VR_가상,증강현실이란 무엇인가?

가상·증강현실이란 무엇일까?

 

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가상·증강현실은 가상현실(VR: Virtual Reality)과 증강현실(AR: Augmented Reality)을 아울러 부르는 말이다. 가상현실은 어떤 특정한 환경이나 상황을 컴퓨터로 만들어서 그것을 사용하는 사람이 마치 실제환경처럼 상호작용을 하게 해주는 (인간과 컴퓨터 사이의) 인터페이스를 말한다. 한마디로 컴퓨터를 이용하여 지금 여기가 아닌 시공간, 즉 가상의 환경을 실감나게 체험할 수 있게 해주는 기술이다. 증강현실 기술은 사용자가 눈으로 보는 현실세계에 사물의 이미지나 가상 정보를 겹쳐 보여주는 기술이다. 실제환경에 가상 사물을 합성하여 이질감 없이 인식할 수 있도록 하는 컴퓨터 그래픽 기법이라고도 할 수 있다.

 

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》 가상·증강현실이란 현실세계와 가상세계의 융합을 통해 사용자의 감각과 인식을 확장함으로써 현실세계에서 경험할 수 없는 다양한 상황을 체험하고 가상-현실세계 간의 실시간 상호작용을 가능케하는 기술이다. (셔터스톡)

 

 

 

가상·증강현실의 세부 기술은?

 

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먼저 가상·증강현실을 구현하기 위해서 필요한 현실세계 인지·모델링 기술은 어떻게 발전할까? 현실세계 인지·모델링 기술이란 가상현실을 체험하고자 하는 사람이 위치하고 있는 현실공간의 지리적 위치 및 공간 좌표를 캡처하고, 가상현실로 구현하고자 하는 객체(object)의 시각·청각·촉각적인 특징을 컴퓨터로 스캐닝하여 모델링하는 것이다. 예를 들어 롤러코스터를 타는 상황을 가상
현실로 경험하기 위해서는 실제 운행되는 롤러코스터에 사용자가 위치할 만한 장소를 정해 360° 카메라를 달고 촬영을 하거나 이러한 상황을 컴퓨터 그래픽으로 만들어주는 것이 필요한데, 이때 쓰이는 기술이다.
이 같은 기술은 앞으로 크게 발전할 것으로 보인다. 사용자의 주변 환경을 감지하는 센서가 지금보다 훨씬 작고 얇아져 부착이나 이식, 또는 착용할 수 있게 되고, 이를 통해 수집하고 해석한 정보를 환경이나 다른 사람의 기기와 공유하여 실시간으로 현실세계를 인지하고 모델링 할 수 있게 될 것으로 예상된다.

 

두 번째 세부 기술인 실감형 콘텐츠를 구현하는 기술은 가상·증강현실 공간에서 객체의 오감 속성이나 관련 영상, 음성 등의 미디어 데이터를 스토리텔링에 따라 실감 나게 체험할 수 있는 콘텐츠로 만들고 사용자에게 제공하는 기술이다. 다시 예를 들자면, 촬영한 롤러코스터 영상을 놀이공원 대용의 게임이든, 고소공포증을 극복할 수 있게 해주는 의료도구든, 하나의 목적을 가진 프로그램으로 만들어내는 기술인 것이다. 현재는 주로 시각과 청각에 의존하고 있으나 미래에는 후각·촉각 등 오감을 통합적으로 모방·복제하여 현실과 구분하기 어려울 정도의 사실성을 갖추는 수준으로 나아갈 수 있을 것으로 보인다. 더불어 인공지능을 활용하여 사용자의 반응에 적응적으로(adaptive) 대응하거나 감성적인 반응까지 가능한 수준으로 상호작용할 수 있게 될 것으로 예상된다.

가상·증강현실을 더욱 실감 나게 체험하기 위해서는 실감 인터랙션 기술도 필요하다. 가상현실 롤러코스터를 타다가 고개를 향하는 방향에 따라 위를 보면 하늘이, 옆을 보면 풍경이, 아래를 보면 땅이 보일 수 있도록 해 주는 기술이다.
이를 위해서는 카메라 추적 기술로 공간에서 기준 좌표를 결정하고, 사용자의 위치나 방향, 자세를 추적할 수 있는 장치가 있어야 한다. 증강현실의 경우 현실의 이미지와 가상의 이미지를 위화감 없이 겹쳐 보여주는 데 이 기술이 매우 중요하게 사용된다. 현실세계가 가상세계와 주고받는 입출력 정보를 바탕으로 콘텐츠를 제어할 수 있는 기술이기 때문이다.
사용자의 명시적 요구에 반응하는 데 그치고 있는 현재의 실감 인터랙션 기술은 앞으로 사용자의 환경과 묵시적 의도를 스스로 파악하고 다감각을 통합적으로 활용하는 직관성 높은 상호작용까지 지원하는 기술로 발전할 전망이다.

