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[VR을 인간의 눈의 한계까지 밀어붙이는 기술] 빅 테크는 메타버스의 도래에 대해 우리를 흥분시키기를 열망하지만 오늘날의 가상현실 하드웨어는 야심 찬 목표를 달성하는 데는 아직 멀었다. 가장 큰 과제 중 하나는 인치 당 훨씬 더 많은 픽셀로 더 나은 디스플레이를 만드는 것이지만 전문가들은 새로운 재료와 디자인이 개발되고 있다고 말한다. 인간의 눈이 구별할 수 있는 약 60PPD를 초과하기 위해 Meta-OLED가 개발되었으며, 이것은 잠재적으로 10,000PPD 이상의 픽셀 밀도를 달성하여 빛의 파장에 의해 설정된 물리적 한계에 접근할 수 있다.

https://singularityhub.com/2022/09/25/better-virtual-reality-displays-are-coming-and-theyll-likely-exploit-a-quirk-of-the-human-eye/

JM Kim | 기사입력 2022/09/27 [00:00]

[VR을 인간의 눈의 한계까지 밀어붙이는 기술] 빅 테크는 메타버스의 도래에 대해 우리를 흥분시키기를 열망하지만 오늘날의 가상현실 하드웨어는 야심 찬 목표를 달성하는 데는 아직 멀었다. 가장 큰 과제 중 하나는 인치 당 훨씬 더 많은 픽셀로 더 나은 디스플레이를 만드는 것이지만 전문가들은 새로운 재료와 디자인이 개발되고 있다고 말한다. 인간의 눈이 구별할 수 있는 약 60PPD를 초과하기 위해 Meta-OLED가 개발되었으며, 이것은 잠재적으로 10,000PPD 이상의 픽셀 밀도를 달성하여 빛의 파장에 의해 설정된 물리적 한계에 접근할 수 있다.

https://singularityhub.com/2022/09/25/better-virtual-reality-displays-are-coming-and-theyll-likely-exploit-a-quirk-of-the-human-eye/

JM Kim | 입력 : 2022/09/27 [00:00]

실리콘 밸리는 인터넷이 스마트폰의 출현 이후 가장 큰 변화를 겪을 것이라고 수십억 달러에 걸고 있다. 머지않아 대부분의 사람들이 터치스크린을 누르는 대신 가상세계로 이동하는 웨어러블 헤드셋을 통해 웹에 엑세스하게 될 것이라고 생각한다.

 

 

그러나 오늘날 가상현실과 증강현실은 여전히 매우 기초적이다. Meta, Microsoft, Google Magic Leap과 같은 회사는 이미 가상 및 증강현실 헤드셋을 판매하고 있지만 지금까지 제한된 사용 사례를 발견했으며 이들이 제공하는 경험은 디지털 엔터테인먼트에서 여전히 우리가 기대하는 고화질 표준에 크게 미치지 못한다.

 

가장 큰 한계 중 하나는 현재 디스플레이 기술이다. VR 헤드셋에서 화면은 우리 눈 앞에 불과 몇 센티미터에 위치하므로 최신 4K TV에서 기대할 수 있는 정의에 접근하려면 매우 작은 공간에 엄청난 수의 픽셀을 포장해야 한다.

 

오늘날의 디스플레이에서는 불가능하지만 지난 주 Science에 발표된 관점에서 삼성과 스탠포드 대학교의 연구원들은 새로운 기술이 곧 우리를 픽셀 밀도의 이론적 한계에 근접하게 하여 강력한 새 VR 헤드셋을 선보일 수 있다고 말한다.

 

디스플레이의 성능을 높이려는 노력은 디스플레이를 더 작고 저렴하며 에너지 효율적으로 만드는 또 다른 중요한 목표와 직접적으로 경쟁한다는 사실 때문에 복잡하다. 오늘날의 장치는 부피가 크고 다루기 어려워 착용할 수 있는 시간과 사용할 수 있는 상황에 제한이 있다.

 

오늘날 헤드셋이 큰 이유는 헤드셋이 특징으로 하는 광학 요소의 배열과 빛의 초점을 적절하게 맞추기 위해 헤드셋과 디스플레이 사이에 충분한 공간을 유지해야 하기 때문이다. 새로운 컴팩트 렌즈 디자인과 메타표면(독특한 광학 특성을 가진 나노구조 필름)의 사용으로 인해 이 영역에서 약간의 소형화가 가능해졌지만, 이는 한계에 도달했을 가능성이 있다고 저자는 말한다.

