360도 카메라

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1. 개요
2. 특징
- 2.1. 360도 이미지 생성 기술
3. 활용 분야
4. 대표적인 제품
5. 360도 콘텐츠 지원 플랫폼
6. 360도 콘텐츠 열람 및 편집 애플리케이션
참조

1. 개요

360도 카메라는 모든 방향의 시야를 포착하여 완전한 구를 커버하도록 설계된 카메라이다. 일반적인 카메라는 최대 180도의 시야를 갖지만, 360도 카메라는 구의 적도를 따라 360도를 커버하며, 듀얼 렌즈, 다중 렌즈, 카메라 리그, 모자이크 기반 카메라 등 다양한 기술을 사용한다. 이 카메라는 자동차의 옴니뷰, 파노라마 아트, 로봇 공학, 부동산, 3차원 재구성 등 다양한 분야에서 활용되며, 리코 세타, Insta360 시리즈, 니콘 KeyMission 360 등이 대표적인 제품이다. 360도 콘텐츠는 페이스북, 유튜브 등 다양한 플랫폼에서 지원하며, 전용 애플리케이션을 통해 열람 및 편집할 수 있다.

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360도 카메라
개요
유형	카메라
특징	전 방향 촬영 가능
기술적 특징
촬영 범위	수평 360도, 수직 360도 (전 방향)
이미지 캡처 방식	단일 렌즈 및 미러 시스템 사용 여러 대의 카메라를 함께 사용, 소프트웨어로 결합
활용 분야
가상 현실 (VR) 콘텐츠 제작	VR 경험을 위한 몰입형 이미지 및 비디오 캡처
부동산	원격 투어 및 몰입형 부동산 목록 제작
보안 및 감시	넓은 영역을 포괄하는 감시 시스템
로봇 공학	로봇 내비게이션 및 환경 인식
영화 제작	몰입형 스토리텔링 및 시네마틱 경험
스트리트 뷰	구글 스트리트 뷰와 같은 서비스 제공
저널리즘	몰입형 뉴스 스토리 제작
스포츠	시청자가 다양한 관점에서 액션을 경험할 수 있도록 함
역사
초기 모델	여러 대의 카메라를 원형으로 배열하여 사용
현재 모델	특수 렌즈 및 이미지 처리 기술 사용
작동 원리
렌즈	넓은 시야각을 가진 특수 렌즈 사용 (어안 렌즈 등)
이미지 센서	고해상도 이미지 센서 사용
이미지 스티칭	소프트웨어를 사용하여 여러 이미지를 하나의 파노라마 이미지로 결합
장점 및 단점
장점	한 번에 모든 방향을 캡처 몰입형 경험 제공 다양한 분야에서 활용 가능
단점	이미지 품질 저하 가능성 스티칭 오류 발생 가능성 높은 가격
예시
제품 예시	리코 세타 인스타360 삼성 기어 360 고프로 맥스

2. 특징

일반적인 사진기는 보통 몇 도에서 최대 180°까지의 시야를 가지며, 이는 카메라 초점에 들어오는 빛을 최대 반구 형태로 포착하는 것을 의미한다. 반면, 이상적인 '''360도 카메라'''(360-degree camera^eng)는 모든 방향의 빛을 포착하여 완전한 구(球) 형태의 시야를 커버한다. 하지만 실제 대부분의 360도 카메라는 완벽한 구 전체를 담지는 못하며, 수평 방향으로 360°를 촬영하되 카메라의 위쪽과 아래쪽 일부는 제외되는 경우가 많다. 예를 들어 구글 스트리트 뷰 촬영 차량은 카메라 아래쪽에 차량 자체가 찍히기 때문에, 이 부분을 다른 이미지로 덮는(패치 처리) 방식으로 완전한 360도 이미지를 구현한다.

구글 스트리트 뷰 촬영에 사용되는 차량. 지붕에 360도 카메라를 탑재하고 있다.

RICOH THETA로 촬영한 360도 이미지 데이터. 구글 지도에 업로드하여 스트리트 뷰로 볼 수 있다.

과거에는 360도 파노라마 사진을 만들기 위해 한 지점에서 여러 방향으로 수십 장의 사진을 찍어 컴퓨터로 합성하는 스티칭 과정이 필요했다. 스마트폰 애플리케이션을 통해서도 비슷한 기능을 구현할 수 있지만, 사용자가 직접 여러 각도에서 사진을 찍어야 하는 번거로움이 있다. 반면, 360도 카메라는 한 번의 촬영으로 360도 전체 이미지를 얻을 수 있으며, 여러 렌즈로 촬영된 이미지를 내부 소프트웨어가 자동으로 합쳐주기 때문에 특별한 기술 없이도 손쉽게 360도 파노라마 사진이나 동영상을 제작할 수 있다는 점이 가장 큰 특징이다.

