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학습자료/과학

완전한 영상의 구현, 홀로그램

대한민국 교육부 2015. 10. 6. 16:55

완전한 영상의

구현, 홀로그램




▲ 영화에 등장하는 홀로그램(출처: 에듀넷)


홀로그램은 ‘완전하다’는 의미의 그리스 어인 ‘holos’와 ‘사진, 메시지’라는 뜻을 갖는 ‘gram’의 합성어로서, ‘완전한 사진’이라는 뜻을 가집니다. 실제로 홀로그램은 3차원 입체상을 나타내는 매체를 말하고, 홀로그램을 기록하는 기술을 ‘홀로그래피’라고 합니다. 일반적인 사진이나 영상은 2차원의 상을 표현하지만, 홀로그램은 3차원의 상을 나타내기 때문에 실제 사물의 모습이라는 착각이 들게 됩니다. 자세하게 말하면, 사진은 물체의 밝고 어두운 모습(진폭)만을 기록할 뿐, 사람의 눈으로부터 물체까지의 거리, 즉 물체의 위치(위상)를 기록할 수 없습니다. 하지만 홀로그램은 진폭과 위상 모두를 기록해 3차원 영상을 재현할 수 있는 것입니다.


홀로그램은 어떻게 3차원 영상을 기록할 수 있는 것일까요? 홀로그램을 만드는 홀로그래피는 두 개의 빛이 만날 때 생기는 간섭 현상을 이용합니다. 간섭 현상은 두 파동이 만날 때 진폭이 증가하거나 감소하는 것을 말합니다. 이러한 간섭 현상은 간섭성이 높은 레이저 빛에서 잘 일어나기 때문에, 홀로그램을 기록할 때에는 레이저 빛을 사용합니다. 아래 사진에서와 같이, 레이저에서 나온 광선을 2개로 나눠 하나의 빛은 직접 스크린을 비추게 하고, 다른 하나의 빛은 우리가 보려고 하는 물체에 비춥니다. 이때 직접 스크린에 도달하는 빛은 아무 정보를 갖지 않는 ‘기준파’라고 하고, 물체를 비춘 후 반사되어 오는 빛을 ‘물체파’라고 합니다. 물체 파는 물체의 각 표면에서 반사되어 오는 빛이기 때문에, 물체의 위치(위상)에 대한 정보를 갖고 있습니다. 기준파와 물체파가 만나면 서로 간섭을 일으키게 되고, 이때의 간섭 무늬를 저장한 필름이 홀로그램입니다. 이러한 홀로그램을 재생하기 위해서는, 기록할 때 사용한 것과 같은 레이저 빛을 필름에 비추면 됩니다.



▲ 홀로그램의 기록과 재생 원리(출처: 에듀넷)


홀로그램은 지금까지 알려진 가장 완벽한 위조, 복제 방지 기술의 하나입니다. 신용 카드나 신분증 등에서 이미 예전부터 사용되어 온 홀로그램은 위조와 복제를 방지합니다. 일반 사진은 컬러 프린터와 복사기 등에 의해 쉽게 복제할 수 있지만, 빛의 간섭 무늬가 요철 형태로 기록되어 있는 홀로그램은 복제할 수 없습니다. 피사체로부터 반사된 빛의 정보를 기록하는 것은 일반 사진과 차이가 없으며, 사진은 평면적인 형태를 보여 주지만, 홀로그램은 피사체의 원근감까지 표현되므로 사진에서보다 훨씬 실물에 가까운 영상을 나타낼 수 있습니다.


이러한 홀로그램 기술은 3D 입체 영상 기술에도 적극 응용되고 있습니다. 현재 우리가 극장에서 볼 수 있는 3D 입체 영화는 두 눈에 인식되는 영상의 시차에 의한 원근감을 통해 입체감을 제공하는 스테레오스코픽 방식으로서, 특수 안경을 써야 하고, 볼 수 있는 각도도 제한되어 있습니다. 하지만 홀로그램 방식을 이용하여 3D 입체 영화를 제작하게 되면 어떤 각도에서도 감상할 수 있어 기존 방식으로 나타나는 눈의 피로감과 어지럼증 등의 문제를 해결할 수 있습니다.



[자료출처: 에듀넷]



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