KAIST 연구진이 휴대폰으로 찍은 2~3장 정도의 일반 사진만으로 고품질 3차원(3D) 장면을 실시간으로 복원할 수 있는 혁신적 기술을 개발했어요. 'SHARE(Shape-Ray Estimation)'라는 이름의 기술입니다.
기존에 고품질 3D 장면을 만들려면 라이다(LiDAR)나 3D 스캐너 등 고가의 장비와 수천 장의 사진, 복잡한 보정 과정이 필요했어요. 하지만 SHARE는 영상 자체에서 공간 정보를 추출해 빠르고 정확하게 3D 환경을 구현합니다.
KAIST의 SHARE 기술은 일반 카메라로 찍은 몇 장 사진을 이용해 위치·각도를 추정, 실시간 렌더링이 가능하게 3D 장면을 복원해요. 현실을 찍으면 곧바로 가상 환경이 구현되는 새로운 세상이 열리는 거죠.
KAIST 윤성의 전산학부 교수팀이 기술을 개발했어요. 정밀한 카메라 위치 정보 없이 일반 영상만으로 고품질 3차원 장면을 복원할 수 있어요. 별도 추가 학습이나 보정 없이도 실환경에서 신속·정밀한 복원이 가능해 효율성·범용성이 매우 높죠. 영상 속에서 사물 형태(Shape)와 카메라 시선 방향(Ray)을 동시 추정하는 새로운 방식을 도입한 결과물입니다.
기존 방식이 카메라 위치를 미리 알아야 3D 구조를 계산할 수 있었다면, SHARE는 영상 자체에서 공간 정보를 스스로 찾아내 카메라와 구조를 추론하죠. 서로 다른 위치에서 촬영된 다중 영상을 하나의 공간으로 정렬하고, 형상 왜곡 없이 안정적인 3D 복원을 실현했어요.
◇ SHARE 기술의 주요 특징
소량의 사진(2~3장)만으로도 3D 복원 : 별도의 카메라 위치 정보 없이도, 영상에서 사물 형태와 카메라 시선 방향을 동시에 추정해 3D 구조를 자동 계산합니다.
실시간 렌더링 및 효율성 : 추가 학습이나 보정 없이도 신속하게 3D 시뮬레이션 환경을 구축할 수 있어, 기존 방식 대비 효율성과 범용성이 크게 향상되었습니다.
기존 한계를 극복 : 기존 3D 시뮬레이션은 정밀 측정과 대량의 사진, 복잡한 보정이 필수였으나, SHARE는 영상만으로 안정적인 3D 복원을 실현합니다.
◇ SHARE 기술활용 및 의의
가상환경 구축, 증강현실(AR) 등 다양한 분야에서 활용 가능하며, 실제 공간을 가상으로 구현해 시뮬레이션, 게임, 건축 등 다양한 응용이 기대됩니다.
이번 연구는 나영주 박사과정, 김태연 석사과정 학생이 공동 제1저자로 참여했으며, 연구 결과는 2025년 국제 이미지 처리 학회(ICIP)에서 9월 17일 발표돼 '최고 학생논문상'을 수상하는 등 학술적으로도 높은 평가를 받았어요. 올해 채택된 643편 논문 중 단 한 편에게만 수여되는 최고상을 받을 거라 의미가 있죠.
이 기술은 휴대폰만으로도 현실 공간을 가상환경으로 손쉽게 변환할 수 있어, 앞으로 다양한 산업과 일상에서 폭넓게 활용될 전망입니다.
윤성의 교수는 “SHARE 기술은 3D 복원 진입 장벽을 획기적으로 낮춘 기술로, 건설·미디어·게임 등 다양한 산업에서 스마트폰 카메라만으로도 고품질 콘텐츠 제작을 가능하게 할 것”이라며 “로봇과 자율주행 분야에서도 저비용 시뮬레이션 환경 구축 등 다양한 응용 가능성이 있다”고 밝혔다.
이번 성과는 과학기술정보통신부 SW스타랩 사업 '오픈 월드 로봇 서비스를 위한 불특정 환경 인지·행동·상호작용 알고리즘 개발' 과제지원으로 수행됐어요
최정훈 기자 jhchoi@etnews.com