 

홀로그램 렌즈와팬케이크 렌즈와 같은 참신한 디자인은 플라스틱이나 유리 조각 사이로 빛을 반사시키는 것을 포함하여 렌즈에서 디스플레이까지의 거리를 2~3배 줄이는 데 도움이 될 수 있다. 그러나 이러한 각 상호 작용은 이미지의 밝기를 감소시키므로 보다 강력하고 효율적인 디스플레이를 보상해야 한다.

 

오늘날 장치의 또 다른 중요한 한계인 해상도를 해결하려면 더 나은 디스플레이가 필요하다. Ultra-HD TV 디스플레이는 약 10피트의 거리에서 도당 약 200픽셀(PPD)의 픽셀 밀도를 달성할 수 있으며, 이는 인간의 눈이 구별할 수 있는 약 60PPD를 훨씬 초과한다. 그러나 VR 디스플레이는 시청자의 눈에서 최대 1~2인치 떨어져 있기 때문에 약 15PPD만 달성할 수 있다.

 

인간의 눈의 해상도 한계에 맞추기 위해 VR 디스플레이는 디스플레이 1인치당 7,000~10,000픽셀 사이를 압축해야 한다고 저자는 말한다. 문맥상 최신 스마트폰 화면은 인치당 약 460픽셀만 관리한다.

 

하지만 그 격차의 크기에도 불구하고, 이를 좁힐 수 있는 명확한 경로가 이미 있다. 현재 대부분의 VR 헤드셋은 제조 공정상 소형화하기 어려운 적색, 녹색, 청색 유기발광다이오드(OLED)를 분리하여 사용하고 있다. 그러나 백색 OLED에 컬러 필터를 추가하는 다른 접근 방식을 사용하면 60PPD를 달성할 수 있다.

 

필터링에 의존하는 것은 광원의 효율성을 감소시켜 밝기를 낮추거나 전력 소비를 증가시키므로 자체적인 문제가 있다. 그러나 "Meta-OLED"로 알려진 실험적 OLED 디자인은 특정 주파수에서만 빛을 방출하기 위해 공명 현상을 이용하는 나노패턴 거울과 광원을 결합하여 이러한 절충안을 해결할 수 있다.

 

Meta-OLEDS는 잠재적으로 10,000PPD 이상의 픽셀 밀도를 달성하여 빛의 파장에 의해 설정된 물리적 한계에 접근할 수 있다. 또한 이전 세대에 비해 더 효율적이고 향상된 색상 정의를 가질 수 있다. 그러나 디스플레이 기술 업체들의 뜨거운 관심에도 불구하고 기술은 아직 초기 단계이며 상용화까지는 멀었다.

 

저자들은 디스플레이 분야에서 가장 가능성 있는 단기적 혁신은 인간 생물학의 특성을 이용하는 것이라고 말한다. 눈은 중심와(fovea)로 알려진 망막의 중앙 영역에서만 60PPD를 구별할 수 있으며 주변에서는 감도가 현저히 낮다.

 

눈의 움직임을 정확하게 추적할 수 있다면 사용자가 보고 있는 디스플레이의 특정 섹션에서 가장 높은 정의를 렌더링하기만 하면 된다. 눈과 머리 추적에 필요한 개선 사항은 디자인에 추가 복잡성을 추가하지만 저자는 이것이 아마도 가장 빨리 일어날 혁신이라고 말한다.

 

VR이 널리 상용화되기 위해서는 더 나은 디스플레이 외에도 해결해야 할 문제가 많다는 것을 기억하는 것이 중요하다. 특히, 이러한 헤드셋에 전원을 공급하면 배터리 용량과 온보드 전자 장치에서 열을 발산하는 능력과 관련된 복잡한 문제가 발생한다.

 

또한 연구원들이 논의한 디스플레이 기술은 주로 AR이 아닌 VR과 관련이 있으며헤드셋은 착용자의 현실세계를 가리지 않는 매우 다른 광학 기술에 의존할 가능성이 높다. 어느 쪽이든, 더 몰입형 가상경험은 아직 멀었지만 우리를 그곳에 데려다 줄 로드맵은 잘 갖춰져 있는 것 같다.

 

이미지 출처: Harry Quan / Unsplash

 

 
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