3D 프린터의 작동 방식, 간단히 이해하기!

보안라이프/IT트렌드 2017.09.20 14:49

최근 3D 프린터의 활용 분야가 확대되며 다양한 분야에서 3D 프린터가 크게 각광받고 있습니다.

3D 프린터는 1980년대 초 미국의 3D 시스템즈 사에서 플라스틱 액체를 굳혀 만드는 방식을 개발하면서 등장하게 되었는데요, 초기에는 기업에서 어떤 물건을 제품화하기 전에 시제품을 만들기 위한 용도로 사용되었다고 합니다.

그렇다면 3D 프린터는 정확히 무엇이고 어떻게 활용될까요?

3D 프린터란 3D 스캐너 또는 3D 모델링 프로그램으로 만든 3차원 도면을 기반으로 실물의 입체 모양을 직접 만들어 내는 기계를 말합니다. 3D 프린터를 이용하면 거의 모든 걸 만들어낼 수 있기 때문에 일명 산타클로스 머신이라고 부르기도 한다고 합니다. 3D 프린터가 사용하는 재질은 플라스틱, 티타늄, 철강합금으로 구성되며 가격은 1000만원부터 산업용 10억 원까지 다양합니다. 용도 역시 의학, 우주, 자동차 등 다양한 분야에 두루 활용되며 맞춤형 제조가 용이하고 개발시간 단축이 가능하다는 장점이 있습니다. 

3D 프린터의 제작 단계는 크게 1) 프린팅 2) 모델링 3) 피니싱의 세 단계로 나누어집니다. 이 세 단계 중 입체를 만드는 방식에 따라 3D 프린터의 종류가 달라지는데 크게 적층형, 절삭형이 있습니다. 그 중 적층형이 가장 많이 사용됩니다.

이 적층형 방식은 또 다시 FFF방식과 FSLA 방식 두 가지로 나뉩니다.

FMD(FFM) Fused deposition modeling, 즉 녹여서 쌓는 법을 뜻하는 이 방식은 가장 많이 사용되는 방식으로 처음에는 FDM 방식으로 불렸으나 특허권 문제로 FFF방식으로 통용된다고 합니다. 이 FFF 방식은 특수 플라스틱을 젤 형태로 사출하고 이를 xyz축으롤 움직이면서 쌓아서 형태를 만드는데요, 이때 사용되는 특수재료로는 보통 ABS, PLA를 사용합니다. FFF방식은 재료를 Filament Spool 에 감아서 Extruder을 통해 노즐로 들어가게 하고, 200도 이상의 Heater Block에 의해 달궈진 노즐을 통과하며 젤, 액체 형태가 되는 원리입니다.

두 번째로 자주 사용되는 방식은 FSLA 방식입니다. FSLA는 레진(resin)이라고 하는 UV(Ultra Violet, 즉 자외선) 경화성 포토폴리머에 UV 레이저를 쏴서 한번에 한 층(layer)씩 굳혀가는 적층형 제조 과정의 일종입니다
***DLP 빔 프로젝트를 이용하면 레이저를 쏘는 부분을 쉽게 구현가능

지금까지 3D 프린터에 대해 알아보았습니다!





알고 나면 더 재밌는 3D, 아는 만큼 보인다

보안라이프/IT트렌드 2010.09.17 05:00
올해 초 국내에서만 천만 관객을 동원한 영화 아바타(Avatar)’의 흥행에 힘입어 3D(3차원입체영상) 영화 산업에 대한 관심이 높아졌다. 아바타의 성공 이후 최근 애니메이션, SF등 다양한 장르의 영화에서 입체영상 구현이 시도됨에 따라, 바야흐로 ‘3D영화 전성시대’를 맞이했다고 해도 과언이 아니다3D 영화가 무엇이고, 어떠한 특징이 있기에 이렇게 많은 이들의 주목을 받는 것일까? 이에 3D 영화를 심층 분석해았다.

3D(3차원입체영상) 영화의 등장과 흥행

찰스 휘스톤 경(출처 : 위키피디아)

아바타 열풍과 함께
3D 영화가 주목받기 시작했지만, 입체영상의 역사는 우리가 생각하는 것보다 훨씬 오래 전으로 거슬러 올라간다.

