입체경
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1. 개요
입체경은 두 개의 이미지를 사용하여 3차원 입체 효과를 보여주는 장치이다. 19세기 초 찰스 휘트스톤과 데이비드 브루스터의 연구를 통해 발전했으며, 휘트스톤은 거울을, 브루스터는 렌즈를 사용한 입체경을 개발했다. 1851년 런던 만국 박람회에서 대중화되었으며, 이후 홈스 입체경, 다중 시점 입체경, 뷰마스터 등 다양한 형태의 입체경이 등장했다. 입체경은 양안시차를 이용하여 3차원 입체 효과를 구현하며, 렌즈를 통해 이미지 확대, 시야 확보 등의 장점을 제공하지만, 이미지 손상으로 인한 스테레오 아티팩트 발생 가능성이 있다는 한계가 있다.
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입체시는 양안시차와 단안 단서를 이용해 깊이를 인지하는 능력으로, 조거리 및 미세 입체시로 나뉘며, 뇌는 다양한 단서를 결합하여 3차원 위치를 감지하고, 개인차가 존재하며 시각 훈련으로 개선될 수 있고 여러 동물에게서도 관찰된다. - 스테레오스코피 - 3차원 디스플레이
3차원 디스플레이는 인간 시각 원리를 활용해 입체감을 제공하는 기술로, 양쪽 눈에 다른 이미지를 보여 뇌에서 3D 깊이를 인지하게 하는 방식이며, 안경식과 무안경식으로 나뉘어 영화, 게임, 증강 현실 등 다양한 분야에서 활용되며 연구가 진행 중이다.
| 입체경 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 유형 | 광학 기기 |
| 용도 | 입체시 |
| 관련 항목 | 뷰마스터 헤드 마운트 디스플레이 |
| 설명 | |
| 정의 | 두 개의 2차원 이미지를 사용하여 3차원 이미지의 착각을 만들어내는 장치 |
| 작동 원리 | 두 눈에 약간 다른 이미지를 제시하여 뇌가 그것들을 하나의 3차원 이미지로 결합하도록 함 |
| 역사 | |
| 발명 | 찰스 휘트스톤 경 (1838년) |
| 대중화 | 데이비드 브루스터 경 (렌즈식 입체경 개발) |
| 초기 응용 | 사진 교육 오락 |
| 유형 | |
| 반사경식 입체경 | 거울을 사용하여 이미지를 결합 |
| 렌즈식 입체경 | 렌즈를 사용하여 이미지를 확대 및 결합 |
| 뷰마스터 | 릴에 장착된 일련의 입체 사진을 사용하여 3차원 이미지를 생성 |
| 헤드 마운트 디스플레이 | 각 눈에 별도의 이미지를 표시하는 디스플레이 장치 |
| 응용 | |
| 엔터테인먼트 | 입체 사진 시청 가상 현실 게임 |
| 교육 | 3차원 모델 시각화 해부학 연구 |
| 과학 | 원격 조작 분자 모델링 지형 매핑 |
| 추가 정보 | |
| 다른 이름 | 스테레오스코프 (Stereoscope, Stereoskop, 立体鏡) |
2. 역사
최초의 입체경은 1832년 찰스 휘트스톤이 발명했으며, 거울과 굴절 프리즘을 갖추고 있었다. 당시에는 사진 기술이 발달하기 전이라 손으로 그린 그림을 사용했다. 휘트스톤의 미러 입체경은 사용자의 눈에 대해 45도 각도로 배치된 두 장의 거울을 통해 각 눈에 해당하는 그림을 반사시켜 3차원 물체로 인식하게 하는 방식이었다.
데이비드 브루스터는 1849년 소형 렌즈식 입체경을 발명하여 휴대성을 높였다. 이는 '브루스터 스테레오스코프'로 알려졌으며, 1851년 만국 박람회에서 빅토리아 여왕에게 큰 호평을 받았다.[21] 브루스터는 영국에서 제조사를 찾지 못해 프랑스의 쥘 뒤보스크(Jules Duboscq)에게 제조를 의뢰했고, 뒤보스크는 입체경과 입체 다게레오타입을 생산했다. 3D 산업은 빠르게 발전하여 단기간에 25만 대의 스테레오스코프가 제조되었고, 다양한 3D 이미지('스테레오 뷰', '스테레오 카드' 등)가 판매되었다.[22]
1861년, 올리버 웬들 홈스 시니어는 더 저렴하고 간소화된 휴대용 입체경을 만들었으며, 특허는 취득하지 않았다. 이 입체경은 두 개의 프리즘 렌즈와 스테레오 카드를 고정하는 나무 받침대로 구성되어 1세기 동안 생산되었다.
