[첨단 헬로티]
케이블링 옵션 및 비용의 효율성 측면에서 장점 많아
▲ 가상 현실(VR)
▲ 증강 현실(AR)
▲ 혼합 현실(MR)
현실 세계와 가상 세계 사이의 경계가 점차 허물어짐에 따라 얼마 전까지 만해도 허구의 작품에서만 느낄 수 있던 경외감을 가상 현실(AR), 증강 현실(VR) 또는 혼합 현실(MR)을 통해 경험할 수 있게 되었다. 즉, AR, VR 및 MR을 통해 개인은 현실과 상상 사이의 벽을 허물 수 있게 되었다.
VR, AR 및 MR은 모두 비슷한 과제를 가지고 있고, 이러한 과제는 대부분 3D 콘텐츠 생성과 관련이 있다. 이런 콘텐츠를 만들기 위해서는 최적의 환경 조건에 여러 각도에 설치된 멀티 카메라들의 이미지 캡처 간의 정확한 타이밍 동기화가 필요하고, 다양한 조명 조건에서 적절한 프레임 속도를 유지하면서 고해상도 이미지를 획득해야 한다.
경기장을 포함하여 넓은 지역에 카메라를 셋팅할 수 있는데, 이런 경우 시스템 설치 및 유지 보수가 편한 제품들이 선호되고, 최적의 환경의 이미지를 구현하기 위한 시스템을 완성하려면 더 많은 카메라가 필요할 수 있다. 마지막으로 대부분의 응용 프로그램에서와 같이 비용이 중요한 요소가 될 수 있다.
10GigE 및 25GigE 카메라가 이러한 이슈들을 해결하는 방법
1. 타이밍 동기화
(주)넥스버에서 제안하는 Emergent Vision Techlonogies社(이하 EVT)의 10GigE 및 25GigE 카메라는, 카메라 간의 타이밍 동기화를 엄격하게 제어할 수 있는 몇 가지 옵션을 제공한다. 풍부한 경험을 바탕으로 PTP 및 하드웨어 트리거링 등 다양한 방법으로 카메라 동기화가 가능하며. 정확도 또한 마이크로초(㎲)까지 동기화가 가능하다.
그림1. Precision time Protocol (PTP) IEEE-1588
2. 이미지 성능
(주)넥스버에서는 EVT 와의 지속적인 커뮤니케이션을 통해 Sony, Gpixel, AMS 와 같은 최고의 이미지 센서 적용 모델만을 사용하며, VR, AR, MR 애플리케이션에서는 종종 다양한 조명 조건을 처리해야 하기 때문에, Dynamic Range를 향상시키기 위해 많은 노력을 기울이고 있다.
3. 다양한 해상도 및 프레임 속도
높은 프레임 속도와 해상도로 시간 제한없이 레코딩을 유지하기 위해서는 당연히 더 높은 대역폭의 인터페이스를 필요로 한다.
Sony 센서는 현재 0.5MP@1595fps~31MP@35fps, Gpixel 센서는 5MP@290fps~65MP@71fps, AMS는 최대 50MP@30fps까지의 제품이 있다.
Sony IMX253 (12MP@80fps) 및 Sony IMX255(9MP@110fps)는 현재 VR, AR, MR 애플리케이션에 가장 많이 사용되고, Sony IMX342(31MP@35fps), Gpixel GMAX0505(25MP @ 75fps)와 AMS CMV50000(50fp@30fps) 같은 고해상도 제품들 또한 머신비전(검사 장비) 시장에서 인기를 얻고 있는 추세다.
10GigE 및 25GigE와 다른 고속 인터페이스의 비교
Emergent의 10GigE 및 25GigE 카메라는 Myricom의 MVA 또는 Mellanox의 VMA와 결합하여 다른 인터페이스와 성능이 같거나 혹은 더 뛰어나며, 가격적으로도 장점이 높다.