가장 먼저 입체영상이 구현된 것은
1838. 영국의 발명가이자 과학자인 찰스 휘스톤 경(Sir. Charles Wheatstone. 1802~1875)이 하나의 사물을 두 각도(두 각도는 사람의 두 눈, 즉 양안의 시차 원리를 응용한 것)의 다른 방향에서 바라볼 수 있도록 한 입체경(Stereoscope)을 발명하면서 입체영상의 역사가 시작되었다.

그리고 이를 통해 우리가 아는 것처럼, 특수 안경으로 입체영상을 바라보는 ‘스테레오스코프(Stereocsope)방식이 개발되었다. 특히 스테레오스코프 방식은 양안 영상을 분리하는 방법에 따라 편광필터가 장착된 안경으로 양안의 시차를 활용하는 편광안경 방식, 화면을 좌안용
우안용 영상으로 시분할하여 차례로 보여주는 액정셔터 방식으로 나뉜다.

스테레오스코프 방식 개발에 힘입어, 이후 특수 안경을 쓰지 않고도 스크린 상에서 직접 3차원 입체 영상을 제공해주는 ‘오토-스테레오스코프(Auto-Stereoscope)방식도 선을 보였다. 그리고 ‘홀로그래픽(Holographic. 양 쪽 눈의 착시현상을 이용한 앞선 두 기술과 달리, 물체의 3차원 파장을 공기 중에 투사하여 만든 실제적 의미의 3차원 디스플레이) 방식이 개발되면서 3차원 입체 영상기법은 점차 발전을 거듭하였다. 이러한 3차원 입체영상기법의 발전은 입체영상을 활용한 3D입체영화의 변천과 그 행보를 같이해왔다.

최초의 3D 영화는 1922년에 제작된, Harry Fairall 감독의 'The Power of Love'. 이후 1950년대에 들어서면서 Arch Oboler 감독의 ‘부와나의 악마(Bwana devil)와 빈센트 프라이스 주연의 ‘하우스 오브 왁스(House of Wax)등이 3D로 제작되면서 입체영상영화의 첫 중흥을 맞이하였다.

하지만 입체영상의 낮은 화질과 부족한 완성도로 인해, 3D 영화는 얼마 뒤 한계를 맞았다. 게다가 텔레비전의 등장과 함께 극장에 대한 관심도가 낮아지면서, 영화 산업 전체가 위기를 맞기에 이르렀다. 텔레비전의 등장이라는 위기가 찾아오면서 영화계는 이에 대한 해결책으로 다시 3D 영화에 주목하기 시작하였다. 3D 기법에 의한 입체효과를 텔레비전으로는 표현할 수 없을 것이라 판단하였기 때문이다.

그러한 움직임에 의해
7,80년대에 이르러 ‘죠스(Jaws)', '13일의 금요일(Friday the 13th) 등의 유명 작들이 3D로 재개봉되면서 3D 영화가 다시 한번 관심을 얻었고, 90년대 들어 대형스크린 IMAX를 통한 입체상영이 이루어지면서 3D 영화의 발전가능성이 점차 높아졌다. 2000년대 이후 '폴라 익스프레스(Polar express)', '몬스터 주식회사(Monsters INC)', ‘플라이 미 투 더 문(Fly me to the moon) 등 애니메이션을 필두로 한 3D 영화가 흥행에 성공하면서, ‘잃어버린 세계를 찾아서(Journey to the Center Of The Earth), ‘아바타(Avatar)와 같은 다른 장르의 영화도 3D 영상으로 지금과 같은 호응을 얻게 되었다.

3D(3차원입체영상) 영화의 미래

제임스 카메론 감독이 약
6년 간 공을 들여 준비한 3D 영화 ‘아바타(avatar)’의 흥행 이후, 3D 영화가 물밀듯이 쏟아져 나오고 있다. 3D Graphics는 최근에 막 개발된 영상기법이 아니다. 영화 ‘아바타’가 스토리 라인이나 캐스팅 라인에 의존적이 아닌 영화인 점을 감안한다면 ‘아바타’의 성공은 거의 3D 영상기법에 의존한 영상미에 의한 것이라고 볼 수 있다.

