[더밸류뉴스=이다윤 기자]

세종대(총장 배덕효) 컴퓨터공학과 박우찬 교수팀이 세종대 교원창업 회사인 ㈜세종피아와 공동으로 초실감 3D 음향을 위한 실시간 사운드 트레이싱(sound-tracing) 반도체 기술을 세계 최초로 개발했다.

김학도(왼쪽) 세종피아 연구소장과 박우찬 교수가 기념사진을 촬영하고 있다. [사진=세종대]

박 교수는 이번 연구 논문 ‘모바일 기기에 적합한 실시간 음향 전파 하드웨어 구조 및 구현(An architecture and implementation of real-time sound propagation hardware for mobile devices)'을 ‘시그라프 아시아(Siggraph Asia) 2023’에서 발표한다. ‘시그라프 (Siggraph)’는 컴퓨터 그래픽스 분야의 가장 권위 있는 프리미엄 학회이다. 학술 논문 발표뿐만 아니라 관련 산업체의 기술 시연도 진행해 그래픽스 관련 최신기술을 만나볼 수 있는 곳이다.

이번 연구에서 세종대 박우찬 교수팀은 세계 최초로 원천기술을 개발했고, ㈜세종피아는 이를 기반으로 시스템 반도체 기술 개발에 성공해 현재 글로벌 IT 업체들과 사업화를 진행하고 있다. ㈜세종피아는 박 교수팀의 기술을 기반으로 10여건의 특허 기술을 이전받아 설립된 교원창업회사이며,  ‘초격차 스타트업 1000+’에 선정됐다. 최근에는 박 교수팀과 공동으로 인공지능 반도체 기술도 개발 중이다.

사운드 트레이싱 기술은 이러한 레이 트레이싱 기술을 기반으로 3D 오디오 기술을 결합한 것이다. 현실적인 공간감을 부여하는 궁극의 초실감 3D 오디오 기술이며, 메타버스, 확장현실(XR)/혼합현실(MR), 게임 분야에 적합하다.

사운드 트레이싱은 기존의 정적인 3D 오디오와는 달리 3차원 공간에서 음원과 청취자 사이에 반사, 투과, 회절 등을 거쳐서 소리가 전달되는 경로를 실시간 추적한다. 이로 인해, 음원과 청취자의 위치가 동적으로 변할 수 있고, 3차원 지형뿐만 아니라 재질 변경도 가능하기 때문에 실제 공간과 같은 동적인 3D 오디오를 실현할 수 있다. 예를 들어, 가상의 유명한 홀에서 내가 원하는 위치로 이동하면서 음악 감상이 가능하다.

이와 유사한 기술로, 애플이 내년 초에 정식 출시할 혼합현실 기기인 비전 프로(Vision Pro)에서는 공간 음향 기술을 위해 오디오 레이트레이싱(Audio raytracing)을 지원한다고 발표했다. 향후 애플 주도하에 다양한 기기에 보편적으로 지원되는 기술로 자리 잡아 큰 시장을 형성할 것으로 예상된다. 오디오 레이트레이싱은 반도체 기술이 아닌 소프트웨어로 구현이 되었을 것으로 예상된다.

사운드 트레이싱은 이처럼 많은 장점에도 불구하고 알고리즘이 복잡하고 대규모 계산량을 요구하기 때문에 실시간 처리가 어렵다. 현재까지 발표된 기술들은 모두 소프트웨어로 구현돼 전력 소모에 한계가 있었다. 하지만 박우찬 교수팀이 개발한 사운드 트레이싱은 복수 개의 음원에 대해서도 고성능 저전력 처리가 가능하며, 특히 반도체 크기가 아주 작으므로 스마트폰 등의 모바일 기기, TV, 게임콘솔 등에 장착이 가능하다.

이번 연구는 과학기술정보통신부의 대학ICT연구센터육성지원사업 ‘실-가상 연계 메타버스를 위한 초실감 XR기술 연구’와 문화체육관광부의 문화기술연구개발사업‘ 다중 사용자 인터랙션 및 버츄얼 빙(Virtual Being) 지원을 위한 다목적 방송 스튜디오 플랫폼 개발’의 지원으로 이뤄졌다.

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