미래를 위한 준비 '엔비디아 3D 서라운드'

2009년 제임스 카메룬 감독의 영화 '아바타'가 거둔 전세계적인 흥행 성공은 그 동안 부분적으로 시도되던 3D 입체 영상의 새로운 가능성을 보여 주며 본격적인 3D 입체 콘텐츠 시대의 기폭제 역할을 했다는 평가를 받고 있다. 지난 2010년 남아공 월드컵도 제한적인 서비스 환경이기는 했지만 고화질 3D 입체 영상이 제공됐다는 점도 3D 입체 콘텐츠 대중화에 긍정적인 영향을 미쳤다.

사실 영상이나 사진 등 평면 속에 갇혀 있던 미디어 콘텐츠에 현실적인 입체감을 부여해 감상하고자 하는 시도는 꽤 오래 전부터 시작됐다. 그것은 우리가 눈을 통해 사물의 입체감을 인식하는 원리 자체가 두 개의 눈을 통해 각각 위상 차이를 지니고 있는 장면을 받아들여 뇌가 이를 하나로 인식하면서 공간감이 생겨난다는 단순함에 기초하기 때문이다.

이를 응용해 위상 차를 지니고 있는 두 개의 이미지 또는 영상을 양쪽 눈으로 각각 받아들이게 해 뇌가 마치 실제 사물을 보고 있는 것처럼 인식하고, 공간감과 입체감을 구현하는 것이 3D 입체 영상 기술의 기본 원리다. 원리 자체는 이렇게 단순하지만 입체 이미지나 영상이 오랜 시간 동안 시장에서 대중적인 성공을 거두지 못했던 이유는 인간의 두 눈과 뇌로 이어지는 정교한 매커니즘을 인공적으로 재현하기 위한 관련 기술의 경제성에서 찾을 수 있다.

두 눈으로 보는 것과 같은 위상차를 지닌 각각의 이미지나 영상을 만드는 것은 충분히 가능하지만 이를 정확히 분리해 다시 보는 이의 두 눈에 각각 전달하는 것은 그다지 쉬운 프로세스가 아니다. 지금까지 입체 영화나 입체 사진을 감상하는 대표적인 방법은 위상차를 지닌 두 개의 영상 또는 이미지를 특별한 방법을 이용한 필터링이 가능한 상태로 만들어 하나로 합친 후 이를 파란색과 빨간 색으로 양쪽이 나뉘어져 만들어진 칼라 필터 안경 또는 이와 유사한 필터 안경을 이용해 각각의 영상을 걸러서 보는 것이 대표적이었다.

물론 이런 보조 장치의 도움 없이도 보다 완벽한 입체 영상, 심지어 홀로그램까지 감상할 수 있는 기술은 이미 개발돼 있지만 경제성에 기초한 시장 논리와 일반화라는 단어 앞에서는 큰 의미가 없다.

▲ 전용 안경을 이용한 입체 영상 감상은 극장은 물론 가정에도 빠르게 보급

한편 미리 가공, 제작된 콘텐츠를 이용해 극장이나 3D TV 등으로 입체 영상을 감상하는 방법이 빠르게 대중화되고 있지만, 사실 기술적인 완성도나 활용도를 놓고 보면 가장 높은 가능성을 지니고 있는 분야가 PC다. PC의 핵심 하드웨어인 그래픽 카드의 기술 발전은 이미 실사에 근접한 퀄리티의 3D 렌더링을 가능하게 하고 있으며 이는 고품질의 3D 그래픽 구현이 가능한 PC 게임으로 이어지고 있다.

입체 영상 구현에 있어서 PC의 가능성을 주목하고 있는 가장 큰 이유는 빠르고 정밀한 렌더링을 가능하게 해 주는 그래픽 카드의 성능과 이를 기반으로 한 게임이라는 콘텐츠가 있다는 것이다.

그래픽 카드 분야에서 강력한 경쟁력을 지니고 있는 엔비디아는 일찌감치 그래픽 카드의 3D 렌더링과 이를 응용한 3D 입체 영상 구현에 관심을 가지고 이를 실현하기 위한 솔루션 개발에 투자를 해왔다. 이를 통해 선보인 것이 전용 전자식 무선 셔터 안경과 IR 콘트롤러로 구성된 PC 기반 3D 입체 영상 솔루션인 '3D 비전'이다.

▲ 엔비디아 3D 비전은 가장 진보된 PC 기반 3D 입체 영상 솔루션

'3D 비전'의 기술적 기반은 사실 출시되기 이전에 상당 부분 완성돼 있다. 그럼에도 불구하고 보급이 늦어졌던 이유는 PC를 기반으로 한 입체 영상 구현에 있어 필수인 3가지 하드웨어 요소 중 중요한 한 가지가 최근에 와서야 본격적으로 보급됐기 때문이다.