카메룬 감독 역시 영상미를 살리기 위해 6년 간 다듬고 보완하여 완성작을 내놓을 수 있었다. 따라서 이모션 캡쳐(+) 3D CG(컴퓨터 그래픽)가 발달되고 보안됨에 따라 눈앞에서 자연스럽게 움직이는 3D 영상을 만들 수 있게 되었다.

2009
년 드림웍스 사장 제프리 카젠버그(Jeffrey Katzenberg)는 앞으로 자사에서 나오는 모든 애니메이션에 stereoscopic 3D(3D 입체영상)을 활용할 것이라고 공언한 뒤, ‘드래곤 길들이기(How to train your dragon) 5월 초 3D로 개봉한 데 이어 최근 슈렉 시리즈의 마지막 편인 슈렉 포에버(Shrek forever)’ 3D 영화로 개봉하여 사흘 간 국내 박스오피스 1위를 차지하기도 했다. ‘스텝 업 3D(Step up 3-D) 11년 만에 돌아오는 월트디즈니의 ‘토이스토리3(Toystory3) 3D로 제작, 개봉돼 영화 팬들의 관심을 모았다.

+ Plus 이모션 캡쳐란?

초소형 카메라가 달린 장비를 배우들의 머리에 씌워 얼굴을 360도 촬영하는 방식. 얼굴 근육과 눈동자 움직임, 심지어 땀구멍과 속눈썹 떨림까지 정밀하게 기록할 수 있다. 이런 기법을 '감정(Emotion)까지 묘사한다'는 의미에서 '이모션 캡쳐'라고 부른다.
(→ 이모션 캡쳐가 주된 촬영방법이었던 영화 '아바타' )


3D 영화의 폭발적 호응에 이어 3D TV 역시 상승세를 타고 있다. 지난 2010 남아공 월드컵 2차 조별 예선인 아르헨티나전부터 용산CGV 35개관에서는 15,000원을 받고 국내 최초로 3D 중계를 시작했다. 더 이상 3D 영상기술이 영화에만 국한되지 않는다는 점을 보여주는 예다.

남아공 월드컵 효과 덕에 월드컵 경기를 3D로 시청하려는 사람들로 3DTV의 판매 역시 늘어났다. LCD PDP TV에 비하여 가격이 비싼데도 시청자들은 3D TV를 구매하여 관악산 송전소에서 송출하는 시험용 3D 영상으로 월드컵 경기를 시청하거나 Sky-Life 등 케이블 방송사에서 보내주는 무료 방송을 이용하여 시청했다.

이렇게
3D TV의 판매가 증가하면서 3D 관련 콘텐츠 공급도 증가 추세에 있다. 7 22 CJ헬로비전의 디지털케이블TV ‘헬로TV’가 고객들에게 3D 주문형비디오(VOD) 서비스를 선보였다. 또한 주문형비디오(VOD) 전문업체 홈초이스는 최신 3D 영화를 디지털케이블TV로 감상하는 3D VOD 서비스를 7 29일 시작했다. 이렇듯 3D 영화 및 게임 콘텐츠의 공급이 늘어나고, LG와 삼성 등 굵직한 TV 브랜드의 3D TV 가격 경쟁이 붙으면서 가격이 내려감에 따라 3D TV의 구매는 앞으로도 확산될 것으로 전망된다.

그러나
3D TV가 대중적으로 보급되기까지는 꽤 시간이 걸릴 것으로 보인다. 아직까지 제대로 즐길 만한 3D 콘텐츠가 없기 때문이다. 소녀시대 뮤직비디오 등 비교적 짧은 시간의 3D 영상 데모 버전 등을 구할 수 있을 뿐, 드라마나 쇼 프로그램 등 공중파 방송의 3D 프로그램은 전무후무한 상태다. 따라서 지금 당장 고가의 3D TV를 구매해도 볼거리가 없는 것이 문제점이다. 또 다른 문제점은 오랫동안 시청하다 보면 지속적인 입체감 때문에 눈이 쉽게 피로해지며 때때로 구토 증세, 어지럼증이 발현되는 등 눈이 아직 3D 영상에 적응하지 못해 발생하는 건강상의 문제점이 지적되고 있다. 첫째 문제점은 시간이 지나면 해결될 일이지만 3D 방송에 대한 신체의 피로감을 풀 방도는 아직 없는 상태다.

