“이것은 좀 더 나은 TV가 아닌, 그 이상이다”라고 미래주의 영화 <이상한 나날들(Strange Days)>에서 주인공인 레니 네로는 말한다. 이 영화에서는 “와이어(wire)”라 불리는 장치를 머리에 착용하면 센서가 뇌의 지각 중추와 바로 연결되어 착용자가 다른 사람의 감각 경험을 직접 전달받는다. 미디어의 궁극적 목적은 이 영화의 와이어처럼 ‘매개의 투명성’, 즉 매개를 뛰어넘어 감각 경험을 직접 전달하는 것이다.
이 영화에서 머리에 와이어를 착용하는 것처럼 다른 사람의 인생을 경험하거나 현실에서 경험하지 못하는 새로운 세상을 느끼고, 또는 영화와 같은 삶을 갈망하면서 어쩌면 현재의 ‘가상현실’같은 연구를 계속하고 있는지 모른다. 그리고 이렇듯 새로운 영상체험에 대한 욕구는 현재의 영화나 영상콘텐츠에서의 3D입체영상기술을 도입하게 된 배경이라 할 수 있다.
최근 개봉한 영화 제임스 카메론 감독의 ‘아바타’는 완성도 높은 컴퓨터그래픽과 3D입체영상이라는 화두 속에 영화역사상 유래 없는 기록을 남겼다. 이 영화는 단순히 흥행이라는 기록갱신 보다 3D입체 영상의 유행을 몰고 왔다는 점에서 더욱 큰 의미가 있다. 물론 이 영화가 3D입체영상기술을 처음으로 시도한 것은 아니다. 이미 1950년대 미국에서는 입체영화 붐이 있었고, 각 가정에 TV가 보급되던 시절, 극장 관객이 TV로 빠져나갈 것이 두려웠던 극장과 영화제작자들은 입체영화를 제작했다. 몇 개의 작품이 흥행에 성공했지만, 그 외 대부분의 영화는 미흡한 영화적 완성도로 관객에게 외면당했다.
입체영상의 개념과 원리
우리가 일상적으로 3차원 공간에 있는 물체를 보게 되면 2차원인 눈의 좌우망막에 상이 비춰지게 되고 파남의 융합역(panum’s area)이라는 곳에서 좌우 눈에 비쳐진 상이 서로 융합해 원근감과 실재감을 재생하는데 이러한 구조를 스테레오 스코피, 스테레오 스코픽(Stereo Scopy, Stereo Scopic)라고 한다. 그리고 우리의 눈이 가로 방향으로 약 6.5cm 떨어져 생겼기 때문에 어떤 물체를 바라보았을 때 두 눈에 맺히는 망막상은 같지 않아 주시점으로부터 떨어진 위치에서는 대체로 간격이 생기는데 이것을 양안시차(Binocular Disparity)라고 한다.
우리가 대상을 바라볼 때 그 대상과 눈 사이에는 양안시차에 의해 특정한 각이 생기게 되는데 이각을 폭주 각(Convergence Angle)이라 한다. 거리에 대해 폭주 각이 일정하게 안구 내에서 회전시켜 주시점이 망막의 중심에 들어오게 하여 시력과 색의 변별능력을 자동 조절하고 눈의 근육 작용에 의해 그 대상과 물체와의 거리를 느끼게 함으로써 입체감을 갖도록 한다.
이러한 입체감을 지각하는 원리로 입체 영상을 표시하는 방법으로서는 특수 안경을 사용하는 방식, 특수 안경을 사용하지 않는 방식, 그리고 홀로그래피 방식이 있다. 앞의 두 가지 방식은 양쪽 눈의 시차 원리를 이용한 것으로서 기존의 2차원 영상 표시 기술을 그대로 이용할 수 있다.
한편 홀로그래피를 이용한 입체 영상은 앞의 두 방법과는 달리 광학적으로 물체의 3차원적인 파형을 3차원 공간에 재생시켜 입체상을 실현한다. 그래서 관찰자의 관찰방향에 관계없이 입체감을 느낄 수 있어서 가장 이상적인 입체 표시 방식으로 생각된다. 그러나 홀로그래피 방식이 실용화되기까지는 기술적으로 해결해야할 많은 문제들이 남아 있다.