2. 1. 휘트스톤 입체경 (1832)
찰스 휘트스톤이 발명한 최초의 입체경은 반사 거울과 굴절 프리즘을 모두 갖춘 형태로, 1832년 광학 기술자 R. 머레이에 의해 제작되었다.[1] 1833년 허버트 메이요는 자신의 저서 ''인간 생리학 개요''에서 휘트스톤의 발견을 설명하며, 휘트스톤이 이에 대한 논문을 발표할 예정이라고 밝혔다.[2] 휘트스톤은 1838년 6월 21일 런던 왕립 학회에 자신의 연구 결과를 발표했다.[3][4][5] 이 발표에서 그는 사용자의 눈에 45도 각도로 배치된 한 쌍의 거울을 사용하여 각 거울이 측면에 위치한 그림을 반사하도록 했다. 이 장치는 같은 물체의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈의 시야를 시뮬레이션하는 두 개의 그림을 제시하여 각 눈이 해당 눈을 위해 설계된 이미지만 보게 하지만, 겉보기에는 같은 위치에 있는 경우, 뇌가 두 이미지를 융합하여 하나의 고체 3차원 물체의 시야로 인식한다는 것을 보여줌으로써 양안 깊이 인식의 중요성을 입증했다. 휘트스톤의 입체경은 최초의 실용적인 사진 프로세스가 등장하기 전이었기 때문에 초기에는 그림이 사용되었다. 거울형 입체경은 두 개의 그림을 원하는 대로 매우 크게 만들 수 있다는 장점이 있다.2. 2. 브루스터 입체경 (1849)
데이비드 브루스터는 흔히 알려진 것과는 달리, 입체경을 직접 발명하지 않았다.[6] 1849년, 그는 서로 다른 그림들을 결합하기 위해 렌즈를 사용하는 방식을 제안하여 휴대용 입체경 개발에 기여했다.[8] 이 렌즈 기반 입체경은 크기를 줄여 휴대성을 높였으며, '브루스터 입체경'으로 알려지게 되었다. 1851년 만국 박람회에서 빅토리아 여왕에게 큰 호평을 받았다.[9]브루스터는 영국에서 자신의 설계를 제작할 기기 제작자를 찾지 못해 프랑스로 건너갔다. 프랑스에서 쥘 뒤보스크가 입체경 제작 및 개선을 맡았으며, 입체 다게레오타입 사진도 함께 제작했다. 특히, 만국 박람회에 전시된 빅토리아 여왕의 유명한 사진은 뒤보스크의 작품이다.[8]
이후 3D 산업은 급속도로 발전하여, 짧은 기간 동안 25만 대의 입체경이 생산되었다. 또한, '입체 사진', '입체 카드', '입체 쌍' 또는 '스테레오그래프' 등 다양한 형태의 3D 이미지 상품이 판매되었다.[10] 3D 이미지 수요를 충족시키기 위해 전 세계로 파견된 입체 사진 작가들은 새로운 매체를 위한 시각을 포착했다.
2. 3. 홈스 입체경 (1861)
1861년 올리버 웬들 홈스는 이전보다 훨씬 경제적이고 간소화된 휴대용 뷰어를 개발했으며, 의도적으로 특허를 내지 않았다. 1850년대부터 사용된 이 입체경은 두 개의 프리즘 렌즈와 스테레오 카드를 고정하는 나무 받침대로 구성되었다. 이 유형의 입체경은 한 세기 동안 생산되었으며, 현재에도 소규모로 생산하는 회사가 있다.2. 4. 다중 시점 입체경
다중 시점 입체경은 손잡이, 크랭크를 돌리거나 레버를 눌러 여러 개의 입체 영상을 순차적으로 볼 수 있게 해준다. 최초의 디자인은 1855년 앙투안 클로데에 의해 특허를 받았지만,[11] 1857년 알렉산더 베커스의 디자인[11]은 1860년대부터 제조된 많은 [https://stereoscopyhistory.net/stereoscope-americain-a-chaines-interchangeable/ 회전식 입체경]의 기초가 되었다. 이미지는 회전 벨트에 부착된 홀더에 배치된다. 벨트는 일반적으로 50장의 종이 카드 또는 유리 입체 사진을 담을 수 있지만, 100개 또는 200개의 뷰를 위한 대형 플로어 스탠딩 모델도 있다.