3D(3차원입체영상) 영화의 보완점

3D영화의 문제점을 지적하는 카메론 감독(출처 : 머니투데이)

먼저 살펴볼 것은
3차원 입체영상 구현 방식에 따른 3D 영화의 완성도 부분이다. 3D영화 제작에서 가장 중요한 점은 두 기술(제작 전 과정을 3D 카메라로 촬영하는 방법과, 일반 2D 카메라 촬영 후 3D로 전환하는 방법) 중 한 가지를 택해 좋은 영상과 입체감을 표현해내는 것이다.

그런데 2D에서 3D로 변환 시, 충분한 노력과 시간이 투입되지 못해 미흡한 3D 영상이 만들어지는 문제점이 존재한다. 이는 급속하게 확대되는 3D 영화 산업 속에서 하루라도 빨리 관객들에게 3D 영화를 선보이고자 기존의 2D 영상을 3D로 급히 변환하면서 발생한다. 이 같은 경우 변환된 영상의 입체감과 완성도가 떨어질 수 있다. 초기부터 3D 방식으로 촬영된 작품보다 비용을 절감할 수는 있지만 영화의 완성도 측면에서 큰 문제를 만들어내는 것이다

제임스 카메론 감독은 서울디지털포럼에서 이 같은 의견을 피력했다. 카메론 감독은 "2D 영상물을 3D로 제대로 구현하는 마술봉은 존재하지 않는다, 좋지 않은 3D 콘텐츠는 오히려 소비자들에게 3D에 대한 실망감을 줘 신시장의 목을 조르게 될 것이다.”라며 ‘아바타’의 성공 이후 급속히 2D에서 3D로 제작, 상영된 영화들에 대한 우려를 포명하였다.

영화 산업에서 제작 비용과 시장 경쟁은 분명 중요한 요소임에 틀림없다. 그러나 무엇보다 영화를 관람하는 관객에게 양질의 콘텐츠를 제공하려는 기술력과 노력이 비교우위가 되어야 한다는 점은 3D 영화 시장에서도 지속적으로 고민되어야 하는 요소로 남아있다.

또한
3D 영화 관람료 문제는 3D 영화가 주목을 받기 시작한 이후부터 끊임없이 제기되고 있다. 일반적으로 3D 영화는 2D 영화에 비해 관람 가격이 비싸다. 각종 3D 영상 장비를 통한 입체효과, 실버 스크린 설치(3D 영화 관람을 위해서는 일반 스크린에서 실버 스크린으로 개조가 필요하다), 3D 입체안경 등으로 인해 일반 영화보다 높은 가격 책정이 불가피하기 때문이다.

그러나 이러한
3D 영화의 가격을 놓고 너무 높은 것이 아니냐는 지적이 나오고 있다. 특히 관람 가격에는 3D 안경 사용료도 함께 포함되는데, 일회용 3D 안경을 수거하여 재사용하거나 또는 개인적으로 소지한 3D 안경의 사용을 금지하면서, 관람 가격 안에 3D안경 가격을 매번 같은 비율로 포함하는 것은 한 번쯤 재고해 볼 문제다.

또한 일반 2D 영화에 적용되는 다양한 할인 혜택이 3D 영화에는 일부 적용되지 않는 것도 고민거리로 남아있다. 현재는 3D 영화의 사실적인 입체감 때문에 많은 관객이 높은 비용을 지불하고서도 영화를 관람한다. 하지만 점차 다양한 3D 영화가 상영되고 그에 따라 3D 영화 산업이 널리 확대되는 데 이러한 비용적인 문제가 해결되지 않는다면 3D 영화 시장이 널리 보급되는 데 큰 어려움이 있을 것이다.

