피부 속 혈류량까지 파악해 高퀄리티 영상 구현…의료 분야 활용도 기대

3D 스캐닝으로 사람 얼굴을 비롯해 형태가 시시각각 변하는 다양한 물체의 여러 성분 정보를 면밀하게 촬영·측정하는 기술이 개발됐다.

표면 텍스처는 물론이고, 그동안 측정할 수 없었던 화학 성분까지 알 수 있다. 사람을 대상으로 할 경우 혈류량과 같은 생물학적 요소를 파악하는 것까지 가능하다. 전에 없이 세밀한 미디어 영상물을 제작하는 데 활용 가능하고, 맞춤형 의료에도 쓸 수 있다.

김민혁 한국과학기술원(KAIST) 전산학부 교수팀(비주얼컴퓨팅 랩)이 이룬 성과다. 연구팀에 따르면 해당 기술은 빛의 편광 성분을 정밀 측정하는 것이 요체다. 즉 빛이 물체에 부딪혀 반사되는 성질을 측정, 대상의 물성과 생물학적 성분 등을 정밀하게 파악하는 것이다.

먼저 가시광선 스펙트럼을 세밀하게 감지할 수 있는 '분광 카메라'를 활용하고, 적절한 조명을 가해 빛이 사람 피부와 같은 대상 내부에 침투, 산란·반사되는 '광 전달 현상'을 파악한다.

광 전달현상을 계산하는 '편광-양방향 산란 분포 함수'를 적용해, 대상의 여러 성분 정보를 마치 인수분해 하듯이 나눠 프레임별 변화량을 뽑아낸다.

이를 통해 물체 3차원 정보인 기하학적 형태 정보, 혈액 속 헤모글로빈, 피부 색과 연관된 멜라닌 수치 등을 얻을 수 있다. 더군다나 이를 정지 상태가 아닌 움직이는 대상에서 얻는다는 것이 특별하다. 세계에서 유일한 기술이다.

기술을 인물 영상에 적용하면 피부 표면 퀄리티를 극대화하는 한편, 혈류량 확대로 붉게 상기된 얼굴이나 태닝 후 구릿빛 피부까지 세밀한 표현이 가능해진다. 수치를 바꿔 자연스럽게 정도를 조정할 수 있고 영상의 실감도도 한층 높인다.

의료 분야 활용도 기대된다. 피부과에서 먼저 각광 받을 수 있고, 당뇨병 진단에도 쓸 수 있다.

연구팀은 기술이 세계 최고 수준이라고 자부했다. 지난해 12월 도쿄에서 열린 '시그래프 아시아 2024'에서 관련 논문을 발표해 호응을 얻었다.

[SIGGRAPH 2024] Polarimetric BSSRDF Acquisition of Dynamic Faces

김민혁 교수는 “대상의 여러 물질·화학적 성분을, 그것도 움직이는 물체를 대상으로 얻는다는 점에서 향후 기술 활용도가 매우 높다”며 “갈수록 높아지는 미디어 소비자의 눈높이에 대응해 고퀄리티 영상물을 만드는 데 기여하고, 전도유망한 원격 의료 분야에서 활약할 수 있는 기술을 구현했다”고 설명했다.

해당 기술은 김 교수가 교원창업한 기업 '하이퍼그램'을 통해 상업화를 준비 중이다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com