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진건 뇌
5 years ago
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1 Market & Issue 분석 Report [ 3D 홀로그램기술현황및전망 ] 차세대방송 모바일미래인터넷융합기술정보보호전파위성방송통신시장방송통신정책 본보고서의내용은집필자개인의견해로서한국방송통신전파진흥원의공식입장과는무관합니다.

I. 개요 홀로그램 (Hologram) 은빛의간섭성을이용해입체정보를기록 재생 창출하는홀로그래피

홀로그램 (Hologram) 은레이저빛을이용해물체에서반사, 회전된빛 ( 물체광 ) 을그빛과간섭성이있는다른파 (

3D 입체영상은실사와같은입체감을제공, 어떤각도에서도완전한 3D 영상을감상할수있는것이특징

광학적왜곡등의문제점을해결해줄수있는방식으로차세대입체영상디스플레이기술로주목을받고있음 3D 입체영상디스플레이기술구분

Auto Stereoscopic ( 무안경방식 ) Real 3D 공간분할 Patterned Retarder (

Active Retarder ( 편광안경방식 ) 시간분할 Shutter Glasses ( 셔터안경방식 )

2 I. 개요 홀로그램 (Hologram) 은빛의간섭성을이용해입체정보를기록 재생 창출하는홀로그래피 (holography) 기술을이용해실제물체의형상을재현한것으로어떤각도에서든완전한 3D 영상을감상할수있는것이특징 홀로그램 (Hologram) 은레이저빛을이용해물체에서반사, 회전된빛 ( 물체광 ) 을그빛과간섭성이있는다른파 ( 참조광 ) 와간섭시켜간섭무늬를필름에기록한것으로간섭무늬에참조광을비추어나타나는영상이홀로그램영상임 홀로그램에의해생성된 3D 입체영상은실사와같은입체감을제공, 어떤각도에서도완전한 3D 영상을감상할수있는것이특징 홀로그램기술은양안시차방식의입체영상기술이가지는영상정렬, 광학적왜곡등의문제점을해결해줄수있는방식으로차세대입체영상디스플레이기술로주목을받고있음 3D 입체영상디스플레이기술구분 홀로그램생성원리 입체영상디스플레이기술 < 홀로그램기록 > < 홀로그램재생 > Stereoscopic ( 안경방식 ) Auto Stereoscopic ( 무안경방식 ) Real 3D 공간분할 Patterned Retarder ( 편광안경방식 ) 공간분할 Parallax Barrier Integral Imaging Holographic Active Retarder ( 편광안경방식 ) 시간분할 Shutter Glasses ( 셔터안경방식 ) Lenticular Lens 출처 : ETRI, 홀로그램기록은레이저가물체광과참조광으로분리되어, 물체광은피사체에직접비춰지고, 참조광은반사경에반사되어물체에서난반사된빔과참조광에의한간섭무늬가홀로그램에기록 홀로그램에참조광을비추어 3 차원공간상에입체영상을재현 2

II. 주요기술현황 홀로그램은물체생성원리에따라투과형 (Transmission) 홀로그램과반사형 (Reflection) 홀로그램으로분류되며, 핵심기술은홀로그램생성기술과홀로그램압축및전송기술등이있음 홀로그램기술분류 홀로그램은물체생성원리에따라투과형 (Transmission) 홀로그램과반사형 (Reflection) 홀로그램으로분류 -

( 기준파 ) 를홀로그래픽필름 ( 홀로그램 ) 뒤에서비추어투과하여나온상을홀로그램의앞에서관찰 참조광 ( 기준파 ) 를홀로그래픽필름앞에서비추어반사해나온상을홀로그램앞에서관찰 주요기술현황 홀로그램관련요소기술은피사체의입체영상을공간상에서재생하는홀로그램생성기술과홀로그램생성시필요한데이터압축및전송기술등이있음

Metal-Oxide Semiconductor) 등전자장비를이용해간섭패턴을기록, 처리및전송하는기술로대표적으로컴퓨터생성홀로그램 (Computer Generated Hologram: CGH) 이있음 디지털홀로그램기술처리단계 생성원리 출처 : ETRI, 2012.

