3차원 입체 홀로그래피의 효율적인 가상공간 시뮬레이션 = Simulation of efficient virtual space using 3D holography
우리는 모든 것이 급속히 변화해가는 시대에 살고 있다. 이것은 각종 디지털 테크놀로지로 인한 변화로 인류의 삶 자체를 변화시키고 또 다른 세계를 구축하고 있다. 가까운 미래에 디지털테크놀로지가 창조해 내는 가상현실의 세계는 현실을 대체할 수 있고, 때로는 현실과 자리를 바꿀 수도 있는 강력한 새 시대의 패러다임으로 자리매김 할 것이다. 가상현실을 구현하는 기술은 다양하지만, 인간의 가장 중요한 정보인지 기관인 시각에 중점에 두어, 입체 영상이 가장 핵심 기술로 연구되고 있다. 평면적 표현에서 입체적 표현을 위해서는 다양한 분야의 첨단 테크놀로지가 복합되는 복합적 시스템의 발전이 이루어져야 함으로, 각각의 분야에서 중요하게 연구되고 있다. 입체 양상은 19세기의 사진술에서 시작되어, 입체 사진, 입체 영상의 순으로 발전되었고, 현재는 다양한 방식으로 구현되고 있으나 본 논문에서는 무안경 방식이면서 뛰어난 재현성과 입체감을 가지고 있는 홀로그래피에 주목하고 있다.
20세기를 전자의 시대라 부르듯이 21세기를 광자의 시대로 전망하고 있고, 빛은 1초에 30만 km를 진행하는 우주에서 가장 빠른 물질이며, 우리가 어떤 물체를 본다는 것은 그 물체에서 반사되어 나오는 빛을 보게 되는 것이다. 따라서 빛에 특성으로 인해 연구되고 있는 분야 중 홀로그래피는 중요하게 여겨지며, 메모리, 광학소자 등 다양하게 연구되고 있다. 이에 홀로그래피의 여러 다지 특성에 주목하여 가상현실의 표현에 가장 적합한 형태로 규정하고, 현실과 가상이 공존하는 증강현실로 적용하여 보고자 했다. 홀로그래피가 가상현실의 표현법으로 적합한 이유는 다음과 같다.
첫 번째, 빛을 이용해 투사되는 원리로 타 방식에 비해 입체감이 가장 뛰어나며, 사실적인 영상을 그대로 표현할 수 있어 현실감이 매우 높다. 또한 광학적 특성으로 다양한 효과의 표현이 가능하다.
두 번째, 홀로그램의 특성 상 필름이 손실되어도 재생이 가능하며, 부분적 확대를 통해서도 깨끗한 영상을 얻을 수 있다.
세 번째, 무안경 방식으로 신체에 어떤 장비의 착용도 필요 없으며, 현실적 공간 속에 가상의 물체를 적용하는 증강현실로, 실제와 가상현실이 가장 조화롭게 교류할 수 있는 형태이다.
네 번째, 스테레오스코피(stereoscopy)를 이용한 다른 무안경 방식과 달리, 눈의 피로감이 없어 장시간 이용해도 신체적 무리가 없다.
다섯 번째, 3차원 입체 영상이 추구하고 있는 입체 방송에 가장 적합한 형태이다.
위와 같은 특성으로 주목받고 있으나, 홀로그래피는 이제 막 시작되는 단계로 대중화까지는 많은 노력과 시간이 요구될 것으로 보이며, 실제 공간과 흡사한 환경을 구현하기 위해서는 지속적 연구와 개발이 이루어져야 할 것이다. 이에 본 논문에서는 홀로그래피의 다양한 적용사례의 분석을 통해 홀로그래피가 대중화되었을 때에, 가상공간을 창출하기 위한 표현과 적용 방안에 대해 제시해 보고자 했다.
홀로그래피를 이용한 가상공간 표현에 대한 제언은 다음과 같이 요약할 수 있다.
첫 번째, 국내 인식수준은 매우 미흡하므로 먼저 인식의 보편화를 이루어, 곧 일어날 3차원 입체 영상 시대에 앞서 나갈 수 있는 다양한 분야의 초석을 다질 수 있어야 한다.
두 번째, 입체방송 등 홀로그래피의 실시간 전달을 위해 저장, 통신 기술의 발전이 이루어져야 한다.
세 번째, 빛에 약하다는 것과, 해상도, 기기의 소형화 등 좀 더 현실적인 표현과 대중화를 위해 홀로그래피 기술의 발전이 이루어져야 한다.
네 번째, 아직 초기 단계로 다양한 방식이 독자적으로 개발되어 기술의 표준화가 이루어지지 않았음으로, 표준을 정립해야 한다.
다섯 번째, 시각 이외에도 인간의 오감을 이용하는 진정한 가상현실의 구현을 위한 인터랙션 기술의 발전이다.
