증강현실(AR)이란 무엇인가?
증강현실(AR)에 대한 사전적 정의와 분류
현재 다니고 있는 직장으로 이직하기 전, VR/AR 스타트업에서 PM(Product Manager)의 역할을 맡았었다. 초기엔 VR 분야의 서비스를 개발하는데 주로 시간을 보냈지만, 시간이 지날수록 우리 삶에 진정한 변화를 가져다 줄 기술은 AR일 것이라고 생각하게 되었다. 디지털과 플랫폼 비즈니스 컨설팅을 하는 현재의 회사로 이직한 후 가장 많은 관심을 가지고 지켜보는 분야도 역시 AR이다.
앞으로 AR 산업은 우리들의 삶에 스마트폰 이상의 혁신을 가져다줄 것이고, 엄청난 기회와 자금들이 거대한 썰물처럼 밀려들어올 것이라 확신한다. 그러한 확신을 가지고 오늘부터 AR의 정의와 역사, 기술, 현재와 미래 등에 대해 공부하고, 예측하고, 상상한 것들을 브런치를 통해 공유하려고 한다.
1. 증강현실의 정의와 분류
증강현실의 정의
증강현실(Augmented reality)란 무엇일까?
먼저 사전을 살펴보면 증강현실에 대해 다양한 정의가 존재하는 것을 볼 수 있다.
위키피디아(영어) - 시각, 청각 , 촉각을 포함한 여러 가지 감각 양식을 통해 실제 세계에 있는 물체가 컴퓨터 생성 지각 정보에 의해 "보강"되는 실제 환경의 대화식 경험
IT용어 사전 - 스마트폰, 태블릿 PC 또는 안경 형태 등의 기기를 통해 보이는 이미지에 부가 정보를 실시간으로 덧붙여 향상된 현실을 보여주는 기술
네이버 사전 - 실세계에 3차원 가상물체를 겹쳐 보여주는 기술
위키피디아(한글) - 실제 환경에 가상 사물이나 정보를 합성하여 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 컴퓨터 그래픽 기법
증강현실이 아직 널리 보급된 기술이 아니고, 학술적으로 정의 또한 되지 않았기 때문에 그 정의가 다양하지만 몇 가지 공통적인 키워드를 뽑아낼 수 있다.
'실제 세계', '가상 이미지', '증강(겹쳐)', '실시간'
공통적인 키워드로 다시 증강현실을 정의하면 다음과 같다.
"증강현실은 실제 세계에 가상의 이미지를 실시간으로 증강시키는 기술이다."
증강현실을 어떻게 정의하든 위의 네 가지 키워드는 항상 들어가게 됨으로 위의 정의가 증강현실의 정의 중 가장 광의의 정의라고 할 수 있다. (위 네 가지 키워드 중 짚고 넘어가야 할 부분이 있는데, 바로 '실시간'이란 개념이다. 이 개념이 중요한 이유는 실시간이란 개념이 빠지면 증강 현실과 CG의 정의를 구분할 수 없기 때문이다)
넓은 의미의 정의가 있다는 것은 좁은 의미의 정의가 있다는 것이고, 좁은 의미의 정의가 있다는 것은 증강현실이라는 카테고리가 세부 카테고리로 나뉜다는 것을 뜻한다.
그렇다면 증강현실은 어떻게 분류할 수 있을까? 위의 사전적 정의를 순서대로 보면 넓은 정의에서 좁은 정의 순서인 것을 볼 수 있다.(물론 완벽하게 맞지는 않다)
첫 번째 정의는 시각뿐만 아니라 청각, 촉각까지 더해 디지털 정보를 실제 세계에 증강한다고 해 가장 넓은 정의라 할 수 있고, 두 번째는 실제 현실에 증강되는 것을 이미지로 한정했다면, 세 번째는 증강되는 이미지를 3차원으로 한정했고, 마지막은 증강되는 이미지를 원래 보이는 사물로 한정했다. 재미있게도 점점 좁아지는 위의 사전적 정의는 필자가 분류하고자 하는 방향과 굉장히 비슷하다.
증강현실의 분류
증강현실의 카테고리를 나눌 수 있는 방법은 매우 다양하겠지만, 이 글에서는 기술을 기준으로 카테고리를 나누고자 한다.
카테고리를 나누는 기술의 기준은 다음과 같다.
증강되는 이미지가 실제 세계와 연동이 되는가?
이미지가 모노스코픽인가? 스테레오코픽인가? (모노스코픽이란 것은 우리가 입체로 볼 수 없는 2D 이미지를 뜻 한다. 반대로 3D 영화관에서 안경을 쓰고 보는 영화는 실제 사물처럼 입체감을 갖는데 이를 스테레오스코픽이라 한다. 2D/3D로 표현하지 않는 이유는 일반적으로 즐기는 FPS 게임은 3D 이미지지만 모노스코픽이기 때문이다)
위 두 가지 단순한 기술 기준으로 카테고리를 나누면 다음과 같다.
1. 모노스코픽 이미지가 증강되며 실제 세계와 연동되지 않는 증강현실
2. 모노스코픽 이미지가 증강되며 실제 세계와 느슨하게 연동되는 증강현실
3. 모노스코픽 이미지가 증강되며 실제 세계와 강하게 연동되는 증강현실
4. 스테레오스코픽 이미지가 증강되며 실제 세계와 강하게 연동되는 증강현실
각각의 기준을 하나씩 살펴보자.
