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불과 3년 전, 영화 ‘아바타’는 센세이션을 불러일으켰다. 외계 행성 토착민 몸에 사람의 의식을 주입, 새로운 생명체 아바타를 탄생시키는 시나리오도 충격이었지만 3차원(3D) 영상에 대한 경험은 압도적이었다. 3년여가 흐른 지금, 새로 TV를 사는 사람들은 너도나도 3D TV를 산다. 3D TV를 사도 가장 불편한 점은 무엇일까. 우선 3D 콘텐츠가 충분치 않다. 또 3D 영상을 보기 위한 안경을 착용해야 하는 불편함을 감수해야 한다. 결국 안경을 쓰지 않고도 3D 영상을 볼 수 있는 방법에 대한 관심이 높아졌고 지난해에는 안경을 끼지 않아도 3D 영상으로 게임을 할 수 있는 닌텐도 3DS가 소개됐다. 무안경 3D 노트북과 TV도 곧 흔하게 접하게 될 것으로 보인다. 무안경 3D 영상은 어떤 원리로 가능할까.

사람 눈이 2개라서…

만일 사람의 눈이 1개였다면 어땠을까. 한쪽 눈을 감고 주위를 둘러보자. 볼 수 있는 사물의 양도 줄어들고 사물의 원근감과 입체감 등을 인식하는 능력이 확연히 떨어진다. 눈이 2개이기 때문에 볼 수 있는 정보량도 2배로 늘어나고 눈에 비치는 사물을 보다 정확히 인식할 수 있다. 3D 영상은 이를 이용한다. 2개의 눈에 각기 다른 영상을 보내 입체감을 만들어낸다. 각기 다른 영상을 전달받는 역할은 3D 안경이 담당했다.

일반적으로 쓰이고 있는 3D TV 편광안경은 빛의 편광 현상을 이용한다. 편광이란 한 쪽 방향으로만 진동하는 빛이다. 우선 TV 화면을 구성하는 ‘주사선’을 두 갈래로 나누고 이를 분리해서 쏴주는 필터를 TV 앞 쪽에 붙인다. 맨눈으로 보면 영상이 겹쳐져 보이지만 분리된 주사선을 제각기 전달받아 인식하는 편광 안경을 쓰는 순간 입체감이 생긴다.

불편한 3D 안경을 벗자

입체 영상을 보기 위해 안경을 끼는 것은 귀찮다. 안경을 끼지 않고도 입체 영상을 볼 수 있다면 불편함은 물론 어지럼증도 사라질 것이다.

무안경 3D TV의 대표적인 방식은 ‘패럴랙스 배리어(Parallax Barrier)’다. 패럴랙스 배리어는 일종의 구멍이다. 화면 앞에 많은 수의 구멍이 뚫린 차단막을 배치하는 것이다. 이 구멍은 뒤에 있는 TV 화면의 주사선이 엇갈리게 보일 수 있도록 배치, 안경을 쓰지 않아도 두 눈에 각기 다른 영상이 전달되도록 만들어 입체 영상을 느낄 수 있다.

그러나 입체 영상을 느낄 수 있는 시야가 굉장히 좁다는 단점이 있다. 한 곳에서 보다가 옆으로 조금만 움직여도 어지럼증을 유발하거나 입체 영상을 느끼지 못할 수 있다. 그래서 휴대전화나 노트북 등 주로 한 자리에 고정된 상태에서 보는 소형 디스플레이에 적용됐다.





시점을 추적하거나 디스플레이를 이동시키거나

무안경 3D TV의 단점을 보완하기 위한 다양한 시도가 이뤄졌다. 시점을 옮기면 입체 영상이 나타나지 않는 현상을 소프트웨어로 보정하는 시도가 ‘시점 추적형 패럴랙스 배리어 시스템’이다. 이 방식은 우선 시청자의 움직임에 따라 좌표를 추출한다. 이 좌표를 분석해 시청자의 위치를 파악한 후 바뀐 위치에서도 입체 영상을 볼 수 있도록 TV 주사선의 방향을 변경해주는 것이다. 이렇게 되면 최적 시점이 아니어도 어느 정도 입체 영상을 유지할 수 있지만 입체 영상을 볼 수 있는 최적 시점이 다양하지 못한 단점이 생긴다.

이를 보완하는 것이 아예 차단막인 패럴랙스 배리어를 이동시켜 주는 것이다. 이는 시점을 추적한 후 시점에 맞도록 차단막을 변경, 이동시켜 주는 ‘가변형 패럴랙스 배리어’ 방식이다. 현재 TV 및 디스플레이 기업을 중심으로 무안경 3D 휴대전화, 노트북에 이어 TV도 곧 선보일 예정이다. 조만간 무안경 3D TV를 만나볼 수 있게 된다.