그래픽, 삽회, 그래프, 지도 등 |
| 취미·오락 | 영화, 애니메이션, 게임, 가상 스포츠 체험 등 |
| 조사·연구 | 천체 조사, 해양 조사, 물리·화학적 현상 이미지화, 전자현미경 계측, 심리 실험 등 |
| 의료분야 | 원격지료, 심리치료, CT 입체 영상, MRI 입체 영상, 인체의 입체 측정 등 |
| 제조·제어 | 원격제어, 모니터링, CAD·CAM, 로봇 제어, 정밀 계측, 항공관제 입체영상 등 |
| 방송·통신 | 입체영상 TV, 방송장비 송출 시험, 정보제공, 특수효과 등 |
| 사무·정보통신 | 입체영상 회의, 입체영상 전화, 정보 가공·저장·전달, 데이터 시각화, 입체 정보 보안 등 |
| 토목·건축 | 현장 지형 묘사, 현장 조망, CAD·CAM, 건축설계, 도시계획, 입체 측량, 입체 지도, 지리정보 등 |
6. '3D 디스플레이' 기술 확산의 걸림돌
3D 디스플레이 콘텐츠를 개발하는 전문가들을 대상으로, 3D 관련 제품을 사용할 때 가장 불편했던 점이 물어보면, 반수 이상의 응답자가 3D 디스플레이를 사용할 때 경험하는 '시각적 피로감'을 꼽는다. 3D 관련 산업의 활성화를 위해 우선적으로 해결되어야 할 부분이 무엇인고 설문조사를 하면, 역시 반수 이상의 응답자가 '시각적 피로감' 문제의 해결을 꼽는다. '시각적 피로감'은 3D 디스플레이를 시청하기 시작한 후 약 30분을 전후해서 나타나는 것으로 알려져 있다. 하지만 실제 시각적 피로감을 유발하는 요인이 어떤 '매개변수(Parameters)'를 갖느냐에 따라 더 빨리 나타날 수도 있고 30분 보다 더 느리게 나타날 수도 있다.
세계 표준화 기구 산하 영상 안정성 관련 협의기구의 보고서는 영상물 제공에서 고려해야 할 안정성 측면을 다음과 같이 3가지로 요약하여 제시하고 있다. 첫 번째는 '광과민성 발작(Photosensitive Epileptic Seizures)', 두 번째는 '시각 운동 유도 멀미(Visual-Induced Motion Sickness)', 세 번째는 '시각적 피로(VIsual Fatigue)'이다.
3D 시청에 따른 '시각적 피로와 불안정'의 증세로는 '눈의 피곤함(Eyestrain)', '눈의 무겁게 느껴짐(Eye Fell Heavy)', '이중상(Double Vision)', '눈의 건조(Dry Eyes)', '머리가 무거워짐', '멀미 증상(Nausea)', '현기증(Giddiness)', '두통(Headache)', '어깨가 뻣뻣해짐', '어깨 아픔', '등의 아픔' 등이 있다. '시각적 피로와 불안정'의 객관적 평가 방법으로는 '임계 융합 주파수(CFF: Critical Fusion Frequency)', '시각적 유발 전위(VEP: Visually-Evoked Potentials)', '자율 신경계(ANS: Autonomic Nervous System)' 등이 있다.
- 임계 융합 주파수(CFF: Critical Fusion Frequency): 휘도나 색이 다른 2종류의 빛이 교대로 깜박일 때, 정상적인 광자극으로 느껴지는 반복 주파수의 최소치를 말한다. 즉, 반복하는 주파수를 증가시키면 어느 주파수 이상부터 빛이 항상 켜져 있는 것으로 느끼게 되어, 깜박임을 느끼지 못하는 최소 주파수를 말한다.
- 시각적 유발 전위(VEP: Visually-Evoked Potentials): '시각적 유발 전위(VEP)'는 빛 자극이 망막에서 시신경을 거쳐 시각 피질로 이어져온 신호로, 시각 피질에 기록된 전위를 말한다.