1. 모노스코픽 이미지가 증강되며 실제 세계와 연동되지 않는 증강현실
모노스코픽 이미지가 증강되며 실제 세계와 연동되지 않는 증강현실로 우리에게 가장 잘 알려져 있는 제품은 구글의 구글글래스이다. (구글의 CEO 세르게이 브린이 자신 있게 대중에게 선보였지만 언제나 구글의 실패 사례로 뽑히는 그것 맞다)
<구글글래스는 죽지 않고 기업용 AR 헤드셋으로 계속 팔리고 있다>구글글래스는 한쪽 눈에만 증강된 이미지를 보여줄 수 있게 때문에 모노스코픽만 구현할 수 있으며, 그저 스마트워치 정도의 내용을 눈 앞에 띄워줄 수만 있기 때문에 실제 세계와 연동이 되지 않는다. (내가 보고 있는 증강된 이미지가 한 장소에 고정되어, 고개를 돌렸을 때, 보이지 않으면 연동이 된 것이다) 대부분의 산업용 AR 헤드셋들이 이 카테고리에 속하며, 꽤 큰 시장을 형성하고 있다.
2. 모노스코픽 이미지가 증강되며 실제 세계와 느슨하게 연동되는 증강현실
스마트폰이 보급되던 초창기에도 최근처럼 증강현실에 대한 기대감이 한껏 고조된 적이 있었다. 그 이유는 실제 세계와 연동할 수 없었던 증강 이미지가 GPS 기술과 스마트폰 기술로 연동이 될 수 있었기 때문이다.
<주변에 어떤 시설이 있는지 알려주는 증강현실 서비스>스마트폰의 어플을 켜고 카메라로 주변을 살펴보면 주변에 어떤 식당이 있는지, 거리가 얼마나 떨어져 있는지 따위가 이미지로 나타났고, 사용자가 바라보는 방향에 따라 이미지가 고정되어 실제 세계와 함께 움직였다. 물론 카메라로 주변을 확인하는 것보다 그냥 스마트폰의 스크린 지도로 주변을 확인하는 게 훨씬 쉽고 간단한 사용자 경험을 주었기 때문에 기대감은 금방 식고 말았다.
3. 모노스코픽 이미지가 증강되며 실제 세계와 강하게 연동되는 증강현실
증강된 이미지를 실제 세계와 강하게 연동하려는 시도는 계속해서 있어왔다. 초기에는 주로 마커를 이용했는데, 어플의 카메라로 특정 마커를 보면 이미지가 그 마커 위에 고정되어 움직이지 않는 방식이다.
<마커 AR은 주로 아동 교육 콘텐츠에 활용됐다>이후 스마트폰 프로세서 성능과 인공지능의 발달로 특정한 마커 없이도 증강된 이미지를 실제 세계에 고정할 수 있는 마커리스 방식을 사용할 수 있게 되었다.
2017년 애플과 구글은 이러한 마커리스 방식의 증강현실 툴킷을 내놓았다. 이름도 비슷한데 애플은 ARKit, 구글은 ARCore다. 기능도 거의 다르지 않은데, 주변의 평면을 인식하고 수평면 위에 증강된 이미지를 올려놓을 수 있으며, 주변 밝기에 따라 이미지의 음영과 그림자 등이 바뀐다. (최근 업데이트된 버전에서는 벽과 같은 수직면도 인식한다)
또 다른 마커리스 방식의 증강현실은 스냅챗이나 스노우 어플에서 사용할 수 있는 사용자의 얼굴에 고양이 가면을 씌워주거나 화장을 해주는 것이다. ARKit 등이 평면이나 수직면을 이해한다면 스노우나 스냅챗은 사람의 얼굴을 이해하고 그 위에 이미지를 고정할 수 있다.
<가장 널리 퍼진 증강현실 서비스는 얼굴 꾸미기 앱이다>4. 스테레오스코픽 이미지가 증강되며 실제 세계와 강하게 연동되는 증강현실
1~3번의 분류가 단안의 AR 헤드셋이나 스마트폰을 디바이스로 활용한 경우라면, 4번의 분류는 양안을 사용하는 AR 헤드셋인데, 마이크로소프트가 2015년 공개한 홀로렌즈(Hololens)가 대표적인 케이스다.
<꽤 큰 관심을 불러일으킨 마이크로소프트의 홀로랜즈>홀로렌즈는 양쪽 눈에 3D 이미지를 투사할 수 있어 스테레오스코픽으로 이미지를 실제처럼 볼 수 있었으며, 여러 개의 카메라와 센서로 주변을 인식해, 이미지를 실제 세계에 고정시킬 수 있었다.
작년 8월에는 구글과 알리바바 등에서 2조가 넘는 투자를 받은 매직립이 매직립원(MagicleapOne)이라는 홀로랜즈보다는 사이즈가 작은 AR 헤드셋을 출시하기도 했다.
<증강현실 카테고리 분류>이상이 필자가 생각하는 증강현실의 정의와 분류이다. 사실 실제 세계와 증강 이미지가 강하게 연동되는 부분에서 패색(occlusion)과 관련하여 더 세세한 분류가 가능할 수 있지만 기술 발전의 연장선에 있기 때문에 더 자세한 분류는 하지 않았다.
그리고 이번 글에서는 증강현실의 정의와 분류에 대해서만 다루고자 하기 때문에 분류에 따른 증강현실 기술들의 가능성이나 미래에 대해서는 다음 주제에서 다루려고 한다.