더욱 발전된 다중 시점 입체경은 유리 슬라이드 전용으로 설계되었으며, 특히 프랑스에서 인기가 높았다. 유리 위에 입체 이미지를 인쇄하는 것이 1930년대까지 프랑스의 특기였기 때문이다. 대부분의 장치는 프랑스에서 제조되었지만, 독일의 ICA와 Ernemann에서도 제조되었다. 유리 슬라이드는 베이클라이트 또는 나무 트레이에 놓인다. 크랭크를 돌리면(또는 레버를 누르면) 슬라이드가 트레이에서 들어 올려져 보기 위치로 이동한다. 더 돌리면 슬라이드가 트레이에 다시 놓이고 트레이가 레일을 따라 이동하여 다음 슬라이드를 선택한다. 가장 정교하고 잘 알려진 디자인은 1899년에 특허를 받은 쥘 리샤르의 택시포트(Taxiphote)였다.[12]
2. 5. 현대의 입체경
20세기 중반, 이미지 쌍이 담긴 회전하는 판지 디스크를 사용하는 뷰마스터(1939년 특허) 입체경이 처음에는 '가상 관광'용으로, 그 다음에는 장난감으로 인기를 끌었다. 2010년, 해즈브로(Hasbro)는 아이폰 또는 아이팟 터치를 장착하도록 설계된 입체경인 My3D를 생산하기 시작했다. 2014년, 구글은 구글 카드보드(Google Cardboard)라는 종이 공예 입체경 템플릿을 공개했다. 모바일 폰의 앱은 스테레오 카드를 대체하며, 이러한 앱은 회전을 감지할 수 있으며 입체경의 기능을 본격적인 가상 현실 장치로 확장할 수 있다. 기본적인 기술은 이전 입체경과 변함이 없다.몇몇 순수 예술 사진 작가와 그래픽 아티스트들은 입체경을 사용하여 감상할 수 있는 독창적인 작품을 제작해왔으며, 현재도 제작하고 있다.
3. 원리
입체경은 약간 다른 각도에서 촬영된 동일한 물체의 두 장의 사진을 각 눈에 하나씩 동시에 보여주는 기기이다. 이는 각 눈이 약간 다른 각도에서 물체를 보는 자연 시각을 재현하는 것으로, 두 눈 사이의 거리로 인해 자연스러운 원근감을 얻게 된다. 각 그림은 별도의 렌즈로 초점을 맞추며, 서로 몇 인치 떨어져 있고 동일한 지점에 초점을 맞춘 사진을 각 눈에 보여줌으로써 3차원으로 물체를 보는 자연스러운 효과를 재현한다.[10]
입체경은 다음과 같은 몇 가지 장점을 제공한다.[10]
| 장점 | 설명 |
|---|---|
| 초점 거리 조절 | 양의 곡률(확대) 렌즈를 사용하여 이미지의 초점 거리를 짧은 거리(약 30cm~40cm)에서 무한대의 가상 거리로 변경한다. 이는 눈의 초점이 시선의 평행선과 일치하도록 하여 눈의 피로를 크게 줄인다. |
| 이미지 확대 | 카드 이미지가 확대되어 더 넓은 시야와 사진의 세부 사항을 자세히 볼 수 있다. |
| 이미지 간 간섭 방지 | 뷰어는 이미지 사이에 칸막이를 제공하여 사용자가 다른 이미지에 방해받지 않도록 한다. |
뷰마스터와 같은 스테레오 투명도 뷰어도 유사한 장점을 제공한다.[10]
더 복잡한 입체경은 한 쌍의 수평 잠망경과 유사한 장치를 사용하여 더 넓은 시야에서 더 자세한 정보를 제공할 수 있는 더 큰 이미지를 사용할 수 있다.[10]
3. 1. 한계
스테레오 카드, 슬라이드 또는 기타 하드 카피나 인쇄물은 두 이미지가 서로 다른 마모, 흠집 및 기타 손상을 받을 가능성이 있다. 이로 인해 이미지를 볼 때 입체시에 문제가 발생한다. 이러한 문제는 3D 효과를 방해하고, 눈의 피로 및 두통을 유발한다.참조
[1]
뉴스
Register
https://www.thetimes[...]
2023-07-16
[2]
서적
Outlines of Human Physiology
https://books.google[...]
Burgess and Hill
1833
[3]
간행물
Contributions to the Physiology of Vision.—Part the First. On some remarkable, and hitherto unobserved, Phenomena of Binocular Vision. By CHARLES WHEATSTONE, F.R.S., Professor of Experimental Philosophy in King's College, London.
http://www.stereosco[...]
Stereoscopy.com
[4]
문서
Photography in America
1978
[5]
서적
The Stereoscope; its History, Theory, and Construction, with its Application to the fine and useful Arts and to Education: With fifty wood Engravings
https://archive.org/[...]
John Murray
[6]
서적
The Home Life of Sir David Brewster
Cambridge University Press
[7]
서적
Stereoscopic Cinema and the Origins of 3-D Film, 1838–1952
https://archive.org/[...]
University Press of Kentucky
[8]
웹사이트
The Origins of Stereoscopy
http://sydney.edu.au[...]
Sydney University Museums
2013-09-16
[9]
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Le Taxiphote - the most famous French stereo viewer
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