머리 기반 투영 디스플레이 (HBPD)

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1. 머리 기반 투영 디스플레이 (Head Based Projective Display)

머리 기반 투영 디스플레이는 머리에 쓰는 방식의 HBD의 특징은 그대로 가지고 있지만, 프로젝터를 사용하여 빛을 투사하여 이미지를 출력하는 방식을 사용한다.

머리 기반 투영 디스플레이는 다른 디스플레이 방식과 다르게 이미지가 출력되는 방향이 반대로 되어 있다.

일반적인 디스플레이는 체험자의 눈앞에 위치한 디스플레이가 이미지를 출력해 눈 방향으로 빛이 향하는 구조를 띄고 있지만, 투영 디스플레이는 프로젝터가 눈과 같은 방향에 위치하여 빛을 투사하고, 체험자의 눈앞에 이미지를 출력하는 방식을 사용한다.

SCAPE 시스템이 대표적인 사례 중 하나로 손꼽히지만, 현재까지 머리 기반 투영 디스플레이가 주류가 되지는 못한 상황이다.

 

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2. 머리 기반 투영 디스플레이 구성 요소

빛을 투사하는 방식이므로 프로젝터가 필수적이며, 그 외에는 일반적인 머리 기반 디스플레이와 유사하다.

이미지를 렌더링 하기 위한 컴퓨팅 장비와 머리 위치 및 회전을 감지하기 위한 6-DOF 추적 센서 등이 기본적으로 요구되며, 기본적으로 증강 현실을 구현하는 형태로 구성되어 있기 때문에 비폐쇄형 머리 기반 디스플레이 중 렌즈나 거울 등을 사용하여 현실 세계를 보여주는 광학식을 주로 사용한다.

양쪽 눈에 이미지를 투사하여야 하므로 프로젝터는 한 쌍으로 요구되며, 프로젝터가 기기에 부착되어 시선이 향하는 방향으로 설계되어야 하기 때문에 무게에 대한 부담감을 줄이고자 소형화 및 경량화 기술도 함께 요구된다.

 다른 HBD 장비와 동일하게 HBPD 또한 렌즈를 요구하는데, 이는 빛을 원하는 거리와 크기로 모으거나 확산시켜 체험자에게 선명한 AR 이미지를 보여주기 위함이다.

또한 렌즈를 통해 빛의 경로를 제어하여 반사와 굴절 효과를 통해 체험자의 시야각에 맞는 이미지를 보여줄 수 있도록 해준다.

 

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3. 머리 기반 투영 디스플레이의 기능

HBPD 또한 비폐쇄형 머리 기반 디스플레이처럼 AR(증강 현실)을 구현할 때 주로 사용되기 때문에 이와 유사점이 많다.

HBPD의 한 가지 장점이자 가장 큰 특징은 프로젝터에서 투사된 빛이 체험자에게만 보이도록 반사된다는 것이다.

HBPD와 동일하게 프로젝터 방식을 사용해 이미지를 보여주는 자동차의 HUD 장비를 떠올려보면, 운전석에 앉은 사람에게만 HUD의 이미지가 보일 뿐, 조수석은 물론 뒷좌석에 앉은 사람에게도 이미지가 전혀 보이지 않는다는 것을 알 수 있다.

이러한 특징 때문에 여러 명의 체험자가 HBPD를 각자 착용하고 동일한 공간에 함께 있다면, 각자의 위치와 각도에서 자신만 볼 수 있는 가상 세계의 모습을 접할 수 있게 된다.

만약 누군가가 가상 세계 속 어떠한 사물을 손가락으로 가리킨다면, 다른 체험자들도 손가락으로 가리켜진 사물을 서로 다른 각도와 위치에서 바라볼 수 있다.

 

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4. 머리 기반 투영 디스플레이의 인터페이스

머리 기반 투영 디스플레이는 가상 세계를 렌더링 하기 위해 체험자 주변에 역반사 스크린을 먼저 설치해야 한다.

하지만 사무실 책상처럼 일상적인 공간에서 주변에 역반사 스크린을 설치한다는 것은 불가능에 가깝다.

폐쇄형/비폐쇄형 머리 기반 디스플레이를 사용하는 HMD 기기는 의자에 앉아서 머리에 기기를 착용하기만 하면 되고, 피쉬 탱크 VR와 같은 고정형 디스플레이는 기존에 사용하던 모니터를 활용해도 된다.

이는 접근성, 생산성 측면에서 치명적인 단점으로 작용할 수 있다.

다만 HBPD는 두 명 이상의 체험자가 동시에 가상 세계에 참여한다고 해도 가상 세계의 개인화된 뷰를 가질 수 있다는 장점을 지니고 있다.

또한 HBPD도 AR 기반이기 때문에 비폐쇄형 머리 기반 디스플레이와 마찬가지로 현실 세계에서 기존에 사용하던 HID를 그대로 사용할 수 있다는 것도 하나의 장점이다.

 

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수고하셨습니다!

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