PC 기반 환경에서 3D 입체 영상을 구현하기 위한 조건은 이를 가능하게 해 주는 하드웨어와 소트프웨어의 조합으로 만족된다. 빠르고 정밀한 3D 렌더링 작업이 가능한 뛰어난 성능의 그래픽 카드가 필요하며, 이 그래픽 카드에서 만들어 낸 위상차를 가진 이미지를 각각 1초에 60번씩 재생하여 자연스러운 영상을 재현할 수 있는 120Hz 디스플레이가 요구된다. 그리고 기존의 필터 방식의 3D 감상용 안경과 달리 이 120Hz 디스플레이를 통해 교차 재생되는 다른 위상의 이미지를 완벽하게 걸러서 양쪽 눈으로 각각 보여 주는 전자식 셔터 안경이 필요하다.

이들 3가지 하드웨어 요소를 소프트웨어로 제어해 완벽하게 동기화를 이루면 사용자는 그 동안 2차원 평면 속에 갇혀 있던 화면을 벗어나 3D 입체 영상을 감상하게 된다.

▲ 3D 입체 영상 구현을 위해서는 3D 렌더링을 담당하는 그래픽 카드, 120 Hz 디스플레이, 전용 셔터 안경과 콘트롤러 등이 필요

여기서 가장 최근에 보급되기 시작한 것이 120Hz 화면 주사율을 지닌 디스플레이다. 120Hz 화면 주사율을 지닌 디스플레이가 중요한 이유는 이전까지 60Hz로도 충분했던 PC 디스플레이에서 단순히 화면 주사율을 2배로 올렸다는 것 이외에 120Hz 화면 주사율이 자연스러운 3D 영상 구현에 필요 조건이라는 점 때문이다.

120Hz 화면 주사율은 1초에 120번의 화면을 보여 주는 속도를 통해 3D 입체 영상 구현에 필수적인 좌우 위상차를 지닌 영상을 1초에 60번씩 번갈아 화면에 표시할 수 있다는 것을 의미한다. 이로써 기존 60Hz 화면 주사율의 디스플레이를 사용하는 것처럼 자연스럽고 부드러운 3D 입체 영상을 구현할 수 있는 바탕이 마련된 것이다.

3D 입체 영상 구현에 걸림돌이었던 120Hz 디스플레이(또는 이에 준하는 3D 레디 프로젝터)가 본격적으로 보급이 되기 시작하면서 엔비디아의 '3D 비전'과 함께 그 동안 평면 속에 갇혀 있던 3D 게임이 3차원 공간으로 자리를 옮기기 시작할 수 있게 되었다 할 수 있다.

여기에 최근 엔비디아의 차세대 그래픽 기술인 '페르미(Fermi)' 아키텍쳐가 적용된 GTX400 시리즈가 선보이며 이 3D 비전 기술 또한 한 단계 업그레이드되었는데, 바로 멀티 디스플레이 환경에서 3D 입체 영상을 구현하는 '3D 비전 서라운드'가 바로 그 주인공이다.

3D 비전 서라운드는 기존 엔비디아의 3D 입체 영상 구현 솔루션인 3D 비전의 멀티 디스플레이 확장판 버전이라고 할 수 있는 기술이다. 3D 비전은 단일 디스플레이 상에서 입체 영상을 구현하는 솔루션이지만 3D 비전 서라운드는 3개의 디스플레이를 이용해 확장된 해상도로 구현되는 넓은 시야와 공간에 입체감을 부여해 보다 현실감 넘치는 체험이 가능하다는 점이 가장 큰 차이다.

▲ 3D 비전 서라운드로 멀티 디스플레이 상에서 3D 입체 영상을 즐길 수 있게 됐다

하나 이상의 디스플레이를 사용하는 멀티 디스플레이 환경은 과거 전문직 종사자나 특수분야 사용자들을 위한 특별한 솔루션으로 인식되곤 했다. 그러나 단일 디스플레이에 비해 업무 효율성과 생산성이 뛰어나다는 장점과 모니터 가격의 지속적인 하락에 힘입어 하나 이상의 모니터를 사용하는 사람이 늘고 있는 추세다.

가장 흔하게 볼 수 있는 멀티 디스플레이 구성은 두 개의 모니터를 사용하는 듀얼 모니터 환경이다. 비디오 출력 포트를 두 개 이상 갖추고 있는 그래픽 카드를 사용하거나 듀얼 비디오 출력을 지원하는 그래픽 코어 내장 메인보드만 있으면 어렵지 않게 듀얼 모니터 환경을 구성할 수 있어 설치가 편하고 상대적으로 비용 부담도 적다.

