위키원
3D TV
3D TV(turntable)은 왼쪽, 오른쪽 눈에 보이는 영상에 차이를 둬 눈앞에 생생한 영상이 입체적으로 나타나 현실감을 제공하는 제품이다.[1]
개요
3D TV는 3차원 물체를 입체적으로 볼 수 있도록 한 텔레비전을 말한다. 보통은 2대의 카메라를 이용하여 양쪽 눈의 시차에 상당하는 각기 다른 화면을 전송 표시하는 2안식을 이용한다. 두 화면의 합성 분리 방법으로는, 두 브라운관 위의 화면을 하프 미러로 합성하고 우안상과 좌안상을 색 필터나 편광 필터로 분리하는 방법과 셔터를 이용하여 양쪽 눈에 교대로 영상이 보이도록 하는 시분할 방식이 있다. 안경 등을 필요로 하지 않는 다안식으로는 렌티큘러판과 브라운관을 조합한 방법도 제안되고 있다.[2]
상세
대한민국도 일찍이 문화 산업의 가능성을 파악하고 이의 경쟁력을 끌어올리기 위한 여러 가지 시도를 하고 있다. 양질의 콘텐츠를 어떻게 생산하느냐가 중요한 문제이긴 하지만, 그에 못지않게 대중화를 위해 미디어 산업과 어떻게 결합시키느냐가 결정적인 역할을 한다. 영화에서 시작된 3차원 영상 체험이 일반 가정으로 들어오고 있다. 세계적으로 영화와 게임 등 콘텐츠 산업과의 연계 효과를 극대화하기 위해 블루레이 플레이어와 3차원 입체 텔레비전(3DTV)이 보급되고 있으며, 이를 통해 3차원 영상을 가정에서도 볼 수 있게 되었다.
그 가운데 텔레비전은 우리 가정 가까이에 있는 것이라 그 파급력이 절대적이다. 조금씩 보급되고 있는 3D TV는 입체영화와 함께 가장 핵심 역할을 할 것이다. 3D TV는 블루레이 플레이어에 의한 3D 입체영화에서 시작되어 점차 확대되면서 가정으로 진입할 것으로 보인다. 우선 특수 안경을 착용하고 시청하는 '스테레오(양안식) 3D TV' 보급이 확대될 것이고, 블루레이 디스크 플레이어나 게임기를 통해서 3D 콘텐츠가 소비될 것이다. 본격적인 3D TV 보급은 지상파, 케이블, 위성, IPTV 등의 방송 매체를 통해 언제라도 3차원 영상을 볼 수 있는 환경이 마련될 때 이루어질 전망이다.
3DTV의 핵심은 입체적으로 동영상을 표현할 수 있는 3D 디스플레이다. 앞에서 살펴보았듯이 3D 입체영상의 역사가 100여 년이 넘었음에도 불구하고 실제로 3DTV가 가정에 보급되기 시작한 것은 최근의 일이다.
이미 대한민국에서는 2002년 한일 월드컵 경기 기간에 특수 안경을 착용하고 보는 3DTV를 통한 실시간 축구경기 중계 시범 서비스가 전국적으로 실시되었다. 일본에서도 위성 3D 방송을 하고 있고, 미국 스포츠 채널 ESPN이 2010년 6월 남아공 월드컵 경기를 위성 3D로 중계했으며, 다큐멘터리 채널 디스커버리는 2011년부터 미국에서 처음으로 위성이나 케이블을 통해 3DTV 서비스를 시작한다. 영국도 2010년에 위성을 통해 3D 방송을 시작하고, 2012년 런던 올림픽을 3D로 중계할 예정이다.
