도대체 가상현실, VR이 뭔가요?
스마트폰을 이어갈 키 테크놀로지 VR
VR(Virtual Reality), 메타버스(Metaverse)가 화두다.
VR이 장소, 거리 의존성에서 인류를 해방시키고 있다. 값이 싼 VR 고글(헤드셋), 스마트폰 앱이 등장했다. Facebook, VRchat가 소셜 VR을 추진하고 있다. VR은 혁신을 일으켰던 스마트폰을 이을 만한 키 테크놀로지로 보인다. VR이 확장 현실 AR과 함께 스마트 폰이 PC, TV, 카메라, 음악 플레이어를 대체했던 이상으로 우리의 일상을 바꾸어 놓을 것 같다.
ZEPETO 앱을 받아 아바타의 가상공간을 체험해 보기도 하고, VRChat에도 들어가 본다. 자동차 경주 엔터테인먼트, 건강기기를 체험해 보니 아직은 생각보다 무겁고, 불편하고, 위화감도 있고, 속이 메스꺼운 VR 멀미도 느낀다. 그러나, 마크 저커버그(Mark Zuckerberg)와 많은 기업들이 앞 다투어 참가하고 있어 기술적인 문제들도 개선되고, 곧 해결될 것을 보인다. 코로나를 겪으면서 VR이 기반이 되어 XHF(Everything from home)가 더 빨리 실현될 수 있을 것이란 생각이 든다. VR 트렌드를 따라가 봤다.
VR이란?
VR(Virtual Reality)을 전용 고글(일본에서는 ‘헤드셋’으로도 많이 쓴다.)인 HMD(Head Mounted Display)로 인간의 시야를 덮듯이 360°의 영상을 비추어 실제로 그 공간에 있는 것 같은 감각을 얻을 수 있는 기술이다. 최근, 영상 속을 자유롭게 이동할 수 있거나, 물건을 움직이는 등 몰입감도 높아지고 있다.
주) 일본의 많은 매체, 도서에서 VR을 ‘가상현실’이라고 표현하고 있는데, ‘가상’에 架空(가공), 虛像(허상)의 부정적인 뜻도 포함되어 있어, 그리 적절한 번역은 아닌 것 같다.
VR영상은 '시청형'과 '참여형'의 2가지 유형
시청형은 흐르고 있는 3D 영상을 보는 것이지만, 수업을 받거나 의료 지원을 하는 방식으로도 사용이 가능하다. 참가형은 VR 영상 속을 자유롭게 돌아다닐 수도 있고, 영상 내의 사물을 만지거나 움직일 수도 있다. 관광 사업이나 주택 판매 등에 활용되기 시작했다.
VR로 할 수 있는 일
VR은 엔터테인먼트부터 비즈니스, 의료까지 폭넓게 활용할 수 있다. VR 회의로 지하철에서 지방에서, 어디에서든지 회의에 참가할 수 있어 사무실을 없애는 곳이 나타나기 시작했다. 일본의 후지큐 하이랜드의 ‘후지 비행사’ 어트랙션에서는 VR 영상과 가동식의 시트 등을 조합하여, 마치 진짜 비행기를 타고 있는 것 같은 현장감을 느낄 수 있다. 또, 교실과 같은 환경에서 수업을 받을 수 있는 교육 사업이나, 원격지에서 수술이나 치료를 지원하는 의료 사업 등, VR은 다양한 분야에서 이용될 수 있다.
VR의 역사
VR은 최근 주목받고 있는 기술이지만 연구 자체는 1960년대에 시작되었다. 일반인에게 VR이라는 단어가 알려진 것은 1990년대인데, 당시 VR이라고 불리는 것은 입체적으로 그린 2D 영상이기 때문에 지금의 수준과는 많이 달랐다. 지금 사용하는 의미의 'VR'이 보급된 것은 스마트폰을 이용한 VR시스템이 등장한 2014년이며, 가정용 게임기와 PC용 하이엔드 VR기기들이 등장하면서, 일본에서는 2016년을 'VR 원년'으로 부르고 있다.
