옵티머스3D에 적용된 3D 기술은
별도의 안경을 쓰지 않고서도 3D를 체험할수 있는 3D기술 입니다.
무안경 3D 방식은 보는 각도에서 변하게 되는 '다시점 무안경방식'을 사용하게 되는데,
Parallax Barrier(패러렉스 배리어) 방식과 Lenticular Lens(렌티큘러 렌즈) 방식이 있습니다.
Parallax Barrier
패러렉스 배리어 방식은 LCD와 같은 디스플레이 앞에
위와 같이 배리어(막)을 놓아서 3D를 느끼게 하도록 하는 방식인데요,
LCD 앞의 배리어가 각각의 눈이 다른 픽셀들을 보게 해줘서,
우리의 눈이 이미지의 깊이를 느끼게 하여 입체 카드와 같이 입체감을 느끼게 해주는 원리입니다.
즉, 일정 시점에서 배리어가 오른쪽 눈에 왼쪽 영상을 가리고,
왼쪽 눈에 오른쪽 영상을 가려서 이미지의 깊이감을 느끼도록 하여
사용자가 3D 안경없이도 왼쪽과 우측 눈에 들어오는 각각의 이미지를 3D로 느끼게 되는 것이죠!
하지만 이 기술의 단점은 보는 사람이
스팟이 잘 찾아지는 위치에 있어야 3D효과가 제대로 나타난다는 겁니다.
또 이 기술은 닌텐도 3DS, HTC EVO 3D등에서 사용된 기술인데요,
패러렉스 배리어 기술은 넓은 범위의 각도가 필요로 함으로
3DTV에서는 사용되기가 힘들고 모바일용으로 많이 사용되고 있습니다.
Lenticular Lens
렌티큘러 렌즈방식은 정제된 렌즈를 배열하여
보는 사람의 각도에 따라 그림이 표현되는 방식입니다.
가장 쉬운 예로, 입체 카드를 보면 아실 수 있습니다.
입체카드나 입체딱지 등을 여러 방면에서 보면 그림이 바뀌지 않습니까? 그리고 겉은 오돌도돌하구요.
그게 바로 이 렌티큘러 렌즈를 이용하여 3D를 표현한 기법입니다.
한마디로 디스플레이에 작은 렌즈를 배열시켜서
좌우 화상을 굴절시켜 각각의 화상을 보내는 기술이라고 보시면 됩니다.
위 그림이 패러렉스 배리어를 설명한 것이며 아래 그림이 렌티큘러 렌즈를 설명한 그림입니다.
패러렉스 배리어는 베리어를 이용해 이미지를 다르게 보여주는 것이고,
렌티큘러 렌즈 방식은 좌우 화상을 렌즈를 통해 굴절시켜 보여주는 방식입니다.
아무래도 렌티큘러 방식은 패러렉스 배리어 방식이 1인칭에 최적화된 것에 비해, 시야각이 넓으며 밝기도 밝습니다.
또한 렌티큘러 방식은 패러렉스 배리어 방식이 모바일 디스플레이를 만드는데 한정되어 있다면, 3DTV까지도 개발
할 수 있습니다.
중국의 TCL이라는 제조업체는 42인치 렌티큘러 방식의 3DTV를 20,000달러에 판매한다고 합니다.
하지만 렌즈 자체를 만드는 기술에 엄청난 광학기술과 비용이 소요되게 됩니다.
미래의 3D기술이라고 불리는 홀로그래픽 기술도
본 렌티큘러 렌즈 방식을 더욱 더 정밀하게 배열하여 만든 기술입니다
위와같은 기술들이 존재하며옵티머스 3D에 적용된 기술은 페러렉스 베리어 기술 입니다.
아직 렌티큘러 방식을 사용하기에는 비용이 매우 많이 들어가기에 경제적인 측면으로 페러렉스 베리어 기술을 사용합니다.
렌티큘라의 사전적
의미를 찾아 봤습니다.
lenticular
1. 렌즈 모양의, 콩 모양의
2. (안구의) 수정체의
3. 렌즈의
A lenticular lens is an
array of magnifying lenses, designed so that when viewed from slightly different
angles, different images are magnified. The most common example is the lenses
used in lenticular printing, where the technology is used to give an illusion of
depth, or to make images that appear to change or move as the image is viewed
from different angles.
Lenticular printing is a multi-step process
consisting of creating a lenticular image from at least two existing images, and
combining it with a lenticular lens. This process can be used to create various
frames of animation (for a motion effect), offsetting the various layers at
different increments (for a 3D effect), or simply to show a set of alternate
images which may appear to transform into each other.
Lenticular lenses are sometimes used as corrective lenses for
improving vision. A bifocal lens could be considered a simple example.
