콘티넨탈, 레이아와 차량용 3D 라이트필드 디스플레이 개발 협력

세계적인 기술 기업 콘티넨탈은 미국 실리콘밸리의 디스플레이 솔루션 기업 레이아(Leia Inc.)와 협력해 혁신적인 3D 기술을 적용한 콕핏 솔루션 ‘내추럴 3D 라이트필트 계기판(Natural 3D Lightfield Instrument Cluster)’을 개발 중이라고 밝혔다. 

라이트필드 디스플레이 제품은 차세대 매체로서 3D 영상의 깊이를 편안히 느낄 수 있도록 할 뿐만 아니라 하이라이트, 반짝임 등 빛을 이용한 다양하고 복잡한 조명 효과를 구현한다. 이 기술은 운전자에게 필요한 정보를 실시간으로 전달해 한층 편안하고 직관적인 상호작용을 지원하며, 운전자 이외의 나머지 승객들도 3D 경험을 공유할 수 있는 환경을 제공한다. 

◇새로운 차원의 편안함과 안전성 제공 

새롭게 개발되는 라이트필드 콕핏은 자율주행 차량 내에서 인간과 기계 사이의 상호작용 설계에 혁신적인 진전을 이루었다. 

프랑크 라베(Frank Rabe) 콘티넨탈 계기판/HMI(Instrumentation & Driver HMI) 사업부 총괄은 “자동차 산업이 당면한 큰 과제 중 하나는 인간과 기계의 상호작용을 지능적으로 구현하는 개념을 개발하는 것이다. 운전자의 경험을 향상하고 주행 중 운전자와 차량의 단순하면서도 효과적인 상호작용을 지원하는 솔루션이 필요하다”고 말했다. 

이어 프랑크 라베 콘티넨탈 계기판/HMI 사업부 총괄은 “새롭게 출시되는 라이트필드 디스플레이는 차량 내에 최고 수준의 3D 기술을 제공함은 물론 차원이 다른 편안함과 안전성을 구현한다. 또한 고객의 운전 경험을 향상하고 맞춤형 설계를 통해 완성차 업체가 경쟁사와 차별화할 수 있는 가능성을 열어준다”고 덧붙였다. 새로운 시스템은 2022년부터 양산될 예정이다. 

또한 자율주행 시대에 운전자는 화상 통화, 인터넷 검색, TV 또는 영화 시청 등 다른 활동이 가능할 전망이다. 

레이아 공동 창업자 겸 최고경영자 데이비드 파탈(David Fattal)은 “자동차는 모바일 산업의 차세대 주자가 될 것”이라며 “자동차는 주위 환경에 대한 입체 인지 능력을 완벽하게 갖춘 더 크고 몰입감 높은 스마트폰의 또 다른 형태이다. 동시에 몰입형 게임, 동영상 스트리밍, 소셜 공유 혹은 전자상거래 분야로 확장 중인 라이트필드 생태계 구축에 적합한 영역이기도 하다”고 말했다. 

차 안에서 시각적 편안함을 느낄 수 있게 설계한 대형 화면으로 콘텐츠를 보는 것은 스마트폰보다 한층 더 세련되고 즐거운 경험을 선사한다. 또한 이 화면은 차량 내부 및 외부 카메라 시스템을 통한 화상 통화와 현재 양사가 개발하고자 하는 증강현실 기능을 제공한다. 

◇차량 탑승자 누구나 관람하는 라이트필드의 3D 콘텐츠 

콘티넨탈의 내추럴 3D 디스플레이에 사용되는 레이아의 라이트필드 기술은 헤드 트래커(head-tracker) 카메라가 필요 없어 실용성과 경제성을 동시에 제공한다. 또한 과거 구현이 불가능했던 운전자 이외의 나머지 승객이 운전자와 동일한 화면을 깨끗한 화질로 시청하는 것이 가능하다. 이는 종전의 3D 시스템 방식을 한 차원 끌어올린 라이트필드 디스플레이가 생성하는 3D 이미지가 동일 개체에 대한 시청자의 시점에 따라 미묘하게 변화하는 총 8개의 원근법(perspective)을 통해 구현되기 때문이다. 