최근 가상 현실(VR) 기술에 대한 관심이 높아지면서, 360도 파노라마 사진이나 360도 동영상 같은 몰입형 콘텐츠의 중요성이 커지고 있다. 이에 따라 2016년 이후 다양한 360도 카메라가 여러 제조사에서 출시되었으며, 페이스북이나 유튜브 같은 주요 온라인 플랫폼에서도 360도 콘텐츠 게시를 지원하면서 관련 콘텐츠를 접할 기회가 늘어나고 있다.

2. 1. 360도 이미지 생성 기술

'''전방향 카메라'''(omnidirectional camera^eng) 또는 '''360도 카메라'''(360-degree camera^eng)는 대략 전체 구 또는 수평면에서 적어도 완전한 원을 포괄하는 시야를 갖는 사진기이다. 전방향 카메라는 파노라마 사진 및 로봇공학과 같이 넓은 시야 범위가 필요한 분야에서 중요하다.

일반적인 카메라는 시야각이 몇 도에서 최대 180°에 이르며, 이는 카메라의 초점에 떨어지는 빛을 반구 형태로 포착한다는 의미이다. 반면에, ''이상적인'' 전방향 카메라는 초점에 떨어지는 모든 방향의 빛을 포착하여 완전한 구를 커버한다. 하지만 실제로는 대부분의 전방향 카메라가 전체 구를 커버하지 못한다. 전방향이라고 불리는 많은 카메라들은 구의 적도를 따라 360° 전체를 커버하지만, 상단과 하단은 제외한다. 전체 구를 커버하는 경우에도, 포착된 빛의 광선은 단일 초점에서 정확하게 교차하지 않는다.

360도 이미지를 생성하기 위해 다양한 기술을 사용할 수 있다.

2. 1. 1. 단일 렌즈 카메라

단일 렌즈 방식의 360도 카메라는 어안 렌즈를 사용한다. 어안 렌즈는 빛을 굴절시켜 매우 넓은 화각을 담아낼 수 있으며, 이를 통해 한 번의 촬영으로 넓은 반경의 이미지를 얻을 수 있다. 하지만 이 방식은 렌즈 자체의 바로 뒷부분은 촬영할 수 없는 사각지대가 필연적으로 발생하기 때문에, 완벽한 구 형태의 360도 이미지를 얻는 것은 불가능하다.

2. 1. 2. 듀얼 렌즈 카메라 (Dual Fisheye)

360도 카메라 중 가장 흔한 형태는 렌즈 두 개를 사용하는 방식이다. 이 방식은 보통 어안 렌즈 두 개를 서로 마주보게 배치하여 360도 전체 영역을 촬영한다. 각 렌즈는 180도보다 약간 넓은 화각(예: 220도)으로 사진이나 동영상을 촬영하며, 이렇게 촬영된 결과물은 소프트웨어를 통해 하나의 360도 이미지 또는 영상으로 합쳐진다.

이 변환 과정에서 이미지가 합쳐지는 부분에 스티칭(stitching) 오류가 발생할 수 있다. 잘못 합쳐진 이미지는 부자연스러운 경계선을 만들며, 이를 수정하기 어렵거나 불가능할 수도 있다.

RICOH THETA는 어안 렌즈를 앞뒤로 2개 장착한 대표적인 듀얼 렌즈 카메라이다. 듀얼 렌즈 방식의 카메라는 복잡한 편집 과정을 카메라 내부에서 자동으로 처리해주므로, 특별한 기술 없이도 360도 파노라마 사진이나 동영상을 쉽게 만들 수 있다는 장점이 있다.

2. 1. 3. 다중 렌즈 카메라

360도 이미지를 생성하는 기술 중 하나로, 응용 분야에 따라 2개 이상의 카메라 렌즈를 사용하는 방식이 있다. 초기의 다중 렌즈 카메라로는 소니의 Fourthview 멀티헤드 카메라^[2]와 던지는 카메라 방식의 파노노 등이 있다. 파노노는 36개의 카메라를 내장하고 있으며, 공중에 던졌을 때 최고점에서 동시에 사진을 촬영하는 방식으로 작동한다. 카메라에 렌즈 수가 많을수록 개별 이미지를 소프트웨어로 결합하는 과정은 더 복잡해지지만, 스티칭이 성공적으로 이루어지면 이미지 연결 부분의 오류는 줄어드는 경향이 있다.

