◙ 〔가상현실〕VR ; Virtual reality, 假想現實

◙ 〔가상현실〕VR ; Virtual reality, 假想現實

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가상현실(假想現實, VR각주1) )은 다음 3가지로 정의할 수 있다.

 

• 인간의 감각각주2) 을 이용해 사이버 공간을 현실처럼 인식시키는 기술이다.

 

• 인공으로 만들어낸 가상의 특정한 공간, 환경, 상황에서 사용자의 오감을 자극하여 실제와 유사한 공간적 ・ 시간적 체험을 가능하게 하는 기술이다.

 

• 가상으로 존재하는 세계를 현실세계처럼 실제로 보고 듣고 느낄 수 있게한 것, 즉 존재하지 않으나 사용자의 감각을 통해 체험하는 인공 현실이다.

 

 

 

 

 

 

가상현실은 현실세계의 디바이스를 가상으로 제시하는 것과, 인공의 가상세계를 사용자에게 제시하는 것으로 구분할 수 있다.

 

전자는 현실세계의 장치를 가상현실 시스템에 의해 제시하여 사용자가 장치를 조작하고 명령을 가하는 등 상호작용이 가능하다. 또한 로봇에 장착된 카메라를 보고 인간이 가기 힘들거나 물리적으로 떨어져 있는 장소를 탐사 ・ 관찰하는 원거리 로보틱스(tele-robotics)는 가상현실을 이용하여 공간을 공유하는 관점에서 원격현전(遠隔現前, tele-existence)이라 한다. 증강현실이나 혼합현실은 가상현실 시스템에 의해 표현된 현실의 대상물에 더 많은 정보를 제시하는 경우다.

 

가상현실 시스템을 구성하는 요소는 시스템을 개발하기 위한 가상현실 엔진, 입력 및 출력을 담당하는 인터페이스, 가상세계에 대한 다양한 콘텐츠를 저장하는 데이터베이스가 필요하다.

 

사용자의 신체 움직임을 추적하여 그 정보를 가상세계에 반영하는 입력장치는 정확한 3차원 세계를 표현하기 위해서는 위치 정보(x, y, z)와 회전각 정보(roll, pitch, yaw)를 갖는 6자유도(自由度, DOF각주3) )가 필요하다.

 

사람의 자유도는 손가락과 발가락의 움직임을 제외하고 다름 움직임을 살펴보면 42정도 자유도를 갖는다. 이러한 사람의 움직임에 대한 위치를 추적하기 위한 위치 추적을 위한 가상현실 입력장치에는 다음과 같은 것들이 있다.

 

 

◇위치 추적을 위한 가상현실 입력장치

 

• 전자기를 이용한 추적 입력장치(Electromagnetic) : 세 방향 자기장을 형성하는 트랜스미터와 위치를 표현하는 리시버(4개)로 구성

 

• 기계식 추적 입력장치(Mechanical) : 기계식 관절 부위에 저항값이 변하는 장치

 

• 광학식 추적 입력장치(Optical) : 빛을 반사하는 마커를 관절 부위에 부착하고 촬영

 

• 초음파를 이용한 추적 입력장치(Ultrasonic)

 

• 신경(근육)을 이용한 추적 입력장치(Neural/Muscular) : 근육의 움직임을 감지

 

• 관성 추적기(Inertial)

 

가상현실 시스템 구축을 위한 그래픽 디스플레이로는 고정된 출력장치, 머리 장착형 출력장치, 손 장착형 출력장치 등이 있고, 사운드는 고정 형태의 소리 출력장치, 머리 장착형 소리 출력장치 등이 있다. 가상현실을 설명하는 데 필요한 요소는 상상에 의한 3차원의 공간성, 실시간의 상호작용성, 몰입 등이다.

 

3차원의 공간성이란 실제의 물리적인 공간과 유사한 경험을 할 수 있도록 가상공간을 만들어 3차원의 유사 공간으로 출력하여 사용자가 실시간으로 컴퓨터와의 상호작용을 통해 컴퓨터가 보여주는 가상현실 속에 깊이 빠져들 수 있는 상황을 필요로 한다.

 

사람의 눈동자는 6~6.5cm쯤 떨어져 있어 서로 차이 나는 2개의 이미지가 만들어지고 대뇌에서 하나의 이미지로 합쳐지는 과정에서 이미지 간의 차이를 인식해 뇌는 거리와 방향 등을 파악해 입체감을 느끼게 된다.

 

VR의 기본 구조는 두 개의 렌즈가 있고 스크린이 있다. 대부분 스마트폰 VR 환경의 SBS(side-by-side) 방식은 우리가 흔히 알고 있는 매직아이(stere photo) 사진과 같다.

 

 

◇VR 환경 

 

동영상의 경우 자이로스코프에 의해 머리의 움직임을 감지하고, 움직임에 따라 해당 각도를 뿌려줘야 하므로 360도 동영상이 필요하다. 360도 동영상을 위해 보통 6대, 12대의 카메라를 연결하여 동시에 촬영하고 영상을 이어 붙이는 방식으로 360도 영상을 만든다.

 

눈동자의 입체성을 고려해 컴퓨터에 의해 변환시킨 영상을 자이로스코프가 잡은 머리의 움직임에 따른 이미지를 왼쪽, 오른쪽 눈에 알맞은 영상을 뿌려, 우리의 뇌가 입체 영상으로 인식하게 된다.

 

 

◇가상현실의 현실화

 

그래픽 산업의 선두주자 존 페디(Jon Peddie) 박사는 가상현실을 정의하는 가장 핵심적인 요소를 사용자가 얻는 경험(human experience), 몰입성(immersion), 현실감(presence)에 의해서 경험이 얼마나 실재적인가(how real)로 보고, "가상현실은 누가, 무엇을 위해, 어떻게 쓰느냐에 따라 다양하게 이해되고 정의된다"고 했다.

 

초기에는 이반 서덜랜드(Ivan Sutherland)의 컴퓨터 그래픽과 천정에 매달아 쓰는 사용자 인터페이스(HMD각주4) )를 개발하고, 톰 퍼네스(Tom Furness)가 정보 집약적 전투기 조종석을 개발함으로써 정보통합(integration) 기술의 시작을 알렸다.

 

우리나라의 가상현실 5대 선도 프로젝트는 VR 서비스 플랫폼, VR 게임 체험, VR 테마파크, 다면 상영, 교육 유통 사업이며, SBS, 롯데월드, CJ CGV, 한컴 등이 참여하여 초기 시장을 이끌어가고 있다. 서울 강남역 인근에 위치한 VR 플러스 쇼룸에 설치된 가상현실 기기는 오큘러스리프트, HTC 바이브, 삼성전자 기어 VR, LG전자 360VR 등이 있다. 가상현실과 복합문화공간을 융합하는 새로운 문화의 형태로 시작하고 있다.