디지털 콘텐츠는 2D 픽셀이거나, 3D 폴리곤이거나 모두 화면에 보이는 것으로 끝나게 됩니다. 결국 디스플레이의 특징에 대해서 알아야 효과 적인 표현을 할 수 있습니다. 이번 글에서는 디스플레이의 간단한 역사와 발전 방향에 대하여 알아 보겠습니다.
1 세대 : CRT, 브라운관
초창기 디스플레이가 가장 많이 쓰인 분야는 TV입니다. 가정용으로도 그렇고 공업(기업용 컴퓨터)에 사용된 디스플레이들은 기본적은 브라운관 이라고 불리는 형태를 띄고 있습니다. 전자총으로 전자(빛의 입자)를 날릴 때 전자석으로 경로를 만들어야 하기 때문에 앞뒤로 길쭉한 형태이기도 하고, 가능한 균일한 속도, 거리를 날려야 함으로 화면이 볼록하게 되어 있습니다.
지금 다루는 디스플레이의 세대별 구분은 빛을 뿌려서 화면에 부딪히게 한다는 기본 구성이 같기 때문에 렌즈를 통해 빛을 투과하는 프로젝터나 프로젝션 TV같은 계열도 1세대에서 크게 다르지 않습니다.
나무위키 – CRT (https://namu.wiki/w/CRT)
2세대 : LCD, LED, OLED 등 평면 디스플레이
LCD, LED는 기본적인 작동 원리가 비슷합니다. 백라이트에서 빛을 뿌리면 각각의 픽셀(화소)마다 전기를 이용하여 필터나 렌즈를 통하여 빛을 막거나 통과시키는 원리로 색을 표현합니다. 마치 출입문 처럼 열고 닫는 형식을 통해 색을 통과시키는 것입니다.
다만, OLED의 경우 백라이트가 아닌 자체 발광하는 유기물 입자를 통해 색을 표현하는 원리이기는 하지만 제조사에 따라서는 소자 자체는 백색으로 하고, 컬러필터를 통해 빛을 표현하기 도합니다.
브라운관에서 평면 디스플레이로 발전이 되면서 무게가 줄어 듦과 동시에 크기가 굉장히 크게변화되었습니다. 가정에서 사용하는 평균 20인치 대 브라운관에서 80인치 대 평면 디스플레이를 사용하는 시대로 바뀌게 되었습니다.
3세대 : Flexible or Foldable
기본적인 작동 원리는 2세대 평면 디스플레이와 큰 차이는 없지만, 외형에 대한 변화가 생기게 되었습니다. 평면 디스플레이와는 다르게 곡선, 접히는 책과 같은 형태, 두루마리처럼 말릴 수 있는 형태로 하여 현재 고가의 디스플레이 시장을 차지하고 있습니다.
LG 사이니지 투명 디스플레이(https://lg.co.kr/media/release/23315)
이는 각종 회로, 기판에 쓰이는 소재의 발전으로 가능해 졌으며, 이러한 변화에는 투명한 기판을 활용하여 투명 디스플레이(LG 사이니지)까지 보다 우리가 생활하는 환경에 밀착하는 형태로 발전되었습니다.
4세대 : Hologram
차세대 디스플레이이자 디스플레이의 마지막 발전 형태라고 할 수 있는 홀로그램입니다. 현재의 홀로그램이라고 불리는 상용 제품들의 경우 반사판을 활용하여 사실상 홀로그램과 같은 효과를 낸것이지 실제 홀로그램은 아닙니다. 대표적으로 MR장비인 마이크로 소프트의 홀로렌즈가 이러한 원리를 사용합니다.
마이크로 소프트 홀로렌즈 https://www.microsoft.com/en-us/d/hololens-2/91pnzzznzwcp
실제 홀로그램의 경우 손톱 만한 디스플레이 구현을 위해 수 억 원이 들어가는 만큼, 상용화 단계와는 거리가 멀다고 할 수 있습니다. 홀로그램이 마지막 세대 디스플레이라고 할 수 있는 이유는 사람이 인지할 수 있는 차원이 3차원(x, y, z)로 제한되어 있기 때문입니다. 3세대의 디스플레이까지는 외형적인 부분에서는 입체적인 형태로 보일 수는 있지만, 평면의 이미지를 굴곡진 표면에 투사(Projection) 시키는 형태일 뿐 결과적으로 보여지는 이미지의 형태가 2D로 이루어져 있습니다.
3D 데이터도 우리가 모니터에서 보기 위해서는 MVP(Model, View, Projection) 변환(transform)이라는 것을 통해서 평면으로 변환 하는 절차를 거치게 됩니다. 마치 공간(3D)을 사진(2D)으로 찍어서 보는 것과 같은 원리입니다.
https://www.kickstarter.com/projects/2029950924/holovect-holographic-vector-display
반면에 홀로그램의 경우 입체를 입체 그대로 보여줄 수 있는 디스플레이입니다. LG 사이니지 같은 투명한 디스플레이를 반대편에서 본다면 거울처럼 좌우가 뒤집어진 이미지를 보는 것이 아니라 사물, 혹은 인물의 뒷모습 보여줄 수 있는 것입니다. SF영화에서 이러한 홀로그램 디스플레이에 대한 상용화 되었을 때 모습을 그려놓은 작품들이 있습니다.
스타워즈 : 통신 중에 원거리에 떨어진 인물의 모습을 디스플레잉
아이언맨 : 홀로그램으로 장비를 설계, 시뮬레이션
아바타 : 지형 정보등 구현한 자원, 군사 시뮬레이션
아이언맨 홀로그램 https://www.cgrecord.net/2013/04/iron-man-ii-hologram-suits.html