3D영화관은 어떻게 해서 입체적으로 보이게 하는건가요?

Question

3D안경을 끼고서 일반영화를 보면 이상하게 찌그러져서 나오는데 3D영화는 입체적으로 표시가되는데 무슨원리가 적용되는건가요?

Answer 1

안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.

3D안경은 일반 안경과는 다른 원리를 사용합니다. 일반적인 영화는 2차원으로 제작되기 때문에, 3D안경을 사용하지 않으면 이미지가 차원적으로 왜곡될 수 있습니다. 3D안경은 일반적으로 빨간색과 청록색 필터로 이루어져 있습니다. 청록색 필터는 좌측 이미지를, 빨간색 필터는 우측 이미지를 차단합니다. 따라서 우리의 두 눈은 서로 다른 이미지를 받게 되어 입체적인 효과를 만들어 냅니다.

Answer 2

안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.

그림의 선과 같이 길이만 존재하는 세계가 있을 수 있다. 이와 같이 선을 표현할 때 1차원이라한다.

그림과 같은 사각형이 있다고 하자 이 사각형은 선에서 발전하여 어떠한 넓이를 가지고 있다. 이렇게 넓이를 가지고 있는 면을 우리는 2차원이라 한다. 이러한 1차원, 2차원의 세계는 우리 눈에 실제적으로 보이지는 않는다. 그러나 마음속으로 그려 볼 수는 있다. 왜냐하면 우리 눈에 보이는 세계는 모든 것이 3차원으로 이루어졌기 때문이다. 그러면 3차원이란 무엇일까? 3차원이란 넓이를 가지고 있는 면에서 한단계 더 발전하여 깊이를 가지고 있는 것이다. 1차원이나 2차원을 볼 때는 한쪽 눈으로 보나 두눈으로 보나 보이는 내용에 있어서 별 차이가 없다. 하지만 3차원의 세계는 선과 면 이외에 깊이가 있어 한쪽 눈으로 볼 때와 두눈으로 볼 때는 상당한 차이가 나게 된다. 입체란 이렇게 가로, 세로, 높이 세 개가 어우러져 이루는 모양이 된다.

2) 입체를 보는 시각

한쪽 눈으로 물체를 바라보면 모든 물체는 입체라는 잠재의식의 작용으로 입체로 생각될 따름이지 실제 입체로 보이는 것은 아니다. 모든 동물은 두개의 눈을 가지고 있기 때문에 입체라는 개념이 생겨나고 또 입체로 볼 수 있는 것이다.

두눈의 작용으로 입체를 보는 시각

입체로 본다는 의미는 물체와의 거리감이 직감적으로 느껴진다는 것이 내포된다. 그림과 같이 양손에 연필을 잡고 팔을 벌렸다가 서서히 안쪽으로 오무리면서 양 연필 끝이 맞닿는 실험을 하여 보면 한쪽 눈과 두 눈의 거리 감각작용을 확실하게 느낄 수 있다. 실험시에 양손과 몸과의 거리를 적당하게 유지하여야 한다(처음에 너무 내뻗거나 오므리면 실격)

한쪽 눈의 거리감각 실험

3) 입체영화는 어떠한 방법으로 이루어지는가?

보통의 영화는 앞에서 말한 한쪽 눈으로 보는 것(영화 촬영시에 한대의 촬영기로 촬영하는 것)과 같이 거리감각이 존재하지 않는 것인데 반하여 입체영화는 화면과의 거리는 느껴지지 않고 오직 화면에 구성되어 있는 영화장면이 마치 창을 통하여 보고 있는 것처럼 완전한 거리감이 생기게 된다. 입체영화를 촬영하려면 두대의 촬영기로 우리 눈이 양쪽 눈으로 물체를 바라볼 때처럼 좌 우 동시에 촬영을 한다. 촬영한 두개의 필름은 그림과 같이 좌 우로 약간의 차이를 보이게 되는데 이 두 장면의 그림 사이에 검은 종이를 세우고 왼쪽 그림은 왼쪽 눈으로 오른쪽 그림은 오른쪽 눈으로 동시에 보게 되면 입체로 보이게 된다.

왼쪽과 오른쪽 각각의 눈으로 본 모양

촬영된 필름을 어떻게 왼쪽 눈 따로 오른쪽 눈 따로 볼 수 있을까? 일반 입체영화에서는 빛의 성질 중에서 편광이란 성질을 이용하고 있다. 빛은 사방으로 진동하면서 진행하다가 편광물질을 지나게 되면 한 방향으로만 진동을 하게 되는데 진행 도중 현재의 진행?향과 직각으로 놓인 편광물질을 만나면 더 이상 진행하지 못하게 된다. 영화의 영사기 앞에 편광판을 삽입하면 그 편광판의 편광?향으로만 진동하는 빛이 영사 스크린에 비춰지게 되는데 그와 직각방향의 편광안경을 착용하고 보면 보이지 않고 영사기의 편광판과 같은 방향의 편광안경으로 보면 보이게 된다. 이와 같이 영사기와 안경에 편광판을 설치 함으로써 좌우 두 눈은 틀린 영상을 볼 수 있다.

