2018. 06. 20 (18-48 호 ) : 홀로그램의진화와산업동향 홀로그램의정의와특징 홀로그램산업및기술개발동향 홀로그램산업의시장동향
빛의간섭효과를이용해사물의정보를기록및전달하는홀로그램 두개의빛의간섭효과를이용해피사체의 3차원정보를기록하고전달, 재현하는홀로그램기술 정보의전송및저장, 압축등이용이한디지털형태의홀로그램데이터를전자기기및컴퓨터등을이용해구현할수있는디지털홀로그램에관심증대 기계, 전자, 의료, 보안, 문화등다양한적용이가능한홀로그램산업 사물의정보를정밀하게획득하고구현할수있는홀로그램기술은다양한산업분야및보안, 엔터테인먼트, UI 등의분야에활용가능 미국, 일본, 유럽등선진국에서는에너지, 의료, 보안, 교육, 전시등의분야에실감형콘텐츠와홀로그램을융합하여기존산업을고부가가치산업으로발전시키는중 홀로그램글로벌시장은연평균 14% 성장을통해 2025년에는 740억달러규모로성장전망 현재의료기기등산업장비분야에서 2025년에는보안, 인증및인쇄, 전시분야의비중이증가할것으로전망 홀로그램의대중화를위해서는대용량데이터의획득, 처리및전송과디스플레이를하기위한표준화된기술의정립이필요 홀로그램의정의와특징 홀로그램 (Hologram) 이라는용어는 전체 라는의미를가지는그리스어인 holos 와 메시지 라는의미를가지는 gramma 의합성어로써, 피사체에대한모든정보를기록및전달하는기술을의미 홀로그래피 (Holography) 는두개의빛이서로만나일으키는간섭효과를이용해실물의 3차원정보를기록하는기술이며, 홀로그램은이러한홀로그래피기술을이용하여물체의영상이기록된매체또는재현된영상을의미 - 빛의간섭무늬자체를활용하는방법과간섭무늬를다시회절및굴절시켜 3차원으로복원된영상을활용하는방법으로분류 광반응성매체 ( 필름 ) 에광학장비를이용하여두빛의간섭패턴을기록하는아날로그홀로그램방식에서최근에는광전자기기및컴퓨터의발전으로전자적으로기록하는방식인디지털홀로그램기술에관심증대 [ 아날로그홀로그램 ] 사진촬영방법을응용하여광원으로레이저를사용하여촬영한 3차원영상이미지생성기술 1
[ 디지털홀로그램 ] 홀로그램기술을전자기기및광전자기기등을이용하여구현하고센서및메모리를포함하는광전자기기에의해수집및생성된홀로그램패턴을디지털데이터형태로재현하는기술 - 디지털홀로그램은디지털형태의홀로그램데이터를처리할수있으므로, 홀로그램기술을폭넓은산업에활용할수있는핵심기반기술 [ 그림 1] 홀로그램이미지촬영원리 [ 그림 2] 아날로그및디지털방식비교 구분아날로그디지털 생성 / 기록 광학계및필름소재 CCD/CMOS/ 컴퓨터 편집 편집불가 편집용이 데이터압축 / 전송 압축및전송불가능 압축및전송용이 자료 : 디지털타임즈 자료 : 융합연구정책센터 [ 표 1] 홀로그램원리에따른분류 물리적원리종류방법응용분야제품 간섭 아날로그 간섭패턴 - 레이저빔또는카메라로직접대상정보를수집하여정확한 3차원객체정보추출 ( 복원기술 ) - 의료 - 정밀측정 - 정밀측정기기 - 의료기기 - 비파괴검사기 - 수학적모델기반 3차원디지털대상에대한정확한간섭간섭패턴패턴계산 - 홀로그램기록매질에정적간섭패턴을기록한디스디스플레이플레이회절및굴절 - 공간광변조기에의한동적동영상홀로그램디스플레디스플레이이자료 : 방송공학회지, 융합연구정책센터 - 디스플레이 - 보안 - 보안, 교육, 문화 - 에너지, 광학소자 - 디스플레이 - 방송 / 통신 - 홀로그래픽렌더러 - 보안제품 - 홀로그래픽프린터 - 동영상홀로그래픽디스플레이 - 홀로그래픽개인단말 2
