3DTV 기술표준화 현황·3D 입체영상산업 활성화 방안
상태바
3DTV 기술표준화 현황·3D 입체영상산업 활성화 방안
  • 김혜진 기자
  • 승인 2016.03.30 13:23
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

박세환 | Ph.D.(한국과학기술정보연구원 ReSEAT프로그램 전문연구위원)

키워드 : 3D 입체영상, 홀로그램 디스플레이, 3DTV의 제품화, 가상현실(VR), 증강현실(AR), 3DTV 방송표준, 3D 입체영상의 시각적 피로감, 3DTV 프로그램 제작 및 유통, 3DTV 표준 가이드라인, 3DTV 선호도

서언
3D 입체영상 산업은 미디어 시장의 전체 가치사슬에서 높은 부가가치와 많은 고용을 창출할 수 있는 신 성장 동력으로서의 잠재성이 있다. 

아울러 3D 입체영상 기술의 핵심인 홀로그램 디스플레이 기술은 영화, 방송, 오락, 우주항공, 군사 및 의료 등 전 산업분야에 광범위하게 응용되면서 커다란 부가가치 효과를 파급시키고 있다.

3D 입체영상 기술은 1838년 영국의 찰스 휘트스톤(Charles Wheatstone)에 의해 고안된 입체경을 통한 최초의 입체영상으로부터 현재까지 그간 수많은 획기적인 발전을 거듭해 왔다.

대화면, 고화질, 고해상도의 평판디스플레이(FPD) 기술이 3DTV의 제품화를 가속시키고 있는 가운데 각 가정에서도 3D 입체 콘텐츠를 고해상도 디스플레이를 통해 시청할 수 있는 3DTV 시대가 다가오고 있다.

디지털 홀로그램 기술이 적용된 리얼-3D 영상을 풀HDTV 모니터를 통해 시청하기까지에는 아직 해결해야 할 많은 과제를 안고 있다. 

3D 입체영상 산업의 핵심 이슈인 가상현실(VR) 및 증강현실(AR) 기술 분야에 대한 국내 기술력이 아직 부족하고 3D 콘텐츠를 개발하고 관리할 고급인력 역시 부족한 상황이다.

기술개발 비용 대비 수익 구조가 불투명하고 성공적인 사업화 모델도 많지 않다는 취약점도 가지고 있다. 하지만 세계 최고 수준의 국내 ICT 인프라를 적극 활용해 적극적으로 대응한다면 기술 선도국과의 기술격차를 빠르게 앞당길 수 있을 것이다.

정부에서는 2010년을 3DTV 원년으로 선포하고 범국가적으로 기술개발 및 산업 활성화에 주력하고 있다. 이에 산·학·연의 공동 R&BD 노력이 절실한 상황이다. 

국내 3D 입체영상 제작을 위한 하드웨어 및 콘텐츠 기술력은 아직 성숙단계는 아니지만 세계 최고 수준의 ICT 기술력과 디지털 환경에 익숙한 두터운 소비자층을 인프라로 적극 활용해 세계시장 선점을 위한 노력이 절실한 시점이다.

이 연구에서는 전세계적으로 아직 크게 활성화되지는 못한 상태에 있는 3DTV방송 관련 기술표준화 현황 및 각 국제표준화 단체별(ITU/MPEG/SMPTE/ATSC/DVB & ITU-R) 표준화동향과 3DTV 관련 국내 표준화현황, 3D입체영상의 시각적 피로감에 대한 개선방안과 기술선도국의 대안에 대해 설명한다.

3DTV 표준화동향 분석
국제표준화 현황 = 3DTV방송 관련 기술표준화 : 3DTV 방송 관련 기술표준화 작업은 전 세계적으로 아직 크게 활성화되지는 못한 상태다. 

MPEG에서 1998년 양안식 3D 비디오 부호화를 위해 MPEG-2 MVP(Multi-View Profile) 표준안에 대한 기고서를 제출한 이후 2008년에 MVC(Multi-view Video Coding)에 대한 표준이 제정됐다.

