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서울대 공대 전기정보공학부 광공학 및 양자전자연구실 연구팀, 3차원 디스플레이 영상 생동감 높이는 시각인지적 요소 규명

서울대 공대 전기정보공학부 광공학 및 양자전자연구실 연구팀, 3차원 디스플레이 영상 생동감 높이는 시각인지적 요소 규명

서울대 공대 전기정보공학부 광공학 및 양자전자연구실 연구팀, 3차원 디스플레이 영상 생동감 높이는 시각인지적 요소 규명- 스탠포드대와 공동 연구 통해 3D 영상 몰입감 및 실재감 문제 해결 단초 마련- 컴퓨터 그래픽스 세계 1위 학술지 ‘ACM 트랜잭션 온 그래픽스’ 논문 발표▲ (좌측부터) 서울대 전기정보공학부 광공학 및 양자전자연구실 김동연 연구원, 남승우 연구원, 스탠포드 대학교 컴퓨테이셔널 이미징 연구실 최수연 연구원서울대학교 공과대학은 전기정보공학부 광공학 및 양자전자연구실 연구팀이 미국 스탠포드 대학교(Stanford University)의 컴퓨테이셔널 이미징 연구팀과의 공동 연구를 통해 3차원 디스플레이 시청 경험을 향상시키는 사각인지적 요소를 규명했다고 밝혔다. 홀로그래픽 디스플레이로 3차원 영상을 시청한 사용자들의 평가를 분석한 결과 시차(視差)의 유무가 시청 경험의 생동감에 중요한 영향을 미친다는 사실을 밝혀낸 것이다. 이번 연구 성과는 지난 7월 19일 컴퓨터 그래픽스 분야 제1위 국제 학술지인 ‘ACM 트랜잭션 온 그래픽스(ACM Transactions on Graphics)’에 게재됐으며, 7월 28일부터 8월 1일까지 미국 덴버에서 열린 컴퓨터 그래픽스 분야의 세계적 학회 ‘시그라프(SIGGRAPH) 2024’에서 구두 발표를 통해 소개된 바 있다.차세대 3차원 디스플레이로 주목받는 홀로그래픽 디스플레이(Holographic display)는 가간섭성 광원인 레이저와 수치 해석된 디지털 홀로그램을 재생하는 공간광변조기를 통해 3차원 물체를 영상으로 구현한다. 이 홀로그래픽 디스플레이에서 영상을 재현하기 위해서는 3차원 표현 방법이 필요한데, 기존에는 입체를 여러 겹의 평면으로 나누는 멀티레이어(Multi layer) 방식을 주로 사용해왔다. 이 방식에 의한 3차원 영상은 카메라로 촬영한 이미지에서는 높은 품질을 보여줬으나, 영상의 실재감 제공에 대한 시청자들의 평가는 아직 부족한 상태였다. 이 점에 주목한 연구팀은 홀로그래픽 디스플레이 기반 사용자 평가를 통해 어떤 표현 방법을 활용한 3차원 영상이 더 나은 시청 경험을 제공하는지를 분석했다. 특히 연구팀은 시청 경험에 생동감을 불어넣는 시각인지적 요소로 ‘시차(Parralax)’에 주목했다. 시차란 물체와의 거리에 따라 시각적으로 다르게 나타나는 속도 변화를 뜻한다. 