 

마지막으로 살펴볼 세부 기술은 가상·증강현실 체험 기술이다. 이는 가상으로 만들어진 실감 콘텐츠를 인체공학적으로 설계된 다양한 주변장치를 연동하여 현실감 있게 표현하고 재생하는 기술이다. 주위의 시각 정보를 차단하고 가상현실만 또렷하게 보여주는 헤드 마운트 디스플레이(HMD: Head Mounted Display), 현실이미지 위에 가상이미지를 자연스럽게 보여주는 안경형 장치, 가상현실에서 만지고 있는 물체의 촉감을 그대로 전해주는 장갑형 장치 등에 관한 기술이 그것이다.

이 같은 체험 기술은 가까운 미래에 안경형 개인장비를 이용하여 즐기는 개인적체험에서 더 나아가 디지털 홀로그램 기술4)등을 이용한 단체 체험 및 통신 네트워크 기술에 의한 원격 체험까지도 가능할 것으로 예상된다. 최근 연구에 따르면 다양한 유사 홀로그램 기술들이 개발 중이며, 가상·증강현실 기술이 융합한 혼합현실 공간에서 소셜 네트워크를 구현하는 방법에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다.

 

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가상·증강현실의 하드웨어적 특성 

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◆ 몰입성: 고해상도, 입체감, 실세계 공간 매핑, 청각·촉각 자극 등을 통해 실시간으로 서비스에 몰입할 수 있도록 지원해야 함.

◆ 편의성: 사용자가 직관적으로 가상환경과 교감할 수 있도록 하고 자유로움을 최대한 보장해야 함.
◆ 인지성: 사용자와의 인터랙션을 위해서 먼저 비접촉식 센서를 사용하여 사용자의 얼굴표정, 움직임, 시선 등을 인지하고 접촉식 센서를 사용하여 생체 신호, 감정, 심박동, 체온 등을 측정해야 함. 또한 센서를 이용해 실세계 공간 정보도 실시간으로 얻어야 함.
◆ 환경 적응성: 다수의 하드웨어를 연동하여 사용하여야 하므로 하드웨어들은 언제 어디서든지 주변 환경과 통신을 할 수 있어야 함.
◆ 대용량성: 다양한 센서들을 통해 시계열로 발생하는 공간적 정보를 가진 대용량의 데이터가 발생함.
◆ 실시간성: 사용자의 인터랙션을 바로 반응하여 처리 결과를 보여줄 수 있는 실시간 처리가 가능해야 함.
◆ 실생활 적용성: 사용환경, 즉 업무 및 일상의 공간에 쉽게 설치하거나 활용 가능해야 함.

 

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가상·증강현실의 소프트웨어적 특성 

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◆ 스마트: 직관적으로 인터랙션하여 사용할 수 있는 인터페이스 기술이 발전함.
◆ 감성화: 사람의 감성을 최대한 묘사하여 재현하고 사람의 감성을 인지하여 사람에게 보다 밀착하여 다가갈 수 있음.
◆ 실감성: 가상공간의 콘텐츠가 실세계 공간에 존재하는 물체와 같이 느낄 수 있도록 3D 입체영상, 홀로그램, 초고해상도 영상 및 초고해상도 CG, 스마트안경, 자율이동형 프로젝션, 3차원 오디오, 햅틱 등의 기술들이 각각의 응용분야의 특성에 맞게 발전함.
◆ 확장성: 개발자와 소비자가 가까워지고 게임, 방송, 업무, 관계 등의 분야에 적용영역이 빠르게 확산됨.
◆ 모바일성: 스마트 디바이스를 이용한 오프라인 콘텐츠의 가상화, 웨어러블 디바이스의 활용, 스마트 디바이스의 성능의 급격한 향상으로 시간과 장소와 관계없이 서비스사용이 가능해짐.
◆ 융합화: 기존의 레거시 시스템과 연동하는 응용분야가 많아 기존 인프라 기술들과의 융합이 활발히 진행중.

 

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