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빛의 예술, 일상이라는 큰 무대에 서다! - 차세대 핵심 기술로 주목받는 ‘홀로그램(Hologram)’ -

2014.11.18 10:05

 


안녕하세요? LG CNS 대학생 기자단 3기 정재우입니다.

'홀로그램(Hologram)'은 우리에게 친숙한 듯 하면서도 다소 멀게 느껴지는 미래 기술 중 하나입니다. 우리가 한번쯤 보았을 만한 영화 '스타워즈', '마이너리티 리포트', '아이언맨' 등에서 주로 홀로그램을 접했는데요. 공간에 손동작을 하면서 소통하고 제어하는 영화 속의 장면들이 바로 홀로그램을 통해 구현된 기술이기 때문이죠. 하지만 이러한 기술이 점점 우리의 일상으로 스며들고 있다고 합니다. 오늘은 이러한 홀로그램의 기원과 원리, 그리고 활용 분야에 대해 함께 살펴보겠습니다.


미래창조과학부 ICT 10대 핵심 기술 중 하나로 선정된 홀로그램(Hologram)은 이제 막연한 미래의 기술만은 아닙니다. 점점 보편화된 기술로 우리 곁에 친근하게 다가오고 있는데요. 최근에는 정부가 제2차 정보통신전략위원회에서 앞으로 7년 동안(2014 ~ 2020년) 2,400억 원을 투자하는 홀로그램 산업 발전 전략을 확정했다는 기사가 발표되기도 했습니다. 또한 2018년 평창 동계올림픽에서는 홀로그램 모바일 서비스를 시범적으로 출시할 계획이라고 하는데요. 이러한 홀로그램은 언제부터 시작되었는지, 그 원리는 무엇인지 지금부터 함께 알아보겠습니다. 


● '홀로그램'의 시작

흔히 홀로그램이라고 하면, 최근에 언급된 기술이라는 생각할지 모르지만 이미 수십 년 전부터 홀로그램에 대한 발상과 연구가 진행되고 있었습니다. 실제로 홀로그램은 지금으로부터 150년 전인 1862년, 영국의 발명가 헨리 더크로부터 시작되었다고 볼 수 있는데요. 그는 '페퍼의 유령'이라는 연극에서 실제 공중에 떠 있는 것 같은 유령의 모습을 시현했습니다. 이것이 홀로그램의 모체라고 할 수 있죠. 그 뒤, 1948년 헝가리 태생의 영국 물리학자 데니스 가버는 처음으로 홀로그램의 원리를 발견해 노벨상을 수상하였습니다. 그리고 1960년대부터는 레이저의 개발로 인해 홀로그램의 응용 기술이 발전하기 시작했습니다. 


● '홀로그램'의 원리

홀로그램이라는 말의 어원은 그리스 어에서 찾아볼 수 있습니다. 그리스 어로 홀로(holo)는 '전체', 그램(gram)은 '메시지', '정보'라는 뜻을 지니고 있는데요. 이 둘을 합쳐 보면, 홀로그램의 의미가 '전체 정보', '완전한 메시지'라는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 단어의 의미처럼 실제로 홀로그램은 물체의 3차원 입체상을 재생하는데요. 이로 인해, 어떤 각도에서든 물체의 모습을 볼 수 있습니다.    


 <'홀로그램(Hologram)'의 원리(출처: 네이버 지식백과)>


홀로그램의 원리를 간단히 살펴보면 다음과 같은데요. 레이저에서 나온 광선을 두 개로 나눠 우선 하나의 빛은 직접 스크린을 비추게 합니다. 그리고 또 다른 하나의 빛은 우리가 보려고 하는 물체에 비추는 것이죠. 이때 전자를 '기준광', 후자를 '물체광'이라고 하는데요. 물체광은 물체의 각 표면에서 반사되어 나오는 빛이므로, 물체 표면에 따라 스크린까지의 거리가 각각 다르게 나타납니다. 그리고 변형되지 않은 기준광이 물체광과 간섭을 일으키며 발생하는 간섭무늬가 스크린에 저장되게 되는데요. 이렇게 필름에 저장된 형태가 바로 홀로그램입니다. 저장된 영상을 재현하려면 기록할 때 사용된 기준광과 진동수가 정확히 일치하는 광선을 스크린 건판에 쏴 주어야 가능하다고 합니다.


