[이종호의 포스트 펜데믹 로드맵-㉛] 가상증강현실
[이종호의 포스트 펜데믹 로드맵-㉛] 가상증강현실
  • 이종호 한국과학기술인협회장
  • 승인 2022.01.15 07:14
  • 댓글 0
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가상현실이지만 가상현실이 아닌 세상처럼 느끼게 만드는 것이 학자들이 꿈인데 이 분야는 앞으로 무한의 공간으로 변모할 분야다. 현실 공간이 가상 세계에 반영되는 것으로 가상·증강현실(VR·AR)로도 변화한다. 나의 현실 공간에 가공의 실물이 존재하고 그것을 만지고 새로운 실물로 창조할 수 있는 시대가 다가오는 것이다.

증강현실은 가상현실의 한 분야이지만 이들은 상당 부분이 다르다. 가상현실은 현실에서 존재하지 않는 환경을 디스플레이나 렌더링을 통해 사용자가 체험할 수 있다. 반면에 증강현실은 사용자가 현재 보고 있는 환경에 가상의 정보를 겹치게 함으로써 현실 환경에 필요한 정보를 추가로 제공해준다. 이처럼 현실과 가상세계를 하나로 합쳐 보여주기 때문에 혼합현실(Mixed Reality)이라고도 한다.

증강현실은 현실세계에 가상 세계의 정보를 투영하여 혼합된 영상을 구현한다. 예를 들어 카메라를 통해 사람이나 건물, 또는 어떤 물체를 보면서 그 위에 해당 정보를 투영하여 볼 수 있는 것이다.

「마이너리티 리포트」에서 주인공 톰 크루즈가 한 쇼핑센터를 걸어갈 때 홀로그래피 광고 간판과 아바타들이 그에게 마케팅 메시지를 던지고 그의 이름을 부르면서 그가 특별히 좋아할 상품과 서비스를 제안하는데 바로 이 장면은 가상증강현실을 접목한 것이다. 1세대 디지털 혁명의 가상현실은 컴퓨터 내에 또 다른 가상 세계를 구현하지만 2세대 디지털 혁명은 증강현실을 통해 현실세계에서 가상세계를 동시에 즐길 수 있는 것이다.

증강현실은 크게 웹 기반 증강현실(Web based AR), 키오스크 기반 증강현실(Kiosk based AR), 모바일 증강현실(Mobile AR)fh 이루어진다. 웹 기반 증강현실은 PC를 기반으로 사용하기 때문에 쉽게 구현이 가능하고 눈과 쉽게 연동이 가능하다는 장점이 있다. 키오스크 기반 증강현실은 웹 기반 증강현실과 유사하지만 증강현실을 사용하기 위해 별도의 하드웨어(키오스크)를 사용하여 강력하고 전문화된 기능을 가지며 모바일 증강현실은 스마트폰과 같은 기기를 대상으로 하며, 웹 등을 활용한 위치 기반 서비스를 활용할 수 있다.

가상·증강현실(VR·AR)의 영역의 가장 큰 변화로 페이스북을 꼽는다. 페이스북은 이미 ‘소셜 VR’ 시대를 선언한 후 3D 게임이 아닌 일상생활에서 타인과 경험을 공유하고 싶은 소셜 영역에 가상·증강현실(VR·AR) 기술을 도입했다.

나의 아바타가 바다 속에서 화성으로 다시 사무실에서 거실로 ‘이동’한다. 손가락 터치만으로 가능한 ‘순간 이동’이다. 함께 대화하고 놀라고 즐거움을 나눌 수 있는데 이때의 장점은 VR기기를 착용하지 않아도 바깥의 타인과 가상현실을 함께 느낄 수 있다는 점이다. 한마디로 페이스북의 소셜 VR을 통해 ‘함께 무엇이든 할 수 있다’고 뜻이다.

360도 VR 기능은 소셜 VR의 중요한 기능이다. 내가 움직이면 다른 사물도 따라서 움직인다. 360도 비디오 안에 나의 아바타가 들어가 직접 동영상을 찍고 ‘셀프카메라’로 친구들과 대화한다. 이른바 ‘셀피(selfie, 자가촬영사진)’ VR이다. 페이스북은 가상현실 기술을 일상 생활에서도 얼마든지 활용 가능하다는 것을 보여주는 실예라 볼 수 있다.