VR로 가상공간을 체험할 수 있는 시스템
영상을 입체화할 수 있는 구조
VR에서는 영상이 왜 입체적으로 보일까? 인간의 두 눈의 시차, 즉 인간의 눈은 좌우로 보이는 상이 미묘하게 다른데, 이것을 양안시차(Binocular paralla).라고 한다. 평소에는 왼쪽 눈으로 보고 있는 상과 오른쪽 눈으로 보고 있는 상을 뇌로 합성하여 입체적으로 보이도록 조정하고 있다. VR은 이 양안시차 원리를 이용한다. 영상은 왼쪽 눈용, 오른쪽 눈용과 카메라를 2대 나란히 설치해, 동시에 촬영한다. 전용 VR고글 HMD에 투영하여 보는데, 고글 안에는 2장의 작은 디스플레이가 나란히 설치되어 있어 왼쪽은 왼쪽 눈만, 오른쪽은 오른쪽 눈에만 보인다. 이 두 영상을 뇌에서 합성해 인식하기 때문에 입체적인 영상으로 보인다.
만지거나 움직일 수 있는 구조
참가형 VR은 컨트롤러를 손에 들고 동작을 하는 경우가 대부분이다. 컨트롤러를 통해 대상을 만지거나 움직이는 액션이 가능해진다. 또, 고도의 VR은 컨트롤러가 인간의 손의 움직임을 세밀하게 인식해, 마치 자신의 손을 사용하고 있는 것처럼 느껴진다. 이 외에도 컨트롤러에 장착된 모터로 단단함이나 충격 등, 감각으로 느낄 수 있는 VR도 등장하고 있다.
이동할 수 있는 구조
일반적인 VR에서는 컨트롤러를 사용해 영상 내를 이동한다. 기존의 비디오 게임처럼 십자 키나 스틱을 조작하는 경우가 많다. 고도의 VR기기에서는 실내에 설치한 센서가 인간의 움직임을 인식한다. 이에 연동된 VR영상 속을 실제로 움직이기 때문에 체감도가 더 높아진다.
고개를 돌린 방향이 보이는 구조
VR에서는 상하나 좌우에 얼굴을 돌리면 그 방향의 영상을 볼 수 있다. 인간이 두 눈으로 동시에 보이는 시야각은 120도 정도다. VR영상은 더 넓은 범위를 촬영하고 있지만, VR고글에 비치는 것은 인간의 視野角(시야각) 부분의 영상뿐이다. 얼굴을 왼쪽으로 향하면 좌측의 영상이 보이고 오른쪽으로 향하면 우측의 영상을 볼 수 있지만, 이는 인간의 움직임에 맞추어, 보이는 범위가 바뀌어 있기 때문이다. VR고글에는 적외선 등의 센서가 내장되어 있어, 눈이나 머리의 움직임을 파악해 움직임에 맞추어 영상을 비추는 범위를 바꾸고 있다.
소리의 방향을 느끼는 구조
인간은 좌우 귀의 들리는 방법의 차이에 따라서 소리의 방향을 인식하게 된다. 종래의 ‘스테레오 음성’에서는, 왼쪽 귀용과 오른쪽 귀용으로 각각 따로 녹음하고, 각각의 귀로 각각의 소리를 들려주어 소리의 방향을 감지할 수 있도록 하고 있다. 일반적인 VR에서 이런 스테레오 음성을 이용하는 것도 있지만, 고도의 VR에서는 '공간 음성'을 활용한 기기를 통해 소리의 방향을 감지한다. 공간 음성은, 상하·좌우·전후의 소리를 파악할 수 있도록 다수의 마이크를 사용해 녹음할 수 있기 때문에 보다 현실에 가까운 소리를 재현할 수 있다.
VR 이외의 시스템과의 차이점
AR과의 차이
AR(Augmented Reality)은 ‘증강현실’로 표현한다. 實在(실재)하는 풍경에 문자나 영상 등의 시각 정보를 겹쳐서 표시한다. 예를 들면, 거리의 어느 장소에서 스마트폰의 카메라를 대면 캐릭터가 나타나 마치 게임의 세계에서 튀어나온 것처럼 보이게 하는 스마트폰 앱 POKEMON GO가 대표적인 예다. VR이 가상세계를 현실처럼 보여주는 반면, AR에서는 실제 풍경에 새로운 시각 정보를 부가하여 현실세계를 가상적으로 확장한다.