듀얼 모니터 사용의 장점은 역시 두 개로 확장된 화면을 이용해 보다 많은 정보를 표시할 수 있다는 점이다. 또 멀티 태스킹 등과 같이 여러 어플리케이션을 띄워놓고 작업을 할 때 듀얼 모니터는 싱글 모니터와는 비교하기 어려운 뛰어난 작업 효율성을 제공한다.

실시간으로 변화하는 정보를 누구보다 빨리 파악하고 판단해 처리를 해야 하는 금융계 종사자들이 두 개 이상 다수의 모니터를 연결해 사용하는 것 또한 멀티 디스플레이의 대표적인 활용 사례다. PC 게임에서 이러한 멀티 디스플레이가 주는 장점은 게임 표시 영역의 확장으로 경쟁자보다 더 많은 정보를 먼저 얻을 수 있다는 데에 있다.

예를 들어 1920*1080 해상도를 지닌 와이드 모니터를 가로로 3개 연결하여 화면을 확장하면 5760*1080 해상도의 넓게 펼쳐진 게임 필드에서 플레이가 가능해진다. 싱글 모니터 사용자가 중앙에 집중된 가로 1920 해상도 영역만 주시하고 있을 때 멀티 디스플레이를 사용하는 게이머는 상대방이 보지 못하는 공간을 살피며 보다 효과적인 플레이를 할 수 있다는 이야기가 된다. 이처럼 멀티 디스플레이를 활용한 화면 확장은 게임 장르를 막론하고 많은 정보를 게이머에게 제공함으로써 싱글 디스플레이에서의 게임과는 차원이 다른 플레이를 경험하게 해준다.

▲ 게임에서 확장된 공간은 많은 정보를 제공한다

다수의 모니터를 연결해 화면을 확장하는 멀티 디스플레이 기술은 AMD에서 상대적으로 강점을 지니고 있는 분야다. 내장 그래픽 코어와 연동해 그래픽 카드 하나만 있어도 최대 4개의 모니터를 연결할 수 있었던 하이브리드 크로스파이어 기술을 이미 2년 전에 선보였으며 현재는 아이피니티(Eyefinity) 기술로 최대 6대의 모니터를 사용해 화면을 확장할 수 있다.

엔비디아는 기술 개발 방향을 GPGPU 활용을 위한 CUDA 기술과 입체 영상 구현을 위한 3D 비전에 집중하였기 때문에 멀티 디스플레이 구성에서는 상대적으로 약한 모습을 지니고 있었던 것이 사실이었다. 이런 약점을 GTX 400 시리즈 출시와 더불어 자사의 기술적 장점을 살린 ‘3D 비전 서라운드’로 극복함과 동시에 새로운 시장을 창출하고 있다.

3D 비전 서라운드의 기술적 특징을 요약해 보면 아래와 같다.

3D 비전 서라운드 기술을 통해 시야에 꽉 찰 정도로 넓게 펼쳐진 게임 내 공간이 평면에 머물지 않고 손에 잡힐 듯 입체감과 공간감이 부여돼 3차원으로 구현되는 경험은 상상만으로도 짜릿한 쾌감을 준다.

그렇다면 엔비디아의 GTX 400 시리즈 그래픽 카드와 3D 비전 키트, 그리고 모니터 3대만 있으면 손에 잡힐 듯 입체감과 공간감이 살아 있는 3D 입체 영상을 최대 5760 가로 해상도의 광활한 공간에서 즐길 수 있을까?

여기에는 몇 가지 조건이 전제 되어야 한다. 이 전제 조건이 엔비디아의 3D 비전 서라운드의 대중화와 성공이라는 목표를 이루는 데 극복해야 할 과제이기도 하다.

1. 엔비디아 서라운드 구성을 위해서는 SLI가 필수

엔비디아의 그래픽 카드는 단일 카드로 최대 두 개의 모니터만 연결이 가능하다. 따라서 3개 이상의 모니터를 연결하기 위해서는 두 개의 그래픽 카드를 묶어서 사용하는 SLI 구성을 필요로 한다. 물론 SLI 구성은 단순히 비디오 출력 포트 확보 이외에도 확장된 해상도에서 정상적으로 렌더링 연산을 하기 위한 퍼포먼스 리소스 확보라는 측면도 존재한다.

현재 3D 비전 서라운드 기술을 사용할 수 있는 그래픽 카드는 GTX 400/200 시리즈다. 페르미 아키텍쳐의 강력한 성능, 특히 DX 11 환경에서의 기술 지원을 제대로 누리고자 한다면 GTX 400 시리즈를 이용한 SLI 구성이 제격이겠지만 아직은 제품 가격과 이를 뒷받침할 수 있는 시스템 하드웨어의 지원(고용량 파워 서플라이와 SLI 지원 메인보드 등)이 따라야 한다는 것이 부담으로 작용한다. 보다 합리적인 비용으로 3개의 모니터를 통하여 펼쳐지는 3D 입체 영상을 즐기고자 한다면 GTX 200 시리즈를 이용한 SLI 구성도 생각해 볼 만 하다.