Lenticular eyeglass lenses have been employed to correct extreme hypermetropia
(farsightedness), a condition often created by cataract surgery when lens
implants are not possible. To limit the great thickness and weight that such
high-power lenses would otherwise require, all the power of the lens is
concentrated in a small area in the center. In appearance, such a lens is often
described as resembling a fried egg: a hemisphere atop a flat surface. The flat surface or "carrier lens" has
little or no power and is there merely to fill up the rest of the eyeglass frame
and to hold or "carry" the lenticular portion of the lens. This portion is
typically 40 mm in diameter but may be smaller, as little as 20 mm, in
sufficiently high powers. These lenses are generally used for plus (hyperopic)
corrections at about 12 diopters or higher. A similar sort of eyeglass lens is
the myodisc, sometimes termed a minus lenticular lens, used for very high
negative (myopic) corrections. More aesthetic aspheric lens designs are
sometimes fitted.
Screens with a molded
lenticular surface are frequently used with projection television systems. In this case, the purpose of the lenses is to
focus more of the light into a horizontal beam and allow less of the light to
escape above and below the plane of the viewer. In this way, the apparent
brightness of the image is increased. Ordinary front-projection screens can also
be described as lenticular. In this case, rather than transparent lenses, the
shapes formed are tiny curved reflectors.
A number of
manufacturers are developing auto-stereoscopic high definition 3D televisions,
using lenticular lens systems to avoid the need for special spectacles. One of
these, Chinese manufacturer TCL is selling a 42" LCD model - the TD-42F - in
China for around $20,000.
Lenticular
lenses were used in early color motion picture processes of the 1920s such as
the Keller-Dorian system and Kodacolor. This
enabled color pictures with the use of merely monochrome film
stock.
출처: Wikipedia
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
렌티큘라 렌즈(Lenticular Lens)
무안경 3D(Glass-free, Glassless, Naked Eye
Stereoscopic 3D)의 방식으로 렌티큘러 렌즈(Lenticular Lens)가 있습니다. 사실, 패러렐렉스 베리어(parallax
barrier) 방식과는 달리 렌티큘러 렌즈 방식은 어릴적부터 항상 자주 접할 수 있었습니다. 어릴적 자주 보던 책받침이나 케릭터 운동화에
박혀있던 입체 영상 그림이 바로 렌티큘러 렌즈 방식입니다. 그 사진의 표면이 어떠했나요? 평평했나요? 아니지요. 울퉁불퉁했던 기억이
나실겁니다. 그 울퉁붕퉁한게 작은 세로형 렌즈인데 이를 렌티큘러 렌즈라고 부릅니다. 이 렌즈가 이미지를 좌우로 구분해 주는
것이지요.
수직으로 시트가 구성 되기 때문에 수직 렌트큘라 시트(Vertical
lenticular sheet)라고도 부릅니다.
이 렌즈의 굴절을 이용해서 좌측과 우측으로 각각 영상을 보내는
것이지요.
기본적으로는, 디스플레이 앞에 항상 물리적인 시트를 두고 있어야 하기 때문에
2D로의 변환이 불가능 합니다. 그래서 보통은 가정용 디스플레이 장치 보다는 광고 전광판이나 이미지 판촉물에 쓰입니다. 3D를 구현하는 방법 외
시각에 따라 그림이 바뀌는 효과로 쓰이기도 하죠.
하지만 요즘에는 전자식 능동형 렌티큘러(Electro-Active
Lenticular)가 개발되서 상용화 되고 있습니다. 전자 액정의 분자에 전압을 가해서 굴절률을 변화 시키는
방식입니다. 랜티큘라 역시 패러렐렉스
배리어 방식과 마찬가지로 다중 시야( multi-view)를 구현 시 이미지 공간을 세로로 더 나누어 쓰기 때문에 세로 해상도가 급격히 줄어들게
됩니다. 이를 개선하기 위해 렌티큘러 렌즈를 정 세로가 아닌 사선으로 배치하여 개선하기도 합니다.
[출처]
렌티큘라
렌즈(Lenticular Lens)|작성자
양성길
http://ozlael.egloos.com/3711696
http://ozlael.egloos.com/3711696
하지만 요즘에는 전자식 능동형 렌티큘러(Electro-Active Lenticular)가 개발되서 상용화 되고 있습니다. 전자 액정의 분자에 전압을 가해서 굴절률을 변화 시키는 방식인데, 제가 디스플레이 전문 공돌이는 아니라서 자세한 내용은 잘 모르겠네요. ㅎㅎ
(누가 해석점 ㅋ 마이크로 렌즈 모양의 PI로 구성된 투명한 틀 안에 액정이 채워져 있고 외부에는 전압이 가해진 상태의 액정분자와 동일한 굴절률을 갖는 물질로 이루어진 replica로 구성되어 있다. 이 구조의 마이크로 렌즈 상하에는 ITO전극이 위치하여 전압을 인가할 수 있도록 하였다. 전압이 인가되지 않는 3차원 상태에서는 내부의 액정 분자와 외부의 replica 사이에 굴절률 차이가 발생하게 되어 렌티큘러 렌즈를 통과하는 효과를 나타낸다. 반면, ITO전압이 인가되는 2차원 상태에서는 액정의 상태가 변화하여 외부의 replica와 동일한 굴절률을 갖게 되고 입력된 빛을 그대로 통과시키게 된다.)