예컨대 움직이는 물체는 멀리 있을수록 그 이동 속도가 느리게 인지되기 때문에, 이런 시차가 시청 경험에 반영되면 사람은 3차원 영상의 깊이감을 더욱 생생히 느낄 수 있다. 그런데 멀티레이어 방식으로 구현한 영상은 이러한 시차를 정확히 재현하지 못하는 한계가 뚜렷했다. 이런 문제 의식에서 출발했기에 연구의 주안점은 시차를 정확하게 구현할 수 있는 라이트필드(Light Field) 방식과 기존 멀티레이어 방식으로 각각 구현한 3차원 영상들이 제공하는 시청 경험의 비교였다. 다양한 3차원 표현 방식에 의한 영상을 홀로그래픽 디스플레이로 시청한 사용자들의 평가를 분석한 결과, 연구진은 라이트필드 방식의 3차원 영상이 기존 멀티레이어 방식의 영상에 비해 더 높은 선호도를 보인다는 사실을 확인했다. 연구진은 “이번 연구 결과는 차세대 3차원 디스플레이 영상이 제공하는 몰입감을 극대화하는 데 활용될 수 있는 혁신적인 발견”이라고 설명하며 “나아가 가상현실(VR) 및 증강현실(AR)의 3차원 영상을 시청할 때 발생하는 제한적인 몰입감 및 실재감 문제 해결에 크게 기여할 것으로 예상된다”고 밝혔다. 한편 연구팀이 속한 광공학 및 양자전자연구실은 2022년 11월에 작고한 故 이병호 교수에 이어 현재는 전기정보공학부 정윤찬 교수가 지도하고 있으며 3차원 디스플레이, 홀로그래피 및 메타표면 관련 연구를 활발히 이어가고 있다. 그리고 함께 연구를 진행한 스탠포드 대학교 컴퓨테이셔널 이미징 연구실은 현재 공간 컴퓨팅 분야의 전문가인 고든 웨츠스타인(Gordon Wetzstein) 교수가 지도하고 있다. 본 연구는 과학기술정보통신부 및 정보통신기획평가원(IITP)의 디지털콘텐츠원천기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.▲ (좌측부터) 홀로그래픽 디스플레이를 통해 3D 영상을 시청한 사용자의 평가를 분석한 결과, 각각 멀티레이어 및 라이트필드 방식으로 표현한 영상들을 촬영한 홀로그램 이미지 및 시청 시점에 따른 실험 결과 비교.[참고자료]D. Kim†, S.-W. Nam†, S. Choi†, Jong-Mo Seo, Gordon Wetzstein, and Y. Jeong, “Holographic Parallax Improves 3D perceptual Realism,” ACM Transactions on Graphics (SIGGRAPH 2024), vol. 43, no. 4, article 68, 2024. https://dl.acm.org/doi/10.1145/3658168[문의처]서울대 전기정보공학부 광공학 및 양자전자연구실 남승우 연구원 / 02-880-9570 / 711asd@snu.ac.kr서울대 전기정보공학부 정윤찬 교수 / 02-880-1623 / yoonchan@snu.ac.kr

