인생은 한편의 홀로그램 영화

극장이 변환다! ,

눈앞이 변한다!, 

거실이 변현다! ,

생활이 변한다!,

 

한마디로, 사회가 변한다! 사회가 변해가고 있다.

 

요즈음 심심찮게 등장하는 Display관련 기사들이 있다. 영화 아바타로 촉발된 3D영화로 부터,  일부는 현실화 되어 있고, 일부는 현실화에 매우 가깝게 근접하고 있는 기술들이다. 향후 10여년전후로 우리의 일상생활에서 보편화되리라 기대되는 기술들이다.

 

나아가서 기술의 발전은 바야흐로 문명의 대변혁을 예고한다. 스마트 폰의 예로서 지금도, 그 정도의 기기의 다양한 기능에 애써 눈먼세대들이 대부분인 우리는 그 기능의 'Smart' 함에 머리가 어지러울 지경이다. 10년, 20년 아니 5년 전만을 상상해보라? 헌데 지금 현실화되어 우리 생활을 완전히(?)  지배하고 있지 않는가? 향후 5년, 10년이후는 어찌 되겠는가?  우리에게 닥치고 있는, 우리가 싫어도 적응해나가야 할 기가 막힌 기술현실이 앞으로 우리앞에 펼쳐질 전망이다.  

 

지금, 3D 디지털열풍이 불고 있다. 3D 디지털 영화, 3D 디지털 TV....물론, 영화던, TV이던, 3D 디지털 Display는 특수안경을 쓰고 본다든가, 눈으로 느끼는 감각보다 다소 과장느낌이라던지,  일부 불편을 느끼는 사람들도 있는 것은 사실이지만,  기존의 2D 평면 스크린상에서 거리의 느낌을 화소의 조밀도, 색상,명암등으로 치환된 표현과는 비교할 수 없는  사실성, 입체성, 역동성을 안겨준다.

 

나아가서는 10년안에 3D 홀로그램 동영상이 지금의 3D TV처럼 등장하리라 한다. 그렇다면 3D 홀로그램 동영상은 또 어떤 파장을 몰고 올 것인가? 

 

2022년 월드컵 유치에 나선 일본이 홀로그램 카드를 꺼내들었다. 세계 최초로 홀로그램 월드컵을 만들겠다는 계획이다. 2010년 남아공 월드컵이 최초의 3D 월드컵이었다면, 앞으로 12년 후 열릴 월드컵을 통해 전 세계 축구팬에게 또 다른 볼거리를 제공할 수 있다는 게 일본의 포석이다

 

◆ 3D영상의 원리

  

그렇다면 3D영상의 원리란 무엇인가?

 

사람은 두개의 눈으로 사물을 본다. 각각의 눈이 보는 영상은 2차원 영상이다.  마치 3차원은 공간을 스크린에 투영시킨 기존의 영화같은 영상인 것이다. 하지만, 사람의 두 눈 사이의 거리 때문에, 오른쪽과 왼쪽눈으로 보는 사물은 차이가 생긴다. 각 눈의 2차원 영상과  이 차를 이용하여 우리늬 뇌가 입체감, 원근감을 완성한다. 우리의 뇌가 정교한 컴퓨터 역활을 한 것이다.

 

3D 영상은 이 원리를 이용한 것이다. 3D영상을 만들기 위해서는 각 눈이 보는 2차원영상에 두 눈의 차이를 별도로 인식하는 영상이 필요하다.즉, 카메라 두대를 이용해, 두눈의 역활과 같이 좌우 차이가 나는   영상을 촬영하고, 그 차이를  인식하는 수단을 동원한다면,  우리의 두눈이 입체적으로 사물을 보는 것과 같은 효과를 낸다는 것이다. 이 차이를 인식하게 하는 도구가 3D안경이다.