랜티큘라 역시 패러렐렉스 배리어 방식과 마찬가지로 다중 시야( multi-view)를 구현 시 이미지 공간을 세로로 더 나누어 쓰기 때문에 세로 해상도가 급격히 줄어들게 됩니다. 이를 개선하기 위해 렌티큘러 렌즈를 정 세로가 아닌 사선으로 배치하여 개선하기도 합니다.
이미지 출처 : http://cafe.daum.net/lentienp
집적 영상 (integral image)
집적 영상 시스템(integral imaging system, 인테그랄 이미지)라는 렌즈를 이용하는 방법이 또 있습니다. 랜티큘러 시트 방식과 비슷한 컨셉인데요, 렌티큘라 시트 방식은 반 실린더를 세로로 나열 한 반면, 인테그랄 이미지 방식은 작은 반구 렌즈들을 가로 세로 나란히 배열합니다. 이 모양이 파리의 눈과 비슷한 방식이여서 파리 눈 렌즈(fly’s eye lens)라 불리기도 합니다.
이러처럼 작은 볼록 렌즈의 집합을 정면으로 보게 되면 머리의 기울기에 상관 없이 입체 영상을 볼 수 있습니다. 렌티큘라 시트는 빛이 좌우 수평으로 퍼지는 반면 인테그랄 이미지는 수평만이 아닌 사방으로 퍼지기 때문입니다. 즉, 누워서도 시청이 가능하다는 것이지요. 하지만 영상을 만들어 내는 것이 간단하지도 않고 아직까지 연구가 진행중인 방식입니다.
HR3D (High-Rank 3D)
통상적으로는 무안경 입체 영상 기술은 지금까지 말씀 드린 세 방법이 대표적입니다만, 얼마 전 MIT 공돌이들에 의해 HR3D라는 새로운 기술이 발표 되었습니다. 앞의 세 방식에 비해 특이한 컨셉이 존재하는데, HR3D는 LCD 디스플레이를 두개를 사용한다는 것입니다. 패러렐렉스 베리어 방식처럼 디스플레이 앞에 베리어를 두지만 이 베리어 역시 디스플레이인 것입니다.( 상: 패러렐렉스 베리어, 하: HR3D)
패러렐렉스 베리어는 일정한 패턴으로 좌우 영상이 존재하고 그에 상응하는 주기로 장벽이 존재하지만, HR3D는 복잡하고 경이로운 수학의 세계(?) 를 거쳐 영상에 최적화 된 패턴을 만들어내고 그에 의해 후면 패널 영상과 전면 패널의 장벽이 만들어 집니다. (패턴 만들어 내는 공식은 알지도 못하겠고 알고 싶지도 않아요;;)
이토록 동적인 장벽이 만들어 지므로 시선의 방향 및 기울기에 구애 받지 않고 입체 영상을 만들어 낼 수 있습니다. 즉 관찰자가 어디 있던지 유동적으로 대처가 가능 하다는 것이지요. 또한 장벽으로 인한 밝기 저하가 없고 그에 따라 백라이트 전력도 절약 된다고 합니다. 뭐, 실제로 보지도 못했고 발표된지 1년도 채 안된 기술인지라 약을 파는 것인지 뭔지는 잘 모르겠습니다만 점차 시간이 지나면서 상용화가 시작되면 본격적으로 검증이 되겠지요. :-)
홀로그래피(Holography)
사실 제일 궁극의 무안경 3D 입체 영상 기술은 홀로그래피(Holography)이죠. 홀로그램(hologram)이라고도 불리는데 엄밀히 따지자면 기술 자체의 명칭은 홀로그래피이고 홀로그램은 이로 인해 만들어지는 컨텐츠를 가리킵니다. 어쨌든간에 뭐 아직까지는 미래 기술이고 미 국방부쯤은 되어야 쓸까 말까 정도니 자세히 다루지는 않겠습니다. (어짜피 저도 잘 모르고 ㅎㅈㅎ)
하지만 현재 어느정도는 만들어 낼 수 있고 지속적으로 연구가 되고있습니다. 방식 또한 몇가지가 존재하는데 그 중 하나로 360º Light Field Display란 방식이 있지요. 욜라 빨리 회전하는 거울판에 빛을 투영시키는데, 거울의 회전 각에 맞는 영상을 내 보내서 마치 입체적으로 영상이 존재하는 것 처럼 보이게 하는 방식입니다. 뭔가 ㅄ같지만 멋있어
뭐 이처럼 지속적인 홀로그래피 기술이 연구되고 있으니 죽기전에는 집 거실에서 홀로그램을 볼 수 있겠지요. 20년 전 우리가 콧물 질질 흘리며 동네 문방구에서 오락할 때 까지만 해도, 거실에 있는 PS3나 XBOX360로 3D 게임을 즐기는 모습을 상상이나 할 수 있었습니까? 앞으로 20년만 참고 기다리면 디스플레이 공돌느님들이 홀로그램쯤은 거뜬히 만들어 줄 테니 꾹 참고 기다립시다.
끝으로 이 세계의 공돌이들을 찬양하며 이만 줄일까 합니다. May the force be with you!
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