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- 모듈식 광학 장치의 부분 투영을 결합해 매끄러운 이미지를 형성
- 각 광학 모듈은 이미지의 일부만 생성하면 되므로 표준 홀로그램 생성기의 해상도로 충분
- 초대형 홀로그램 디스플레이를 만들 수 있는 유망한 가능성

곧 시네마 형식 홀로그램?
"Holobricks"는 홀로그램 이미지 및 비디오의 대규모 3D 투영을 가능하게 한다.

모듈식 홀로그래피:
연구원들이 홀로그램 이미지와 비디오를 영화 형식과 같이 대규모로 제작할 수도 있는 기술을 개발했다. 이것은 소위 "홀로브릭(holobricks)"에 의해 가능하다. 모듈식 광학 장치의 부분 투영을 결합해 매끄러운 이미지를 형성할 수 있다. 팀에 따르면 "벽돌"은 넓은 시야각을 가진 대규모 홀로그램으로 가는 길을 열 수 있다. 

▲ 여러 "Holobrick" 모듈의 조합으로 더 큰 규모의 홀로그램 이미지와 비디오를 생성할 수 있다. © Li et al./ Light Science & Applications, CC-by 4.0

"Star Trek"의 홀로그램이든 첫 번째 "Star Wars" 영화의 Leia 공주의 투영이든 홀로그램은 오랫동안 소설에서 일상생활의 일부였다. 현실에서도 이미 홀로그램 비디오, 깊고 선명한 홀로그램 또는 자유롭게 떠 있는 프로젝션을 생성하는 기술이 있다. 과학자들은 촉각 피드백이 있는 홀로그램도 개발했다. 그러나 지금까지 이러한 모든 적용은 매우 작다. 대규모 홀로그램은 빠져있다.

기술의 한계에서

스케일링 문제의 원인:
홀로그램 투영에 필요한 데이터의 양이 엄청나다. 홀로그램 시야각과 면적이 클수록 홀로그램 간섭 ​​무늬가 더 미세하고 고해상도여야 하기 때문이다. HD 디스플레이는 2차원 이미지를 위해 초당 약 3기가비트의 데이터 속도를 요구한다. 동일한 해상도와 크기의 홀로그램을 사용하면 현재 기술로 가능한 것보다 훨씬 더 많은 초당 3테라비트가 된다.

또한 2D 화면을 쉽게 결합하여 큰 비디오 월을 형성할 수 있지만 3D 디스플레이에서는 요구되는 큰 시야각 때문에 쉽게 가능하지 않다. "최종 이미지는 모든 방향과 각도에서 매끄럽고 3차원적으로 나타나야 한다"고 캠브리지 대학의 다핑 추(Daping Chu)가 설명한다. "하지만 실제 공간에서 타일링을 하는 것은 그렇게 쉬운 일이 아니다.“

▲ holobrick 모듈의 기본 구성표. © Li et al./ Light Science & Applications, CC-by 4.0

"holobricks"를 사용한 모듈식 접근 방식

Chu와 그의 팀은 문제에 대한 해결책을 찾았을 수 있다. 그들이 디즈니(Disney) 연구 부서와 함께 개발한 기술은 특별한 방식으로 서로 연결할 수 있는 모듈식 광학 홀로그램 생성기인 소위 "홀로브릭"을 기반으로 한다. 트릭은 이러한 각 광학 모듈은 이미지의 일부만 생성하면 되므로 표준 홀로그램 생성기의 해상도로 충분하다.

홀로브릭의 상호 연결은 절단된 홀로그램이 매끄럽게 맞물리고 최대 40도 다른 시야각에서 볼 수 있는 3차원 이미지를 전달하는 방식으로 절단된 홀로그램을 조작하는 특수 광학 렌즈 세트에 의해 가능하다. 두 개의 홀로브릭을 사용한 초기 테스트에서 연구원들은 이미 두 개의 HD 화면 크기와 해상도로 3D 홀로그램과 홀로그램 비디오를 생성할 수 있었다.

Chu와 그의 팀은 "이 기술은 현재 일반 홀로그램 발생기의 제한된 디스플레이 용량에도 불구하고 큰 시야각으로 볼 수 있는 초대형 홀로그램 디스플레이를 만들 수 있는 유망한 가능성을 열어준다"고 말했다. 이를 통해 홀로그램 및 홀로그램 비디오를 영화 형식까지 넓은 영역으로 확장할 수 있다.
(Light Science & Applications, 2022; doi: 10.1038/s41377-022-00752-7)
출처: 케임브리지 대학교

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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