삼성 홀로그래픽 디스플레이 연구, 8년 만에 네이처 게재

존재하지 않지만 눈앞에 있는 것처럼 이미지 형성하는 기술

[뉴스토마토 김광연 기자] 삼성전자(005930) 종합기술원 홀로그래픽 디스플레이 연구 논문이 8년간 노력 끝에 세계적인 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 게재되는 성과를 거뒀다.

 

11일 삼성전자 뉴스룸에 따르면 홀로그램은 실제로 존재하지 않지만, 마치 눈앞에 대상이 있는 것처럼 생생한 이미지를 형성해 주는 기술이다. '사실적인 영상을 표현한다'는 점에선 일상생활에서 흔히 접할 수 있는 고해상도 디스플레이와 비슷하지만, 가장 큰 차이는 형성된 영상이 표현되는 '차원'이다. 

 

특히 홀로그래픽 디스플레이는 3D를 구현하는 많은 디스플레이 중에서도 가장 이상적인 3D 디스플레이로 꼽힌다. 안중권 전문 연구원은 "사람은 물체의 깊이를 인식할 때 양안의 시차, 두 눈동자의 각도, 초점 조절, 운동 시차 등 많은 깊이 인식 단서들을 활용한다"며 "대부분의 3D 디스플레이 방식은 이들 단서 중 일부만을 제공하지만, 홀로그램은 빛을 완벽하게 복제해 모든 깊이 인식 단서를 제공하기 때문에 실제 물체가 있는 것처럼 완벽하게 구현할 수 있다"고 덧붙였다.

 

홀로그래픽 디스플레이와 기존 3차원 디스플레이 비교. 사진/삼성전자 뉴스룸

 

격리 병동 환자를 위한 병문안, 가상 설계도, 내비게이션, 고대 유물 구현까지. 홀로그램은 영역을 가리지 않고 다양한 분야에 적용 가능해 무한한 확장성을 지닌 기술로 꼽힌다. 하지만, '화면의 크기와 시야각의 상관관계'라는 커다란 장벽으로 인해 아직까지 많은 곳에서 활용되지 못하고 있는 상황이었다. 홀로그램은 화면을 키우면 화면을 볼 수 있는 각도가 좁아지고, 반대로 각도를 넓히면 화면이 작아지는 한계를 지녔다.

 

홀로그래픽 디스플레이 연구진은 이러한 좁은 시야각 문제를 해결하기 위해 'S-BLU'라는 특별한 광학 소자를 개발했다. 원강희 전문 연구원은 "S-BLU는 빛을 한 방향으로만 직진하게 하는 C-BLU라는 얇은 면 모양의 광원과 광선의 범위를 변경할 수 있는 빔 편향기로 구성돼 있다"며 "기존 10인치형 4K 해상도 화면은 0.6°의 아주 좁은 시야각을 제공하는데 S-BLU를 이용하면 관찰자 방향으로 영상을 꺾어 시야각을 약 30배 넓힐 수 있다"고 설명했다. 좁은 시야각을 극복하면서도 시중에서 사용되는 평판 형태의 얇은 디스플레이로 홀로그램을 만들어낸 것이다.

 

이번 연구로 도출된 또 다른 성과는 홀로그램 계산을 단일 칩 FPGA를 이용해 4K 홀로그램 영상을 실시간으로 생성할 수 있는 방법을 제시했다는 것이다. 홀로그램 계산에는 여러 방식이 존재하는데 이번 연구로 개발된 계산은 기존에 널리 사용되는 점 단위 연산 대신 면 단위 연산을 사용한다. 정보 유실을 막고 과도한 샘플링을 하지 않는 조건을 적용해 알고리즘을 최적화한 후 FPGA를 사용해 실시간으로 홀로그램을 계산했다. 이홍석 마스터는 "홀로그램의 생성부터 재생까지 전체적으로 완성된 시스템 구현을 통해 상용화 가능성을 확보했다"고 연구의 의미를 밝혔다.

 

김광연 기자 [e-mail]

 

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