라이트필드 디스플레이는 승객의 위치에 따른 시선의 각도에 따라 변화하며, 이러한 방식으로 매우 자연스럽고 독특한 형태의 정보 전달이 가능하다. 

카이 호만(Kai Hohmann) 콘티넨탈 디스플레이 솔루션 제품 책임자는 “콘티넨탈의 라이트필드 디스플레이는 완전히 새로운 수준의 3D 영상 디스플레이 구현에 성공했다”며 “나노 구조를 채택해 새롭게 개발한 광도체가 이러한 고품질 기술을 가능하게 만드는 핵심 요소이다. 또한 빛의 굴절을 이용하는 방법이 아닌 빛을 휘고 유도하는 기술로 최적의 3D 효과를 얻었으며, 차량 내 편안함과 안전성에 대해 높아진 소비자의 눈높이는 이 기술을 통해서만 충족시킬 수 있다”고 설명했다. 

콘티넨탈은 현재 레이아의 기술을 차량에 도입하고 있다. 최근까지도 안경이 필요 없는 3D 효과 구현을 위해 페럴렉스 베리어(parallax barriers) 또는 렌티큘라(lenticular) 기술이 활용되고 있는데, 이 기술은 빛을 차단하거나 굴절시키는 특수 기법을 통해 3D 효과를 구현한다. 

특히 페럴렉스 베리어 시스템은 관측자 두상의 정확한 위치에 맞춰 3D 화면을 투사하는 헤드 트래커 시스템이 필요해 한 명의 사용자만이 3D 화면을 볼 수 있다. 또한 필터와 유사한 방식이기 때문에 운전자와 앞좌석, 뒷좌석 승객을 위해 설계된 다중 사용자 애플리케이션의 화질과 광량에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 자동차 산업에서 최고의 디스플레이 품질로 정보를 제공하는 것은 필수적이다. 레이아의 DLB™(Diffractive Lightfield Backlighting: 회절식 라이트필드 백라이팅) 기술로 구성된 콘티넨탈의 새로운 3D 라이트필드 애플리케이션은 기존의 3D 디스플레이보다 진일보한 고품질 영상을 선사하며, 직사광선 환경에서도 매우 깨끗하고 선명한 화질을 제공한다. 

◇실리콘밸리의 나노기술 

‘내추럴 3D 라이트필드 계기판’은 해상도는 물론이고, 형태와 느낌조차도 기존의 3D 디스플레이에 비해 확연한 장점을 보인다. 이는 회절격자와 나노 구조를 지닌 광도체가 디스플레이 패널 아래에 빛의 회절을 정밀하게 생성해 자연스러운 3D 효과를 만드는 신기술인 회절식 라이트필드 백라이팅으로 얻은 성과이다. 이 라이트 필드 모듈은 상용 디스플레이에 손쉽게 적용할 수 있다. 

레이아의 공동 창업자 겸 최고기술책임자(CTO) 젠 펑(Zhen Peng)은 “레이아는 대량 생산에 적합한 첨단 나노 제조 공정을 개발해 지난해부터 이 기술을 상용화했다. HP에서 쌓은 경험을 비롯해 5년의 개발을 통해 높은 수율과 경쟁력 있는 비용으로 대량의 기판에 첨단 리소그래피(lithography) 기술을 접목해왔다”며 “이러한 역량을 자동차의 안전 기준 및 비용 경쟁력에 맞춰 보다 큰 규모로 발전시킬 것”이라고 말했다. 

