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서론

디스플레이 기술은 흑백에서 컬러로, 그리고 CRT, PDP, LCD를 거쳐 현재의 OLED와 uLED에 이르기까지 작동 방식과 크기, 폼팩터 측면에서 끊임없이 진화해 왔다. 단순한 정보 전달 매체를 넘어 초실감 미디어를 구현하기 위한 노력이 이어지면서, 안경식 및 무안경식 3D 디스플레이와 3D 영화를 지나 VR/AR과 같은 웨어러블 기기에 적용하기 위한 다중초점 (Multi-Focal) 및 라이트필드 (LightField) 기반 3D 디스플레이 기술이 활발히 연구되고 있다. 특히 최근 공간 컴퓨팅 (Spatial Computing)과 인공지능 (AI) 시대의 도래는 사용자가 가상 콘텐츠를 실제 사물과 구별 없이 지각할 수 있는 ‘초실감’ 기술에 대한 대중적 요구를 더 가속화하고 있다.인간의 정보 인식 중 약 80%가 시각을 통해 이루어진다는 점을 고려할 때, 디스플레이 기술의 궁극적 목표는 인간의 시각 인지요소들을 완벽하게 만족시키는 것이다. 시각적 깊이 인지는 초점조절(Accommodation), 수렴 (Convergence), 양안 시차 (Bino-cular Disparity)와 같은 생리적 단서와 선원근법 (Linear Perspective), 중첩 (Overlapping), 음영 (Shading) 등 심리적 단서의 복합적인 결합으로 이루어진다.그러나 현재 대중화된 양안식 3D 디스플레이 기술은 양안시차 방식에 의존하기 때문에, 눈의 초점이 맺히는 거리 (Focal Distance)와 두 눈이 모이는 거리 (Convergence Distance)가 일치하지 않는 수렴-조절 불일치 (VAC: ergence-Accommodation Conflict) 문제를 필연적으로 유발한다. 이러한 근본적인 생리적 한계는 사용자에게 심각한 시각적 피로감과 어지럼증을 일으킨다. 이를 해결하기 위해 라이트필드나 다중초점 기술이 제안되고 있으나, 이들 역시 원리상 공간 해상도의 저하나 불연속적인 초점 정보 제공이라는 한계를 극복하지 못하고 있다. 반면, 디지털 홀로그래픽 디스플레이는 빛의 파동 성질인 회절과 간섭을 이용하여 위상과 진폭 정보를 동시에 재현한다. 이는 인간의 시각 체계가 요구하는 모든 생리적 깊이 단서를 완벽하게 제공할 수 있는 유일한 기술로 평가받는다. 하지만 이러한 장점에도 불구하고, 가간섭성 광원 사용에 따른 스펙클 노이즈 발생과 실시간 콘텐츠 재현을 방해하는 방대한 연산량, 그리고 공간광변조기(SLM)의 물리적 한계 등은 기술 상용화의 높은 벽이 되어 왔다.최근 이러한 난제들을 돌파하기 위한 새로운 동력으로 AI 기술이 급부상하고 있다. 물리 기반의 전통적 계산 방식에서 벗어나 딥러닝을 접목함으로써 홀로그래피는 연산 효율의 극대화와 화질 개선이라는 두 마리 토끼를 잡으며 비약적인 발전을 거듭하고 있다. 본고에서는 AI 기술과의 융합을 통해 기존의 한계를 극복하고 있는 디지털 홀로그래피의 최신 기술 동향을 살펴보고, ETRI가 추진하고 있는 관련된 연구 성과를 공유하고자 한다.

* DOI: 10.22648/ETRI.2026.J.410205

출처 : 한국전자통신연구원 전자통신동향분석 > AI 기반 디지털홀로그래피 기술 동향 (2026.04.01)

(저자 : 홍기훈 디지털홀로그래피연구실 책임연구원/실장)

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