▲ 3D 비전 서라운드를 위해선 두 개의 그래픽 카드를 SLI로 묶어 사용해야 한다

▲ 그래픽 카드 종류별 SLI 구성을 통한 엔비디아 서라운드 설정

반면 풀 HD 해상도를 지닌 고해상도 모니터 3개로 3D 비전 서라운드를 즐기고자 한다면 그래픽 카드의 사양도 충분히 감안할 필요가 있다. 예를 들어 요즘 가장 많이 사용하는 16:9 화면 규격의 1920*1080 해상도 모니터 3개를 연결하게 되면 전체 확장 화면 해상도는 최대 5760x1080에 이르게 된다.

3D 입체 영상 구현을 위해서는 이처럼 높은 해상도의 영상을 위상차를 가지도록 하는 연산을 통하여 두 개로 나누고 이를 각각 1초에 60번씩 번갈아 재생을 해야 하므로 그래픽 카드에 상당한 부담을 주게 된다. 여기에 화질을 높이기 위한 옵션까지 더해 지면 SLI 구성으로도 벅찰 수 있음을 쉽게 예측할 수 있다. 따라서 높은 해상도와 뛰어난 화질로 구현되는 3D 입체 영상을 통해 최고의 게이밍 경험을 얻고자 한다면 그래픽 카드 또한 높은 성능을 지닌 모델을 선택해야 할 필요가 있다.

▲ 게임 별 3D 비전 서라운드 해상도와 옵션 설정

경쟁사인 AMD에서 아이피니티 환경을 구축하기 위해서는 반드시 디스플레이 포트(또는 디스플레이 포트로 변환하기 위한 동글)가 필요라지만, 엔비디아 서라운드 환경에서는 별도의 보조 장치 필요 없이 듀얼 링크 DVI 포트만으로도 가능하다는 점은 설치의 간편함이라는 측면에서 장점으로 작용한다.

2. 3D 입체 영상을 위해서는 120Hz 디스플레이가 필수

앞서 설명했던 것처럼 3D 입체 영상의 원활한 재생을 위해서는 일반적인 60Hz 화면 주사율의 모니터가 아닌 120Hz의 화면 주사율을 지닌 모니터가 필요하다. 3D 입체 영상은 양쪽 눈으로 보는 것처럼 위상차를 지닌 영상을 각각 1초에 60번씩 번갈아 모니터에 재생해야 어지러움이나 위화감이 최소화된 자연스러운 영상을 얻을 수 있다.

LCD 모니터 이외에도 프로젝터나 TV 등 최소 120Hz 이상의 화면 주사율을 지니고 있어 엔비디아 그래픽 카드 그리고 3D 비전 키트와의 조합으로 3D 입체 영상 감상이 가능한 제품에는 3D 비전 레디 인증 마크가 부여가 되므로 이 마크의 유무를 살피는 것도 간편한 선택방법 중 하나다.

물론 입체 영상을 포기하면 디스플레이 선택의 폭은 넓어진다.

▲ 3D 비전 서라운드를 위해서는 120Hz 디스플레이가 필요

▲ 3D 비전에 사용 가능한 디스플레이 기기에는 3D 비전 레디 마크가 부여

시스템에 두 개의 지포스 그래픽 카드를 SLI로 구성하는 것과 120Hz 디스플레이를 3대 마련하는 것은 사실 비용적으로 그다지 만만한 일은 아니다. 게이머를 포함한 개인 사용자를 대상으로 한다면 아직은 단순하게 가격 대비 성능비로 논하기에는 적절하지 않은 지극히 개인적인 가치 판단 기준이 적용돼야만 납득할 수 있는 것이 3D 비전 서라운드라 할 수 있다.

반면 고해상도 고화질 3D 입체 영상이 필요한 의료 분야나 기타 특수 전문 분야에서 3D 비전 서라운드 기술의 가치는 적당한 비교 대상을 찾기 힘들다.  윈도7과 DX11 환경에서 GTX 400 시리즈로 구현되는 3D 입체 영상은 이전 세대에서는 어려웠던 기술 지원까지 더해져 현실과의 경계를 더욱 허물고 있다.

 글 / Mr.Weiver 테크니컬라이터 allweiver@hanmail.net
기획 및 진행 / 다나와 홍진욱 기자 honga@danawa.com

상품전문 뉴스 채널 <IT조선(it.chosun.com)>