VMA 또는 MVA를 사용하면 CPU 사용률은 낮고, 데이터 지연 시간 및 Jitter가 없어지기 때문에 최적의 조건으로 사용이 가능하다.
표1. 10GigE 및 25GigE와 다른 고속 인터페이스의 비교
1. 케이블링 옵션
10GigE 또는 25GigE 인터페이스의 경쟁 제품은 CXP다. 10GigE 및 25GigE의 경우 저렴한 SFP+ 및 SFP28 광송수신기를 사용하여 수 km의 무제한 거리의 전송이 가능하다. 이에 비해 CXP 인터페이스는 고가의 Fiber 어댑터를 사용하면 더 장거리 애플리케이션에 사용이 가능하지만 일반적으로 CXP-6 및 CXP-12는 각각 72m 및 30m까지만 사용하는 것이 일반적이다.
SFP+, SFP28 송수신기와 CXP 또는 CameraLink 광섬유 어댑터를 구별하는 것이 중요하다.
transceivers는 카메라와 NIC에 직접 슬롯을 장착하는 저가형 상용 제품이지만 Fiber 어댑터는 매우 적은 공급 업체가 생산하는 고가의 솔루션으로, 부피가 큰 외부 하드웨어(종종 카메라 자체와 동일하거나 더 큰 크기)가 연결 중간에 위치하게 된다.
2. 비용의 효율성
머신비전 시장에 있어서 가격에 대한 이슈는 굉장히 민감한 사항이다. 고객은 제품에 대한 기술 검증 및 모든 결과를 비교하여 솔루션에 투입하길 원한다. 이는 비단 10GigE 카메라 뿐만 아니라 다른 카메라 공급사들에게도 마찬가지 과제다. 특히 10GigE 인터페이스 적용 검토에 있어서 가격적 접근은 CXP-6 x1 또는 CXP-12 x1와 비교되어야 하고 25GigE의 경우 CXP-6 x4 또는 CXP-12 x2와 비교되어야 한다.
또한 프레임그래버와 10GigE용 NIC카드를 비교했을 때, PCIe 슬롯에 얼마나 많은 카메라를 연결할 수 있는지를 고려해야 한다. CXP 카드가 독립적인 카메라 채널을 지원한다고 가정했을 때 Emergent에서는 CXP-6 x8 카드 또는 CXP-12 x4에 해당하는 최대 2x 25GigE 포트 카드를 제공한다. 또한 테스트 및 시스템 통합 중 발생할 수 있는 문제상황을 피하기 위해 PC당 얼마나 많은 카메라를 작동시킬 수 있는지 이해하는 것이 더욱 중요하다.
마지막으로, CXP 파이버 컨버터가 필요한 경우 케이블 길이 제한에 따라 케이블 비용이 크게 추가 될 수 있으므로 케이블 옵션도 고려해야 할 사항이다.
VR, AR, MR 애플리케이션에서 10GigE 및 25GigE 카메라의 장점은 다음과 같다.
• 초고속 데이터 및 프레임 속도
• 모든 길이를 커버할 수 있는 액세서리 및 케이블 옵션
• 카메라 네트워크 지원 및 PTP 지원을 포함한 정확한 다중 카메라 동기화 방법
• 멀티 캐스트 비디오 기술
• Myricom의 MVA 및 Mellanox의 VMA를 사용한 낮은 CPU 점유율, 짧은 지연시간, 낮은 jitter
• 다른 인터페이스 대비, PC 성능당 가장 많은 카메라 수 장착가능
• 경쟁력 있는 비용 및 성능
• IEEE 및 AIA 표준화 인터페이스로 사용 가능
카메라 추천
VR/AR/MR 애플리케이션 요구에 맞는 다양한 카메라 옵션을 생각해 볼 수 있겠지만, (주)넥스버에서 추천하는 EVT 제품들을 검토함으로써 최적의 솔루션으로 시스템 개발을 할 수 있다.
㈜넥스버