2. 1. 4. 카메라 리그

카메라 리그는 주로 6개의 일반적인 액션캠을 부착하는 데 사용된다. 고프로(GoPro)는 최초의 카메라 리그 중 하나를 제작했으며, 다양한 버전으로 출시되어 여러 개의 단일 카메라를 연결한다.^[3] 카메라들은 이 큐브 형태의 장치 안에 배치되어 모든 방향의 주변 환경을 기록한다.

2. 1. 5. 모자이크 기반 카메라

여러 대의 일반 카메라를 네트워크로 연결하여 구성하는 방식이다. 각 카메라는 주변 환경의 작은 영역을 촬영하고, 이렇게 얻어진 개별 이미지들을 마치 모자이크 조각처럼 합쳐서 하나의 전방향 이미지를 만들어낸다. 필요한 카메라의 수는 사용되는 렌즈의 초점 거리에 따라 결정된다. 초점 거리가 짧을수록 시야각이 넓어져 더 적은 수의 카메라로도 전방향 촬영이 가능하다.

3. 활용 분야

'''360도 카메라'''는 파노라마 사진 촬영이나 로봇공학처럼 넓은 시야 확보가 중요한 여러 분야에서 활용된다.

3. 1. 자동차

옴니뷰 기술과 같은 360도 카메라 기술은 자동차 분야에서도 활용된다. 이 기술이 적용된 차량은 주차 및 주행 시 운전자에게 차량 주변의 넓은 시야를 제공하여 안전 운전을 돕는다. 전방향 카메라가 장착된 차량에는 닛산 캐시카이, 볼보 S90, 레인지 로버, 푸조 3008, 기아 스팅어 등이 있다.^[4]

3. 2. 파노라마 아트

전통적인 파노라마 사진 촬영 방식은 여러 장의 사진을 찍어 하나로 이어 붙이는 이미지 스티칭 기술을 주로 사용한다. 하지만 이 방식은 계산 과정이 복잡하며(RANSAC 반복 알고리즘 등), 사용된 사진의 품질이나 일관성에 따라 최종 이미지의 품질이 떨어지는 단점이 있을 수 있다.

반면, 360도 카메라를 사용하면 이러한 후처리 과정 없이 실시간으로 파노라마 이미지를 만들 수 있다. 이는 일반적으로 훨씬 더 나은 품질의 결과물을 제공한다.

기술 저널리스트 제퍼슨 그레이엄(Jefferson Graham)이 셀카봉으로 촬영한 360도 사진

2015년에는 페이스북(Facebook)이 전방향 비디오 서비스를 시작하여, 사용자들이 360도 반경 내에서 원하는 카메라 각도를 선택하고 제한된 범위 내에서 상하 틸트 조작을 하며 영상을 시청할 수 있게 되었다.

3. 3. 로봇 공학 및 컴퓨터 비전

로봇공학 분야에서 전방향 카메라는 시각적 위치 추정 및 시각적으로 동시적 위치 추정 및 지도 작성(SLAM) 문제를 해결하기 위해 자주 사용된다.^[5]^[6]^[7]^[8] 360도 뷰를 포착할 수 있는 능력 덕분에 광학 흐름 및 특징 선택과 매칭에서 더 나은 결과를 얻을 수 있다.

3. 4. 부동산

360도 카메라는 부동산 업계에서 매우 인기를 얻고 있다. 주택을 직접 보지 않고 구매하는 사례가 늘어나면서,^[9] 360도 카메라 기술은 잠재적인 주택 구매자가 직접 방문하지 않고도 집을 둘러볼 수 있는 방법을 제공하고 있다. 심지어 부동산 시장을 염두에 두고 특별히 제작된 360도 카메라도 시중에 출시되고 있다.^[10]

3. 5. 기타

전방향 카메라의 응용 분야에는 가능한 한 넓은 시야를 확보하는 것이 중요한 경우 3차원 재구성^[11] 및 감시가 포함된다.^[12] 마이크로소프트 라운드테이블(Microsoft RoundTable)은 2007년에 한 위치의 모든 참가자가 동일한 이미지에 포함될 수 있는 화상 회의를 위해 도입되었다.