대한민국은 세계 HDTV 시장에서 시장 지배력이 가장 크다. 이를 더욱 확대하고 지속하기 위해 더 나아가 앞으로 다가올 3DTV 시대를 맞이하여 착실히 준비도 해왔다. 이미 위성과 케이블 텔레비전을 통해 3DTV가 실험적으로 방송되고 있고, 2010년 10월에는 세계 최초로 풀HD 방식의 3DTV를 지상파 방송으로 실험방송을 시작하였다. 또한 대한민국이 세계 최초로 상용화한 이동형 텔레비전인 지상파 DMB 및 위성 DMB를 이용해 2011년 대구 세계 육상 선수권 대회에서 무안경식 3D DMB 시범 서비스가 제공될 것이다. 더구나 2012년 말 아날로그 텔레비전 방송이 종료되면 2013년부터 지상파를 제외한 모든 매체에서 3DTV 방송이 본격화될 것이다.
3D 디스플레이도 3DTV뿐 아니라 프로젝터, 컴퓨터용 모니터, 개인 멀티미디어 단말기 등으로 확대될 것이다. 특수 안경을 사용하지 않고 볼 수 있는 3D 휴대전화나 디지털 카메라, 캠코더가 곧 보편화될 것이다. 무안경식 3DTV는 한 단계 늦어지겠지만, 안경식 스테레오 3DTV가 산업화에 성공하면 의외로 빠른 속도로 발전할 가능성이 높다.
더불어 기존 HDTV의 16배 해상도로 70mm 영화급의 비디오를 볼 수 있는 UHDTV(Ultra High Definition TV) 기술 개발도 시작되어 장래에는 초고화질 디스플레이와 결합한 무안경식 3DTV나 홀로그래피를 이용한 진정한 3DTV가 선보일 것이다. 3차원 입체 디스플레이를 기반으로 한 초기 실감미디어인 3DTV 분야는 세계적으로 본격적인 산업화가 시작되었다. 방송이나 통신을 비롯해 영화, 게임, 광고, 의료, 국방 등 그 응용 분야가 무궁무진하다.
2012년 말에 아날로그 텔레비전은 그 생명력을 다하고 모든 텔레비전 방송이 디지털로 전환될 것이기 때문에 이를 겨냥한 여러 형태의 텔레비전이 시장에 출현하고 있다. 예를 들어 비교적 화면 크기가 작은 PMP(Personal Multimedia Player)형에서부터 패드형, 그리고 대형 디스플레이를 기본으로 한 스마트 TV(Smart TV) 등이 대표적이다. 초기의 패드형 3DTV는 안경식 또는 무안경식으로 영화나 비디오를 3D로 볼 수 있고, '2D-3D' 디스플레이 변환 기능도 있어 상황에 맞게 화면을 조절해 볼 수 있다.
요즘 많이 선보이고 있는 스마트 TV는 사용자 친화적인 그래픽 유저 인터페이스(GUI : Graphical User Interface, 사용자가 컴퓨터와 정보를 교환할 때에 그래픽으로 작업할 수 있는 환경)와 입력 장치를 이용하여 편의성을 극대화하고 있다. 스마트 TV가 무한대에 가까운 콘텐츠를 이용할 수 있게 하는 가장 손쉬운 도구가 될 것으로 기대된다. 스마트 TV의 GUI는 실시간 방송, 주문형 비디오(VOD : Video On Demand, 통신망에 연결해 필요한 영상을 아무 때나 제공해 주는 맞춤 영상 정보 서비스) 서비스 등 프리미엄 콘텐츠, 앱 스토어, 선호 채널, 추천 콘텐츠 등 친숙한 그림을 한 화면에 배치한다.
특히 기존 바 형태의 리모컨 외에 손동작을 인식해 작동하는 모션 감지 리모컨과 컴퓨터 마우스 모양의 리모컨이 추가되어 마치 컴퓨터를 쓰듯 편리하게 조작할 수 있다. 또 앱 스토어의 텔레비전 전용 애플리케이션을 오락, 게임, 생활, 교육, 뉴스 · 정보 등 카테고리로 구분해 사용자의 취향에 따라 최신 인기 애플리케이션을 내려 받아 즐길 수 있도록 했다. 특히 유튜브(YouTube), 맥스돔(Maxdome), 오렌지(Orange), 스포츠 중계 등 여러 가지 최신의 프리미엄 콘텐츠를 곧바로 즐길 수 있다.[3]
3D TV의 원리
TV는 19세기 말에 개발이 시작되어 20세기 초에 이르러 완전히 실용화되었다. 그리고 시간이 지나면서 보다 현실적인 화면을 구현하기 위한 여러 가지 기술이 TV에 더해졌다. 칙칙한 흑백에서 화사한 컬러로, 선명도가 떨어지는 SD급 화질에서 깔끔한 HD급 화질로 발전한 것이 대표적인 변화다.