입체영화 화면의 원리

4) 매직아이(Magic-Eye)란?

매직아이는 외국에서 붙여진 입체그림의 이름이다. 원칙적으로 이야기 하자면 "입체그림"이라고 할 수 있으며 .입체그림도 입체영화의 원리와 같지만 영화는 부담감 없이 입체감을 즐길 수 있는 반면 그림은 그 원리를 이해하고 눈의 촛점을 맞추어야 한다. 두눈으로 물체를 바라 볼 때 거리감(遠近感)이 느껴진다고 하였는데 이 거리감을 느끼는 원리는 그림과 같이 하나의 물체를 두눈으로 볼 때 물체와 두눈과 이루는 각도가 크면 가까이 있는 물체이고 작으면 멀리 있는 물체이다.

두눈이 물체를 보는 각도에 의한 거리 차

매직아이를 자세히 보면 여러 개의 중복된 그림이 겹쳐져 있는데 같은 그림의 거리간격이 멀면 위로 떠 보이고 간격이 가까우면 뒤로 떨어져 보이게 된다.

아래 그림과 같이 우리들도 입체그림을 만들어 볼 수가 있는데 중요한 점은 같은 그림의 거리 간격이 일정하고 모양이 합동이 되어야 한다. 만일 거리 간격이 일정치 않으면 같은 그림이라도 앞뒤로 들쭉날쭉 하게 된다.

Answer 3

안녕하세요. 박병윤 과학전문가입니다.

최근의 3D 영화는 편광필터를 이용합니다.

빛은 전기장과 자기장이 진동을 하면서 전파되는 횡파의 일종인 전자기파입니다. 이 때 전기장과 자기장의 진동 방향은 항상 수직을 이루며 그 크기는 같고, 전기장이 진동하는 방향을 편광 방향이라고 한다. 우리 주위의 자연광은 제멋대로의 편광이 어우러져 있는 편광 되지 않은 빛입니다. 편광 필터는 편광 되지 않은 빛을 특정한 방향의 빛으로 선택적으로 통과시켜 한 방향으로 편광된 빛을 만들 수 있습니다. 편광 필터를 이용한 3D 영화는 서로 다른 방향의 편광필터를 통과한 두 개의 영상을 화면에 영사합니다. 이 때 안경 오른쪽 렌즈와 왼쪽 렌즈에 사용되는 편광 필터는 편광 방향이 서로 90도 어긋나 있습니다. 편광필터는 다른 방향으로 편광된 빛은 통과시키지 못하므로 관객은 오른쪽 눈과 왼쪽 눈으로 차이가 있는 영상을 보게 되어 뇌는 영상을 입체적으로 지각하게 됩니다.

감사합니다.

Answer 4

안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.

최근의 3D 영화는 편광필터를 이용한다. 빛은 전기장과 자기장이 진동을 하면서 전파되는 횡파의 일종인 전자기파이다. 이 때 전기장과 자기장의 진동 방향은 항상 수직을 이루며 그 크기는 같다. 전기장이 진동하는 방향을 편광 방향이라고 한다. 우리 주위의 자연광은 제멋대로의 편광이 어우러져 있는 편광 되지 않은 빛이다. 편광 필터는 편광 되지 않은 빛을 특정한 방향의 빛으로 선택적으로 통과시켜 한 방향으로 편광된 빛을 만들 수 있다. 편광 필터를 이용한 3D 영화는 서로 다른 방향의 편광필터를 통과한 두 개의 영상을 화면에 영사한다. 관객 역시 편광 필터 안경을 쓰고 영화를 관람해야 입체 영상을 즐길 수 있다. 이 때 안경 오른쪽 렌즈와 왼쪽 렌즈에 사용되는 편광 필터는 편광 방향이 서로 90도 어긋나 있다. 편광필터는 다른 방향으로 편광된 빛은 통과시키지 못하므로 관객은 오른쪽 눈과 왼쪽 눈으로 차이가 있는 영상을 보게 되어 뇌는 영상을 입체적으로 지각하게 된다.

이러한 방식은 두 대의 영사기가 필요한 반면에 영상이 한 개의 렌즈를 통해 1초에 144번 편광 방향이 번갈아 바뀌어 영사되는 Real D 방식은 한 대의 영사기로 입체 영상을 구현할 수 있다. 편광 안경이 아닌 액정 셔터 안경으로도 3D 영화를 즐길 수 있다. 액정에 일정 전압이 걸리면 불투명해지는 성질을 이용한다. 시점의 차이가 있는 영상을 컴퓨터가 교대로 보여주고 이와 동조해 좌우 안경이 꺼졌다 켜졌다 하여 두 눈이 다른 영상을 보게 하여 입체로 지각할 수 있다.