- 자율 신경계(ANS: Autonomic Nervous System): '자율신경계(ANS)'는 말초신경계통에 속하는 신경계로, 우리 몸속의 장기와 심장, 외분비샘, 내분비샘을 통제하여 우리 몸의 환경을 일정하게 유지하는 역할을 한다. 자율신경계는 교감신경과 부교감신경으로 나눌 수 있다. '교감신경'은 위급한 상황에 빠졌을 때 빠르게 대처할 수 있는 역할을 하며, '부교감신경'은 위급한 상황에 대비하여 에너지를 저장해두는 역할을 한다.
7. '3D 디스플레이' 관련 기업
7-1. 에이브이 콘셉트(AV Concepts)
- 국적: 미국
- 특징: 최첨단 기술을 사용하여 화려한 하이테크 홀로그램과 같은 맞춤형 시청각 솔루션 제공
'에이브이 콘셉트(AV Concepts)'는 미국의 애리조나주 '템피(Tempe)'에 본사를 두고 있는 홀로그램 창작 회사이다. 최첨단 기술을 사용하여 '일반 세션 서비스', '소규모 회의 솔루션', '프로젝트·콘텐츠 관리', '이벤트 무대' 등에 있어서 참석자를 환영하는 화려한 '하이테크 홀로그램(High Tech Hologram)'과 같은 적합한 맞춤형 시청각 솔루션을 제공하고 있다.
일례로 2012년 4월 미국 캘리포니아주 '인디오(Indio)'에서 열리는 '코첼라 페스티벌(Coachella Valley Music and Arts Festival)'에서 지난 1996년 사망한 '투팍(2pac)'을 홀로그램을 통하여 부활시키는 이벤트를 연출하여 뮤지션 '닥터 드레(Dr, Dre)'와의 합동 공연을 하였다. 'AV Concepts'사는 약 4분 35초간 이루어진 합동공연에서 기술적인 연출을 담당했으며, 첨단기술을 동원하여 완벽하게 투팍의 모습과 제스쳐를 재현해내었다.
7-2. 이온 리얼리티(Eon Reality)
- 국적: 미국
- 특징: 혁신적인 3D 리테일 솔루션 'EON Interactive Mirror'
'이온 리얼리티(Eon Reality)'는 3D 가상현실·증강현실 토탈 솔루션을 제공하는 선도 기업으로, 차세대 가상현실·증강현실 도구를 만들고 있다. 1999년 미국 캘리포니아주 어바인에서 창업한 Eon Reality는 가상현실 소프트웨어와 교육 콘텐츠 분야의 강자로, 혁신적인 3D 리테일 솔루션인 EON Interactive Mirror를 제공하고 있다.
EON Interactive Mirror는 Eon Reality의 소프트웨어 플랫폼으로 구동되며, 다양한 남성용·여성용 패션 라인과 액세서리를 갖추고 있어, 사용자는 손을 가볍게 움직여 1000가지 조합으로 옷을 'Mix And Match'할 수 있다. 미러 이미지 위에 가상의 3D 의류 및 액세서리의 전체 360도 보기 기능 제공하고, 사용자의 신체 움직임에 따라 옷·액세서리의 역동적인 3D 움직임이 가능하여 새롭고 흥미로운 개념을 제공함으로써 더 많은 고객 유치에 기여할 수 있다.
7-3. 플라이트 세이프티 인터내셔널(Flight Safety International)
- 국적: 미국
- 설립: 1951년
- 특징: 고객의 요구에 맞게 특별히 설계된 첨단 기술 시뮬레이터 'Full Flight Simulator'를 제공하여 전세계 항공안전에 크게 기여
'플라이트 세이프티 인터내셔널(Flight Safety International)'은 미국 뉴욕주 뉴욕에 본사를 두고, 고객의 요구에 맞게 특별히 설계된 '첨단 기술 시뮬레이터', '시각 시스템 및 디스플레이'를 제공하여 전 세계 항공 안전에 크게 기여하고 있다.