TV - 컬러로, 고화질로, 이제는 입체로
하지만 화면의 색감과 선명도가 아무리 향상된다고 해도 실제로 눈으로 보는 듯한 공간감/입체감을 TV에서 느끼기는 어려웠다. 사람의 눈은 2개이기 때문에 실제 사물을 볼 때 양쪽 눈은 각각 조금씩 다른 각도로 사물의 형태를 인식한다. 이렇게 두 눈에 들어온 영상 신호가 합쳐져 하나의 영상으로 인식되는 과정에서 두뇌는 각 사물의 3차원(3D)적인 원근과 깊이(입체감)를 인지하게 된다. 하지만 TV는 2차원(2D) 평면상에 영상을 표시하므로 보는 각도가 달라져도 두 눈에 전달되는 영상은 동일하다. 이 때문에 실제로 사물을 보는 것과 같은 입체감을 느낄 수 없기 마련이다. 하지만 이를 반대로 생각하여 양쪽 눈에 각각 다른 각도의 영상을 보여줄 수 있다면 평면에 표시되는 영상을 볼 때도 실제 사물을 보는 듯한 입체감을 느낄 수 있을 것이다. 사람들은 진작부터 이러한 사실을 알고 있었지만 문제는 이를 구현하는 3D 디스플레이(3D Display) 기술이었다.
초기형 3D 디스플레이의 형태
구멍이 2개 뚫린 통, 혹은 쌍안경 모양의 장치의 내부나 전면에 각각 다른 각도로 찍은 사진을 2장 배치하고 이를 각각의 눈으로 보게 하여 입체 영상을 구현하는 스테레오스코프(stereoscope)가 19세기 초에 이미 나왔을 정도이니 입체 영상의 역사는 상당히 오래되었다고 할 수 있다. 다만 이런 원시적인 입체영상 구현 방식으로는 동시에 여러 명이, 혹은 큰 화면으로 감상하는 것이 불가능 하기 때문에 한계가 명확했다. 이 때문에 개발된 것이, 2개 각도의 영상을 한번에 표시할 수 있는 영상 표시장치, 그리고 양쪽 영상을 정확히 나눠 양쪽 눈에 각각 전달하는 기능을 가진 안경을 함께 사용하여 입체 영상을 구현하는 방식이다. 그런데 이러한 안경을 이용한 3D 디스플레이 구현도 여러 가지 방식이 존재하는데 가장 기초적인 것이 바로 적청 안경(Anaglyph) 방식이다.
적청 안경 방식은 하나의 사물을 2개 각도로 촬영한 뒤 각 각도의 영상을 청색과 적색으로 구성한다. 그리고 양쪽 영상을 겹쳐서 표시한 뒤 한쪽은 적색, 또 한쪽은 청색 렌즈를 갖춘 안경을 착용해 이를 감상하면, 각각의 눈에 해당 렌즈의 색에 해당하는 영상만 보이기 때문에 입체감을 느낄 수 있다. 적청 안경 방식은 구현 원리가 간단하기 때문에 복잡한 기술이나 고가의 장비가 필요하지 않다는 장점이 있으나색감을 정확히 표현하기 어렵다는단점이 있다.그래서 1980년대 이전까지 놀이공원이나 극소수의 영화 상영관 등에서 제한적으로 쓰이는 정도였고 TV에는 적용되지 않았다.