3 II. 주요기술현황 홀로그램은물체생성원리에따라투과형 (Transmission) 홀로그램과반사형 (Reflection) 홀로그램으로분류되며, 핵심기술은홀로그램생성기술과홀로그램압축및전송기술등이있음 홀로그램기술분류 홀로그램은물체생성원리에따라투과형 (Transmission) 홀로그램과반사형 (Reflection) 홀로그램으로분류 - 투과형홀로그램은홀로그램의뒤에서빛을비추어형성되는상을관찰자가앞에서보도록제작한것으로홀로그램색이선명하고밝은특징이있음 - 반사형홀로그램은홀로그램의앞에서빛을비추어반사해나온상을홀로그램의앞에서관찰하도록제작된것으로홀로그램의입체감이뛰어난특징이있음 구분투과형 (Transmission) 홀로그램반사형 (Reflection) 홀로그램 재생방식 참조광 ( 기준파 ) 를홀로그래픽필름 ( 홀로그램 ) 뒤에서비추어투과하여나온상을홀로그램의앞에서관찰 참조광 ( 기준파 ) 를홀로그래픽필름앞에서비추어반사해나온상을홀로그램앞에서관찰 주요기술현황 홀로그램관련요소기술은피사체의입체영상을공간상에서재생하는홀로그램생성기술과홀로그램생성시필요한데이터압축및전송기술등이있음 홀로그램생성기술은아날로그홀로그램과디지털홀로그램이있으며, 현재는디지털홀로그램기술과응용연구가보편화되어있음 - 아날로그홀로그램은광학장비를이용해아날로그홀로그래픽필름에간섭패턴을기록하는방식임 - 디지털홀로그램은간섭패턴기록시아날로그홀로그래픽필름대신 CCD(Charge Coupled Device) 및 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등전자장비를이용해간섭패턴을기록, 처리및전송하는기술로대표적으로컴퓨터생성홀로그램 (Computer Generated Hologram: CGH) 이있음 디지털홀로그램기술처리단계 생성원리 출처 : ETRI, 노출방법 제작시물체파와기준파를같은방향으로사진필름에노출 제작시물체파와기준파의방향을감광재료의반대방향에서입사 장점입체영상색이밝고선명함입체영상의입체감이높음 출처 : KOCCA, 홀로그램생성기술이디지털화됨에따라영상데이터의압축및전송기술에대한연구가활발히진행 - 홀로그램전송프로토콜, 스트리밍을위한압축기술, 실시간트랜스포트프로토콜 (RTP), 품질에따라코딩을분할하여압축및전송하는스케일러블비디오코딩기술 (SVC) 등과관련된연구가진행되고있음 3 3

Ⅲ. 주요기술개발현황 홀로그램기술이디지털화됨에따라국내 외연구기관, 학교, 기업등을중심으로디지털홀로그래피생성및처리기술연구가활발히진행 국내 외디지털홀로그램관련기술개발현황 09 년 6 월,

커넥티컷대학교는디지털홀로그램의부호화를위한기술개발진행 09 년버지니아공대는레이저빔이생성한간섭무늬를전기신호로변환및저장, 고해상도의 CCD

point) 단위공간영상의실험적인생성에성공 치바대는 LED 광원을이용하여실시간으로컬러홀로그램영상복원이가능하도록 FPGA 기반의컬러홀로그래픽디스플레이장치를개발 NHK 는 HD

Light Mudulator) 에축소기록하는방식으로고해상도홀로그램입체영상을재생할수있는 Active Tiling 형디스플레이시스템개발 07 년 9 월, 독일 SeeReal

FP7 의 Real3D 프로그램을통하여, 디지털홀로그래피의신호처리및디스플레이기술개발을주도 서울대는공간광변조기를원통형구조의어레이로배열하여홀로그램복원시광시야각을갖는 3D

데이터양을줄이는디지털변환처리기술및홀로그램복원기술을진행중 충북대는직접광학계를이용, 활용한객체의요소영상을합성해객체의홀로그램을생성하는연구를진행 인천대는프로젝션홀로그래피를이용대화면입체 3D