2024.08.30

서울대 공대 전기정보공학부 홍용택 교수팀, 다양한 폼팩터의 소프트 전자소자 제작하는 '선택적 금속 박막 증착 기술' 개발

서울대 공대 전기정보공학부 홍용택 교수팀, 다양한 폼팩터의 소프트 전자소자 제작하는 '선택적 금속 박막 증착 기술' 개발

서울대 공대 전기정보공학부 홍용택 교수팀, 다양한 폼팩터의 소프트 전자소자 제작하는 ‘선택적 금속 박막 증착 기술’ 개발  - 곡면 OLED, 신축성 LED 등 소프트 일렉트로닉스 분야 응용 가능성 높여- 세계적 과학저널 Nature Communications에 논문 게재     ▲ (왼쪽부터) 정수진 박사, 윤형수 박사, 서울대 전기·정보공학부 홍용택 교수, DGIST 전기전자컴퓨터공학과 이병문 교수서울대학교 공과대학은 전기·정보공학부 홍용택 교수 연구팀이 대구경북과학기술원(DGIST)  전기전자컴퓨터공학과 이병문 교수와 함께 다양한 형태의 고성능 소프트 전자소자 및 회로를 쉽고 빠르게 제작할 수 있는 ‘프린팅 기반 선택적 금속 박막 증착 기술(printing based selective metal films deposition technique)’을 개발했다고 밝혔다.이번 연구 결과는 지난 22일 세계적 과학 저널인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 게재됐다.기상 증착(Vapor Deposition) 방식으로 형성한 금속 박막은 전기 전도도가 뛰어나고 표면 막질이 우수해 전자소자 및 회로의 핵심 구성요소로 쓰인다. 하지만 이 금속 박막을 원하는 모양으로 패터닝할 때는 대개 섀도우 마스크(shadow mask)나 포토 마스크(photo mask)처럼 단단한 성질의 마스크를 활용할 수밖에 없어 패턴을 바꾸기 어려웠을 뿐 아니라 다양한 형태의 표면에서 공정을 진행하기 힘든 한계가 명확했다.연구팀은 이러한 문제에 대응해 ‘프린팅 기반 선택적 금속 박막 증착 기술’을 개발했다. 이 기술은 금속 증기의 응축을 막기 위해 고분자 소재의 패턴을 활용하여, 별도의 마스크 없이 기상 증착 공정을 진행할 수 있는 방식이다. 이를 통해 마이크로미터(μm)에서 밀리미터(mm)에 이르는 다양한 선폭의 패턴을 원하는 대면적에 맞춰 제작할 수 있다.▲ 그림 1 : (왼쪽부터) 2차원 평면, 3차원 곡면, 신축성 기판에서 각각 금속 박막을 패터닝한 모습또한 연구팀에 따르면 고분자 소재 패턴은 신축성과 기계적 내구성이 뛰어나기 때문에 기존의 방식으로는 패터닝이 불가능했던 다중 곡면이나 변형이 자유로운 탄성 기판 위에서도 이 기술을 사용하면 손쉽게 금속 박막 패턴을 형성할 수 있다. 특히 연구 과정에서 다양한 형상의 금속 박막을 이용해 무선 전력 송신, 곡면 OLED(유기발광다이오드) , 신축성 LED(발광다이오드) 어레이 등을 시연해 보임으로써 차세대 프리폼(freeform) 전자소자 및 회로의 구현 가능성을 입증했다는 설명이다.▲ 그림 2 : (a) 무선 전력 통신을 구현한 모습              (b) 신축성 발광 소자를 구현한 모습홍용택 교수는 “이번 연구의 의의는 기상 증착 방식에 기반한 고성능의 금속 박막 패턴을 손쉽게 맞춤 제작하는 기술을 개발했을 뿐 아니라 이 기술을 곡면이나 신축성 있는 시스템에 접목함으로써 앞으로 소프트 일렉트로닉스 분야에서의 기존 금속 박막의 활용도를 극대화시키는 전기를 마련했다는 데 있다“고 평가하며 “향후 선택적 금속 박막 증착 기술은 다양한 폼팩터(form factor·물리적 외형) 수요에 대응하는 동시에 언더 디스플레이 카메라(Under-Display Camera)와 언더 디스플레이 얼굴 인식 센서(Under-Display Face Recognition Sensor) 기술의 핵심인 OLED 패널 최상부 공통 전극 내 다공성 투명 구조 형성에 직접 활용될 것으로 기대된다”고 밝혔다. 한편, 본 논문의 공동 제1저자인 정수진 박사, 윤형수 박사는 졸업 후 삼성디스플레이 연구소에서 스트레처블 디스플레이를 포함한 차세대 미래 디스플레이의 기술 개발에 매진하고 있다. 본 연구는 과학기술정보통신부의 지원을 받아 수행됐다.[참고자료] https://www.nature.com/articles/s41467-024-51585-2[문의처]서울대학교 공과대학 전기·정보공학부 홍용택 교수 / yongtaek@snu.ac.kr / 02-880-9567