3D 영화의 열풍과 함께 찾아온 본격적인 3D TV의 시대
입체 영상을 즐길 수 있는 TV, 즉 3D TV가 본격적으로 시장에 보급되기 시작한 것은 원본의 색감을 훼손하지 않고도 입체영상을 볼 수 있는 영상 기술의 개발, 그리고 2009년에 개봉해 세계적으로 높은 인기를 끈 영화 '아바타'의 역할이 컸다. 특히 아바타는 입체 영상의 품질 면에서 높은 평가를 받아 입체 영상에 대한 일반인들의 인식을 크게 향상시켰는데, 각 TV 제조사에서도 때마침 이때를 즈음하여 다수의 3D TV를 출시하기 시작하여 본격적인 3D TV보급의 시대를 열었다. 3D TV는 일반적으로 크게 편광 안경(Polarized glasses) 방식과 셔터 안경(Shutter glasses) 방식으로 나뉜다(2015년 현재). 양쪽 방식은 색의 왜곡 없이 입체영상을 구현한다는 점에서는 같지만, 동작 원리에 상당한 차이가 있다. 편광 안경 방식은 영상을 보내주는 TV 자체의 역할이 강조되므로 수동형(passive)으로, 셔터 안경 방식은 영상을 받아들이는 안경의 역할이 중요하므로 능동형(active)으로 분류된다.
편광 안경(Polarized glasses) 방식의 3D TV
우선 편광 안경 방식의 경우, TV 화면을 구성하는 주사선을 각각 짝수 선과 홀수 선으로 나눈 뒤 각각의 주사선에서 왼쪽과 오른쪽 눈에 해당하는 영상 신호를 동시에 출력한다. 그리고 TV 전면에 양쪽 신호를 분리해 출력할 수 있는 필터를 부착하여 화면을 구성한다. 시청자는 두 가지의 영상 신호 중 서로 다른 한 가지씩만 통과시키는 2개의 편광 렌즈로 구성된 안경을 착용하면 각각의 눈에 다른 영상이 전달되어 입체영상을 감상할 수 있다.
편광 안경 방식의 3D TV는 영상이 안경을 통과할 때 별도의 기계적 장치를 거치지 않고 곧장 눈에 전달되므로 플리커링(flickering: 화면이 깜박이는 현상)을 줄이는데 유리해 상대적으로 눈의 피로가 덜하다는 장점이 있다. 그리고 안경의 구조가 단순하고 값도 저렴하므로 안경을 여러 개 사도 그다지 부담이 없으며, 이러한 특성을 이용해 일반 안경에 덧붙이는 형식의 보조 안경도 손쉽게 만들 수 있다.
하지만 전체 주사선을 절반씩 나누어 각각의 눈으로 영상 전달을 하므로 결과적으로 화면의 해상도(정밀도)가 절반으로 줄어드는단점이 있다. 화면의 주사율(화면의 재생 빈도)을 높이는 방법으로 1초당 전달되는 영상의 정보량을 늘려 해상도 저하를 어느 정도 해소할 수 있지만, 이렇게 하면 TV의 전반적인 영상 출력 성능을 높여야 하므로 제품의 가격이 비싸질 수 있으며, 같은 주사율을 가진 셔터 안경 방식의 3D TV에 비해 해상도가 열세라는 단점은 그대로다.
셔터 안경(Shutter glasses) 방식의 3D TV
셔터 안경 방식의 3D TV는 편광 안경 방식과 달리, 주사선을 나누지 않고 왼쪽과 오른쪽 눈에 해당하는 영상을 매우 빠른 속도로 번갈아 출력한다. 만약 120Hz의 주사율을 가진 TV라면 1/120초 주기로 좌우측에 해당하는 영상이 교대로 보여지는 것이다. 그리고 이에 맞춰 시청자가 쓴 안경은 TV와의 통신을 주고받으며 양쪽 렌즈의 셔터가 번갈아 열고 닫히기를 반복한다. 이런 원리로 각각의 눈에 해당하는 영상만을 정확히 전달할 수 있어 입체감을 느낄 수 있다.