 

두대의 카메라가 보내는 영상이 그냥보면 겹쳐 보이지만, 3D안경의 편광필터는 양쪽의 눈에 차이가 있는 영상만을 통과사기기 때문에, 우리 뇌는 이것을 입체적으로 인식하게 된다는 것이다.

 

 

◆ 홀로그램 원리

 

홀로그램은  헝가리 물리학자 데니스 가보르(Dennis Gabor)가 1947년, 렌즈없이 사진을 찍는 방법을 모색하다 발명한 것이라 한다. 이 업적으로 1971년 노벨물리학상을 받았다

 

그렇다면, 홀로그램이란 무엇인가?

 

우선, '백과사전식' 의 '홀로그램기 술내용을 일견해보자 

 

[홀로그램은 영상이 3차원이고, 실물과 똑같이 입체적으로 보이는 사진이다. 홀로그램은 홀로그래피의 원리를 이용하여 만들어진다.

 

홀로그래피의 원리는 레이저에서 나온 광선을 2개로 나눠 하나의 빛은 직접 스크린을 비추게 하고, 다른 하 나의 빛은 우리가 보려고 하는 물체에 비추는 것이다. 이때 직접 스크린을 비추는 빛을 기준광(reference beam)이라고 하고, 물체를 비추는 빛을 물체광(object beam)이라고 한다. 물체광은 물체의 각 표면에서 반사돼 나오는 빛이므로 물체 표면에 따라 위상차(물체 표면에서부터 스크린까지의 거리)가 각각 다르게 나타난다.

 

이때 변형되지 않은 기준광이 물체광과 간섭을 일으키며 이때의 간섭무늬가 스크린에 저장된다. 이러한 간섭무늬가 저장된 필름을 홀로그램이라고 한다. 저장된 영상을 다시 재현하려면 기록할 때 사용된 광선을 다시 스크린 건판에 쏘아야 한다. 재생시 사용하는 광선은 기록 시와 같은 진동수를 가진 파동만이 3차원으로 재현되고, 파장과 위상이 다른 파들은 아무런 효과가 없이 저장된 홀로그램을 통과해 버리기 때문에 기록 시 사용된 기준광과 반드시 정확히 일치 해야 한다. ]

 

보충 설명하자면,

 

앞서 3D영상기술을 상기할 필요가 있다. 홀로그램도 3D영상기술의 일종이다. 다만, 이때 촬영에 이용한 광선이 레이저광이다. 홀로그램은 진정한 3D 입체영상 구현기술로 통한다. 일각에서는 무안경 방식 3D 이후에 등장할 차세대 3D 기술로 꼽는다. 시청 위치 제약이 없을 뿐 아니라 자연스러운 영상표현이 가능하기 때문이다.

 

우리가 일반적으로 사용하는 사진의 상은 물체에서 반사되는 '빛의 세기 변화량을 기록한 것'으로, 반사광이 적은 부분은 어둡고 반사광이 많은 부분은 밝게 표시된다. 그러나 3차원 물체로부터 나오는 빛을 2차원 평면에 기록하는 것은 한계가 있다.

 

반면에 홀로그래피는 '빛의 세기뿐 아니라 파동으로서의 빛이 갖는 위상(phase)까지도 기록' 한다. 이 때문에 원래의 3차원 상을 정확히 재현한다.

 

쏠 경우, 반사돼 나오는 빛의 차이(위상차)를 필름에 기록한 뒤 이 필름에 다시 레이저를 쏘면 반사된 빛들이 허공에 홀로그램으로 나타난다. 인간의 눈이 물체를 입체로 인식하는 원리가 빛의 반사 정도를 판단한다는 점을 고려할 때, '홀로그램은 눈으로 보는 그대로를 표시하는 셈' 이라는 것이다.

