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[언론보도] [9월의 과학기술자상] 이병호 서울대 전기컴퓨터공학부 교수(서울경제 2009.9.3)

2009-09-03l Hit 10561


3D 디스플레이 연구개발 선두주자

우리나라는 세계적인 디스플레이 강국이다. 삼성과 LG가 생산한 PDPㆍLCD 제품이 전세계 시장을 휩쓸고 있다. 갈수록 제품 크기도 커지고 해상도도 높아지고 있다. 더 이상 기술 발전의 필요성을 느끼지 못할 정도다.


해상도 4배 높인 집적영상기술 개발 등
광학분야서 탁월한 업적…세계가 주목

하지만 PDPㆍLCD TV는 2차원(2D) 디스플레이라는 한계가 있다. HD가 개발되면서 화질과 해상도가 향상됐다고는 하나 2차원 정보만을 표시할 수 있는 TV와 같은 2D 디스플레이는 3차원(3D) 디스플레이에 비해 생동감과 현실감ㆍ깊이감이 떨어질 수밖에 없다. 각국은 이미 오래 전부터 차세대 영상기술로 3D 디스플레이에 주목하고 원천기술 개발에 공을 들이고 있다.

이병호(45) 서울대 전기컴퓨터공학부 교수는 집적영상(integral imaging)을 이용한 '무안경식 실시간 수직 수평 연속시점 동영상 입체 디스플레이 장치' 개발에 성공, 국내외 3D 디스플레이 연구개발을 주도하고 있다.


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              [이병호 서울대 전기컴퓨터공학부 교수]
◇집적영상 기술 개발로 국내외 3D 디스플레이 선도= 3D 디스플레이는 크게 영상을 보기 위해 특수안경을 착용하느냐 여부에 따라 안경식과 무안경식으로 나뉜다. 안경식은 왼쪽과 오른쪽 눈에 들어오는 영상을 달리하는 양안시차(parallax barrier)를 이용한 것으로 안경을 써야 하는 불편함과 함께 입체영상이 부자연스럽고 어지러움 같은 부작용 때문에 장시간 시청이 어렵다는 단점이 있다.

무안경식은 안경식과 마찬가지로 양안시차를 이용한 방식과 공간에 실제로 3D를 표현하는 체적표시(volumetric) 그리고 홀로그래피(holography) 방식으로 나뉜다. 현재로서는 체적표시 방식과 홀로그래피 방식이 최종적인 3D 디스플레이 기술로 평가 받고 있지만 평판 디스플레이와 호환되지 않거나 해상도가 떨어지는 단점을 극복해야 하는 과제가 있다.

이 교수는 일반적인 양안시차 방식보다 향상된 3차원 영상을 제공하면서도 체적표시나 홀로그래피 방식보다 실용적이고 상용화가 쉬운 3D 디스플레이 원천기술을 확보하기 위한 연구를 진행, 집적영상 기술을 개발하는 데 성공했다.

잠자리나 파리 등 곤충들은 수없이 많은 낱눈으로 서로 다른 영상 정보를 얻은 다음 이를 조합해 사물을 인식한다. 집적영상 기술도 곤충의 눈과 비슷한 형태의 광학렌즈를 배열해 기초영상을 얻은 다음 이를 적절하게 조합해 3D 입체영상을 얻는 원리다. 3차원 사물과 카메라 사이에 광학렌즈를 배열(array)한 후 기초영상을 얻고 이 기초영상을 LCD 같은 디스플레이 장치와 광학렌즈에 통과시켜 입체영상을 얻는 방식이다.

이 교수는 "집적영상 기술을 이용한 3D 디스플레이 기기는 3차원 영상을 보기 위해 특수 안경을 쓰지 않아도 되고 일정한 시야 각도 내에서 수직과 수평 방향으로 연속적인 시점을 제공한다"며 "기존보다 해상도가 4배 이상 높을 뿐 아니라 시야각이 넓다는 장점을 지녔다"고 설명했다.

특히 이 교수는 3D 디스플레이의 상업화 가능성을 높이기 위해 2D와 3D 변환이 가능한 기술도 여럿 개발했다. 3D 디스플레이 기술이 속속 개발되고 있지만 앞으로 상당 기간 2D 디스플레이 시대가 이어질 것으로 보고 PDPㆍLCD TV 등 2D 디스플레이에 3D 기술을 활용할 수 있도록 하기 위해서다. 이 2Dㆍ3D 변환 시스템은 광학 분야의 권위 있는 잡지인 '레이저 포커스 월드(2006년 8월)'와 미국 광학회 논문지인 '어플라이드 옵틱스(2008년 8월)'에 각각 소개됐다.


◇광학 분야서 세계적 주목 받는 젊은 과학자= 디스플레이 시장은 브라운관(CRT)에 이어 평판 디스플레이가 대세를 이루고 있지만 앞으로 3D 디스플레이로 서서히 옮겨갈 것으로 전망된다. 소비자들의 눈높이가 높아지면서 보다 실감나며 입체적으로 보고 느낄 수 있는 3D 디스플레이 수요가 증가하고 있기 때문이다. 산업연구원과 글로벌 인사이트에 따르면 지난 2007년 3억달러 규모이던 3D 디스플레이 시장은 2010년 21억달러로 성장할 것으로 예상된다.

우리나라는 이미 TV를 통해 3D 프로그램을 송출하고 있는 일본이나 3D 애니메이션 영화를 쏟아내는 미국에 비해 3D 디스플레이 연구개발과 인프라가 다소 뒤처진 상황이다. 하지만 서울대를 비롯해 경희대ㆍ광운대ㆍ동서대 등 대학과 삼성ㆍLG 등 기업에서 원천기술 확보를 위한 연구개발이 활발히 이뤄져 기대를 갖게 한다.

이 교수는 "사용자 환경을 고려할 때 PDP나 LCD 등 2D 디스플레이는 조만간 더 이상 발전할 필요성이 크지 않은 한계에 다다를 것으로 예상된다"면서 "3D 디스플레이 기술은 현재 전세계적으로 기술개발 단계에 있기 때문에 해외기술 의존도를 최소화하고 독자적인 연구와 특허출원 등을 통해 3D 디스플레이 원천기술을 선점하는 동시에 응용분야 개발이 절실히 요구되는 시점"이라고 강조했다.

이 교수가 집적영상 기술과 2Dㆍ3D 변환가능 디스플레이 기술을 개발하는 데 성공하기는 했지만 해상도를 더욱 높이는 한편 하드웨어뿐 아니라 소프트웨어 콘텐츠 확보, 영상처리ㆍ전송기술 표준화 등 앞으로 해결해야 할 과제도 적지 않다. 그는 "깊이감을 더 갖게 하는 연구와 함께 영상처리 표준화 작업도 진행하고 있다"면서 "앞으로 10년 내 전세계 디스플레이 산업에 임팩트를 줄 수 있는 연구결과를 내놓기 위해 더욱 노력하겠다"고 말했다.

이 교수는 1987년 서울대 전자공학과를 졸업하고 UC버클리대에서 박사학위를 받았다. 2002년 제5회 젊은과학자상을 수상한 데 이어 2005년에는 40세의 젊은 나이에 미국광학회(OSA) 석좌회원이 되는 등 3D 디스플레이 등 광정보처리와 홀로그래피 분야에서 탁월한 연구업적을 내고 있다. 1999년 국가지정연구실로 지정된 데 이어 2007년부터 창의연구단을 이끄는 등 왕성한 연구활동을 펼쳐 최근 3년간 국제 학술지에 논문 67편을 발표했으며 국내 등록 특허 9건, 국외 등록 특허 3건을 출원했다.


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