이러한 특성 때문에 셔터 안경 방식의 3D TV는 편광 안경 방식의 3D TV와 달리 해상도가 저하되지 않아 한층 선명한 3D 화질을 구현하는데 유리하다. 또한 TV 화면에 편광 필터를 덧붙일 필요가 없기 때문에 3D뿐 아니라 2D 화면을 시청할 때도 화질이 저하될 우려를 최소화할 수 있다. 이와 더불어 TV 자체의 생산 단가를 낮추는데도 편광 안경 방식에 비해 다소 유리한 면이 있다.
다만, 고속으로 좌우 셔터가 열리고 닫히는 방식의 안경을 써야 하므로 편광 안경 방식의 3D TV에 비해 플리커링 현상이 자주 발생할 수 있다. 특히 형광등과 같이 고속으로 깜박이는 조명 아래에서 시청할 때 위와 같은 현상이 일어날 가능성이 높다. 그 때문에 상대적으로 눈이 더 빨리 피로해질 수 있다. 그리고 안경에 전자 장치가 들어가므로 주기적으로 배터리를 교환하거나 충전을 해줘야 하는 불편함도 있다. 더욱이 셔터 안경의 가격은 편광 안경에 비해 상당히 비싸므로 여러 개를 구매하는 데 부담이 된다.
편광 안경 방식은 편의성, 셔터 안경 방식은 화질
지금까지 이야기한 것처럼 편광 안경 방식의 3D TV는 편의성 면에서, 셔터 안경 방식의 3D TV 화질 면에서 상대적으로 우위에 있다고 할 수 있다. 하지만 통상적으로 4~5미터 이상 떨어진 곳에서 시청하는 TV의 특성상 편광 안경 방식의 단점인 해상도 저하를 크게 느끼지 못한다는 의견도 많다. 마찬가지로 셔터 안경 방식의 3D TV 역시 점차적인 기술 개발로 인해 플리커링 현상이 상당 부분 해소된 상태이다.
게다가 셔터 안경 방식은 편광 안경 방식에 비해 나중에 개발된 것이므로 앞으로 발전할 여지도 편광 방식에 비해 상대적으로 크다고 할 수 있다. 다만 그렇다고 하더라도 안경의 저렴함 및 편의성 면에서는 편광 안경 방식이 앞으로도 계속 우위를 지킬 것으로 보인다. 종합해 본다면 어느 한 쪽이 압도적으로 우수한 방식이라고 하기엔 무리가 있다는 의미다.
안경이 없는 3D TV의 시대는?
2015년 현재는 위의 두 가지 방식이 업계 표준으로 대부분의 3D TV에 적용되고 있지만, 3D 안경을 쓰지 않아도 입체 화면을 볼 수 있는 '무안경 3D 기술'도 공개돼 주목을 받았다. 현재 개발된 무안경 3D 디스플레이 중에 대표적인 것이 패럴랙스 배리어(Parallax barrier) 방식이다. 이는 화면 앞에 무수한 구멍이 뚫린 차단막을 배치하는 방식이다. 차단막의 각 구멍은 뒤에 있는 화소가 엇갈리게 보이도록 배치되어 있어 안경을 쓰지 않고도 양쪽 눈에 각각 다른 영상이 도달하게 되므로 입체감을 느낄 수 있다.
다만, 시야각이 매우 좁아 조금만 시청 각도를 바꿔도 입체감이 사라지며 대형 화면에 적용하기 어렵다는 단점이 있다. 따라서 무안경 3D 디스플레이는 아직은 제한된 분야에서만 사용 중이다(예, 옥외 광고물, 디지털 사이니지 등). 현재는 3D 입체영상 및 3D TV에 대한 소비자와 제조사의 관심이 예전보다 낮아진 상황이라, 무안경 3D 기술이 적용된 3D TV나 3D 모니터 등은 접하기 어려울 것으로 예상된다.