 

'허공에 홀로그램으로 나타난다' 

 

앞서도 설명한 것처럼, 기존의 3D는 스크린상에 2차원 형상이 겹쳐 나타나고 이것은 촬영카메라의 좌우차이를 이용하여 입체감, 원근감을 표시하는 것이지만, 어디까지나 영상이 투사되는 스크린이 있어야 한다. 하지만, 홀로그램은, 입체영상을 스크린에서 빠져나와 허공중에 구상한다. 2개로 나눠어진 레이져의 위상차를 고려한 간섭무늬를 스크린(필름)에 저장하였다가 여기에 촬영시의 빛을 쏘면 그 형상이 3차원 공간상에 나타나는 것이다.

 

이것은 양안시차(兩眼視差) 방식이 안고 있는 어지럼증등 3D문제점을 해결할 수 있고, 완전 시야각의 멀티 뷰(multi view가 가능하다.

 

나는 1987년에 홀로그램 영상을 처음 직접 경험하였다.  투산인프라코아(당시 대우중공업)을 박차고 창업한다고 뛰쳐 나온 것도, 이 홀로그램을 보고 속되게 말해서 헤까닥 한 점이 있기 때문이였다. 그후로 흘러흘러 지금의 일을 하고 있으니, 세월이 무상한 것인지, 일이 무상한 것인지.

 

당시 홀로그램은 허공중에서 남여가 춤을 추는 모습이였는데, 그 때의 초보적인 홀로그램 영상에 대한 감동아 아직도 생생한다. 제대로 된 홀로그램 영상이 나온다면, 그 파장이 어떨 것이라 짐작된다.

 

◆ 가까워진 미래의 Display 기술 변화

 

앞서의 3D기술, 무안경 3D기술, 홀로그램3D영상기술과 더불어 Display기술로서 각광받는 기술들이 가시화될 날들이 멀잖았다  투명내지는 휘는 디스플레이, 투명망또, 가상 현실기술이 그것이다. 이 모든 기술들은 Display기술등이다.

 

정부는 오는 2013년 본격적인 3D TV 방송시대를 열고, 2015년에는 모든 콘텐츠의 20%를 3D화하는 한편 무안경 3D TV를 실현하기로 했다. 궁극적인 3D 핵심 기술인 홀로그램을 2020년까지 확보한다는 계획이라고 한다.

 

투명디스플레이와 휘는 디스플레이

 

투명디스플레이는, 기본적으로 Display의 기본인 액정은 투명하지만, 화소(Pixel)하나하나를 컨터롤 하는 기본전자소자들인 전극, 트랜지스터, Capacitor들의 투명화가 어려웠으나, 그동안 소자기술의 발전으로 투명화가 진행되어, 지금은 상용화가 무방할 정도로 투명화가 진행되었다는 것이다,

 

 

투명디스플레이가  일반화되면, Display효과에 엄청난 파장을 불러올 것으로 기대된다. 하지만, 익숙하지 않은 우리네 시각으로는,  투명하다보니, 배경영상과 Display상의 영상의 중첩등, 다소 혼란스러운 감이 었지는 않을 것이다. 하지만, 기술이라는 것이 시간이 지나면서 발전하고, 응용처가 개발되다 보면, 우리네 시각도 익숙해지게 마련이겠지?

 

이제, 휘고 구부러지는 '플렉시블(Flexible)' 디스플레이 시대도 눈 앞에 성큼 다가왔다. 시장에선 2012년부터 본격적으로 플렉시블 디스플레이 시장이 열릴 것으로 전망하고 있다. 플렉시블 디스플레이는 유리 디스플레이에 비해 얇고 가볍고 깨지지 않는 점이 특징이다. 또 평소에는 말아서 보다 편하게 휴대하고 사용할 때는 펼쳐서 활용할 수 있다. 또 사각형으로 정형화된 디스플레이 디자인에서도 탈피할 수 있다

 

 

언젠가는 그래핀(Graphene)의 독특한 물리적 특성을 이용하면 종이처럼 얇은 컴퓨터도 만들어 질 것이라 한다.