홀로그램은 1947년에전자현미경의해상도를개선하던중발명된이래공연, 광고, 보안등의분야에서상업화 물체의원색을재현하는자연색홀로그램제작기술이개발된이후본격적인상용화가시작되며지폐 (1988년) 및여권 (1995년 ) 에보안용홀로그램적용 디지털홀로그램기술이등장한이후더큰데이터의처리가필요한공연, 광고, 동영상등의분야에서홀로그램이활용 - 최근에는홀로그램방식의데이터저장매체및홀로그램디스플레이스마트폰, 의료용투시기술개발등으로진화 [ 그림 3] 홀로그램진화의주요역사 자료 : 관련자료종합 홀로그램산업및기술개발동향 홀로그램의범용화를위해서는다양한종류의기술적과제해결이핵심요소 디지털홀로그램의본격적인상용화를위해서는홀로그램정보의획득, 전송, 저장및디스플레이를하기위한기술이필요 - 하나의피사체에대해모든정보를기록하여실물과같이구현해야하므로막대한용량의정보를획득, 전송하고저장하여실물처럼디스플레이해야함 아날로그홀로그램이활용되고있는광고, 전시, 교육, 테마파크분야는디지털홀로그램이빠르게도입될것으로예상되며, 빠른동영상데이터처리및전송기술이필요한분야는 2020년이후점진적으로상용화전망 3
- 아날로그홀로그램의경우세계시장에서국내시장이차지하는비중은 3% 에불과하지 만, 향후디지털홀로그램시장에서는디스플레이의경쟁력을기반으로시장의 20% 를 차지할것으로예상 [ 그림 4] 홀로그램상용화요건 [ 그림 5] 응용분야별예상상용화시기 종류 해상도데이터처리기술디스플레이시야각표준화렌즈 필요요소 시야각 90도기준, 최소 0.4um 파장필요실시간데이터처리를위해테라bp 급의처리속도필요공간광변조기디스플레이장치의기술개발필요현재앞에서만홀로그램이인식되며 180도시야각확보필요동영상홀로그래피는표준화가반드시필요대형광학렌즈개발필요 자료 : ETRI 자료 : ETRI 홀로그램기술은객체정보를정밀하게획득할수있어다양한산업용테스팅, 설계, UI 및보안등의분야에적극적인활용이기대 - 특히, 디지털홀로그램기술은실제사물의완벽한 3차원정보를공간상에왜곡없이재현이가능하여, 실감형콘텐츠와융합하여다양한산업분야의생산및일자리창출등고부가가치산업으로성장가능 [ 그림 6] 3D 홀로그램체스게임 Voxiebox [ 그림 7] 독일의홀로그램 ID 카드 자료 : 한국콘텐츠진흥원 I 자료 : Google 4
[ 표 2] 홀로그램응용주요산업분야 산업분야내용 자동차설계, 계측, 검사기계, 철강 H-HUD 전자, 통신 H-HMD 홀로그램메모리의료수술, 진단보안, 금융암호, 개인정보 문화 기록, 보존, 복원전시 엔터테인먼트 가상공연 자료 : 중소기업청, KB경영연구소 - 자동차 / 기계부품의여러요소를입력하여산출된시제품의 3차원입체영상을통해품질향상, 비용및시간절감 - 홀로그램산업용테스팅을통해비파괴검사분야적용 - 비행기및차량용홀로그램 HUD 개발을통한실시간주행정보제공및차세대 UI 개발 - 디스플레이를통해이용자에게 3차원완전입체영상을제공하는홀로그램기기개발 / 제공 - 레이저광원을이용해광파의공간적간섭패턴을 2D의기록매질에기록하고, 3D 물체정보를재생하는메모리 - 의료용 3D 홀로그램을통한수술의정확도와효율성향상 - 홀로그램 3D 영상을활용한의료진단등에활용 - 홀로그램을이용한개인정보저장및읽기기능 - ID카드및보안카드, 여권등에활용 - 지폐및신용카드정보를홀로그램을이용해기록 - 주요문화재또는자연기록등을간결하고정확하게기록보존 - 가상전시품을극사실적인홀로그램재현기술을통해구현 / 전시 - 기존공연에홀로그램기술을이용하여관객의몰입과현장성극대화 - 현장에공연자가실제공연하는것처럼실시간또는사전제작한영상을홀로그램화 주요선진국에서는에너지, 보안, 의료, 교육등에홀로그램핵심기술을적용하여기존산업을고부가가치산업으로발전시키는중 [ 에너지 ] 미국 Prism Solar Tech. 및 Pacific Solar Tech. 