BIZ STORY HOT TREND 1 유지상 광운대학교전자공학과교수 HOT TREND 1 2009 년 12 월개봉된아바타 3D 영화가대흥행을거두고 3D 영상물이초미의관심사가되고있다. 하지만 3D 영 상물의역사는 170 년이상이되었다. 이미오래전부터디 즈니월드, 유니버설스튜디오등테마공원에서는 15 분에서 20 분분량의 3D 영상물이많은관객의흥미를불러왔다. 최근 3D 영상의촬영부터후처리작업등의기술이많이 발전하여 2 시간영화에까지적용된것이다. 영화뿐아니 라게임에서도 3D 영상물의성공가능성은이미입증이 되었다. 영화나게임에서 3D 영상물의흥행은방송매체 에서의서비스가능성으로이어지고있다. 또한의료, 교 육, 군사, 광고등기존 2D 영상이필요로하는응용분야 에도모두적용이가능하다. 하지만 3D 영상물이모든영 상물의모습이될수는없다. 필요에따라적절히사용될 때 3D 효과를극대화할수있다. 서비스의파급효과가 가장큰방송에서의 3D 서비스전망에대해알아보자. Ⅰ. 3DTV 방송개요 3D 입체방송이란 3D 콘텐츠의제작, 전송및재현을포함하는전체시스템의구성을통해이용자에게자연스럽고사실적인 3D 입체콘텐츠를전달함으로써실제현장에있는것과같은실감서비스를제공하는방송기술이다. 미래방송의하나로지상파, 케이블, 위성, IP 등의다양한매체에서서비스가가능하다. 방송통신위원회에서는 2010 년 10월고화질 3DTV 실험방송을준비중에있다. 그림 1에서와같이실험방송의범위는현재지상파, 케이블, 위성등이모두포함되어있으며, 특히지상파방송의경우우리나라가세계최초로시도하는점에서매우의미가크다고할수있다. 케이블이나위성매체에비해지상파의경우한정된대역폭내에제한된전송률로 3D 영상물을전송하여야하기때문에고화질을유지하면서기존 2DTV 와의역방향호환성을보장하는방식으로구현하는것이그리쉽지는않다. 현재좌영상과우영상을각각 MPEG-2 와 H.264 로부호화하여 MPEG-2 시스템으로다중화하는방법이최우선적으로고려되고있다. Ⅱ. 3DTV 의국내외산업현황 1. 3D 영상생성관련산업 3D 영상산업의핵심요소는 3D 영상생성기술및재생기술이라고할수있다. 3D 영상을생성하는방법으로는크게 3D 영상획득용전용카메라를사용하는방법과컴퓨터그래픽기법을이용하여 3D CGI 를생성하는방법, 기존의 2D 영상물을 3D로변환하여획득하는방법으로구분이된다. 특히실사영상을획득하기위 66 통신연합 www.ktoa.or.kr
3DTV 실험방송 Head-End 송신탑 3DTV 방송수신 3D 콘텐츠편집 3DTV 카메라편집기 VTR 실사 CG 3D Encoder A ( 지상파 ) (MPEG-2/H.264, up to 19.4 Mbps) 3D Encoder B ( 케이블 ) (H.264 2, up to 35 Mbps) 지상파송출장비 케이블송출장비 케이블망 ONU 위성 3DTV 수신기 ( 케이블 / 위성 / 지상파 ) 3D Encoder C ( 위성 ) (H.264 2, up to 35 Mbps) 위성송출장비 그림 1. 고화질 3DTV 방송시스템구성도의예 해서는 3D 전용카메라를사용하거나변환방법을이용하여야한다. 먼저 3D 전용카메라시스템의경우 3Ality, Binocle, Technica3D 등외국의여러업체에서시제품을판매하고있으며 Sony 등몇몇업체는올해안에 3D 전용카메라시스템을시장에선보일예정이다. 3Ality 는현재입체방송및영화촬영을위한최고사양의제품들을보유하고있으며, 평행식, 직교식등다양한형태의 Rig 시스템을보유하고있다. P+S Techik 는방송용직교형 Rig 시스템을제작하고있는대표적인업체중의하나 2D 영상물을 3D로변환하는방법도매우다양하다. 실시간자동으로변환하는경우는변환후영상의 quality 가그리좋지않지만시장초반에콘텐츠부족을메우기위한방법으로일부 3DTV 제품에서는그기능을채택하고있다. 수동으로변환하는경우는변환된영상의 quality 가 3D 전용카메라로획득한수준에근접하지만많은인력과시간이필요한수작업형태이기때문에작업이효율적이지못하다. 