2024.08.28

2024년 세계인간공학연합(IEA) 국제학술대회, 제주 국제컨벤션센터에서 개최

2024년 세계인간공학연합(IEA) 국제학술대회, 제주 국제컨벤션센터에서 개최

2024년 세계인간공학연합(IEA) 국제학술대회, 제주 국제컨벤션센터에서 개최- ‘미래 인류를 위한 더 나은 인간공학’을 주제로 8월 25일부터 29일까지 5일간 개최 ▲ 2024년 세계인간공학연합(IEA) 국제학술대회 개회식대한인간공학회(회장: 금오공과대학교 김상호 교수)는 노동부, 산업안전보건공단, 기술표준원, 서울대학교 산업시스템혁신연구소, LG전자와 공동으로 2024년 세계인간공학연합(IEA) 학술대회를 8월 25일부터 29일까지 5일간 제주 국제컨벤션센터(ICC Jeju)에서 개최한다고 밝혔다.세계인간공학연합 소개1959년에 설립된 세계인간공학연합(IEA)은 인간공학 분야를 대표하는 국제기구로, 3년 주기로 국제학술대회를 개최하고 있다. 이번 2024년 학술대회에는 전 세계의 인간공학 전문가들이 모여 최신 연구 성과와 혁신 기술을 발표할 예정이며, 메인 스폰서인 LG전자를 포함해 20개 이상의 글로벌 기업과 기관이 참여해 인간공학 및 사용자 중심 디자인(UI/UX) 분야의 최신 동향을 공유할 예정이다. IEA 학술대회는 인간공학 분야의 올림픽으로 불리며, 이번 제주 대회는 2003년 서울 대회 이후 대한민국에서 두 번째로 개최되는 의미 있는 행사다.인간공학 소개인간공학(Ergonomics)은 인간의 신체적, 인지적, 감성적, 사회문화적 특성을 고려하여 제품이나 작업 환경을 설계함으로써 편리함과 효율성, 안전성, 만족도를 향상시키는 응용학문이다. 인간공학의 목표는 인간과 시스템 간의 상호작용을 개선하여 작업 효율성을 높이고 사용자 만족도를 극대화하는 것이다.2024 세계인간공학대회 소개IEA 2024 학술대회는"미래 인류를 위한 더 나은 인간공학(Better Life: Ergonomics for Future Humans)"을 주제로, 인간공학이 미래 사회에서 인류의 삶을 어떻게 개선할 수 있는지에 중점을 두고 있다. 전 세계 140여 개국에서 1,500여 명의 인간공학 전문가들이 참가하며, 2018년 피렌체 대회 이후 6년 만에 열리는 대면 학술대회로, 전 세계 인간공학 전문가들이 6년 만에 대면으로 만나는 중요한 기회다.특히, 이번 대회에서는 대한민국 노동부 장관이 대회장을 맡아 산업안전, 사용자 경험, 근로 환경 개선 등 인간공학적 주제들이 심도 있게 논의될 예정이다. 또한, 국제표준화기구(ISO) 인간공학분과(TC 159) 총회 및 공동 세션이 열려 인간공학 분야의 표준화 발전을 논의할 것이며, 세계시스템공학연합(INCOSE) 인간시스템통합(HSI) 분과 학술대회도 병행 개최된다.IEA 2024 조직위원장을 맡고 있는 서울대학교 산업공학과 윤명환 교수는 "이번 IEA 2024 대회는 3년마다 열리는 인간공학의 올림픽으로, 전통적인 인간공학, 사용자 중심 디자인(UI/UX) 뿐만 아니라 인간-AI 상호작용과 같은 미래 인류를 위한 인간공학 주제가 다뤄질 예정이다. 이를 통해 한국의 인간공학 역량을 전 세계에 알리는 'K-Ergonomics'의 중요한 기회가 될 것으로 기대한다"고 밝혔다.윤 교수는 또한 "이번 대회가 인간공학이 단순히 현재의 문제를 해결하는 것에 그치지 않고, 미래 인류의 더 나은 삶을 설계하는 핵심 분야로 자리매김하는 전환점이 될 것"이라고 전망했다.■ International Ergonomics Association는?대한인간공학회는 현재 인간공학분야의 올림픽인 IEA2024 국제학술대회를 개최 중이다. IEA 국제학술대회는 매3년마다 개최되는데, 지금까지 두 번 개최를 하는 국가는 우리나라가 아시아에서는 유일하고 선진 7개국에 불과해, 인간공학분야에서도 한국은 G7 지위에 올랐다고 할 수 있다.[문의사항]서울대학교 공과대학 산업공학과 윤명환 교수 / 02-880-1403 / mhy@snu.ac.kr

2024.08.27

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