지금부터 이미 우리 실생활에서 사용되거나 또는 앞으로 사용될 홀로그램의 모습을 분야별로 살펴보겠습니다.


● '지폐'와 '신용 카드' 속의 홀로그램

우리가 거의 매일 사용하는 지폐와 신용 카드에는 위조 방지를 위한 첨단 과학 기술이 집약되어 있는데요. 그 중 가장 대표적인 것은 붙이는 형태의 '반사형 홀로그램'입니다. 예를 들어 오만원권의 경우, 지폐의 중앙에서 왼편으로 청회색 특수 필름으로 만든 은색 선이 있는데요. 지폐를 위아래로 흔들면 태극무늬가 좌우로 움직이고, 좌우로 흔들면 위아래로 움직이는 것처럼 보입니다. 또한 왼쪽 끝 부분의 스티커는 각도에 따라 색상이 변하는데요. 움직일 때마다 태극무늬, 한반도 지도, 50000, 건곤감리 무늬가 나타납니다.

<오만원권 위조방지장치 홀로그램 (출처:한국은행)>


신용 카드는 뒷면에 은색 스티커가 붙어 있는데요. 이 또한 보는 각도에 따라 고유한 문양과 3차원 입체 모양을 확인할 수 있습니다. 이와 같은 형태의 홀로그램은 눈을 위아래로 움직일 때, 무지갯빛과 같은 영상 색조를 볼 수 있는데요. 색상의 조절이 가능하고, 넓은 수평적 시차 효과로 인해, 3차원 입체 전시용이나 예술 작품에도 많이 이용됩니다. 


또한 인쇄로 대량 생산이 가능하여, 보안용으로 많이 사용되는데요. 오늘날 쉽게 구입할 수 있는 복합기로 복사를 할 경우, 홀로그램 부분은 새카맣게 나타나며 복사가 불가능합니다. 하지만 편법으로 홀로그램 자리에 껌 은박지를 잘라 붙여 조작한 위조지폐들이 종종 있다고 하는데요. 사실상 홀로그램 위조는 어렵고 불가능합니다. 왜냐하면 지폐 홀로그램 특허는 미국, 독일, 일본 3국이 갖고, 엄격하게 관리하고 있기 때문입니다. 


● 홀로그램을 활용한 저장 매체

홀로그램 저장 장치는 자기를 이용하는 것이 아니라, 각설탕 크기의 크리스털에 광학적으로 저장하는 방식을 말하는데요. 홀로그램은 창문을 통하여 방 안을 들여다 보듯이, 작은 조각으로도 전체의 모습을 재현할 수 있습니다. 평면의 정보를 한 점에 기록하는 것이기 때문이죠. 또한 레이저를 이용하기 때문에 저장 용량이나 검색 속도가 자기식과는 비교할 수 없을 정도로 빠릅니다. 뿐만 아니라 각각의 면에 각기 다른 정보를 저장할 수 있다고 하는데요. 각설탕 크기의 크리스털 한 개의 저장 용량이 신문 1만 페이지에 이른다고 하니, 다른 저장 매체에 비해 성능이 우수한 것은 확실한 것 같습니다. 그리고 홀로그램에 저장된 정보는 오염이나 파손에도 매우 잘 견딜 수 있는 구조라고 하니, 가히 홀로그램 저장 매체 신드롬을 불러 일으킬 만합니다.

● 공연과 패션계의 핫 트렌드! 

