백과

두 눈의 시차(양안시차)를 이용해서 3차원의 입체영상을 볼 수 있게 하는 디스플레이. 두 눈은 서로 다른 시각 정보를 망막을 통해 인식한 다음, 이를 시각 대뇌피질에 있는 시각 영역에서 합쳐서 입체적으로 대상을 인식하게 된다. 인간은 이 밖에도 관찰자와 물체의 운동에 의한 시간차 변화, 원근의 거리감, 음영의 깊이와 변화 등을 포함하여 더 명확하게 대상을 3차원으로 인식한다.

이러한 인간의 3차원 인식과 유사하게 대상을 인식할 수 있도록 하는 3차원 디스플레이의 원리는 크게 3가지가 있다. 양안시차를 이용한 스테레오스코픽(Stereoscopic)과 오토-스테레오스코픽(Auto-stereoscopic), 프로젝션을 통해 다초점 3차원 영상을 구현하는 홀로그래픽(Holo-graphic) 방식이다. 스테레오스코픽 방식은 1838년 찰스 위스턴(Charles Wheatstone)에 의해 제안된 이래 양안시차를 이용해 입체감을 주는 가장 전통적인 방식이다. 기술적으로 간단하지만 안경 형태의 보조장치를 써야 하는 불편함이 있다. 이 원리에 기반한 디스플레이에는 편광필터로 왼쪽과 오른쪽 영상이 분리되어 제공되는 화면을 편광필터로 된 안경을 통해 양쪽의 영상을 합쳐서 보는 편광 필터 방식과, 왼쪽 영상과 오른쪽 영상이 교차로 제시되면서 안경의 셔터 기능을 이용해 양쪽을 번갈아 인식하게 하고, 잔상 효과를 이용해 입체감을 가지게 하는 시분할 방식이 있다.

오토-스테레오스코픽 방식은 안경과 같은 보조장치 없이 관찰자의 눈에 3차원 영상을 보여주는 방식이다. 디스플레이에 내장된 센서를 이용, 관찰자의 위치를 파악하고 마이크로 렌즈를 이용하여 관찰자의 양쪽 눈에 서로 다른 신호를 보내는 원리이다. 이 원리에 기반한 디스플레이 방식은 시차 방벽(parallax barrier)과 렌티쿨러(lenticular) 방식이 있다.

1903년 미국의 발명가 프레데릭 유진 아이브스(Frederic Eugene Ives)가 발표한 시차 방벽 방식은 세로로 된 틈 사이로 왼쪽과 오른쪽 영상을 보여주는 것인데, 방벽이 화면의 많은 부분을 가리기 때문에 화면이 어둡고 화질이 거칠다는 단점이 있다. 렌티큘러 방식은 화면의 표면에 수직으로 된 반원기둥형 렌즈판을 나란히 배치하고 한 렌즈를 통해 양쪽의 영상에 해당하는 픽셀을 보여주어 관찰자의 입장에서는 한 렌즈에서 좌우의 두 영상을 얻도록 하는 방식이다.

1948년 헝가리 출신 영국의 발명가 데니스 가보(Dennis Gabor)에 의해 발명된 홀로그래픽 방식은 물체의 3차원 영상을 공기 중에 투사하여 광파의 간섭과 회절 현상을 이용해 영상을 비추는 방법이다. 그는 홀로그래픽 방식을 발명하여 1971년 노벨 물리학상을 받았다. 1962년 미국의 물리학자 에밋 리드(Emmett Leith)와 주리스 우파트닉스(Juris Upatnieks)에 의해 레이저를 이용한 홀로그래피가 발명되었다. 3차원 디스플레이 기술은 향후 엔터테인먼트 뿐 아니라 기계설계, 의료진단, 군사장비 등에서 다양하게 활용될 것으로 기대되고 있다.