물론 3D 영화는 일반 2D 영화에서 느낄 수 없는 입체감과 사실감을 전달한다는 측면에서, 일반 2D 영화보다 높은 관람료가 지불될 수 있다. 하지만 3D 영화 제작, 상영에 필요한 원가 부담을 고스란히 관객에게 돌리는 것이 아닌, 합리적인 가격 정책 방안이 모색되어야 할 것이다
.

4D(3차원입체영상+감각) 영화의 등장

요즘엔 3D를 넘어 4D 영화관에서 개봉하는 영화를 종종 볼 수 있다. 원래 4D, 일반적으로 공간 개념을 넘어 시간까지 포함하는 경우를 말하나, 4D 영화관에서의 4D는 ‘시간’이 아닌 ‘감각’의 개념을 추가한 것이다. 따라서 3D 영상의 입체감과 함께 의자 진동, 바람, 수증기, 향기, 특수조명 등 감각적으로 느낄 수 있는 개념을 포함시켜 '4D'라 부른다.

이러한 특수효과는 개봉 전 시나리오를 철저하게 분석 후 적절한 타이밍에 관객에게 표현된다. 4D 효과 시간은 전체 영화 상영 시간의 15%-20% 정도에 할애된다이 정도가 관객에게 피로감을 주지 않으면서 영화 속 현실에 몰입할 수 있는 적정 수준이기 때문. 2009 1월 상암CGV에서 최초로 4D 영화관이 문을 열었으며, 현재 상암, 강변, 용산, 영등포CGV 4Dplex가 있다. 가격은 1 8000원이다.

앞에서 물이 분사되자 영화를 보던 사람들이 놀라고 있다.(출처 : CJ CGV)


4D
영화관은 영화를 ‘본다’는 수준에서 나아가 ‘느끼게’ 하는 매개체이다. 이전에는 영화 속 장면들을 ‘구경’하는 정도에서 만족했다면 이제는 영화 속에서 일어나는 사건, 사고들을 직접 생생하게 느끼고 체험할 수 있게 된 것이다.

슈렉 포에버(Shrek forever)’의 예를 들어 이 느낌을 설명해 보자면, 극중 슈렉이 사슬에 묶일 때, 이를 관람하는 관객 역시 자신이 발이 사슬에 묶이는 감각을 느낄 수 있다. 아이스 에이지 3(Ice Age: Dawn Of The Dinosaurs)’의 경우에는 달리거나 미끄러지는 장면, 공룡을 타고 하늘을 나는 장면, 추락하는 장면은 의자를 전후좌우로 움직여 더욱 실감나게 체험할 수 있다. 이렇듯 생생한 감각이 더해지자 이는 영화를 보는 또 다른 매력이자 재미로 자리매김하게 되었다. 따라서 4D 영화관은 앞으로도 늘어날 것으로 보이며, 이를 찾는 영화 팬들도 늘어날 것으로 보인다. Ahn

<자료 출처>

CJ CGV
네이버 카페 프로젝터 초심자의 안방극장 분투기

'세상을 바꾸는 힘, IT-게임·영화의 미래' - 전자신문뉴스 2009.09.22.

'영화관선 3D 경기중계 상인들은 튀어야 산다.' - 한겨례신문 스포츠 2010.06.10.

'3DTV 판매전쟁, '가격파괴', '콘텐츠공급' 후끈' - 아시아경제 2010.07.30.

입체영화 산업론 - 베니 김 저, MJ미디어, 2009.03.10.

‘카메론 감독 "제대로된 2D3D변환, 수백명 필요".’ – 머니투데이 2010.05.13.

3D영화, 일반영화보다 비싼 이유는?’ – KBS 소비자고발 2010.01.29.

 

대학생기자 김혜수 / 숙명여대 경제학과

소통과 공감이 부족한 이 시대에
이렇게 먼저 손 내밀어 악수를 청합니다. 
이 글을 보는 당신, 부디 제 손을 맞잡아 주시길!



대학생기자 고정선 / 서울시립대 경제학부
어둡다고 불평하기보다는 점차 익숙해지기를 기다려 작은 불빛을 내편으로 만드는 것이 더 낫다.  현재에 상황에 불평하기보다는 현재의 상황을 더 즐기는 방법을 찾는 것을 좋아한다.  좋은 시절의 꿈은 위대하듯 지금의 꿈을 더 크게 하기 위해 열심히 노력 중이다.