레이아의 라이트필드 기술은 AT&T와 버라이즌(Verizon)이 탑재된 스마트폰 화면을 통해 미국에서 처음으로 상용화됐다. 이제 소비자들은 전례 없는 우수한 3D 화질로 게임이나 영화, 증강현실, 사진 공유를 즐길 수 있게 됐다. 콘티넨탈은 라이트필드 디스플레이와 콘티넨탈이 제공하는 방대한 차량 적용 사례를 통해 라이트필드 제품 경험을 제공할 예정이다. 

◇차량용 콘텐츠 및 라이트필드 SDK 

콘티넨탈과 레이아 양사는 하드웨어 차원을 넘어 콘텐츠 제작 및 개발자 생태계 지원 업무도 협업 중이다. 레이아는 현재 라이트필드 포맷에 맞춰 콘텐츠를 변환하거나 생성할 수 있는 창의적인 툴킷을 시각적 편안함을 보장하는 자동 설정 기능과 함께 제공하고 있다. 이 신규 디스플레이의 라이트필드 투사 기술은 폭넓은 적용 범위를 자랑한다. 

운전자 지원 시스템의 경고가 3D로 표시되고 내비게이션 시스템의 방향 표시도 명확히 구현되며, 360도 서라운드 뷰 등 주차 보조 장치의 그래픽 디스플레이 또한 3D로 표현해 집중도를 높인다. 3D로 회전하는 차량 제조사 로고와 마찬가지로 차량 시스템의 환영 메시지 또한 3D 애니메이션을 적용할 수 있다. 

카이 호만 제품 책임자는 “콘티넨탈이 제공하는 신규 디스플레이의 3D 애니메이션은 영화관과 같은 차량 전체에 투사되는 방식이 아니라는 점을 주목할 필요가 있다”며 “후방 패널을 기준으로 그래픽의 깊이에 대한 작업을 통해 모든 3D 객체가 화면에서 최대 5cm 떨어져 보일 수 있게 해 시각적 편안함을 선사하고, 운전자의 집중을 방해하지 않는다”고 말했다. 이 완벽한 3D 효과는 특수한 안경의 도움 없이 모든 화면을 육안으로 볼 수 있다. 

양사의 협업은 자동차 정보 시스템 및 센서 분야에서 콘티넨탈이 확보한 전문지식을 활용해 레이아의 콘텐츠 플랫폼 LeiaLoft™를 강화하고, 차량 제조사들과 외부 개발자들이 미래의 자동차를 위한 ‘홀로그램’ 앱을 쉽게 생성할 수 있도록 지원한다. 차량 소프트웨어 개발 키트(SDK, Software Development Kit)는 개발자들이 풀 3D로 자동차 실내외 환경에 접속하고 홀로그램 내비게이션에서부터 주차 지원, 디지털 클러스터 및 중앙 정보 디스플레이에 대한 증강 현실에 이르기까지 광범위한 적용이 가능하다. 

레이아 공동 창립자 겸 사장 피에르 엠마누엘 에브뢰(Pierre-Emmanuel Evreux)는 “우리의 라이트필드 플랫폼을 자동차에 적용할 수 있게 되어 매우 기쁘게 생각한다. 라이다(LiDAR), 카메라 등 특정 센서의 데이터를 활용해 최상의 적용 사례를 구현함은 물론 차량에 모바일 생태계를 도입해 향상된 운전자 경험을 만들어갈 것”이라고 밝혔다. 

레이아와의 협업은 콘티넨탈의 스타트업 조직인 코페이스(co-pace)의 주도로 추진됐으며, 콘티넨탈의 기업벤처 캐피탈팀(Corporate Venture Capital Team)의 소수 지분 투자를 통해 공고해졌다. 코페이스는 혁신적인 외부 스타트업과 콘티넨탈의 파트너십 체결을 지원하는 조직이다. 

콘티넨탈은 6월 13일까지 중국 상하이에서 열리는 CES 아시아(CES Asia)에서 ‘내추럴 3D 계기판’을 최초로 선보인다. 콘티넨탈 부스는 상하이 신국제박람센터 N5 홀의 5702, 5716번 부스에 위치하고 있다.