또한 VR기기를 이용해 인터넷 브라우징을 할 수 있는 오큘러스용 인터넷 브라우저 ‘카멜(carmel)’도 개발되었다. 이는 대부분 가상현실 기기들이 게임용으로 활용되던 시점을 일상적인 영역으로 전환시켰다는 점에서 큰 중요성을 가진다. 그런데 가상현실과 증강현실이 분리되면 여러 가지 문제점이 생긴다. 가상현실 안경만 쓰고 돌아다니다가는 현실의 장애물에 부딪치게 되게 마련이다. 현실 공간을 반영하는 증강현실이 가상현실 기술과 결합되어 두 가지 기술이 함께 융합되야 제대로 된 응용 결과를 낼 수 있다는 뜻이다.

학자들은 가상과 증강현실이 4차 산업혁명의 기반인 사물인터넷, 유비쿼터스의 기본을 구성할 것으로 추정한다. 가상과 증강현실은 보이지 않는 것을 보여주는 기술이기 때문에 우주여행이나 문화유산을 발굴하는 데에도 크게 활용될 수 있다.

만화에서 가상현실(VR)을 담으면 인간의 상상력을 극대화시켜준다. 360도 전 방위를 보여주며 거리감을 확실하게 느끼게 해주는 가상현실은 만화 속 세상에서의 상상력을 극대화시켜준다. 가상현실과 만화와의 만남은 결코 우연이 아니다. 기존 실사 영화로는 체험할 수 없었던 상상력이 그림을 통해 발현되고 가상현실(VR) 기술을 통해 현실과 상상의 경계를 허물 수 있기 때문이다. 아이언맨, 스파이더맨 등 마블코믹스에서 나오는 수많은 히어로들이 영화로 나오고 있지만 실상 만화로 보고 머리 속에서 상상하던 이미지와 실사 이미지와는 다른 경우가 많다. 우리 머리 속 상상력을 실사 영화가 따라가기 어렵기 때문이다.

특히 상상력은 ‘자금’과 직결되는데 상상력의 스케일을 높이려 할 때마다 막대한 돈이 소요된다. 그러나 자금은 항상 현실적인 문제를 일으키므로 적은 제작 비용으로 상상력의 한계를 넘을 수 있는 도구가 필요한데 이것의 대안이 바로 가상현실(VR)이다.

만화 속에서 VR기기를 쓰면 더 이상 1인칭 시점이 아니다. 고객이 어떤 스토리에서 부터 이야기를 듣느냐에 따라 주인공의 시점이 달라지면서 스토리텔링이 달라지는 묘미도 있다.

빅데이터, 인공지능의 능력이 알려지고 가상현실(Virtual reality)이 전방위로 부상하자 게임 속의 내용이 긍정으로만 흐르지 않을 수 있다는 예상치 못한 문제도 제기된다. 가상현실 게임에 참여한 게이머들은 실제 현실과 같은 상황에서 놀라운 체험을 하고 있다고 말한다. ‘더 워크’ 게임에서 게이머들은 고층건물 위에 떠 있는 상황에서 외줄을 타기 위해서는 용기가 필요한데 첫발을 뗀다는 것이 얼마나 어려운 것인지 설명하고 있다.

자신이 하고 있는 것이 게임에 불과함에도 가상현실 속에 들어갔을 때 큰 두려움을 느낀다는 것이다. 실제로 100층이 넘는 고층건물 위를 외줄을 타고 걸어가고 있는 것처럼 다리가 후들후들 떨리면서 진땀을 흘리고, 심지어는 다리가 마비되는 현상까지 발생한다는 설명이다.

일반적으로 가상현실 디바이스들은 머리에 ‘헤드마운트 디스플레이(HMD)’를 쓰고 체험하는 단순한 방식이 대부분이다. 그러나 이와 같은 시각과 청각만으로는 충분한 가상현실을 느끼는데는 한계가 있다. 이를 업그레이드할 수 있는 방법이 바로 옷처럼 입을 수 있는 ‘가상현실용 수트(suit)’ 시스템이다.

첨단기술 전문 매체인 기즈맥(Gizmag)에 의해 개발되고 있는 이 시스템은 외골격을 통해 몸을 공중에 띄운 상태에서, 착용한 수트가 제공하는 가상현실을 통해 걷거나 뛰는 등의 다양한 행동을 할 수 있다. 산을 오르거나 운동장을 달리는 등의 상황을 실감나게 재현할 수 있다. 재난 상황을 체험하도록 하여 실제로 재난이 발생했을 때 이에 적절하게 대처하는 방법을 배울 수도 있으며 극한의 스포츠를 즐기고는 싶지만 사고를 걱정하는 사람들에게 간접 체험의 기회를 제공한다.