'미래형 디스플레이'로 각광을 받으며 TV 시장에 새로운 동력이 되리라 기대했던 3D TV는 예상과 달리 성장세가 점차 둔화되고 있다. 국내외 TV 제조사 역시 최근 들어UHD/울트라HD 등의 초고화질 TV 분야에 집중하며, 3D 출력 기능을 부가 기능으로 다루고 있다. 3D 입체영상으로 즐길 수 있는 콘텐츠가 적을뿐더러 3D TV 공중파 방송 송출도 아직 시험 방송 수준에 머물고 있어 3D TV 시장 전망을 어둡게 하고 있다.[4]
장점
시각, 청각 뿐 아니라 그 외의 오감정보를 부호화하여, 원격지 사이에서의 커뮤니케이션을 실시간으로 대면 커뮤니케이션과 차이가 없는 환경을 제공하고자 하는 기술, 즉 실감 방송 기술에 대한 개발도 활발해지고 있다. 다시 말하면, 음성 전화만으로 이루어지던 커뮤니케이션 영상전화로 발전하고 있는 것과 같이, 2차원적인 시각, 청각에 의존하고 있는 TV 기술에 덧붙여 3차원적인 영상과 오디오를 비롯하여, 촉감이나, 맛, 냄새, 그 밖에 심부 감각이나 평형감각에 관하여도 상대방에게 전송함으로써 커뮤니케이션 상대와의 실감적인 정보의 교환, 공유가 가능하게 될 것이다.[5]
3D TV 콘텐츠에 대한 반응
특수 안경이 3D 드라마를 보기 위해 필요한 한은 집 안에 앉아서 혹은 누워서 드라마를 시청하는 편안함을 해치는 것이며, 이러한 제한점들은 시청자들이 현재의 2D 기반의 텔레비전 대신 3D 텔레비전을 선택하기 어렵게 할 것이라 말한다. 마지막 부정적 평가로 그는 "드라마 방영 내내 3D 입체영상의 효과를 생각한 부자연스러운 연출은 드라마에 대한 몰입을 방해했으며, 과장된 행동들은 드라마 자체에 대한 질적 저하를 가져왔다"고 분석한다. <CNET>의 Erica Ogg 기자 역시 "단순한 눈속임이었으며, 3D 영상이 드라마에 어떠한 기여도 하지 못했다"라고 말한다. 이러한 지적들은 분명 3D 텔레비전에서 구현될 드라마, 광고, 기타 다른 영상 콘텐츠들이 어떻게 3D가 구현할 수 있는 기술적 풍부성을 질적으로 향상시키며 소화할지 심사숙고할 부분일 것이다.
어떻게 보면 3D 영상이 일반 텔레비전을 통해 보급되기 시작하는 2009년은 지난 1970년대 3D 영화들이 겪은 시련과 유사해 보인다. 앞서 언급된 부정적인 평가들처럼 현재의 시점에서 3D 텔레비전이 극복해야 할 과제들은 너무도 많아 보인다. 3D 영상의 장점을 극대화할 수 있는 방송 콘텐츠의 구성과 촬영, 보조 특수 안경의 제한점, 마지막으로 고화질 영상을 구현하지 못하는 점 등등의 제한점들은 현재의 과제들일 것이다. 또한 현재까지는 일반 대중들이 쉽게 접근하기 어려운 높은 가격장벽(40인치 1만 2,000불, 20인치 3,000불 이상 예상) 역시 쉽지 않은 과제일 것이다. 하지만 1970년대의 영화 산업과 현재 3D 텔레비전 산업의 다른 점은 단순한 눈속임 같은 입체영상이 아닌, 기술력이 바탕이 되어 3D 입체영상이 가진 우수성과 프리센스(presence) 경험을 가시화할 수 있다는 부분일 것이다.[5]
동영상
각주
참고자료
- 〈3DTV〉, 《쇼핑용어사전》
- 〈Three-Dimensional Television〉, 《지형 공간정보체계 용어사전》
- 〈안방으로 들어오는 3D 입체영상〉, 《훤히 보이는 3D 기술》
- 〈3D TV〉, 《네이버캐스트》
같이 보기