3D와의 차이
영화 등에서 쓰이는 3D도 인간 두 눈의 시차를 이용한 기술이다. 영상을 왼쪽 눈용, 오른쪽 눈용과 2대의 카메라로 촬영하는 점은 VR와 같다. 단, 3D 영상에서는 왼쪽 눈용과 오른쪽 눈용의 영상을 1매의 스크린이나 디스플레이에, 초고속으로 교대로 표시하고, 이를 3D용 안경을 통해 보아야 입체적인 영상으로 볼 수 있는 구조다. 3D는 비록 입체적으로 보인다고 하지만, VR처럼 시야를 가득 채우는 몰입감을 얻기는 어렵다.
WebVR과의 차이
웹 VR은 전용기기가 없어도 웹 브라우저를 통해 VR을 시청할 수 있는 기능이다. URL을 공유하는 것만으로 다른 유저가 VR을 체험할 수 있는 메리트가 있다. VR고글 없이도 VR 콘텐츠를 마우스로 조작하거나 스마트폰을 기울여 작동시키는 등의 사용이 가능하다. 개발이 간편한 반면, 퀄리티 높은 VR 콘텐츠 제작은 어려운 측면도 있다.
VR 체험을 위한 방법 및 필요한 도구
VR 고글(헤드셋) HMD
VR고글에는 쓰기만 하면 사용할 수 있는 타입이 있다. 스탠드 아론 형이라고도 하며, 디스플레이와 컴퓨터를 내장하고 있는 것이 특징이다. VR 내(가상현실 안)에서 몸과 손을 움직일 수 있는 'Oculus Quest 2'와 고해상도로 VR 체험을 할 수 있는 'Vive Focus Plus' 등 다양한 제품들이 나와있다. 최근에는 전용 VR 콘텐츠가 프리 인스톨된 의료용 모델도 출시되고 있다.
PC용 VR 고글
컴퓨터와 접속하여 원 컴퓨터의 스펙을 최대한 살려 VR 게임이나 동영상 등 고품질의 VR을 즐길 수도 있다. 단, 그래픽 처리 성능이 높은 컴퓨터를 준비해야 한다.
스마트폰용 VR 고글
스마트 폰의 화면을 VR 디스플레이로 이용할 수 있는 고글도 있다. 이런 유형의 고글은 골판지 제품 등 저렴한 것이 많다. PC나 게임기에 연결하는 것이나 스탠드 얼론형과 비교하면 역시 성능은 떨어지지만, VR을 처음 경험하는 사람은 스마트폰 고글부터 시작해도 나쁘지 않다.
풀 트래킹
VR 고글과 양손의 컨트롤러 외에도 Vive 트래커의 센서 디바이스를 신체 각 부분에 장착하여 신체의 움직임을 아바타에 전달한다. 안구의 움직임을 검출하는 아이 트래커 기능이 있는 헤드셋, 다섯 손가락의 움직임을 감지하는 글로브형 디바이스도 출시되고 있다.
현실감, 몰입감을 높여주는 Key Technology
사용자에게 힘, 진동, 모션을 적용함으로써 운동감, 촉각을 통해 터치의 느낌을 구현하는 ‘햅틱 기술(haptic 技術)’이 활용된다. 가상현실에서 마치 걷고 있는 듯한 감각을 느낄 수 있는 인터페이스 장치 ‘로코모션 인터페이스(Locomotion Interface)’도 사용된다. 로코모션은 이동 운동을 의미한다. 정면, 좌우, 바닥면의 2~4면에 VR 영상을 쏘는 ‘프로젝션 VR’도 있다. HMD에는 없는 박력 있는 VR 영상을 많은 사람들과 공유할 수 있어, 스포츠 및 음악의 퍼블릭 뷰잉으로도 안성맞춤인 VR 체험 시스템이다. ‘모션 베이스’는 현장감을 높이기 위해 영상의 움직임에 맞추어 좌석을 전후·좌우·상하로 흔들거나 기울이며, 회전시켜, 신체에 걸리는 하중을 재현하는 시스템이다.