'플라이트 세이프티 인터내셔널(Flight Safety International)'이 개발하고 제조한 'FS100 Full Flight Simulator'는 'FlightSafety International Visual System'과 결합하여, 전례 없는 교육 현실감을 제공한다. VITAL Visual System은 조종사의 안전을 향상시키기 위해 설계된 사실적이고 상세한 고해상도 뷰를 갖춘 시뮬레이터 교육을 제공한다. 또 'Evolution 360 Dome Display'라는 제품은 '고속 제트', '전술회전익' 등의 애플리케이션을 포함한 전문 훈련을 위한 효과적이 도구이다. 이 디자인은 수직으로 135°, 최대 360°의 수평시야를 허용한다.
7-4. 홀로 디스플레이(HoloDisplay)
- 국적: 미국
- 설립: 2001년
'홀로 디스플레이(HoloDisplay)'사는 '프론트·리어 프로젝션(Front·Rear Projection)' 애플리케이션용 고성능의 견고한 '아크릴 스크린(Acrylic Screen)'의 개발을 저문으로 하고 있다. '홀로 디스플레이(HoloDisplay)'는 50년 이상의 경험을 바탕으로 '스포츠 바 스크린(Sports Bar Screen)'이나 '프론트·리어 프로젝션 스크린 및 시스템'과 같은 단순한 것에서부터, '홀로 멀티스크린 시스템(Holo Multi-Screen System)'처럼 복잡한 것에 이르기까지 모든 유형의 디스플레이를 설계·제작하고 있다.
'홀로 디스플레이(HoloDisplay)'의 'HoloDark Rear Projection Screens'은 '3D 프로젝션 디스플레이(3D Projection Display)'에 사용될 수 있다. 'HoloDark Rear Projection Screens'은 '3D 프로젝션(3D Projection)' 및 '편광 안경(Polarized Glasses)'과 함께 사용하여 놀라운 3D 경험을 가능케 한다.
7-5. 코레텍 그룹(Coretec Group)
- 국적: 미국
'코레텍 그룹(Coretec Group)'은 미국 오클라호마주 Tulsa에 본사를 두고 고부가가치 실리콘 전구체 '시클로헥사실레인(Cycclohexasilane)' 및 '3D 볼류메트릭 디스플레이(3D Volumetric Display)' 개발을 주력사업으로 하고 있다.
CSpace™는 고해상도 '풀 컬러(Full Color)'의 3D 이미지를 생성하도록 설계된 고유한 3D 디스플레이 기술이다. 이 기술은 특수한 보조 도구나 안경이 필요하지 않으며, 장시간 사용에도 눈에 피로를 유발하지 않는 장점이 있다. CSpace™ 기반 디스플레이는 '의료 이미징(Medical Imaging)', '승객 수하물 스캔', '화물 스캔', '지리 공간 탐사', '교육·훈련 애플리케이션', '엔터테인먼트 애플리케이션(Entertainment Application)', '항공 교통 관제 시스템(Air Traffic Control System)', '군사용' 등 잠재적 애플리케이션에서 응용될 수 있다.
7-6. 복슨 포토닉스(Voxon Photonics)
- 국적: 오스트레일리아
'복슨 포토닉스(Voxon Photonics)'는 3D Volumetric Display 개발사로, 오스트레일리아 사우드오스트레일리아 주 Clovelly Park에 본사를 두고 있다. '복슨 포토닉스(Voxon Photonics)'의 '3D Voumetric 기술'은 디지털 콘텐츠에 생동감을 부여하고, 3D 경험을 방해하지 않으면서 사람들이 협업적으로 시각화, 의사소통, 학습 및 즐길 수 있도록 도울 수 있다. 별도의 안경을 필요치 않다.