대학생기자 한병욱 / 명지대 디지털미디어학과

'1%의 가능성만이 존재하더라도 도전할 수 있는 것이 20대의 특권이다.' 한 소설책에서 본 구절이 문득 떠오릅니다. 열정적이고 순수함으로 가득한 20대의 소중한 시간을, 영혼이 있는 기업 안철수연구소와 함께 할 수 있어 더욱 행복합니다.

3D와 스마트폰에서 보안을 떠올린 이유

보안라이프/IT트렌드 2010.05.30 10:29
성대하게 열린 World IT Show(이하 WIS)가 28일 페막됐다. 대기업과 외국계 기업, 그리고 정부 산하 연구기관과 대학교 연구기관까지 참석한 WIS에서 초미의 관심사는 3D와 스마트폰이었다.

3D를 이용한 디스플레이

이번 WIS의 주류는 바로 3D 장비들이었다. 3D TV는 물론 프로젝터와 게임, 심지어 조그만 액정을 3D로 구현한 핸드폰까지 다양한 3D 장비들이
있었다. 남녀노소를 가리지 않고 3D 제품에 관심을 나타냈고, 업체들은 이런 관심에 부응해 직접 체험할 기회를 행사장 곳곳에서 제공했다. 단적인 예가 아래 사진. 할아버지 한 분이 3D 안경을 쓰고 3D 열풍을 일으킨 영화 '아바타'를 모델로 한 게임을 즐기고 있다.


아이폰 vs. 안드로이드의 대결

3D 다음으로 관심을 끈 것은 바로 스마트폰. 어느 부스를 가더라도 항상 
마련되어 있던 스마트폰 체험 공간이 이를 증명한다. 이제는 그야말로 스마트폰이 모든 생활에 영향을 끼친다. 이는 스마트폰이 단순히 기능이 많은 전화기에서 벗어나, 수많은 애플리케이션과 증강 현실을 앞세워 생활 전반에 파고들었기에 가능한 것이었다. WIS에서는 많은 스마트폰을 이끌며 트렌드를 선도하는 두 기둥인 아이폰과 안드로이드폰이 서로 부스를 마주보고 치열한 경쟁을 하는 모습을 볼 수 있었다.


그리고 느낀 보안의 중요성

화려한 신기술을 보는 동안 느꼈던 점은 바로 이러한 시점에서 더욱 
다양한 방면으로 보안 의식이 필요하다는 점이다. 3D TV는 대부분이 IPTV 즉 인터넷 TV와 결합
된 형태로 제공이 되었다. 스마트폰은 모바일 결제와 SNS 서비스 등 개인의 신상이 자칫하면 고스란히 노출될 위험성이 있는 애플리케이션이 많았다. 또한 자신이 모르던 정보마저도 증강 현실을 이용해 손쉽게 정보를 획득하는 모습을 볼 수 있었다.

기술은 더욱 발전하여 퍼포먼스가 더욱 화려하고 사람이 살기 좋은 세상이 올수록 더욱 낮은 레벨에서 높은 수준의 보안이 필요하다. 이것은 보안을 담당하는 기업이나 정부의 역할도 중요하지만, 이러한 기기를 사용하는 개개인의 보안의식도 중요하기 때문이다. 기술이 발전할수록 사용하는 유저의 보안의식도 같이 발전해 나가야 진정한 IT 강국이 될 것이다. Ahn
           
대학생기자 오세혁 / 한국항공대 컴퓨터정보공학 http://tigernet.tistory.com
미래의 보안전문가를 꿈꾸던 19살 대학 새내기가 25살이 되어 선배들의 열정을 느껴보고 싶었습니다.
어쩌면 할 수 있을까란 불안감과 나보다 앞서나가는 이들을 보며 느낀 열등감으로 갈피를 잡지 못하는 자신을 다잡아보고 싶어서였는지도 모르겠습니다. 보안세상과 함께 자신의 꿈에 한 발짝 다가가고 더 명확히 볼 기회가 되기를 간절히 바랍니다. 안철수연구소에 오세혁이란 사람의 영혼도 더해지는 날을 위해서!!