가정용 게임기
소니에서 가정용 VR 게임기로 판매하는 제품이 'PlayStation VR'이다. 인기 게임기인 PlayStation 4와 PlayStation 5에 접속해 다양한 VR 게임 및 영상 콘텐츠를 즐길 수 있다. 주변기기로 손동작을 인식하는 '모션 컨트롤러' 등도 판매되고 있어 참여형 VR의 몰입감이 높은 것이 특징이다.
다양한 분야에서 확산되는 VR 가능성
VR은 게임이나 동영상 등의 콘텐츠뿐만 아니라 다양한 산업에서 활용되고 있다.
엔터테인먼트
VR의 특징 중 하나인 몰입감을 활용한다. 테마파크, 과학관 등의 秘境(비경), 우주 공간 체험에 몰입할 수 있다. VRstudios사가 개발한 ‘Terminator : Guardian of Fate’는 고글을 착용한 관객이 가상공간에서 영화 터미네이터의 총격전을 체험할 수 있다. 일본에는 유니버설 스튜디오 재팬(USJ)이 VR 어트랙션 시설 ‘XR WARK’를 오픈했다. 가정용으로는 Paly station의 ‘Beat Saber’도 등장했다. 구글은 VR 내에서 3차원의 그림을 그릴 수 있는 앱 Tilt Brush을 발표했다.
교육, 트레이닝
VR학교인 Kadokawa 그룹의 N고등학교, S고등학교가 등장했다. VR 과학실험학습 플랫폼 Labster에서는 물리학, 화학, 생물학 등 다양한 분야의 교재가 제공되고, 학습자는 VR 공간 내에서 인터랙티브 한 교재에 접촉할 뿐만 아니라 식물 사육, 화학실험 등의 버추얼 과학실험도 가능하다. Force Field사의 ‘Anne Frank House’는 VR 공간에서 암스테르담의 집을 방문하여 가이드의 설명도 들을 수 있다. LookCa사는 VR 사고 체험, 기업 안전 교육 서비스를 제공하고, 重機(중기) 운전 체험도 가능하게 한다. 무인 비행기 조정 훈련, 원격의료, 원격 여행 가이드 등 다양한 서비스가 진행 중이다.
광고
VR의 활용으로 광고의 제작기법이 다양해졌고 현격히 향상되었다. 유저가 VR로 상품을 접할 수 있도록 하면, 실제의 사용감을 확인하는 것과 같은 체험형의 광고 전개도 가능하다. 기업은 유저의 시점을 데이터로서 이용할 수 있기 때문에, D2C 시대, 기업으로부터의 일방통행이 아닌 새로운 광고 방법으로 주목받고 있다.
스포츠
스포츠에 특화된 동영상 전송 플랫폼에서는 360° 에서 전망이 가능한 VR스포츠 관람 서비스를 제공하고 있다. 그중에는 특정 선수나 감독의 시점에서 관전할 수 있는 서비스도 있다. 자택에 있으면서 스타디움에 직접 가 있는 것 같은 몰입감을 얻을 수 있는 것이 특징이다. 또, 선수들이 트레이닝에 VR를 활용하는 케이스도 적지 않다. VR 트레이닝이라면 날씨에 좌우되지 않고 난이도를 자유롭게 바꾸면서 연습할 수 있다.
의료
의료분야에서는 실제 수술하는 현장의 모습을 VR로 전 세계 의사들에게 공유함으로써 의사의 의료 기술 향상을 도모하고 있다. 또 어려운 수술을 하기 전에 VR로 시뮬레이션을 할 수도 있다. 이러한 활용으로 인하여 난이도 높은 수술의 성공률이 높아질 것으로 기대하고 있다. 환자, 고령자 케어를 위한 VR도 등장했다.
그리고,
REMO, Spatial, Infinite Office 등의 VR Office, VRChat를 이용한 회의, Oculus Venues 인터페이스의 전시회 등 산업 부문에서는 수많은 Application이 개발될 전망이다.
