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LED를 이용한 체적형 3D 디스플레이 디자인에 관한 연구
김주섭(Kim, Jusub),이중재(E, Joong Jae) 한국디지털디자인협의회 2013 디지털디자인학연구 Vol.13 No.3
현재 널리 쓰이고 있는 프로젝터 기반의 디스플레이 방식의 한계는 영상의 투사가 본질적으로 2차원 물리 공간에 이루어진다는 점이라고 할 수 있다. 이것은 개별관객이 감상 방향을 정할 수 없고 모든 관객이 동일한 영상을 수동적으로 전달 받을 수밖에 없음을 의미한다. 체적형(volumetric) 3D 디스플레이는 그러한 단점을 극복하는 대안으로서 서로 다른 관람객들이 능동적으로 참여하여 360도의 다른 각도에서 동시에 시각적 경험을 하는 것이 가능하다. 미디어램프-에코루미나리는 LED를 이용한 체적형 3D 디스플레이로서 하드웨어와 콘텐츠 제작 측면 모두에서 기존의 시도와 몇 가지 구별되는 점들을 가진다. 첫째로, 하드웨어 측면에서 상시 실외 설치 용도로 1만여 개의 LED를 사용하여 제작 된 높이가 4m가 넘는 초대형 체적형 3D 디스플레이라는 점이다. LED 배치 디자인에 있어서 기기의 구조가 드러나지 않고 3차원 물리 공간과 좀 더 유기적으로 결합될 수 있도록 널리 쓰이는 정규 격자 구조대신 덜 정규적인 원통형 배열을 시도하였으며, 또한 상시 실외 설치라는 특성상 내구성과 관리성을 모두 만족시킬 수 있도록 프레임을 디자인 하였다. 둘째로, 물리적인 3차원 공간에서 디스플레이 될 디지털 볼륨 콘텐츠 제작을 위하여 물리 기반의 3D 컴퓨터 시뮬레이션과 하드웨어 디자인을 고려한 복셀(voxel) 샘플링을 도입하였다. 이러한 방법을 통하여 제한 된 해상도 내에서 최대한 사실적인 움직임을 보여주는 디지털 볼륨 시각 콘텐츠를 만들어 내려고 하였다. 본 논문에서는 유사한 사례로는 국내에서 최대 규모로 이루어진 미디어램프-에코루미나리 사례를 바탕으로 LED 체적형 3D 디스플레이의 배경과, 이러한 것을 디자인 할 때 고려해야 할 디자인 요소와, 현재 방식의 한계, 그리고 가능성에 대해서 조망해 본다. The widely used projector-based display system has the limitation that the image can only be projected on 2D physical space. It means that the audience can only passively experience the visual contents since the individual audience cannot choose the viewing angle. A volumetric display can become an alternative display that allows more active audience participation since it allows viewers to choose the viewing angle independently from other viewers participating at the same time. Medialamp-Echolu minari is a LED-based volumetric 3D display that has several distinct features. Firstly, it is a very large outdoor volumetric display of which height is over 4 meters and that comprises over 10,000 LEDs. In order to make the structure of the display less revealed, we used a more irregular cylindrical coordinates based LED layout instead of the widely used regular cartesian coordinates based layout. The frame was also designed so that it can provide durability and easy maintenance since it is a permanent outdoor installation. For creating digital volume contents displayed in the hardware, we employed physics-based 3D computer simulations and also the voxel-sampling that takes the LED layouts into account. Both contributed to making the most of the low-resolution LED display for creating realistic visual contents. In this paper, we share our experience of creating a LED based very large volumetric display and digital volume contents for the device and discuss the design elements to consider, the limitations of the current approach, and the possibilities of such devices.
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