 

스웨덴 왕립과학아카데미는 5일 차세대 꿈의 신소재로 꼽히는 그래핀(Graphene)을 세계 최초로 발견한 영국 맨체스터 대학의 안드레 가임교수와 콘스탄틴 노보셀로프박사를 2010년 노벨 물리학상 수상자로 선정했다.

 

탄소 원자 한 층으로 이뤄진 그래핀은 두께가 0.35㎚(나노미터, 1㎚는 10억분의 1m)에 불과하지만 그 강도가 강철의 200배, 다이아몬드의 2배 이상이다. 또 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 휘거나 비틀어도 부서지지 않는다고 한다. 그래핀을 이용하면 종이처럼 얇은 모니터, 손목에 차는 휴대전화, 지갑에 넣을 수 있는 컴퓨터를 만들 수 있다. (그래핀에 대해서는 별도 글 올리겠슴)

 

홀로그램(Hologram)

 

홀로그램 기술은 얖서도 언급하였지만,  완전한 3D기술의 구현이다.

 

또, 원격회의와 고밀도 기술 설계 분야에서 상용화될 전망이다. 자동차나 로봇같이 복잡한 제품의 홀로그램을 공간에 띄워놓고 다양한 각도에서 보면서 디자인 및 기술 회의를 하는 식이다.

 

각국 정상이 모이지 않아도 실제 만난 것처럼 회의를 할 수 있다. 의료·우주기술 등 실제로 실험 환경을 만드는 것이 어려운 분야에서도 상용화가 될 전망이다. 하지만 아직까지는 스크린 없이 입체 영상을 만드는 기술이 상용화되지 않았다. 아직까지는 완전한 홀로그램 원천기술이 없는 셈이다.

 

전문가들은 10년 후쯤 홀로그램 기술의 구현이 가능할 것”이라고 전망했다.

 

<홀로그램 영상의 한 장면1  춤추는 무희>

<홀로그램 영상의 한 장면1  춤추는 무희, 영상이 사라지는 중>

<홀로그램 영상의 한 장면1  춤추는 무희, 영상이 사라지는 중>

<홀로그램 영상의 한 장면1  춤추는 무희, 영상이 사라진 직후>

 <홀로그램 영상의 한 장면 2,  패션쇼>

  <홀로그램 영상의 한 장면 2  패션쇼, 투명한 홀로그램 영상>

  <홀로그램 영상의 한 장면 2  패션쇼, 투명한 홀로그램 영상>

  <홀로그램 영상의 한 장면 2  패션쇼, 사라지는 영상>

  <홀로그램 영상의 한 장면 2  패션쇼, 사라지는 영상>

  <홀로그램 영상의 한 장면 2  패션쇼, 사라지는 영상>

  <홀로그램 영상의 한 장면 2  패션쇼, 사라지는 영상>

  <홀로그램 영상의 한 장면 2  패션쇼, 사라지는 영상>

 

<무대위에 유령처럼 가시화된 홀로그램 영상이다. 주변은 실제 관객이다>

 

또한 홀로그램은 기존의 3D와는 차원이 다른 테라바이트(TB·1000기가바이트) 수준의 데이터 처리가 필수적이다. 8 TB급 메모리와 3만2768개의 프로세서를 탑재한 블루진 수퍼컴퓨터 같은 어마어마한 서버도 필요하다. 기존의 인터넷 망으로는 홀로그램의 데이터를 전송할 수 없다는 점도 해결해야 할 과제다.

