1. 가상/증강현실 개요
최근 많은 사람들이 가상현실과 증강현실을 차세대 먹거리 산업으로 관심 있게 지켜보고 있습니다. 오큘러스 리프트, HTC의 바이브, 소니의 플레이스테이션용 가상현실 장비, 구글의 카드 보드 VR, 마이크로소프트의 홀로렌즈 등 다양한 안경형 디스플레이 장치가 판매되고 있습니다.
또한 페이스북, 소니와 같은 대형 콘텐츠 회사에서 가상현실을 차세대 먹거리 산업으로 보고 기술과 콘텐츠 개발에 박차를 가하고 있습니다. 과거 CAVETM 로 대표되던 대형 가상현실 디스플레이가 HMD(Head Mounted Display)와 같이 소형화되면서 촬용형 컴퓨팅, 그리고 사물인터넷의 개념과 결합되는 모습을 보이고 있습니다. 이러한 가상현실과 증강현실 기술은 게임, 제조업, 의료, 출판, 광고 등 다양한 분야에서 응용 · 시도되고 있습니다.
가상현실을 설명하는 데 필요한 요소는 3차원의 공간성, 실시간의 상호 작용성, 몰입 등이다. 3차원의 공간성이란 사용자가 실재하는 물리적 공간에서 느낄 수 있는 상호작용과 최대한 유사한 경험을 할 수 있는 가상공간을 만들어 내기 위해 현실 공간에서의 물리적 활동 및 명령을 컴퓨터에 입력하고 그것을 다시 3차원의 유사 공간으로 출력하기 위해 필요한 요소를 의미합니다. 3차원 공간을 구현하기 위해 필요한 요소는 그것을 실시간으로 출력하기 위한 컴퓨 터와 키보드, 조이스틱, 마우스, 음성 탐지기, 데이터 등이 있으며 이러한 장비들을 통해 사용자 는 가상현실에 더욱 몰입할 수 있습니다.
증강 현실(Augmented Reality, AR)은 가상현실(Virtual Reality)의 한 분야로 실제 환경에 가상 사물이나 정보를 합성하여 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 컴퓨 터 그래픽 기법이다. 디지털 미디어에서 빈번하게 사용됩니다.
기존의 가상현실은 가상의 공간과 사물만을 대상으로 하고 있었습니다. 증강현실은 현실 세계의 기반위에 가상의 사물을 합성하여 현실 세계만으로는 얻기 어려운, 또는 마케팅의 목적으로 전달하는 부가적인 정보들을 보강해 제공할 수 있습니다.
완전한 가상세계를 전제로 하는 가상현실과는 달리 현실세계의 환경위에 가상의 대상을 결합 시켜 현실의 효과를 더욱 증가시키는 것입니다. 물리적 공간에 컴퓨팅 파워를 가진, 정보화된 인공물(information artefacts)이 가득 채워지게 되면 물리적 공간의 성격 자체가 변화하게 됩니다.
이러한 특징 때문에 단순히 게임과 같은 분야에만 한정된 적용이 가능한 기존 가상현실과 달리 다양한 현실 환경에 응용이 가능합니다. 특히, 유비쿼터스 환경에 적합한 차세대 디스플레이 기술로 각광받고 있습니다.
유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서는 증강현실을 통해 일상적인 사물(object)과 장소(place)가 정 보처리와 정보교환을 수행하게 됩니다. 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 컴퓨팅 파워가 적용되는 '대상(objects)' 또는 '사물(things)'에는 기존 생활설비, 나아가 일상적인 제품과 사물까지 포함 됩니다. 이때 유비쿼터스 IT가 적용되는 대상이나 사물은 특정한 위치(또는 장소)에 고정되어 있는 것이든 지속적으로 움직이는 것이든 관계없습니다. 하지만 아직까지는 기술의 한계로 움직이 는 대상으로 하는 것은 한정적입니다.
증강현실이란 용어는 1990년대 초반 보잉사의 연구원이었던 토마스 코델이 처음 사용했습니다. 토마스 코델은 공장에서 작업자가 피가공물의 표면에 그려진 것처럼 특별한 표시나 지시사항 을 볼 수 있도록 새로운 기술을 적용하고자 하였습니다. 따라서 작업자가 투과형(sce-through) HMD를 착용할 때, 투영되는 영상이 실제 사물 위에 정확히 보이도록 하기 위해서 작업대, 가상 스크린, 그리고 사용자 시각의 좌표계가 일치하도록 보정작업을 해야 했습니다.
캐나다 토론토 대학의 풀 밀그램(Paul Milgram) 교수(1994) 등은 현실 가상 연속체 (Reality-Virtuality Continuum)를 통해 실제 환경-중강현실 증강가상-가상환경을 구분해 설명했습니다. 밀 그램이 제시한 현실 가상 연속체에는 1차원 연속체로서 왼쪽에는 실제 환경(Real Environ- ment)이 있고 오른 쪽에는 가상환경(Virtual Environment)이 있습니다. 그리고 이 두 환경의 사이는 혼합현실(Mixed Reality)이라고 분류하였으며, 혼합 현실은 증강현 실과 증강가상(Augmented Virtuality)으로 나눴습니다. 증강현실이 현실 환경에 가상의 물체를 삽입하는 것이라면 중강가상은 가상환경에 현실의 물체를 삽입하는 것으로 이해할 수 있습니다.
로날드 아주마(Ronald Azuma, 1997) 등은 증강현실의 세 가지 특징으로 가상과 현실의 연동(combines the real and the virtual), 실시간 상호작용(interactive in real-time), 3차원 결합(register in 3D)을 제시했다. 이 논문에 따르면 증강현실은 현실의 시각, 청각, 촉각 등 5감 정보와 가상의 오감정보를 결합하여 사용자에게 제시해야합니다. 이 조건이 가상현 실과 증강현실을 구별하는 중요한 특징입니다.
둘째로 실시간 상호작용이 가능해야 합니다. 실제 배경 영상에 가상의 캐릭터를 결합하는 영화 특수효과가 많이 사용되고 있스빈다. 하지만 영화는 실시간 상호작용을 제공하지 않기 때문에 증강현실이라 부르지 않습니다.
마지막으로 우리가 사는 3차원 좌표 공간에 가상의 객체가 결합되어야 합니다. 이 필수요소는 현재도 전문가 사이에서는 증강현실을 구별하는 판단 기준으로 사용되기도 합니다.