에서는효율이높은홀로그램프리즘태양광모듈개발 한국경동솔라와미국 STX Aprilis 사는홀로그램특성을이용해태양광중최적파장을선택적으로태양전지에집중시킬수있는홀로그램모듈공동개발 [ 보안 ] 영국 De La Rue Hologrphics 사는홀로그램을활용하여여권, 신용카드, 지폐등다양한보안문서를개발 독일 KURZ사는홀로그램기반의적층호일 (foil), 접착형라벨등을생산판매 일본 Dai Nippon Printing 사는 ID카드, 신용카드, 여권등에보안용홀로그램을활용 [ 의료및계측 ] 스위스 Lyncee Tech. 는세포의홀로그램으로 3 차원정보추출및컴퓨터 그래픽모델을만들수있는홀로그램현미경개발 5
일본 TOPCON 사와 NIDEK 사는눈세포의깊은범위까지측정이가능한 OCT(Optical Coherence Tomography) 기술을시판 [ 전시 / 교육 / 인쇄 ] 미국 Zebra Imagin, 유럽 Geola 등은홀로그램컨탠츠를출력할수있는홀로그램프린터를개발하여교육, 전지, 문화부분에활용 일본소니는 MIT 기술을바탕으로홀로그램을 3분정도에프린트할수있는홀로그램스테레오그램프린터시제품을개발 [ 그림 8] 홀로그램프리즘태양전지모듈 [ 그림 9] 3차원정보를추출하는홀로그램현미경 자료 : CleanTechnica 자료 : Lyncee Tech 홀로그램산업의시장동향 의료기기등산업장비시장을중심으로지속적성장이예측되는홀로그램산업 글로벌홀로그램산업시장은 2018년약 280억달러규모로예상되며, 이중의료기기등산업장비시장이약 170억달러로 60% 의비중을차지 - 홀로그램기술이발전하면서연평균 14% 의지속적성장을통해 2020년에는약 350억달러, 2025년에는 740억달러규모로성장할전망 - 2025년부터홀로그램디스플레이를사용하는모바일기기가상용화될것으로예상되며, TV는 2027년경부터등장할것으로전망 국내홀로그램시장은연평균 10% 성장을통해 2020년에약 9천억원, 2025년에 1조 5천억원규모로성장예상 - 2025년에는의료기기등산업장비비중은 39% 수준으로감소하며, 보안및인증분야의비중이증가할전망 6
[ 그림 10] 홀로그램산업글로벌시장규모 [ 그림 11] 홀로그램산업국내시장규모 자료 : Global Industry Analysts 자료 : Global Industry Analysts 홀로그램을이용한공연분야는적극적진행중이지만주요핵심및응용기술분야에서는낮은경쟁력 한국홀로그램산업은초기단계지만, 홀로그램을이용한공연은 K-Pop 과접목하여활발한성과창출 - 2014년 1월개관한 K-Live 홀로그램공연장 과 2015년코엑스에홀로그램상설공연장인 에스엠타운극장 을개관하고홀로그램방식의콘서트와뮤지컬을공연 [ 그림 12] K-Live 홀로그램공연장 [ 그림 13] 홀로그램상설공연장 SM 타운 자료 : dinsight 자료 : SMTown 국내홀로그램원천및응용기술모두선진국과기술격차가크며, 디바이스와콘텐츠분야의경쟁력은상대적으로높으나, 재생 ( 프린팅, 인쇄 ) 및소재분야의낮은경쟁력보이며해당제품의높은수입의존도 - 또한, 국내홀로그램상용서비스분야가소수전용관의 K-pop 콘서트에한정 7
[ 표 3] 선진국과의홀로그램기술격차 ( 단위 : 년 ) 원천기술 응용산업 분야 격차 분야 격차 생성및신호처리 0 콘텐츠 1 디스플레이단말 0.5 디스플레이 1 토모그래피 0 현미경및계측 3 프린팅 1 프린터및인쇄 3 리소그래피 2 광학소자및에너지 5 매질 5 필름및소재 7 자료 : 홀로그램포럼, 2015 < 연구위원심경석 (kshim@kbfg.com) 02)2073-2783> 8