특수안경 사용 방식
가장 간단하면서도 잘 알려진 입체영상은 ‘특수안경’을 사용하는 것이다. 그 중 가장 간단한 방식은 ‘적·청 안경방식’인데, 상호 보색관계에 있는 적색과 청색의 색필터를 이용해 기존의 2차원영상을 분리 선택하는 방식이다. 그러나 이 방법은 물체를 천연색으로 표시할 수 없는 결점을 가지고 있어 현재는 많이 사용되지 않고 있다.
또 다른 특수안경 방식으로는 현재 입체영화관에서 많이 이용되고 있는 ‘편광안경방식’이 있다. 편광안경을 이용하면 고해상도 컬러 동영상 표시가 가능하고 동시에 다수의 사람에게 입체 영상을 보여줄 수 있다. 편광안경용 화면은 좌측 화상과 우측 화상이 각기 다른 편광을 가지고 있다. 이런 화면을 보면 좌측화상과 우측화상이 분리돼 쉽게 입체감을 느낄 수 있다. 그런데 편광방식은 입체감이 편광판의 성능에 크게 좌우되기 때문에 편광능이 뛰어나지 않은 편광안경을 사용할 경우 입체감이 떨어지기도 한다.
이런 문제점을 해결하기 위해 ‘셔터글라스방식’을 개발했다. 이 방법을 사용하면 액정 셔터의 우수한 스위칭 특성으로 좌우 화상을 완전히 분리 할 수 있어 입체감을 크게 향상시킬 수 있다. 최근 삼성이나 LG 등에서 출시된 3D입체 TV들이 대부분 ‘셔터글라스방식’을 채택했다. 그러나 안경의 가격이 비싸다는 맹점이 있다.
현재 특수 안경을 착용하지 않고도 입체 영상을 볼 수 있는 입체 표시 시스템에 대한 연구가 꾸준히 진행됐지만, 입체감을 느낄 수 있는 시청자의 위치가 극히 한정되는 등의 해결해야할 과제가 많이 남아있다.
입체영상의 문제점
실제로 사물을 바라 볼 때, 가까운 물체를 바라보면 눈의 수정체는 두꺼워 지고 물체와 양안 사이의 각도는 커진다. 한편 먼 물체를 바라 볼 경우에는 반대로 수정체는 얇아지며 양안 각은 작아진다. 그런데 인공적으로 입체감을 느끼게 만드는 경우, 자연스러운 눈 동작이 어렵다.
양안시차를 이용한 입체표시시스템에서 화면은 2차원 표시기 면에 생기지만 우리가 느끼기에는 입체화상은좌안화상과 좌안과의 연결선, 우안화상과 우안의 연결선이 서로 교차하는 것 같다. 때문에 수정체 두께는 TV의 화면을 기준으로 조정하고 양안의 각도는 화면과 떨어진 입체화상을 기준으로 조절해야 한다. 이런 현상은 시청자는 쉽게 피로를 느끼며, 심한 경우 두 개의 상이 합쳐진 입체 화상을 못보고 좌안과 우안에 의한 두 개의 분리된 상만을 보게 된다.
이러한 점 외에도 특수안경을 착용에서 오는 거추장스러움과 불편함, 시야각에 따른 입체감 감소, 어지러움, 깜빡거림에 의한 눈의 피로 등이 있을 수 있다.
3차원입체영상디스플레이기술은 향후 다양한 방식이 각각의 응용 분야에서 병존하게 될 것이다. 3차원입체영상기술이 해결해야 할 주요 과제는 관찰위치의 제한 해소, 안경의 미착용, 장시간 시청 시 피로 감소, 기존TV와의 양립성, 화질 개선 등이 있다. 그리고 보편화를 위해 가격을 낮추고, 다양하고 수준 높은 콘텐츠를 제공해야 하며, 휴먼팩터에 관한 연구가 더 필요할 것이다. 하지만 기술적 측면 외에 더 중요한 것은 영화나 영상콘텐츠에서 새로운 신기술을 앞세워 시각적인 눈요기로써 급급하게 보여주기 식이 아니라 내용적인 측면의 우수성과 콘텐츠 자체로서의 완성도일 것이다.
