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TECH M

세계 최고 수준 AR 기술 개발, 4K HMD로 AR, VR 본다

국내 최초 홀로그래픽 광학 소자 활용, 경량화·소형화 AR HMD 개발

2019-03-12박응서 기자

KIST  KIST 박민철 박사팀에서 개발한 4K급 고해상도 투시형 증강현실(AR) HMD로 증강현실을 체험하고 있다. 사진제공 KIST

국내에서 세계 최고 수준인 고해상도 AR(증강현실) HMD 기술을 개발했다. HMD(Head Mounted Display)는 머리에 쓰는 디스플레이 장치로 AR과 VR(가상현실)을 이용할 수 있다.

한국과학기술연구원(KIST) 광전소재연구단 박민철 박사팀과 공동연구진이 세계 최고 수준의 고해상도를 가진 4K급 투시형 AR 영상구현을 위한 AR HMD를 개발했다고 12일 발표했다. 공동연구에는 픽옵틱스, 미래기술연구소, 에스시전시문화, 세종대김태근 교수팀, 전자부품연구원 홍성희 박사팀이 참여했다.

이 장치는 홀로그래픽 광학 소자를 이용해 원거리에서도 식별이 쉬운 고시인성을 갖췄고 시야각도 넓다. 세계적으로 홀로그래픽 광학기술을 결합한 차세대 AR 플랫폼 고도화를 위한 시도가 늘고 있는 상황에서 국내에서도 이에 도전해 얻은 결과다.

 

4K급 고해상도 투시형 증강현실(AR) HMD 프로토타입. 사진제공 KIST

기존 AR HMD는 크기가 크고 무거울 뿐만 아니라 상대적으로 해상도가 낮은 디스플레이를 탑재했다. 연구진은 홀로그래픽 광학 소자를 이용해 초박형 고효율 광학 시스템을 구현했다. 이에 따라 부피와 무게를 혁신적으로 줄이고, 초정밀 비구면 플라스틱 컴바이너 설계기술을 바탕으로 4K급 해상도를 가진 선명한 영상을 사용자 눈앞에 만들어 증강현실을 구현해냈다.

홀로그래픽 광학 소자(Holographic Optical Element, HOE)는 홀로그래피 기술을 이용해 제작한 회절 광학소자다. 홀로그램에 기록된 파형을 재생시키거나 변형시켜 투과되거나 반사된 빛 형태를 원하는 형태로 만들 수 있는 광학소자다.

연구진은 완전한 홀로그래픽 3D 영상을 HMD에서 구현할 수 있는 기술적 토대를 마련하고, 고해상도 AR HMD 국산화로 외국제품 대비 가격에서도 뛰어난 경쟁력을 확보했다고 말했다.

 

4K HMD로 본 AR 영상. 사진제공 KIST

최근 드라마 소재로 등장할 만큼 대중적으로 잘 알려진 AR은 실제 공간이나 사물에 3차원 가상 이미지를 덧씌워 다양한 영상 정보를 제공한다. 완전한 가상 공간이나 사물을 구현하는 VR에 비해 현실감을 더 높일 수 있어, 방송과 교육, 제조, 광고, 의료, 자동차 같은 주요 산업에서 큰 파급효과를 기대할 수 있다. 특히 CG기술을 활용한 뮤지컬과 연극 같은 문화예술 공연이나 AR 콘텐츠를 토대로 한 체험형 게임과 테마파크, 각종 스포츠 분야에서도 널리 활용될 수 있다.

에픽옵틱스 김동하 연구소장은 “이 기술을 이용해 세계 최고 수준의 체험형 게임 시장을 선점할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

KIST 박민철 박사는 “기존 한계를 벗어난 세계 최고 수준 홀로그램 서비스를 제공할 수 있는 기틀을 마련했다”며, “KIST 차세대 기술을 국내 기업과 연계해 다양한 분야에서 세계적인 기술 경쟁력을 확보할 수 있도록 적극 지원할 것”이라고 밝혔다.