 

미국 애리조나 주립대 연구진은 2010년 11월 4일자 네이처지에 실린 연구 보고서에서 1977년 공상과학 영화 `스타워즈`에 처음 등장했던 것과 같은 홀로그램 동영상 전송이 현실에 매우 가깝게 다가왔으며 이것이 가능함을 입증했다고 밝혔다

가격 문제도 있다. 전문가들은 홀로그램의 경우 10년 뒤 가시화될 것으로 보지만 가정용의 경우 이보다 최소 5~10년은 더 있어야 한다고 말한다

 

투명망또 관련 기사

 

2010년 11월  4일 AFP통신은 스코틀랜드 연구진이 공상과학 소설에서나 등장하던 투명망토의 꿈에 한발 다가섰다고 전했다. 세인트앤드루스 대학 연구진은 영국 물리학 저널 `뉴저널오브피직스`에서 빛을 조작하는 유연한 '메타물질 개발' 연구성과를 발표했다.

메타물질은 빛을 반사시키거나 흡수하지 않고 바위 주변에서 굽어 흐르는 물줄기처럼 빛이 물체 주위를 흐르게 한다. 나노 수준의 물질 구조 덕분에 빛과 상호 작용하기 때문이다. 하지만 기존 메타물질은 아직 개발 단계여서 빛 스펙트럼의 특정 파장이나 색상에서만 안 보이게 하는 효과를 확실히 낼 수 있다.

또 지금까지는 보통 유연한 물질이 아닌 딱딱한 재료로 만들어졌기 때문에 실용화가 어려웠다.

세인트앤드루스 대학 연구팀은 폴리머(중합체)와 실리콘(규소)을 기반으로 한 정교한 기술을 이용해 유연성 있는 새로운 메타물질 개발에 성공했다. 이로써 메타물질의 상업화에 한걸음 더 가까이 다가갈 수 있게 됐다.

연구팀은 이 물질의 유연성을 보여주기 위해 콘택트 렌즈 위에 메타플렉스를 올려놓기도 했다. 한편 `메타플렉스`라는 이름의 이 물질은 620나노미터(㎚)가량의 파장에서 빛과 상호 작용하는 것으로 나타나 눈길을 끌었다.

중요한 점은 개발 물질이 인간의 눈에 보이는 영역에서 작동할 수 있다는 것이다. 인간의 눈에 보이는 빛의 파장 범위는 400㎚에서 700㎚까지다.

기존 유연성 있는 메타물질에 관한 연구는 테라헤르츠파 영역이나 전자기 스펙트럼의 적외선 인근에서 성공한 적이 있다. 하지만 이는 인간의 눈에 보이는 광선이 아니다.

이번 연구를 이끈 앤드리아 디 팔코 박사는 "메타플렉스가 광학과 스마트 의류 등의 분야에서 광범위하게 사용될 수 있을 것"이라고 전망했다.

 

가상현실(Virtual Reality)

 

소프트웨어 격인 가상현실의 경우 그동안은 안경을 쓰거나 머리에 쓰는 고글 형태로 발달해왔다. 보는 각도는 정면 한 가지였다. 하지만 2021년에는 스마트폰 하나로 각 사용자가 자신의 각도에 맞는 ‘개인화 가상현실’ 을 느낄 수 있다. 즉, 아이폰 하나로 군사훈련도 가능하다(?)고 한다

지난달 25일 미국 로스앤젤레스에 있는 남가주대(USC) 창의기술연구소(ICT·Institute for Creative Technology)에서 만난 마크 볼라스 교수는 색다른 가상현실 도구를 보여줬다.

 

이곳에서 개발하고 있는 가상현실 도구는 ‘리플렉트(REFLCT·Retroreflective Environments For Learner-Centered Training·학습자 중심 훈련을 위한 역반사 영상 환경)’와 ‘와이드(WIDE)5’ 두 가지다.

10년쯤 뒤에는 리플렉트와 와이드5라는 두 가지 가상현실 기술이 하나로 합쳐지는 것은 물론, 아이폰이나 갤럭시S 같은 스마트폰 하나로 구현할 수 있게 된다. 2021년께에는 아이폰 하나만 들고 있으면 하얀색 빈 벽 앞에서 아프가니스탄 현지 적응 훈련을 할 수 있는 것이다. 홀로그램 기술이 접목된다면 하얀색 벽조차도 필요 없다.