4 Ⅲ. 주요기술개발현황 홀로그램기술이디지털화됨에따라국내 외연구기관, 학교, 기업등을중심으로디지털홀로그래피생성및처리기술연구가활발히진행 국내 외디지털홀로그램관련기술개발현황 09 년 6 월, MIT 미디어랩은 AOM 광학변조기와 LDC 를이용한 5 인치급디지털홀로그램동영상재생시스템인 Holo Video 를개발, 홀로그램데이터처리방법론, 햅틱을이용한홀로그램인터렉션등연구수행 커넥티컷대학교는디지털홀로그램의부호화를위한기술개발진행 09 년버지니아공대는레이저빔이생성한간섭무늬를전기신호로변환및저장, 고해상도의 CCD 카메라없이효율적으로홀로그램데이터획득이가능한광주사홀로그래피 (Optical Scanning Holography) 기술개발 게이오대학은레이저집광과공기중의플라즈마생성을통해점 (flash point) 단위공간영상의실험적인생성에성공 치바대는 LED 광원을이용하여실시간으로컬러홀로그램영상복원이가능하도록 FPGA 기반의컬러홀로그래픽디스플레이장치를개발 NHK 는 HD 급공간광변조기 (SLM) 를이용해고해상도홀로그래픽디스플레이를개발 03 년 7 월, 영국 QinetiQ 사는홀로그램을순차적으로 OASLM(Optical Addressed Spatial Light Mudulator) 에축소기록하는방식으로고해상도홀로그램입체영상을재생할수있는 Active Tiling 형디스플레이시스템개발 07 년 9 월, 독일 SeeReal 사는사용자의관심영역에만홀로그램영상을생성함으로써처리할영상정보의양을줄이는 Sub-Hologram 기술을창안, 20 인치급홀로그래픽디스플레이장치를개발 터키빌켄트대학은유럽 7 개국이참여하는 FP7 의 Real3D 프로그램을통하여, 디지털홀로그래피의신호처리및디스플레이기술개발을주도 서울대는공간광변조기를원통형구조의어레이로배열하여홀로그램복원시광시야각을갖는 3D 디스플레이프로토타입을개발 ETRI 에서는홀로그래피 TV 및디지털홀로그래픽콘텐츠제작도구등을개발중에있음 세종대는광주사홀로그래피를이용한홀로그램정보추출기술과추출한복소수홀로그램을변환, 데이터양을줄이는디지털변환처리기술및홀로그램복원기술을진행중 충북대는직접광학계를이용, 활용한객체의요소영상을합성해객체의홀로그램을생성하는연구를진행 인천대는프로젝션홀로그래피를이용대화면입체 3D 동영상을재현할수있는시스템개발 KAIST 는홀로그래픽스크린및홀로그램데이터입출력시스템개발 MIT HoloVideo 치바대 HORN6 시스템 QinetiQ Active Tiling 형디스플레이시스템 서울대 집적영상 3D 디스플레이 출처 : TTA, , ETRI,

Ⅳ. 시장및서비스전망 3D 홀로그래픽시장은 15 년 9 억달러에서 20 년 155 억달러로성장할전망이며, 현재의

홀로그래픽시스템시장규모전망 3D 홀로그램응용분야 [ 단위 : 억달러 ] 글로벌정보가전시장규모 2,393

기업크립톤퓨처미디어가가상개체로생성한여가수 하츠네미쿠 를제작콘서트를개최하는등응용사례가점차확대되고있으며, 문화

2016 2017 2018 2019 2020 응용분야 내용 3D 시스템시장규모 373 526 740 1,042

2016 2017 2018 2019 2020 9 16 34 72 155 322 2015 2016 2017

홀로그램기반입체 TV 홀로그래픽뉴스캐스팅 홀로그래픽선거유세 출처 : 디지털홀로그래피기획위원회, 2011,

05 15 년정보가전제품의시장규모는 2,393 억달러로 20 년까지 CAGR 23.