4. 대표적인 제품

리코 세타
Insta360 시리즈
[http://www.nikon-image.com/products/action/lineup/360/ 니콘 KeyMission 360]
[http://www.garmin.co.jp/products/intosports/virb-360/ 가민 VIRB 360]
[https://jp.shop.gopro.com/APAC/cameras/fusion/CHDHZ-103-master.html 고프로 퓨전]

5. 360도 콘텐츠 지원 플랫폼

페이스북
유튜브
트위터
라인
인스타그램
SHOWROOM
[https://store.hacosco.com/ 하코스코]
니코니코 VR
[https://www.360ch.tv/ 360Channel]

6. 360도 콘텐츠 열람 및 편집 애플리케이션

360도 콘텐츠를 열람만 하거나 열람과 편집 모두 가능한 애플리케이션들이 있다. 무료 소프트웨어인지 유료 소프트웨어인지에 따라 편집 기능도 다양하다.

어도비 프리미어 프로
어도비 포토샵
파워디렉터 (PowerDirector 15)
파이널 컷 프로
VLC 미디어 플레이어 (VLC media player 3.0)
곰플레이어 (v2.3.5.5258)
리코 세타 전용 앱
Insta360 Studio

참조

_[1] 웹사이트 Extensive Guide to 360 Cameras https://www.hisnamei[...] 2017-01-02
_[2] 논문 Surround video: a multihead camera approach Springer
_[3] 웹사이트 The GoPro 360 degree camera rig - Connect Omni Rig with 6 Actioncams http://www.360gradka[...] 2019-02-11
_[4] 웹사이트 Cars with 360 camera https://www.buyacar.[...]
_[5] 논문 Appearance-Guided Monocular Omnidirectional Visual Odometry for Outdoor Ground Vehicles 2008-10
_[6] 논문 Appearance-based place recognition for topological localization http://www.cis.udel.[...] 2008-07-15
_[7] 간행물 Slam with omni-directional stereo vision sensor
_[8] 간행물 Robust localization using panoramic view-based recognition
_[9] 웹사이트 8 Incredible Real Estate Photography Facts In 2022 https://professional[...] 2022-01-25
_[10] 웹사이트 5 Best 360 Cameras For Real Estate In 2022 https://professional[...] 2021-12-06
_[11] 문서 Robust scene reconstruction from an omnidirectional vision system http://www.sc.ehu.es[...]
_[12] 서적 Effective Surveillance for Homeland Security: Balancing Technology and Social Issues https://books.google[...] CRC Press 2013-06-10
_[13] 웹사이트 Bublcam: 360º Camera Technology for Everyone https://www.kickstar[...] 2020-03-22
_[14] 웹사이트 RED and Facebook Unveil Manifold, a 3D and 360° VR Camera {{!}} PetaPixel https://petapixel.co[...] 2021-07-20
_[15] 웹사이트 Shop https://us.ricoh-ima[...] 2020-03-22
_[16] 웹사이트 www.insta360.com https://www.insta360[...] 2020-03-22
_[17] 웹사이트 MAX 360 Camera {{!}} Max HyperSmooth, Max TimeWarp, Max SuperView {{!}} GoPro https://gopro.com/en[...] 2020-03-22
_[18] 웹사이트 MADV-Fuel Your Adventure http://www.madv360.c[...] 2020-03-22
_[19] 웹사이트 Home Page {{!}} Vuze Camera https://vuze.camera/ 2020-03-22
_[20] 웹사이트 Panono 360 Camera 16K {{!}} Panono https://www.panono.c[...] 2020-03-22
_[21] 웹사이트 KanDao - 360 VR Camera {{!}} 3D Camera {{!}} 3D 360 Camera {{!}} 3D VR Camera https://www.kandaovr[...] 2020-03-22
_[22] 웹사이트 Trisio丨8K Professional Panoramic VR Camera https://www.trisio.c[...] 2022-04-11
_[23] 웹사이트 Fm360.8K – FXG https://www.fxgvr.co[...]
_[24] 웹사이트 The race for the first 8K consumer 360 camera just got real thanks to this new sensor https://360rumors.co[...] 2020-03-22
_[25] Youtube WHICH 360 CAMERA SHOULD YOU BUY IN 2020? https://www.youtube.[...] 2020-03-22
_[26] 웹사이트 How Madison Square Garden Co. is aiming to make every seat the best in the house https://www.usatoday[...] 2021-07-20