 

가상현실은, 말그대로 실제로 일어 남직한 가상적 상황이지, 현실자체는 아니다. 하지만, 앞서의 3D기술이나 홀로그램의 영상 가시화기술과 소프트웨어 컨텐츠를 결합하면, 실제상황과 같은 상황을 창조할 수 있다는 것이다. 앞서의 패션쇼도 일종의 가상현실이다. 무희의 동작와 표정에 화장품내음이나, 음악을 결합하면, 관격의 눈에는 실제상황과 동일한 효과를 느끼게 할 것이다.

 

3D영상기술, 홀로그램영상기술, 투명망또기술 등이 가상현실Contents를 더욱 다양하고 현실감 넘치게 할 것이다. H/W적인 인간을 닮은 로보트, 가상현실등의 기술이 발전하면, 과거 타자기, Telex시대에서, 컴퓨터, 인터넷, 스마트폰시대로 이행되어 온 것과는 비교할 수 없는 변화를 가져 올 것이다. 수년내지 십 수년내에 그런 시대가 오리라 한다. 아니오고 있다.

 

그리되면,  아무래도, 인간의 육체적 가치는 떨어지는 면도 있을 지도 모르겠다. 내처럼 볼품없는 육체를 가진 인간들은 더욱 급전직하에 처하는 비인간적인 세상이 될련지도?

 

◆ 인생은 한편의 홀로그램 영화

 

Full Version으로 보는 홀로그램영상에서 등장인물이 등장하였다가 사라지는 과정을 보노라면, 인생도 한편의 홀로그램영화라는 감을 지울 수 없다. 춤추는 무희처럼 세상이라는 큰 무대에서 춤추다 때가 되면 연기처럼 사라지는 영상. 무대와 배경은 이 우주, 대자연이다, 각본과 연출은 대자연, 신? 

 

우리가 밤하늘의 은하수를 바라보지만, 우리는 그 은하수 중심에 있다. 우리가 우주를 관조하지만 사실은 우리 자신이 그 우주속에 포함되어 있는 것이다.

 

우리가 각본을 쓰고 연출자인척, 3D 홀로그램의 가상현실 영상을 연출하고, 그 결과물을 우리가 보고 있지만, 우리 자신은 영화처럼 잘 프로그램된,  대자연이 연출하는 가상현실일 뿐이지 않을까?

 

진정한  3D 홀로그램이 가상현실과 자유로이 접목갈 때,  갓 세상에 눈이 뜬 영아처럼, 가상과 현실의 구분이 모호해 질 수밖에 없을 것이다.

 

장자의 '諸物論' 에 나오는 호접몽이 이 생각난다. 장자가 '나비가 되어 훨훨 날아 다니는 꿈을 꾸었다'. 얼마나 실감나게 꿈을 꾸었던지, 꿈속의 나비가 진정한 나고, 그 나비의 꿈속이 지금의 나(장자)인지? 아리송하다 했다. 아마도 장자가 몹시 피곤했던 모양이다.

 

누구나 유사한 꿈을 꾼다. 보통사람들은 지금의 나, 현실의 나에 절대적 집착을 전제하지만, 장자는 꿈과 현실을 뒤집어 사고하며 유연한 깨달음의 경계를 넘나든다.

 

가상현실, 스크린 밖으로 튀어나온 진정한 3D영상 이야기를 쓰면서, 사고의 제한과 경계를 파괴할 필요를 강하게 깨닫는다. 어쩌면, 그것은 기술문명의 발전에 필연적으로 거쳐가는 과정일 수밖에 없을 것이라는 생각이 든다. 일상생활에서도 그럴 시기가 다가오고 있다.

 

창의는 무궁하고, 기술의 발전은 끝이 없음을 다시 한번 느낀다.

 

 

ㅎㅎㅎ