- 홀로그래픽 디스플레이 사용자 평가기반 초점 반응 제한 요인 규명
▲ 서울대 전기정보공학부 이병호 교수 연구팀(좌측부터 이병호 교수, 김동연 연구원, 남승우 연구원)
서울대학교 공과대학(학장 홍유석)은 전기정보공학부 이병호 교수 연구팀이 3차원 홀로그래픽 디스플레이를 볼 때 초점 조절 반응이 제한되는 원인을 규명하고, 이를 해결하는 방안을 제시하였다고 밝혔다.
가상현실(VR) 및 증강현실(AR) 분야에서 머리착용형 디스플레이(HMD)의 대안으로 부상중인 홀로그래픽 디스플레이를 볼 때, 생기는 눈의 피로와 덜 생생하게 느껴지는 문제를 해결한 것이다.
홀로그래픽 디스플레이는 가간섭성 광원인 레이저와 수치해석된 디지털 홀로그램을 재생하는 공간광변조기를 통해 3차원 물체를 재현한다. 홀로그래픽 디스플레이는 빛의 회절과 간섭 현상을 이용하여 3차원 영상을 만들어내는데, 놀이공원이나 과학관에 전시되어 있는 것들은 단색이거나 해상도가 낮다.
3차원 영상의 해상도를 높이는 과정에서 3차원 영상이 되려 2차원처럼 밋밋하게 보이거나 좁쌀을 뿌려놓은 것 같이 얼룩덜룩하게 보일 수 있는데, 연구진은 홀로그래픽 3차원 영상을 볼 때 초점을 맞추기 힘든 이유가 바로 이 두 가지임을 밝혔다. 이는 ‘홀로그래픽 디스플레이는 자연스러운 초점 조절 반응을 유발한다’라는 널리 알려진 명제를 반박하는 연구이기도 하다.
결국 3차원 해상도를 높이려다가 오히려 추가적인 얼룩이 보이면서 초점 조절 반응이 제한되고 눈의 피로만 더해지는 셈이다.
연구팀은 이러한 문제 극복을 위해 눈의 잔상효과를 이용하여 얼룩덜룩하게 보이는 것을 줄이는 방법과 홀로그램 영상을 최적화하는 방법을 동시에 제안하였는데, 기존 방법으로 만들어내는 홀로그래픽 영상을 볼 때보다 초점 조절 반응이 더 잘되는 점을 확인하였다.
연구팀의 김동연 연구원은 이 연구를 “홀로그래픽 디스플레이를 이용한 가상현실이나 증강현실에서 겪는 초기 과정의 가장 큰 어려움을 극복해낸 연구”라고 설명했다. 과학기술정보통신부 및 정보통신기획평가원(IITP)의 디지털콘텐츠원천기술개발사업의 지원을 받은 이번 연구 결과는 ACM Transactions on Graphics 학술지에 2022년 7월 22일에 게재되었다.
또한, 8월 8일부터 11일에 캐나다 밴쿠버에서 열린 SIGGRAPH 2022에서 구연 발표를 진행했다.
▲ 홀로그래픽 디스플레이 사용자 평가. 두 가지 서로 다른 평가 지표 (Peak signal-to-noise ratio(PSNR), accommodative gain(AG)) 기반 홀로그램 컨텐츠 비교 및 재생 영상
[해당 논문]
D. Kim†, S.-W. Nam†, B. Lee, J.-M. Seo, and B. Lee, “Accommodative holography: improving accommodation response for perceptually realistic holographic displays,” ACM Transactions on Graphics (SIGGRAPH 2022), vol. 41, no. 4, article 111, 2022
[문의사항]
서울대학교 전기정보공학부 이병호 교수 / 02-880-7245 / byoungho@snu.ac.kr
서울대학교 전기정보공학부 김동연 박사과정 / dongyeon93@snu.ac.kr