동대문 패션몰 롯데피트인에는 지금까지 볼 수 없었던 콘서트 홀이 생겼습니다. 바로 클라이브(Klive)라는 곳인데요. 500평 규모이며, 오로지 홀로그램만을 이용하여 공연을 진행합니다. 이곳에서는 지난해 5월, 코엑스 IT Show에서 선보였던 싸이, 빅뱅, 2NE1의 노래와 영상이 현재 홀로그램으로 상영되고 있는데요. 270도 화면에, 건물 전체를 스크린으로 활용하였기 때문에 실제 가수가 눈 앞에 있는 것처럼 실감나게 영상을 감상할 수 있습니다. 


공연 분야뿐만 아니라 현재 패션 선구자들 사이에서는 홀로그램 아이템이 핫 트렌드로 주목받고 있는데요. 메탈보다 화려하고, 미래 지향적인 분위기를 자아내, 세련된 스포티룩 연출에 유용하다는 평을 받고 있습니다.


● 스마트 기기 세대 교체의 중심     

불과 몇 년 전까지만 해도 휴대 전화는 문자와 통화 기능이 대부분 이였죠. 그러나 데이터를 활용한 검색, 전송, 편집 기능 등이 가능한 스마트폰이 나오면서 우리의 생활은 몰라보게 달라졌습니다. 이제는 홀로그램 구현 기능까지 추가되면서 또 한번 스마트 기기의 세대 교체가 이루어질 것으로 예상되는데요. 현재 유명 IT 업체들은 홀로그램 기능을 스마트폰에 구현하기 위해 지속적인 연구를 진행하고 있다고 합니다. 앞으로는 웨어러블 디바이스가 갖는 디스플레이의 한계를 홀로그램이 극복시켜 줄 것이라는 전망도 나오고 있는데요. 그간 구현되지 않았던 다수 간의 화상 통화, 입체 데이터 전송, 개개인의 특성에 맞춘 인터페이스 구성 등이 가능한 차세대 스마트폰을 기대하셔도 좋을 것 같습니다.  


● 진단 과정의 획기적인 변화를 시도하다! 


홀로그램 기술의 핵심은 빛의 세기와 방향 제어라고 할 수 있는데요. 최근 빛의 산란을 홀로그램으로 제어해 벽 뒤의 물체까지 볼 수 있는 기술이 논의 중에 있다고 합니다. 이는 의학계에도 크나큰 희망과 혁신을 불러일으키고 있습니다. 지금의 내시경만으로는 암세포를 확인할 수 없기 때문이죠. 의심이 되는 부분을 샘플로 채취해 병리과에 넘기고, 분석 후에 암인지 아닌지를 판별하게 되는데요. 현재까지는 암인지 아닌지 판독하는데 일정 시간이 소요되고 있지만, 실제 절개하지 않고 피부 속에 있는 암세포를 볼 수 있다면 진단 과정이 매우 획기적으로 변화될 것이라고 생각합니다. 홀로그램 연구가 절실한 이유 중 하나입니다. 


지금까지 홀로그램의 기원, 원리, 그리고 현재와 앞으로 활용될 홀로그램의 모습을 함께 살펴보았습니다. 해외 시장과 비교해 봤을 때, 국내의 홀로그램 사업은 크게 활성화되지는 않았지만 매년 그 규모는 점점 더 커지고 있다고 하는데요. 그 동안 학술적으로 연구만 해 왔던 홀로그램을 비즈니스에 접목시키려는 활발한 움직임 또한 그 증거인 것 같습니다.


홀로그램은 안경이 필요 없고, 스크린이 아닌 현실 속 공간에서 구현이 가능한데요. 따라서 디스플레이, 의학, 교육, 국방, 방송, 광고, 인쇄 등 여러 산업에 걸쳐 응용이 가능합니다. 또한 장기적으로 봤을 때, 증강 현실, 가상 현실과 홀로그래피(Holography) 기술이 융합된다면, 새로운 세계가 펼쳐질 것으로 예상되는데요. 영화 속 이야기로만 생각하고, 상상만 하던 일들이 우리 눈 앞에 펼쳐질 날이 멀지 않은 것 같습니다.  



Posted by IT로 만드는 새로운 미래를 열어갑니다 LG CNS
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