'복슨 포토닉스(Voxon Photonics)'의 제품으로는 'THE VOXON VX1', 'THE VOXON Z3D' 등이 있다. 'THE VOXON VX1'은 세계 최초의 상용제품으로, 모든 각도에서 객체 및 애니메이션을 볼 수 있다. '교육', '데이터 시각화', '경험적 마케팅', '의료 이미징' 등에 적합하다. 'THE VOXON Z3D'는 Tokyo Game Show 2018에서 소개된 제품으로, 세계 최초 3D 홀로그램 아케이드 게임 머신이다.
7-7. 라이트 스페이스 테크놀로지(Light Space Technologies)
- 국적: 라트비아
'라이트 스페이스 테크놀로지(Light Space Technologies)'사는 'Volumetric', '다엽기(Multi Plane)', 'Holographic 3D 이미지 디스플레이' 용 핵심 기술을 개발하는 회사이다. '라트비아(Latvia)'는 북유럽의 인구 200만 정도의 작은 나라로, 본사는 '라트비아(Latvia)'의 '마루페 시(Marupes novads)'에 본사를 두고 있다.
'라이트 스페이스 테크놀로지(Light Space Technologies)'는 '소비자 제품', '자동차 제품', '전문 제품'까지 모두 공급하고 있다. '소비자 제품'으로는 엔터테인먼트 및 게임용 VR·AR 헤드마운트 디스플레이 제품이 있고, '자동차 제품'으로는 운전자 앞에 배치되는 3D 이미지 VR·AR 헤드업 디스플레이 제품이 있으며, '전문 제품'으로는 의료용·항공용·방위용 등의 제품이 있다.
7-8. 홀로그라피카 Kft(Holografika Kft)
- 국적: 헝가리
'홀로그라피카 Kft(Holografika Kft)'는 real 3D 디스플레이 기기, 소프트웨어 애플리케이션, 카메라 및 3D 데이터 압축 솔루션을 포함하는 'glasses-free 3D 시각화' 분야에서 독접적인 '라이트 필트 기술(Light Field Technology)'를 개발하였다. 그외에도 여러 특허 및 상표를 보유하고 있다.
'홀로그라피카 Kft(Holografika Kft)'는 2004년부터 독점적인 '3D HoloVizio 디스플레이 시스템'을 개발하여 판매하고 있다. 또 대규모 '리어 및 프론트 프로젝션 시스템'을 비롯하여 '풀 앵글 30" 모니터 스타일의 디스플레이 개발을 완료하였다.
7-9. 홀로테크 스위스 AG(HoloTech Switzerland AG)
- 국적: 스위스
'홀로테크 스위스 AG(HoloTech Switzerland AG)'는 스위스와 헝가리에 사업장을 두고 있는 '홀로그램 프린트(Hologram Print)' 회사이다. 2017년 9월에 업계 선도 기업 중 하나인 미국의 '지브라 이미징(Zebra Imaging)'의 '3D 홀로그램 이미저 및 프린트' 사업을 인수하였다. '홀로테크 스위스 AG'는 자체 홀로그램 영상 기계를 공급하고 있다.
7-10. 글림 스크린 인터내셔널(Glimm Screens Internationals)
- 국적: 네덜란드
- 설립: 2000년
- 특징: 투명 디스플레이 기술의 선두 주자
'글림 스크린 인터내셔널(Glimm Screens Internationals)'는 '홀로그램용 투명필름', '투명 LED 디스플레이', '투명 3D LCD 디스플레이', '투명 유리스크린', 등 최신 투명 디스플레이 기술의 선두 주자이다. Glimm Screens Internationals사는 '실내·실외 사용을 위해 유리 및 아크릴과 같은 서로 다른 투명 재료에 부착할 수 있는 대화형 터치 솔루션', '홀로그램 솔루션 및 대화형 3D 솔루션'을 위한 특수 필름 및 포일을 제작하는 사업을 영위하고 있다.