최근에는수동과자동방식의장단점을결합하여시간과노력을줄이면서도 quality 는향상시키는방향으로기술이발전하고있다. 로서, 모듈설계를통한분리및조립이용이하고자동 / 수동렌즈제어를지원하고있다. 국내에서도몇몇업체에서 Rig 를제작하고있지만, 단순한형태로카메라를거치하고촬영할수있는정도이고, 정밀제어가가능하고견고한기구부를갖는신뢰성있는시스템은개발된사례가아직없다. 2. 3D 영상재생관련산업 3D 재생 ( 디스플레이 ) 기술도매우다양하다. 기본적으로안경의필요여부에따라안경식과무안경식으로구분이되지만지금세간에화제가되고있는 3D 영상물의재생을위해서는대부분안경이필요하다. 안경 2010 SPRING _ vol.52 67
BIZ STORY HOT TREND 1 식디스플레이는직시형디스플레이나프로젝터를이용해좌, 우시점영상의편광방향을설정하거나시분할하여표시한다. 이러한안경식 3D 디스플레이방식은기존의 2D 영상과같은해상도를유지할수도있고시청각 (viewing angle) 이넓어다수의사용자를수용할수있다는장점을갖지만, 사용자가느끼는영상의밝기가줄어들고특수안경의착용으로인해심리적인거부감을느끼기때문에최근에는무안경식디스플레이기술이활발히개발되고있다. 특히소파에누워 TV를보는사람들 (couch potato) 에게는안경을착용하는 TV 방식이불편하게느껴질것은당연하다. 하지만무안경식디스플레이는기술적문제때문에 3~5 년후에나보편화될것으로예상하고있다. 2010CES 전시회는 3DTV 와스마트폰의큰흐름을보여주었다. Sony 는 2010 년을가정 (home) 에서 3D 제품을보편적으로사용하게되는원년으로선포하고전사적으로 3D 영상생성과재생에필요한하드웨어와콘텐츠개발에나섰다. 파나소닉도 3D PDP TV와 3차원영상을제공하는캠코더를개발했고, 샤프는처음으로대형 60인치 3D 액정 TV를발표했다. 도시바와 JVC 등은 2D 영상을고성능 CPU 를통해 3D 영상으로변환하는기술을선보였다. 국내에서는삼성전자에서 2007 년 3D 입체영상지원휴대폰단말출시를시작으로 2007 년과 2008 년에 3D-ready DLP 및 PDP TV 제품을잇달아출시하였으며, 2010CES 에서는 3D LED TV와 AMOLED 3DTV 등을선보여큰관심을모았다. 2010 년 2월이미일부 3D LED TV 모델은상용화되어 3D BD(Blue-ray Disc) 플레이와함께시장에선보였다. LG전자의경우에도 2009 년 LCD, PDP, Projection TV 모델에자체개발한 3D IC를 내장하여출시하였고, 7월부터 3차원 LCD TV를본격적으로출시하였다. 2010CES 에서는 3D LCD, 3D LED 및 3D PDP TV를발표하였으며, 지난 3월본격적으로출시했다. 한편현대 IT는 3D-ready 편광방식의 46인치 3D LCD TV를개발하여일본 BS11 위성을통한 3D 방송수신기로시장에선보였으며, 이외에도레드로바, 잘만테크, 파버나인, V3I 등국내중소업체들도다양한 3D 디스플레이제품을출시하였다. 3. 3DTV 방송서비스현황이미 3DTV 가시장에보급됨에따라다양한매체를이용한 3DTV 방송도서비스중이거나올해안에계획하고있다. 미국은 2007 년 NBA 농구, 슈퍼볼경기등을위성망을통해 3DTV 시범서비스를제공하고, 할리우드를중심으로매년 20편이상의 3D 영화를제작, 상영하고있다. 또한 2010 년 4월초에열린마스터즈골프대회를하루 2시간씩 3D로중계했다. FIFA 에서도 2010 남아공월드컵 25경기를 3D로제공할계획이다. 여기에는우리나라의두경기도포함되어있다. 영국도 2012 년 NHK 와공동으로런던올림픽을 3D로중계할예정이다. 우리나라에서는 2010 년 1월부터위성방송스카이라이프에서상용화수준의시험방송을서비스하고있으며 2010 년후반에는더욱다양한서비스를계획하고있다. 또한앞서언급한바와같이 2010 년 10월을목표로지상파, 케이블, 위성매체를통한고화질의역방향호환성이보장되는방식으로 3DTV 실험방송을준비하고있다. 그림 2에는현재서비스중이거나계획중인외국의 3DTV 방송서비스일부를보여주고있다. 68 통신연합 www.ktoa.or.kr
