[녹색경제신문 = 박진아 유럽 주재기자] 스페인의 한 공학연구진이 세계 최초로 인터랙티브 3D 홀로그램 디스플레이를 시연하는데 성공했다.

할리우드 액션 공상과학 영화 ‚아이언맨 2(Iron Man 2)‘에서 주인공 토니 스타크(Tony Stark) 박사가 아직 과학계에 알려진 적 없는 새로운 원소를 발견하고 3차원 형태의 가상 홀로그래프로 구현된 이 원소 구조 모형을 손가락 동작으로 이리저리 돌리고 던져 보는 것을 물론 손으로 직접 잡아 감촉을 느끼는 장면이 나온다.

이 영화가 출시된 2010년 당시만 해도 이 멋진 장면은 아주 먼 미래 훗날에나 일을 법한 상상의 과학기술이었지만 드디어 이 기술은 머지않아 우리 일상에서 사용될 것이라고 첨단 과학기술 정보 사이트 ‚뉴애틀러스(New Atlas)‘가 보도했다.

기존 홀로그램 기술은 스윕 볼륨 디스플레이(swept volume display)를 사용해 만들어진다. 

스윕 볼륨 디스플레이는 레이저나 기타 광학 구성 요소(예를 들어, 프로젝터, 모터, 위치 센서, 미러 등)를 사용하여 사용자가 가상(virtual)으로 빛을 투사하거나 조작하여 공간에 3차원 시각화를 제어할 수 있도록 하는 디지털 광 처리 기술이다.

연평균 성장률 27.40%로 급증을 거듭해 오는 2030년까지 총 시장 규모 미화 10억 4,023만 달러(우리 돈 약 1조 5,000만 원) 규모로 성장이 예측되는 초유망 기술이다(자료 출처: Data Bridge Market Reasearch). 

특히, 마케팅과 교육 부문에서 자료 시각화, 의료보건 부문 질병 진단 및 치료를 지원용 영상 기술, 항공 우주 및 에너지 산업에서 큰 수요를 보일 것으로 기대되는 첨단 광학 기술일 될 것이란 전망된다. 또한 최근 소비자들의 3D 시각화와 몰입성 강한 디스플레이에 대한 수요가 증가함에 따라서 엔터테인먼트 산업에서도 차세대 스마트 기기와 웨어러블 디바이스에 응용될 가능성도 높아지고 있다.

스윕 볼륨 홀로그램의 작동 원리는 빛을 2차원 표면에 빛을 투사에 여러 단층으로 회전시켜 3차원 사물로 보이도록 하는 모션 테크닉에 기초한다.

디퓨저에 투사되는 이미지는 초당 3천 회에 걸쳐 여러 높이로 빠르게 진동하며 투사되기 때문에 이를 감지할 수 없는 인간의 눈에 3차원적 물체로 보이게 된다. 사용자는 별도의 3차원 시각 전환용 안경이나 헤드셋을 쓸 필요가 없다.

이론상으로 사용자가 디퓨저(diffuser)로 불리는 단단하고 출렁이는 홀로그램 표면에 여러 층으로 투사된 이미지들을 사용자가 꼬집기, 좌우상하로 움직이기 등 손동작으로 사물을 움직일 수 있다. 

그러나 실제로 아직까지 이 기술은 사람이 손가락으로 홀로그램과 상호작용할 때 강한 레이터 투사광과 디퓨저 표면의 진동 때문에 사용자가 홀로그램 속으로 손을 넣어 만지려 시도했을 때 손가락이 절단되거나 홀로그램 기계 차체를 파손시키 때문에 그에 대한 해결책이 절실했다.

이 문제를 해결하기 위해서 스페인 나바라 공립대 엘로디 부즈빕(Elodie Bouzbib) 박사 연구팀은 디퓨저 표면을 늘렸다 줄었다 할 수 있는 신축성있고 부드러운 실리콘 소재의 탄성띠로 대체해 사용자가 손으로 만졌을 때 부상을 초래하지 않도록 했다.

이렇게 개선된 3D 홀로그램 설정 환경에서 사용자는 스마트폰의 2D 디스플레이 위에 손가락을 밀고 당기고 오무렸다폈다하며 사용하는 것과 동일하게 3D 홀로그램 속의 사물을 만지고 움직이며 상호작용할 수 있게 된다. 자체 이미지 수정 기능은 사용자가 손가락으로 홀로그램 속 사물에 변형을 가해도 원상태로 복귀시켜준다.

연구진은 18명을 대상으로 3D 홀로그램과 상호작용 실험을 실시한 결과 대다수 참가자들이 3D 마우스 보다 손을 사용해 홀로그램 제어를 할 때 더 정확하고 자연스러운 사용 경험을 느끼는 것으로 나타났다고 한다.

사용자들이 3D 홀로그램과 접할 때 직접적인 신체적 상호작용에 대해 긍정적인 반응을 보인 것을 통해서 연구진은 특히 이 기술을 추후 교실 내 교육용이나 미술관 같은 미술 체험 경험을 향상시켜줄 매우 유망한 툴이 될 것으로 기대하고 있다.

이 기술은 일본 요코하마 시에서 4월 26일부터 5월 1일까지 행사 개막을 앞둔 CHI 2025 컴퓨팅 시스템 인간공학 컨퍼런스 (Conference on Human Factors in Computing Systems)에서 대중 관객에게 소개될 예정이다.