서울대 이병호 교수, 3D 증강현실 안경형 디스플레이 개발

[베리타스알파=나동욱 기자] 서울대는 공대 전기정보공학부 이병호 교수 연구팀이 '3D 증강현실(AR) 안경형 디스플레이'를 개발했다고 14일 밝혔다.

증강현실 안경, 근안 디스플레이는 사용자가 착용했을 때 가상의 이미지를 보여주는 장치다. 최근 들어 가상현실(VR과) 증강현실(AR), 나아가 혼합현실(MR)이라는 개념이 대중화 되며 4차 산업혁명을 선도할 기술 중 하나로 각광받는 장치이기도 하다. 구글의 구글 글라스, 마이크로소프트의 홀로렌즈와 같은 시제품이 대중에 알려지기 시작하면서 해외/국내 대기업에서도 기반 기술을 확보하기 위한 경쟁이 치열한 분야다.

이 교수팀이 개발한 디스플레이는 현실 물체 위에 3차원 영상을 증강현실(AR)로 제공할 수 있을뿐만 아니라 기존 안경형 디스플레이의 주요 한계점으로 알려졌던 아이박스의 크기가 서로 반대되는 특성을 극복할 수 있는 핵심 기술이다. 아이박스는 시야각과 눈동자가 위치하면 영상이 보이는 영역을 뜻한다. 

통상 얼마나 큰 가상 영상을 제공할 수 있는지를 결정하는 '시야각'과 영상을 보기위해 눈이 위치할 수 있는 범위인 '아이박스'는 반비례 관계로 알려져 있다. 둘 중 하나의 크기를 높이려면 다른 하나를 희생해야 하기 때문이다. 시제품 대부분의 시야각이 30도를 넘기 어려운 이유이기도 하다. 

이번 연구가 의미있는 것은 동공추적 기반의 라이트필드 투사 기법을 개발해 시야각과 아이박스의 한계 문제를 해결했다는 데 있다. 안구의 움직임을 실시간으로 측정해 필요한 위치에만 아이박스를 형성하는 방법으로 60도 이상의 시야각을 제공할 뿐만 아니라 아이박스의 크기도 불편함이 없을 정도로 충분히 늘렸다. 적은 계산량으로 라이트필드를 생성할 수 있고, 얇은 필름 형태의 홀로그래피 광학소자를 사용해 시스템의 크기도 줄일 수 있다. 

이 교수는 "연구를 통해 증강현실 안경의 범용화를 위한 중요 난제 극복의 발판을 마렸했다"라며 "4차 산업혁명을 맞이하기 위한 경쟁에서 가상/증강현실 분야의 핵심 기술을 선점할 수 있을 것"이라고 말했다. 이번 연구 결과는 컴퓨터 그래픽스 분야의 최고 권위 학술지인 'ACM Transactions of Graphics'에 게재됐다.