일본 미국 유럽 방송사 BS11 ESPN 3D BSkyB 상용서비스시기 2007. 12. 2010. 6. 2010. 4. 서비스구성 스포츠, 드라마, 애니메이션등하루 1시간정도 10 년남아공월드컵생중계포함 85경기이상스포츠게임위주 영화, 스포츠, 엔터테인먼트등 관련현황 SkyPerfect: 10년 3/4분기실험방송 DirecTV( 10 년 3월 ), Discovery 서비스예정 BBC: 12년런던올림픽 3D 방송중계추진 그림 2. 외국의 3DTV 방송서비스현황 4. 3D 콘텐츠산업현황보편적으로영상산업이성공하기위한열쇠는시스템구성을위한하드웨어도소프트웨어도아니다. 물론기본적으로시스템이구성되어야서비스를할수있지만사업의성공여부는양질의흥미로운콘텐츠를얼마나많이제공하는가에달려있다고해도과언이아니다. 아바타 3D의흥행수입이자동차몇백만대를수출하는효과와비슷하다는통계자료들을어렵지않게볼수있다. 하지만정작우리는콘텐츠에대한중요성을크게생각하지않는경향이있다. 국내콘텐츠산업이영세한이유도시장에서의자생적발전토대가근본적 카프, V3I 등에서홍보용, 프로젝트성콘텐츠제작등로컬엔터테인먼트시장의필요성에의하여 3D 영상물이제작되고있다. 스테레오픽쳐스등최근 2D 영상물을 3D로변환하는방법으로 3D 영상물을제작하는경우도있다. 하지만콘텐츠산업이발전하기위해서는먼저자생적산업기반이형성이되어야하고콘텐츠제작활성화를위한다양한지원이필요하다고본다. 또한 3D는 2D 영상물과달리스토리텔링단계부터 3D 에맞도록기획될필요성이있으며제작기법등도 3D만의특성을살리기위해차별성을가지고접근하는것이필요하다. 으로취약한데기인한다고볼수있다. 이것은 3D 영상 물이라고해서크게달라질것은없다. Ⅲ. 관련표준화현황 국내의콘텐츠제작여건이매우열악한반면에해외 는대표적으로 3Ality, PACE 등이 3D 카메라 / 촬영기술을기반으로다양한장르의 3D 콘텐츠를제작하고있으며, 할리우드를중심으로많은영화가 3D로제작되고있다. 방송서비스가활성화된다면더많은 3D 영상물이제작될것은당연한논리이다. 국내에서는레드로버, 빅아이엔터테인먼트, 스테레오피아, 아인픽처스, 3DTV 방송관련기술표준화작업은전세계적으로아직활성화된분야가아니다. MPEG 에서 1998 년양안식 3D 비디오부호화를위해 MPEG-2 MVP(multi-view profile) 를마련한이후지속적으로 3D 비디오의부호화기술에대한표준화작업을진행해오고있으며 2008 년에 MVC(muliti-view video coding) 에대한표준안이완 2010 SPRING _ vol.52 69
BIZ STORY HOT TREND 1 성되었다. 현재도 FTV(free-viewpoint TV) 부호화표준화작업이계속진행되고있다. 2010 년국내차세대방송표준포럼에서제안한스테레오스코픽비디오응용포맷 (stereoscopic video application format : SS VAF) 안이국제표준으로채택되어모바일용 3D 콘텐츠유통에이용이가능하게되었다. 이외에도 3D 안전기준권고안 (safety guideline) 이구체적이지는않으나일본 3D Consortium 주도로 ISO 에제안된적이있으며, BDA(Blue-ray Disc Association) 에서는 3D 포맷에대한표준화작업을완성하여 2010 년봄에는 3D 영화등일부콘텐츠가 BD 형태로출시될계획이다. 이밖에도 3D@Home 등여러유관기관에서 3D 관련표준화작업을일부진행하고있으나아직뚜렷한결과를내놓은곳은많지않다. ATSC 에서도 3DTV 표준화계획을갖고있었으나 12월에발표된 ATSC2.0 최종보고서에는표준내용이대부분제외되었다. 지상파방송보다는위성이나케이블을통한 3D 방송을먼저고려하고있다는것을보여주는것이며오히려지상파 3DTV 방송에서는우리가표준화를선도할수있는기회이기도하다. 현재 TTA( 한국정보통신기술협회 ) 에 3DTV PG가구성되어 3DTV 방송송수신정합규격, 3D품질안전규격등가장우선순위가높은항목에대한표준화작업이활발하게진행되고있다. 그림 3에는 3DTV 방송관련국내외표준화현황을보여주고있다. 