현재에도 FTV(Free-viewpoint TV) 부호화에 대한 표준화작업이 계속 진행되고 있으며 지속적으로 3D 비디오의 부호화 기술에 대한 표준화작업을 진행하고 있다.

미국의 ATSC 표준화단체에서도 2011년 8월부터 3DTV 기술 전반에 대한 표준화 작업을 시작했으나 아직 구체적인 결과를 제시하지는 못하고 있다. 3DTV 방송과 관련된 국내외 주요 기술표준화 현황을 [그림1]에 나타낸다.

국제표준화 단체별 표준화동향(ITU의 표준화) : ITU(International Telecommunication Union)는 국제 표준 권고안에서 3DTV 프로그램 제작을 위한 신규 인터페이스를 공개하고 3D 입체영상의 평가기준으로 화질(picture quality), 심도(depth), 시청 시 소비자가 느끼는 편안함 정도(comfort level)를 권고하고 있다.

세부 권고내용을 보면 ITU-R에서는 3DTV 프로그램 제작을 위한 신규 디지털 인터페이스를 공개하면서 720p, 1080i/p 포맷에서 3D 입체영상을 평가할 수 있는 기준을 제시했다. 

이에 따라 향후에는 3DTV 프로그램 제작 및 배포의 원활화를 기반으로 3DTV 시장이 성공적으로 안착할 것으로 전망된다.

ITU의 3DTV 표준 권고안은 미래 TV포맷 연구의 자극제로 작용할 것으로 예상된다. 3D 입체영상 산업 발전에 전세계의 이목을 집중되고 있는 가운데 ITU의 3DTV 표준 권고안은 방송 및 TV제조 산업 분야의 발전을 선도할 수 있을 것으로 전망된다.

아울러 미래의 3DTV 전송포맷 연구에 중요한 계기를 마련하게 될 것으로 보인다. 예상되는 파급효과를 간단히 요약하면 다음과 같다.

- 3DTV 프로그램을 제작, 유통하는 사업자들에게 미래 지향적인 가치를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

- 3DTV를 보다 편안하게 즐길 수 있는 기술을 구현하는 데 촉진제 역할과 아울러 3DTV 발전과 성공을 촉진시키는 매우 중요한 계기가 될 것이다.

- ITU-R은 3DTV에 가장 적합한 표준 가이드라인으로 권고안을 통과시킴으로써 3DTV의 성공적인 사업화에 긍정적인 요인이 될 수 있을 것으로 판단된다.

국제표준화 단체별 표준화동향(MPEG의 표준화) : MPEG(Moving Picture Experts Group)에서는 MPEG-2 MVP와 AVC(MPEG-4 Part 10) 기반의 MVC(Multi-view Video Coding)를 표준화했으며 다시점 영상과 뎁스 맵(depth map) 정보를 함께 부호화하는 표준을 제정했다.

주요 내용으로는 부가영상을 나타내는 새로운 스트림 타입(stream type)과 프레임 컴패터블(frame-compatible) 서비스를 위해 MPEG-2 스트림에 포함돼야 하는 MPEG-2 스테레오스코픽 비디오 포맷 데스크립토(stereoscopic video format descriptor) 및 서비스 컴패터블(service-compatible) 서비스를 위한 부가영상의 스테레코스코픽 비디오 인포 데스크립토(stereoscopic video info descriptor) 등이 있다.

프레임 컴패터블 서비스는 영상구성 형태로 이뤄진 3D콘텐츠 포맷 방식, 즉 사이드바이사이드(side-by-side) 또는 탑앤바텀(top-and-bottom) 등을 의미한다. 서비스 컴패터블 서비스는 해당 스트림이 기준 영상인지 또는 부가 영상인지를 알려준다.

부가영상일 경우 그 해상도를 알려줌으로써 수신기가 정확한 신호를 복원할 수 있도록 한다. 그간 MPEG에서 제정한 표준들을 간단히 요약하면 [표1]과 같다.