6% 인 373 억달러에서 20 년에는전체정보가전시장의 30% 를차지하는 2,065 억달러규모로성장할전망 3D

5 Ⅳ. 시장및서비스전망 3D 홀로그래픽시장은 15 년 9 억달러에서 20 년 155 억달러로성장할전망이며, 현재의 3D 디스플레이기술을대체해문화 예술, 엔터테인먼트, 방송, 교육분야등다양한분야에활용될것으로전망 글로벌 3D 홀로그래픽시스템시장규모전망 3D 홀로그램응용분야 [ 단위 : 억달러 ] 글로벌정보가전시장규모 2,393 2,956 3,650 4,508 5,568 6,876 홀로그램은일본 IT 기업크립톤퓨처미디어가가상개체로생성한여가수 하츠네미쿠 를제작콘서트를개최하는등응용사례가점차확대되고있으며, 문화 예술분야, 엔터테인먼트분야, 방송, 교육 / 오피스분야, 광고 / 전시분야등다양한분야에적용가능할전망 응용분야 내용 3D 시스템시장규모 ,042 1,467 2,065 문화 예술 홀로그래픽예술 공연시스템 홀로그래픽아트 홀로그래픽 3D 시스템시장규모 엔터테인먼트 방송 홀로그램기반체혐형게임 홀로그래픽시네마 홀로그래픽테마파크 홀로그램기반입체 TV 홀로그래픽뉴스캐스팅 홀로그래픽선거유세 출처 : 디지털홀로그래피기획위원회, 2011, 한국산업기술평가관리원, 년정보가전제품의시장규모는 2,393 억달러로 20 년까지 CAGR 23.5% 로성장해 6,876 억달러를기록할전망 이중 3D 시스템시장규모는 15 년전체정보가전시장의 15.6% 인 373 억달러에서 20 년에는전체정보가전시장의 30% 를차지하는 2,065 억달러규모로성장할전망 3D 시스템시장규모에서 3D 홀로그래픽시스템이차지하는비중은 15 년 9 억달러 (2.4%) 에서 20 년 155 억달러 (15.6%) 로성장전망 교육 / 오피스 광고 / 전시 홀로그램기반원격강의 / 컨퍼런스 홀로그램기반화상회의시스템 박물관유물전시 디지털사이니지 출처 : ETRI 콘텐츠연구본부, 2010, KOCCA,

V. Case 분석 3D 홀로그래픽시장은 15 년 9 억달러에서 20 년 155 억달러로성장할전망이며, 현재의 3D 디스플레이기술을대체해문화 예술, 엔터테인먼트, 방송, 교육분야등다양한분야에활용될것으로전망 주요상용화사례 시사점 12 년 5 월미국캘리포니아에서개최된코아첼라 (Coachella) 뮤직페스티발에서미국힙합가수인투팍 (Tupac)

반사판이이를반사, 무대위에설치된투명막에투사함으로써영상이미지를연출 - 완전 3D 입체영상은아니지만디지털프로젝터의성능향상과투명막소재의발전으로인해거의실체물체와유사한수준의영상을구현할수있음 홀로그램기술적용 Tupac 공연 Musion Technology Eyeliner 기술구조도 완전 3D 홀로그램기술확대가능성시사 - Musicon Technologies 사의

6 V. Case 분석 3D 홀로그래픽시장은 15 년 9 억달러에서 20 년 155 억달러로성장할전망이며, 현재의 3D 디스플레이기술을대체해문화 예술, 엔터테인먼트, 방송, 교육분야등다양한분야에활용될것으로전망 주요상용화사례 시사점 12 년 5 월미국캘리포니아에서개최된코아첼라 (Coachella) 뮤직페스티발에서미국힙합가수인투팍 (Tupac) 을홀로그램으로재생한콘텐츠를개최 - 해당콘서트에사용된기술은영국의 Musion Eyeliner 시스템을활용한것으로 07 년 Cisco 가선보인실시간홀로그램영상회의기술인 On-Stage TelePresence 에적용되었던기술과동일한기술임 - Musion Technologies 의 Eyeliner 기술원리는 1 컴퓨터생성된가상이미지를프로젝션으로전송한후 2 반사판이이를반사, 무대위에설치된투명막에투사함으로써영상이미지를연출 - 완전 3D 입체영상은아니지만디지털프로젝터의성능향상과투명막소재의발전으로인해거의실체물체와유사한수준의영상을구현할수있음 홀로그램기술적용 Tupac 공연 Musion Technology Eyeliner 기술구조도 완전 3D 홀로그램기술확대가능성시사 - Musicon Technologies 사의 Eyeliner 시스템은 360 도어느각도에서나입체영상을시청할수있는완전 3D 기술은아니지만, 공연반응이좋아향후 3D 홀로그램상용화시시장파급력이높을것으로전망됨 3D 홀로그램콘텐츠개발분야의방향성제시 - 실감형입체영상을통해과거유명가수의공연을개최하거나, 실감형스포츠중계를통한입장권수익, 다양한콘텐츠개발의방향성제시 실감형교육분야및기업분야에적용가능 - 3D 홀로그램의경우실감형콘텐츠에매우적합하기때문에일대일온라인교육또는 1 대다수교육등전세계적으로지역적인제한없이수업이가능하며, 기업의영상회의에도입해비용절감및보다현실적인토의가가능할것임 홀로그램재생영상 출처 : Musion Technologies,

