<나만의 아바타를 만들어 동화속 주인공으로 만든다>

ETRI, 사진통해 3D얼굴 복원기술 개발

- 카메라 사진만으로 10초만에 뚝딱..외산대비 10%가격
- 향후 3D포토부스, 흉상, 캐릭터, 치아보정, 성형수술 활용
- 리얼 3D 얼굴복원 및 3D 아바타생성, 출력서비스기술
- 뽀로로, 백설공주에 내 얼굴 넣기 가능, 캐릭터시장 180조원

3D 프린트 시장이 새로운 블루오션으로 각광받고 있는 가운데 3D 데이터 및 저작도구와 관련된 핵심 원천기술이 국내 연구진에 의해 개발되어 화제다.

ETRI(한국전자통신연구원, 원장 김흥남)는 11일, 두 장의 사진만으로도 단 10초만에 3D얼굴을 복원하는 기술을 개발해 냈다고 밝혔다.
연구진은 카메라 두 대를 이용, 정면에서 얼굴을 촬영한 뒤 좌·우측 사진의 대응점으로부터 3D 위치를 분석, 3D 얼굴 정보를 복원하는 일련의 과정을 자동화 했다고 설명했다.

ETRI가 개발에 성공한 ‘다시점 영상기반 3D 얼굴복원 기술’은 디지털 3D 아바타를 만들기 위해 3D 표준모델을 이용해 자동으로 형태가 매핑되는 기술을 활용했으며 촬영 사진과 표준 모델 질감 정보의 색조일치를 통해 완벽한 3D 얼굴을 복원하는데 성공했다고 ETRI는 말했다. 완벽한 3D 얼굴 모델로 두상까지 바꾸는데 걸리는 총 시간은 2분 30초면 가능하다.

ETRI는 본 기술개발의 성공으로 그 동안 3D 캐릭터 제작에서 시간과 노력이 가장 많이 차지했던 3D 얼굴 생성 및 디테일한 표현 과정을 획기적으로 단축, 자동화해 앞으로 3D 애니메이션, 영화 및 게임은 물론 의료 분야에서도  창의적 서비스 개발이 이뤄질 것으로 전망했다.

따라서 개발된 기술은 향후 3D프린트 시장은 물론, 교육용 e-러닝, 게임, 애니메이션, 완구 캐릭터, 테마파크, 의료시장 등에도 적용이 가능할 것으로 연구진은 보고있다.

예컨대 3D로 복원된 얼굴을 이용해 포토부스에서 스티커형 사진촬영시 3D얼굴을 넣어 보다 실감나는 장면연출이 가능하다. 또 애니메이션에 적용시 아이가 바로 주인공도 될수 있고 외국어 교육시에는 역할극 수업도 가능하다. 또한 피규어(Figure)형태로 만들어 미키 마우스 인형에 사람의 얼굴을 입혀 판매도 가능하고 치과나 성형외과 등에서 수술 전·후 비교도 쉽게 될 것으로 연구진은 예측했다.

ETRI가 개발한 기술은 카메라를 이용해 3D 얼굴 데이터를 복원할 수 있는 ‘리얼 3D 얼굴 복원기술’과 ‘3D 아바타 생성 및 출력 서비스기술’로 나뉜다.

복원기술에는 ▲카메라 자동 보정 기술 ▲깊이 정보 생성 및 얼굴 특징점 자동 추출 기술 ▲얼굴 형태 자동 변형 기술 ▲얼굴 질감 매핑 및 색조 일치 기술 등으로 구성된다. 또한 아바타 관련기술에는 ▲3D 애니메이션 ▲3D 홀로그램 사진 ▲3D 개인 피규어 제작을 위한 3D 출력 데이터 변환 기술 등으로 구성된다. 특히, 3D 프린터에서 최적의 3D 캐릭터를 출력할 수 있는 3D 파일포멧 및 데이터 가공 과정 등 일련의 테스트 완료하여 바로 상용화 할 수 있도록 완성도를 높였다.

ETRI는 본 기술을 아바젠(Avagen)이라 명명했으며 현재 해외기술이전을 비롯, 국내 영상제작업체 및 관련업체에 기술이전을 추진중이라고 밝혔다.

본 기술은 기술이전 9건, 국제표준 2건, 국제특허의 59건 출원 등의 절차를 마쳤으며 핵심특허로는 ‘다시점 영상기반의 3D 얼굴복원 및 프린팅 응용’에 관련된 특허라고 설명했다. 아울러 SCI(E) 논문 8건, 국내외 저널 및 학술지에 44편의 논문을 발표키도 했다. 또한, 동 기술은 지난해 국가과학기술위원회의 정부연구개발 우수성과에 선정되어 연구의 기술적 우수성을 인정받은 바 있다.

향후 본 기술은 소형 입체 카메라, 깊이 센서 등을 이용, 집에서도 간편하게 스마트폰을 통해 3D 이미지를 만들 수 있을 것이라고 내다봤다.

본 기술은 미래창조과학부의 “방통융합형 Full 3D 복원기술” 과제의 일환으로 지난 2008년부터 진행되어 왔으며 올 초 ‘3D 가상 피팅서비스’ 개발도 마쳤다.

현재 국내외 시장을 주도하고 있는 외산제품 가격은 대략 5천만원～1억원 수준으로 고가인데 반해 ETRI는 약 10%수준인 1천만원대 내로써 가격 경쟁력을 가질 수 있다고 설명했다. 

아울러 그동안 관련서비스는 많은 수작업과 시간을 들여 온라인 주문제작 서비스 방식의 한계를 지니고 있었는데 이번 개발된 기술은 3D 개인 아바타를 자동으로 생성하고, 이를 3D 애니메이션, 3D 홀로그램 사진, 3D 개인 피규어 등으로 다양하게 출력할 수 있어 시장을 잘 반영한 기술로 평가받아 전망도 밝다.

ETRI는 공동 연구 기관인 ‘스튜디오 다르다‘와 함께 유아의 실사 3D 얼굴을  적용한 ‘실사 기반 유아용 3D 동화 애니메이션 제작 서비스’도 준비중 이라고 말했다.

기술개발을 총괄한 구본기 ETRI 영상콘텐츠연구부장은 “이번 리얼 3D 얼굴 복원 기술을 활용한 3D 아바타 생성 및 출력 서비스 기술은 기존 제작사가 정한 캐릭터가 등장하는 3D 게임, 영화, 애니메이션 등의 기존 콘텐츠에서 벗어나 나와 내가 아는 지인, 친구들이 주인공으로 참여하여 개인화된 콘텐츠를 즐길 수 있는 혁신적 기술이다”고 말했다.

한편, 이번 기술은 지난해 11월, 미국 플로리다 올랜도(Orlando)에서 개최된 세계 최대 테마파크 박람회인 ‘IAAPA Attraction Expo 2012’와 올해 9월, 중국 북경에서 개최된 ‘2013 북경국제디자인위크 751국제디자인페어’에도 출품한 바 있으며 그 결과, 말레이시아, 프랑스 등 해외 기업 등으로 기술이전을 통한 상용화에 박차를 가하고 있다.

관련 시장으로는 미국의 애니메이션 시장의 경우에는 6조원, 캐릭터 시장이 약 100조원 규모이며, 0.3% 틈새시장 만 해도 약 3천억원 규모를 확보할 정도다. 아울러 세계 캐릭터 시장 규모도 2015년에 180조원에 이르는 등 시장성 또한 좋다.

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