MPEG은 ISO 및 IEC에서 비디오 및 오디오 등 멀티미디어 전송 및 압축 표준을 개발하는 소규모의 연구그룹으로, 정식명칭은 ISO/IEC JTC1/SC29/WG11이다. 

1988년 발족이후 현재 약 350명의 산·학·연 전문가들의 참여 아래 비디오신호 전송 및 압축과 관련된 국제표준을 개발하고 있다. 연 4회의 표준화총회를 통해 ITU 산하의 비디오압축 표준화단체인 VCEG과 함께 JVT(Joint Video Team)를 구성해 H.264/AVC 표준을 공동 제정한바 있다. 

국제표준화 단체별 표준화동향(SMPTE의 표준화) : SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers)는 미국 디스플레이산업협회(USDC)와 인사이트 미디어(Insight Media)의 주도로 결성된 3D@홈(Home) 컨소시엄이 중심이 돼 3D입체영상 관련 표준화에 주력하고 있다.

SMPTE는 1916년에 설립된 영화 및 방송과 관련된 표준, 권고, 공학적 가이드라인 등을 제정 발간하는 북미 중심의 표준화 단체다.

주요 표준화 내용을 간단히 요약하면 다음과 같다.

- 가정용 3DTV 방송을 목표로 스테레오 3D 마스터링(mastering) 포맷을 개발하고 있다.

- 3D 입체 콘텐츠 제작 및 저장, 휴먼 팩터 기반의 세이프티 가이드(Safety guide) 관련 표준을 개발하고 있다.

- 3D 디지털 영화관의 규격(3DDCI)에 대한 표준을 개발하고 있다.

SMPTE의 HDTV 영상규격 등 3DTV 기술과 관련된 주요 표준화 내용을 간단히 요약하면 [표 2]와 같다.

국제표준화 단체별 표준화동향(ATSC의 표준화) : ATSC(Advanced Television Systems Committee)는 새로운 기술과 서비스를 도입하기 위한 지속적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 

아울러 미래 기획그룹의 하나인 PT-1(Planning Team 1)에서는 그동안 차세대 표준연구(ATSC 2.0) 내용의 일부로 3DTV 서비스에 대한 기술적인 요구조건들을 연구해왔다. 그 결과 2011년 7월에 연구보고서를 완성한바 있다.

ATSC에서는 2011년 9월부터 새로운 기술그룹(SG 12)을 결성하고 3가지 범주를 포함한 본격적인 표준화를 추진하고 있으며 서비스 시급성을 고려해여 단계적으로 추진할 예정이다.

ATSC에서 추구하고 있는 가장 중요한 이슈는 지상파TV와 인터넷을 혼용하는 실시간 하이브리드 3DTV 방송 및 비실시간 양안식 하이브리드 3DTV 방송표준 규격이다. 

이는 기준영상은 지상파TV로 부가영상은 인터넷 또는 ATSC NRT 전송규격을 사용해 전송하는 방식이다.

이 방식은 부가 영상을 실시간 혹은 방송서비스 시간 이전에 비실시간으로 전송하는 서비스 시나리오를 바탕으로 표준화를 진행하고 있다.

ATSC는 북미와 한국이 표준으로 채택하고 있는 지상파 디지털TV 방송표준을 제정한 단체다. 표준규격을 제정하는 테크놀로지그룹과 표준 관련 이슈에 대한 필요성, 동향 등을 조사·분석해 보고하는 플래닐 팀(Planning team)으로 나누어져 있다. TG에는 현재 13개의 기술 분과(Specialist group)가 있으며 이중 3DTV 표준화와 관련해 한국의 주도로 3DTV 표준화를 전담하는 S12(Specialist group on 3DTV)가 2011년 7월 설립됐다. 

