홀로그램으로 시각화한 인공관절 영상. ⓒ2010 Taavi Adamberg CC-BY-SA 3.0 Unported

 창조경제의 9대 전략산업 중 하나인 ‘홀로그램’의 핵심 원천기술이 충북을 중심으로 개발될 예정이다.

 미래창조과학부가 주관하고 정보통신기술센터가 전담하는 ‘대학 ICT 연구센터 육성사업’에 충북대학교 홀로그램융합기술연구센터가 선정됐다.

 미래를 선도할 홀로그램 기술

 홀로그래피(holography)는 두 개의 레이저광이 서로 만나 일으키는 빛의 간섭 현상을 이용하여 입체 정보를 기록하고 재생하는 기술을 의미하고, 홀로그램(hologram)은 그 기술로 촬영된 것을 가리킨다.

 홀로그램은 ‘완전함’ 혹은 ‘전체’ 라는 뜻의 ‘holo’와 ‘메시지’, ‘정보’라는 뜻의 ‘gram’이 합쳐진 말이다.

 기본 원리 자체는 이미 1947년에 고안되었으나 실제 산업적 이용은 1983년 마스터카드에서 위조 방지를 위해 도입하며 본격 시작되었고, 소프트웨어의 복제방지를 비롯해 지폐 또는 서류의 위조방지 등을 위해 널리 사용되어 왔다.

 2012년 이후에는 엔터테인먼트 산업 등에 적극적으로 도입되며 시장 규모가 커지고 있다.

 미래창조과학부에서 창조경제의 9대 전략 산업 중 하나로 '실감형 콘텐츠'를 지정하고 국가차원에서 집중 육성하고 있다.

 충북대 홀로그램융합기술연구센터

 홀로그램융합기술연구센터(ITRC) 사업은 미래창조과학부 정보통신기술진흥센터가 29억 3000만원을 지원하고 충북대, 인하대, 세종대, 광운대 등 4개 대학과 (주)그린광학, (주)한국인터넷소프트웨어, (주)은성디스플레이, (주)KAPS, ㈜ 에스앤엠, (주)코아원, (주)한교아이씨, (주)하늘이엔티, (주)SDL 등 9개 기업이 컨소시엄을 구성해 지난 6월부터 2018년 12월까지 43개월간 진행될 예정이다.

 이 사업에 따라 12일 개소식을 가지는 충북대 홀로그램융합기술연구센터는 차세대 3차원 영상획득, 재생, 영상 처리 등 핵심 원천요소 기술개발로 홀로그래피 응용서비스 시스템을 제공할 예정이다.

 홀로그램 원천 기술 개발, 디지털 홀로그래픽 콘텐츠 관리 및 처리, 홀로그램 실용화 기술 개발을 통해 참여 기업체와 공동으로 지속발전 가능한 홀로그램 융합 생태계를 조성한다.

 인력양성 측면에서는, 학제간 교류를 통해 홀로그램 콘텐츠 기반 전문가를 양성하고 참여 기업에 대한 취업과 창업을 유도한다.

 앞으로 충북의 창조경제 전략을 성도하게 될,  ITRC 사업의 놀라운 기술들을 살펴본다.

홀로그램 원천 및 시스템 기술연구

홀로그래피 기록 방법

 홀로그래피를 기록하기 위해서는 광반응을 일으킬 수 있는 특수한 필름이 필요하다. 3차원 물체에 레이저를 쏘면, 물체의 형태에 따라 표면에서 빛이 반사, 산란이 된다.

 이러한 빛과 참조 빔과의 간섭을 통해 필름 위에서 반응이 일어난다.

 이러한 반응은 간섭으로 형성된 빛의 공간적인 세기 분포에 따라 굴절률의 변화를 만들어 내고 이 굴절률의 변화를 통해 3차원 정보가 기록된다.

HMD등에 사용되는 HOE(Holographic Optical Element)의 적용 원리

 홀로그램융합기술연구센터는 특수 필름 중 하나인 포토폴리머(Photopolymer)를 이용하여 홀로그램이 기록될 때 반응하는 두 빔의 입사각도/세기/파장/시간에 따라 홀로그램의 회절 효율이 높이는 방법을 연구한다.

 이러한 연구는 최근 HMD(Head Mount Display)나 구글 글래스 형태의 기구에서 사용되며 특히 Full-color(Red, Green, Blue의 조합에 따른 총천연색 재현) 재현에 필요한 특수 조건등을 얻기 위한 연구를 진행한다.

기록매질로 포토 폴리머 대신 CCD(카메라)를 이용한 홀로그램 생성

 실제 물체의 홀로그램 정보를 획득할 수 있는 디지털 홀로그래피 기술 기반의 홀로그램 정보 획득 시스템도 개발된다.

 기록매질로 특수 필름 대신 CCD(카메라)를 이용하게 되면 컴퓨터를 통하여 실제 물체의 영상 정보를 표현할 수 있다.

홀로그램 시각화 기술(Dr. Greguss Pal 작품)

 또 멀티플렉스 홀로그램과 같이 사전 시각화 도구 개발등을 진행하며 실시간 프로젝션 홀로그램용 콘텐츠 제작에 관한 기술, 홀로그램 전시에 관한 연구들이 진행된다.