여섯 번째, 시,공간을 초월하는 가상공간의 표현을 위해서는 컴퓨터 생성 홀로그래피의 발전이 이루어 져야 하며, 이에 앞서 가상의 물체를 만들어 내는 컴퓨터 그래픽 기술의 발전이 앞서 이뤄져야 할 것이다.
일곱 번째, 휴먼펙터를 바탕으로 한 테크놀로지와 미적 감각을 통합할 수 있는 디자이너의 감성적 역할을 기대할 수 있어야 한다.
이상의 내용들이 개선되고 발전된다면, 3차원 입체 영상 매체로써 최적형인 홀로그래피의 보다 현실적이고 효율적인 응용이 가능할 것으로 전망된다.
새로운 창조는 새로운 발상에서 비롯되는 것으로, 영화나 상상 속에서나 가능할 것으로 생각되었던 홀로그래피의 입체 영상은, 이제 그 상상을 눈앞에 현실화 시키는 단계에 이르고 있다. 아직은 걸음마 단계로 향후 발전 가능성이 매우 높으며, 여기에 인간의 오감을 이용하는 테크놀로지가 결합된다면 그 활용가치는 더욱 높아지고, 현실과 같은 가상현실의 구현이 가능할 것이다. 따라서 앞으로 지속적으로 연구되고 개발되어야 할 중요한 분야임에 틀림없다.
We live in a rapidly changing world. These rapid changes, caused by digital technology, change human life and promote the development of a blend new world. In a close future, virtual reality created by digital technology will serve as the replacement for reality and mark its role as a powerful paradigm for the new world. Although there are various ways to create a virtual reality, creating three-dimensional images which focuses on the most important information and sensory receptor, sight, is being studied as the core of this technology. Because a development of a complex and compositive system is needed for creating three-dimensional images from a two-dimensional surface, the technology is studied by many different branches of science. The development of three-dimensional images began in 19th century with photography. Then it gradually moved to three-dimensional pictures, then to three-dimensional video clips. This paper focuses on holography, one of today's many different ways of actualizing a three-dimensional image. Although holography is autostereoscopic, it has high acutalizability and more distinct stereo.
We call the 21st century 'the era of photons', as we call the 20th century 'the era of electricity'. Light with its speed of 300,000km/sec is the fastest moving matter. When we see an object, what we really see is the light reflected upon the object. Therefore, various studies on holography, its memories, and photonic materials are considered as very important part of the fields that study unique properties of light. This paper explores different characteristics of holography to define its most adequate form for displaying a virtual reality and to apply it to a condition where reality and virtual reality coexist. The reasons holography displays a virtual reality the best are described below.
First, holography uses the mechanism of irradiation of lights which gives it a superior stereo compare to other methods. This mechanism also allows it to display close-to-real quality images. In addition, various effects and displays are possible due to its photonic properties
Second, even damaged films and partial amplification project clear images because of holography's different properties.
Third, there is no need to attach any equipment on one's body. Because it is an augmented reality which, inserts virtual objects into reality, holography creates the most harmonious condition for coordination of an actual and virtual realities.
Fourth, unlike other authsteroscopic methods using stereoscopy, holography can be used for hours without making eyes tired.
Fifth, holography is most adequate for three-dimensional broadcasting.
Although holography is noted for the advantages listed above, it is at an early developmental stage and will take time and efforts to be commercialized. Furthermore, continual studies and advancements are required to create a condition similar to reality. This paper analyzes various cases of applications of holography to propose adequate display and application methods for creation of a virtual reality when holography is commercialized.
The proposals for virtual reality display using horography can be summarized as follows. First, the awareness for the technology should be widened to prepare the foundations in different fields and to lead the upcoming era of three-dimensional image.
Second, communication technologies including saving technology, should be developed for real-time broadcasting of holographic or three-dimensional images.
Third, technologies for commercializing holography, such as weakening its light vulnerability, down-sizing, and improving resolusion, should be developed.
Forth, because the studies and developments done till now were done independently, there needs to be a standardization.
Fifth, an interaction technology for actualizing a virtual reality that uses not only sight but also all other senses should be developed.
Sixth, to create a virtual space that transcends the limites imposed by time and space, a technology that enables computers to create holography should be developed. Before this can happen, computer graphics that can create a virtual object should be developed.
Seventh, it should fulfill the expected sensitive role of a designer by combining human factors and aesthetics
By developing and advancing the aspects discussed above, the applications for holography, the ideal medium for images, will be more efficient and practical. New creations are originated by imaginations. Holographic three-dimensional images that were formerly considered as possible only in movies and imaginations is in state of actualization in reality. Although it is in its early stage of development, the possibility for further advancements is very high. Adding technology that uses five human senses to this development would yield a wider applicability and actualization of virtual reality that is nearly identical to reality. Therefore, further and continual research on this subject is crucial.
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