'글림 스크린 인터내셔널(Glimm Screens Internationals)'는 네덜란드 Zwolle에 위치한 공장에서 다양한 유형의 홀로그램 필름을 제조하고 있다. Glimm Holographic Films™은 '홀로그램 프로젝션(Hologram Projection)'을 위한 '프로젝션 필름(Projection Film)'으로 100%, 95%, 50% 투명필름을 사용할 수 있다. 또한 Glimm Screens Internationals의 터치스크린 기술을 통해, 모든 홀로그램 프로젝션은 '상호작용이 가능한 홀로그램(Interactive Hologram)'으로 만들 수 있다.
7-11. 오버다임(Overdigm)
- 국적: 한국
- 특징: '다시점 3D 랜더링 기술' 및 '필터 제작 기술' 보유
'오버다임(Overdigm)'은 독자적인 '다시점 3D 랜더링 기술(Multi-View 3D Rendering Technology)' 및 '필터 제작 기술(Filter Manufacturing Technology)'을 보유한 기업이다. '오버다임'은 한국·미국·중국에서 '3D 디스플레이 배리어(3D Display Barrier)' 제조, 즉 '이미지 매핑(Image Mapping)' 특허를 획득하고, 이 기술로 '3D 디스플레이(3D Display)' 생산·유통 사업을 영위하고 있다.
'오버다임(Overdigm)'은 2019년 기준, 전 세계 유일의 200인치 이상 초대형 3D 디스플레이 제작 기술을 보유하고 있다. 2019년 6월 서울역 역사에서 세계 최초로 '254인치 무안경 3D LED 전광판' 설치 및 영상시연 행사를 열었다.
7-12. 퓨처월드(FUTURE WOLRD)
- 국적: 한국
- 설립: 2017년 11월
- 특징: 3D 홀로그램 디스플레이 '크레뷰(CREVIEW)'
'퓨처월드(FUTURE WORLD)'는 인천시 미추홀구에 사업장을 두고 '3D 홀로그램 LED 디스플레이(3D Hologram LED DIsplay)' 개발·제조, '3D 콘텐츠(3D Contents)' 제작·공급 사업을 영위하고 있다. '퓨처월드'의 주요 제품은 초소형 RGB LED 불빛을 이용한 눈의 착시현상을 활용한 3D 홀로그램 디스플레이 '크레뷰(CREVIEW)이다. 'C200(Wi-Fi)', 'C300' 등의 제품군을 보유하고 있다.
7-13. 현선 디스플레이
- 국적: 한국
- 특징: '디지털 사이니지' 및 '터치 DID' 제작 전문회사
'현선 디스플레이'는 '디지털 사이니지(Digital Signage)' 및 '터치 디지털 정보 디스플레이(Touch DID: Touch Digital Information Display)' 전문 회사이다. '키오스크(Kiosk)', '투명 디스플레이(Transparent Display)', '멀티 비전(Multi Vision)', '미러 디스플레이(Mirror Display)', '홀로그램(Hologram)' 등 다양한 'DID(Digital Information Display)'를 제조하고 있다. '홀로그램(Hologram)'은 3차원 영상으로 된 입체 사진으로, '홀로그래피(Holography)'의 원리를 이용하여 만들어지며, 입체상을 재현하는 간섭 줄무늬를 기록한 매체이다. '현선 디스플레이'는 '단면형', '3면형' 등 다양한 홀로그램 제품의 전시 및 설치 공사를 수행하였다.
7-14. 코텍(Kortek)
- 국적: 한국
- 설립: 1987년 3월
'코텍(Kortek)'은 여러 가지 '상업용 디스플레이' 개발·제조·판매 사업을 영위하고 있다. '코텍(Kortek)'의 '게이밍 디스플레이(Gaming Display)'는 글로벌 시장을 선도하고 있으며, 세계 유명 카지노에서 널리 사용되고 있다. 3D Display는 무안경 기술을 적용하여 눈앞에 있는 듯한 생동감 넘치는 콘텐츠를 제공하고 있다.