영국의 테슬라스튜디오(Teslastudio)가 개발 중인 제품의 이름은 테슬라수트(Teslasuit)인데 이 수트는 의복 전체에 고르게 부착되어 있는 ‘신경근육 전기 자극(neuro-muscular electrical stimulation)’ 시스템을 통해 착용자에게 다양한 촉감을 전달해주는 것이 특징이다. 따라서 수트를 입은 착용자들은 촉각 시스템을 통해 바람이나 물, 또는 뜨거움이나 통증 등의 다양한 감각을 가상현실 속에서 느낄 수 있다. 신경근육을 자극하는 전기 시스템으로는 복근 단련을 위한 훈련용 벨트에 사용하는 전기근육자극(EMS)이나, 진통을 완화해주는 전기 치료 등에 쓰이는 경피신경자극(TENS) 같은 방법이 적용됐다. 특히 가상현실 상황에서 동작의 자유로움을 제공하기 위해 테슬라수트는 와이어나 혹은 모터를 사용하지 않으며 오직 전기적인 방법으로만 감각을 재현한다. 더불어 전력과 통신이 모두 무선으로 제공되기 때문에 착용자는 주어진 공간 안에서 어떤 동작이든지 자유롭게 표현할 수 있다.

증강현실이 게임 등 인터테인먼트 분야에만 국한되는 것은 아니다. 병원에서 수술할 때 인체 내의 복잡한 조직 구조를 증강현실을 통해 확인하면 수술의 위험성을 낮추고 의료진 간의 협업을 통해 수술 성공률을 제고할 수 있다. 이것은 이제까지는 3차원인 인체구조를 2차원으로 인식했지만 증강현실로는 3차원으로 환부를 볼 수 있다.

또한 병원에서 각 전공 간에 협업할 때 효율적인 데이터 전송이 다소 불편한 것이 사실인데 증강현실이 도입되면 환자가 식별되는 순간 의료진에게 실시간으로 환자의 진단·경과 등의 의료 정보가 전달될 수 있다.

학자들은 증강현실 세계가 보다 구체적으로 현실화되기 위해서는 클라우드 컴퓨팅이 기본이라고 설명한다. 적어도 현실세계에 투사할 막대한 정보들을 저장할 데이터센터가 필요하기 때문이다. 비주얼 검색 서비스를 위해서는 다량의 이미지를 저장할 장소가 필요하고 또한 인공지능 기술을 이용해 이 이미지들을 지속적으로 업그레이드해야 한다.

학자들은 증강현실이 클라우드 컴퓨터 시장의 선두주자가 될 것으로 예측한다. 이는 간단하게 말해 많은 사람들이 증강현실을 통해 특정회사의 신제품이나 서비스를 원할 것으로 추정하기 때문이다. 학자들은 이 분야에 그야말로 많은 소프트웨어 프로그래머가 필요하다고 말한다.

영국의 <오그먼트리얼리티>사의 증강현실로 제공하는 어플리케이션은 레이아 지역검색이다. 이 검색 사이트를 이용하면 지역 내 원하는 식당이나 집 수리공을 찾을 수 있다. 이것은 그다지 놀라운 일이 아니다.

그런데 여기에 가상 3D 물체를 투영시키면 완전히 다른 환경으로 변한다. 예를 들어 비틀즈가 걸어가는 모습을 3D로 투영시켜 그들과 함께 사진을 찍을 수 있다. 자신이 좋아하는 연예인들을 무한정 등장시킬수도 있다. 4차 산업혁명 시대에 살아가야 하는 지구인들이 증강현실의 무한한 잠재력을 결코 그냥 지나쳐서는 안 된다는 것이다.

미래의 한 축을 이룰 것으로 예상되는 가상현실은 현실과 다름없는 세상을 만들 수 있다는 것에 기초한다. 게임을 예로 들면 현재는 머리와 손의 순발성이 중요하다. 그런데 미래의 가상 현실에서 주축을 이룰 오락 시스템은 체험 시뮬레이션과 유사할 것으로 추정한다. 가상공간을 이용한 야구 시합을 한다고 하자.

유저는 가상공간으로 들어가 자신이 원하는 팀을 선정하고 그동안 자신의 야구게임 정보를 입력하면 자신에게 알맞은 포지션과 타순이 알려진다. 포수로 지정되면 야구장과 같은 공간에 자기 팀 9명이 선수로 들어가 상대방의 타자와 맞선다. 일일이 투수에게 사인을 주면서 현장과 다름없이 야구를 할 수 있다. 공격으로 바뀌면 자기 타석에서 상태 팀 투수의 공을 때리기 위해 노력한다.

가상공간에서 두각을 나타내는 선수는 현실에서의 야구 선수와 맞먹는 인기를 누릴 수도 있다. 한마디로 컴퓨터는 사이버스페이스가 활약하는 인터테인먼트의 거대한 시장이나 마찬가지다.