방송외의 3D 산업분야에서의표준화필요성도제기되고있으며기술표준원에서표준화작업을진행하거나계획하고있다. Ⅳ. 결론 부호화기술, 저장포맷 MPEG/JVT, BDA 방송기술, 3D 포맷 ATSC, SCTE, CEA, SMPTE 비디오압축및저장포맷 - 다시점비디오부호화기술 : AVC Amd. 4 ( 08 년 ) - 다시점비디오 / 깊이정보부호화기술진행중 - 모바일응용 S-VAF 표준 : MPEG 23000-11 ( 09 년 ) Blu-ray Disk Association (BDA) - Blu-ray Disk 3D 규격 Release ( 09 년 12 월 ) - 1080p 순차프레임출력 방송기술, 휴먼팩터기술 DVB, ITU, ISO 등 방송서비스기술 - DVB-TM/CM: 3DTV 방송기술표준화 ( 08 년 ~) - ITU-R: 3DTV 방송기술표준화 ( 08 년 ~) 휴먼팩터 : Ergonomics - ISO IWA-3: 2005 Image Safety - 3DC 안전가이드라인 - JEITA 3 차원영상관련가이드라인 주요표준화현황 방송서비스기술 - ATSC: ATSC 2.0 3DTV Bundle 및 Use Cases - SCTE: 3D over Cable 프로젝트착수 ( 09 년 ) - CEA/HDMI: 3D 지원 HDMI 1.4 규격표준화 ( 09 년 ) 3D 영상포맷 - SMPTE: Stereoscopic 3D Home Master 규격 ( 09 년 ) - 1080p60 per eye, Backward-Compatible 국내방송기술표준화 TTA 3D DMB 방송기술표준화 - DMB 비디오연동형스테레오스코픽데이터서비스송수신정합규격 ( 08 년 ) - 위성 DMB 스테레오스코픽비디오서비스규격 ( 08 년 ) 3DTV 프로젝트그룹신설 ( 09 년 ) - 3D DCATV 방송서비스송수신정합규격표준화 - 3D DTV 방송서비스송수신정합규격표준화등 그림 3. 3DTV 방송관련국내외표준화현황 70 통신연합 www.ktoa.or.kr
앞에서언급한내용외에도응용분야에따라필요한 3D 영상시스템은달라질수있다. 방송서비스만해도앞에서언급한카메라와 TV 외에도편집장비, 자막생성기, 인코터등 3D 방송을위한장비들이많이필요하다. 영화관도 3D 프로젝터와스크린등이기본적으로필요하다. 따라서응용분야에따른 3D 영상산업도매우다양하다고할수있다. 3D 영상산업은 2D 영상물이필요한분야는대부분적용될수있다고본다. 하지만 3D가 2D를모두대체하게되는것은결코아니다. 아바타영화감독도 3D가추가됨으로써몰입감을얻을수있지만 3D만을위해영화를만들었다고하지는않았다. 극장에서도 2D 아바타와 3D 아바타가동시에상영되었으며선택은관람객이하였다. 방송통신분야의서비스도마찬가지라는생각이다. 안경이필요한불완전한형태의 3D 서비스는 24 시간방송개념으로부적절하다는생각이다. 하지만디지털전환이되면가능해지는프리미엄서비스개념으로접근한다면충분히설득력이있다. 영화도그렇고방송도그렇고 3D는디지털환경에서가능한서비스이기때문이다. 현재시장에출시된 3DTV 대부분도사실은기존의 2DTV 에 3D 영상물을재생할수있는기능이추가된형태이지 3D만을위한전용 TV는결코아니다. 아날로그에서디지털로전환되듯 2D에서 3D로전환되는것이패러다임의이동은아니라는것이다. 당분간은 2D와 3D가공존해가며더적절하고효율적인방향으로선택적으로적용되면된다는생각이다. 이것은방송과영화의응용분야에만국한되는사항이아니다. 그래서 3D 콘텐츠의중요성이더커지는것이다. 모든방송프로그램을 3D로제작할필요는없다. 영화도마찬가지이다. 영상물이가지는정보의전달을극대화 할수있는형태가되면그것이가장최적이라는생각이다. 요즘 3D 산업에대한관심이매우고조되고있다. 일각에서는우려의목소리도함께나오고있다. 2D 인지 3D 인지가중요한것이아니고현시점에서우리가기술경쟁을선도할수있는분야가무엇인지를찾아서관련원천기술을확보하는것이가장중요하고필요하다는생각이다. 2010 SPRING _ vol.52 71