7 Ⅵ. 전망및시사점 홀로그램은양안시차방식의입체영상기술이가지는문제점을해결, 임장감 (Immersion) 및사실감 (Reality) 을대폭확장한완전 3D 입체영상구현이가능한특징이있으나, 실제실용화와상용화를위해서는광학소자기술등기반기술개발이선행되어야함 홀로그램기술은양안시차방식의입체영상기술이가지는영상정렬, 광학적왜곡등의기술적문제와시청시두통및어지러움이나타나는등의문제점을해결해줄수있기때문에향후입체영상디스플레이기술의주류로자리매김할전망 어떤각도에서도완전한 3D 영상을감상할수있는것이특징으로홀로그래픽공연, 홀로그래픽원격강의등문화 예술분야, 방송분야, 교육분야, 광고및전시분야에서다양한신규서비스창출가능 15 년 3D 시스템시장규모는 373 억달러에서 20 년에는 2,065 억달러규모로성장할전망이며, 3D 시스템시장규모에서 3D 홀로그래픽시스템이차지하는비중은 15 년 9 억달러 (2.4%) 에서 20 년 155 억달러 (15.6%) 로성장전망 그러나, 홀로그램기술은완전한 3D 입체영상을제공할수있는장점이있지만, 상용화수준의전자식홀로그램디스플레이실현에는여전히한계가있어관련기술개발이필요한상태 원천기술확보와상용화기술개발노력필요 - 50 인치급홀로그래픽디스플레이실현을위해서는 Super HD 급공간광변조기수천개가필요, 현재이러한디지털홀로그램을디스플레이할수있는광학소자기술없음 - 충분한가시영역을가진, 즉육안으로봐서선명하게보이는실시간홀로그램영상을구현하기위해서는 HDTV 의 250,000 배의해상도를구현해야함 - 따라서차세대영상콘텐츠시장을선점하기위해서홀로그램영상생성광학장치기술, 대용량영상압축 전송 저장기술등원천기술확보노력이필요 기업 / 소비자의수요발굴및응용콘텐츠개발노력필요 - 원천기술확보와함께홀로그램기술을적용해개발할수있는콘텐츠와적용분야에대한연구가병행되어야할것으로판단됨 범국가적통합연구체제시스템구축필요 - 홀로그램기술은초기단계인데다가고난이도의원천기술로광학조사, 광학장치, 영상처리기술및킬러애플리케이션개발등정부부처간협력을통한통합연구체제시스템구축이절실히요구됨 7 7

참고 홀로그램개념및범위 개념 실제사물을보는것과동일한입체감과현실감을제공해주는인간친화형실감영상 기술범위 아날로그홀로그램과디지털홀로그램으로구분되며 홀로그램영상효과를모방하는유사홀로그램기술이있음 아날로그홀로그램 필름을사용하여실물을입체영상으로찍어내는사진기술을통해실물과같이대상사물을

참고 홀로그램개념및범위 개념 실제사물을보는것과동일한입체감과현실감을제공해주는인간친화형실감영상 기술범위 아날로그홀로그램과디지털홀로그램으로구분되며 홀로그램영상효과를모방하는유사홀로그램기술이있음 아날로그홀로그램 필름을사용하여실물을입체영상으로찍어내는사진기술을통해실물과같이대상사물을 3 년의혁신, 30 년의성장 보도자료 http://www.msip.go.kr 2014. 7. 18( 금 ) 조간 ( 온라인 7. 17. 15:00) 부터보도하여주시기바랍니다. 문의 : 정보통신방송기술정책과오상진과장 (02-2110-2840), 이상국사무관 (02-2110-2848) 미래부, 홀로그램시대를준비한다. - 홀로그램산업발전전략 마련을위한전문가공청회개최