그러나 가상증강현실이 유망산업이기는 현실적인 장애물을 넘어야함은 물론이다. 특히 포스트 코로나에서 많은 학자들이 가상현실(VR)을 가장 집중해야 할 중요 사업으로 거론하고 있지만 실제 현황은 그렇지 못하다는 점은 의외의 일이다.

이는 VR이 장차 미래를 이끌 큰 요소 중 하나로 인식되지만 당장에는 많은 문제점이 있다는 것으로 한국의 경우 이 부분에 도전하던 대형 회사들이 VR 시장에서 철수하는 것으로도 알 수 있다. 이와 같은 현상은 간단히 설명된다. 유저의 마음을 이끌 수 있는 콘텐츠를 개발하는 것이 간단하지 않기 때문이다.

포스트 코로나 시대에는 비대면 서비스와 위기대응이 일상화 되고 자국중심주의가 강화되므로 실감형 영상 플랫폼이 중요한 화두가 된다는 것을 모르는 사람은 없다.

교육 분야에서 가상현실(VR)과 증강현실(AR)을 혼합한 교육 콘텐츠가 확대되고 문화·스포츠 분야에서도 VR 영화와 공연·스포츠 중계가 늘어난다는 것이다. 실제로 스포츠 중계에서 곳곳에 보이는 광고판은 이들이 얼마나 우리 생활에 직결될 수 있는가를 보여준다.

그런데 이런 미래가 모두 환상적인 결과로 이어지는 것은 아니다. 근래 세계의 대형 회사들의 VR시장에 대한 견해가 극도로 다르다는 것으로도 알 수 있다.

구글, 애플 등이 VR 시장에서 발을 빼고 있다는 것이다. 이는 스포츠 중계에서 가상 광고는 손쉽게 접목이 가능하지만 전세계인을 대상으로 하는 콘텐츠는 이와 전혀 다른 일이라는 시각 때문이다.

구글은 야심차게 선보였던 ‘데이드림 프로젝트’를 중단했다. 데이드림은 구글이 선보인 VR 플랫폼으로 VR 헤드셋인 '데이드림뷰'에 데이드림을 지원하는 스마트폰을 장착하는 방식이다. 그런데 구글은 어디서나 휴대할 수 있는 스마트폰을 이용해 몰입 환경을 구현할 수 있는 ‘스마트폰 VR’ 개발에 전념했지만 스마트폰 VR이 장기적인 솔루션이 될 수 없는 명확한 한계점을 발견했다며 접은 것이다.

애플은 최근 VR 전문기업인 ‘넥스트VR’을 인수했으면서도 VR보다는 AR에 더 힘을 싣고 있다. 구글이 공개한 AR글래스 즉 ‘애플글래스’는 안경 렌즈에 동작을 인식할 수 있는 디스플레이가 탑재돼 아이폰과 연동해 사용할 수 있다는 것이다.

물론 페이스북은 VR 사업을 여전히 확장하고 있으며 대만 HMD 전문기업인 HTC도 신제품 디바이스를 내놓고 있다.

이처럼 VR에 대해 업계 반응이 엇갈리는 것은 VR이 기대만큼 활성화되는데 걸림돌이 있기 때문이다. VR은 그동안 콘텐츠가 부족하고 디바이스가 무거워서 불편한 것은 물론 소셜 VR의 경우 영상 용량의 한계 때문에 고화질 그래픽을 구현하는데 어려움이 있다는 지적도 계속 제기되었다.

그러나 학자들은 VR의 장점이 궁극적으로 단점에 매몰되지는 않을 것으로 추정한다. 특히 다른 시장 즉 교육과 의료 등에서는 전망이 매우 좋다는 것이다. 현재 이뤄지고 있는 치매예방 VR 프로그램 외에도 비대면 원격의료는 이 분야의 장점을 부각시킨다.

코로나19로 인한 온라인 학습을 계기로 VR을 활용한 온라인 교육은 사실 밑 빠진 독이 될 정도로 엄청난 잠재력을 갖고 있는데 이 부분은 이어서 설명한다.

필자소개
고려대학교·대학원 졸업, 프랑스 페르피냥대학에서 공학박사 학위 및 과학국가박사 학위
한국과학기술연구원(KIST), 한국에너지기술연구원에서 연구 활동
저서: 「침대에서 읽는 과학」, 「4차 산업혁명과 미래 직업」, 「로봇은 인간을 지배할 수 있을까?」, 「유네스코 선정 한국의 세계문화유산」, 「유적으로 보는 우리 역사」 등 100여권


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