국제표준화 단체별 표준화동향(DVB & ITU-R의 표준화) : 유럽의 DVB(Digital Video Broadcasting)에서는 2011년 초에 프레임 컴패터블 3DTV 방송방식에 대한 표준초안(Frame Compatible Plano-Stereoscopic 3DTV)을 제출한바 있다.

여기에는 1080i/1080p/720p50/60㎐에 대한 사이드바이사이드 또는 탑앤바텀 포맷이 포함돼 있다. 모든 방송매체를 통한 서비스에 활용되는 것을 목표로 하고 있다.

이는 화질이 약간 좋지 않더라도 최소한의 시스템 변경을 통해 3DTV 서비스를 제공하고자 하는 매우 실용적인 접근성을 추구하고 있다. 

특히 3DTV 방송서비스 형태를 3DTV 프로그램이 제공되는 정도에 따라 24/7(항상 3DTV 프로그램만 서비스), 타임 익스클루시브(time-exclusive: 일정한 시간에만 서비스), 프리도미넌트(predominant: 주로 3DTV 서비스를 하고 가끔 HDTV 서비스 제공), 컴포지트(composite: HDTV와 3DTV 서비스를 혼합해 제공), 오케이셔널(occasional: 주로 HDTV를 서비스하고 가끔 3DTV를 서비스함)로 나누어 정의하고 있다.

ITU-R의 SG-6에서도 DVB와 밀접한 관계를 갖고 3DTV 전송 포맷과 안전성에 관한 표준화를 추진하고 있다. 

유럽의 방송표준을 다루고 있는 DVB에서는 매체에 공통으로 적용될 수 있는 프레임 호환 3DTV 서비스에 대한 표준화 작업을 완료한바 있다. DVB의 3DTV 시스템 구조도를 [그림 2]에 나타낸다.

기술적으로는 3D 시그널링, 부호화 포맷, 서브타이틀에 대한 부분을 핵심으로 명시하고 있으며 HDTV 서비스와의 혼용 서비스를 위한 서비스 타입 등을 명시하고 있다.

DVB의 3DTV 서비스 형태는 24시간 3D 전용 서비스, 시간 지정형 3D 전용 서비스, 3D 주도형 혼용 서비스, 임의 혼용 3D 서비스 및 2D 주도형 혼용 서비스로 분류하고 있다. 

24시간 3D 전용 서비스를 제외하고는 HD-TV와 3D가 혼용돼 제공되는 형태의 서비스로 특정 시간을 고정적으로 할당해 3D 입체영상을 제공하거나 3DTV 채널에 임의 구간을 HDTV로 전송하는 형태 또는 2D 평면영상과 3D 입체영상을 임의로 혼용하는 형태로 구분된다.

3DTV 관련 국내 표준화 : 2010년 국내 차세대 방송표준 포럼에서 제안한 스테레오 스코픽 비디오 응용포맷(Stereo Scopic Video Application Format, SS VAF)이 국제 표준으로 채택돼 모바일용 3D 콘텐츠 제작과 유통에 이용이 가능하게 됐다.

현재 TTA에 3DTV PG가 구성돼 3DTV 방송 송수신 정합 규격, 3D품질안전 규격 등 가장 우선순위가 높은 항목에 대한 표준화작업이 활발하게 진행되고 있다.

[그림 3]에는 3DTV 방송관련 국내외 표준화 현황을 보여주고 있다. 방송 외의 3D 산업 분야에서의 표준화 필요성도 제기되고 있으며 기술표준원에서 표준화 작업을 진행하거나 계획하고 있다.

국내 케이블 3DTV 방송서비스를 위한 표준화는 2010년 한국 디지털 케이블 포럼( Korea Digital Cable Forum, KDCF)에서 케이블TV 방송의 경쟁력 제고를 위해 산학연이 중심이 된 케이블 3DTV 실무반을 결성해 케이블 3DTV 방송서비스 관련 표준 초안을 제정한 바 있다.

전체 기사를 보시려면 로그인 필요

로그인 또는 회원가입을 해주세요. (회원만 열람가능)

로그인 회원가입


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
0 / 400
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.