상상이 눈 앞에 현실로!! VR(vertual reality)
작성자: 부흥 초등학교 박진우
2014년, 난 제주도에 있는 Nexen 박물관을 관람 하였다. 2층 관람 도중, 난 신기하게 생긴 고글을 찾아 볼 수 있었는데, 마침 체험 시간이라서 체험을 한번 해보았었다. 체험을 마치고, 내가 생각 할 수 있던 것은 단지 ‘우아…’정도 밖에 되지 않았다.
이 기술은 VR(vertual reality), 즉 가상 현실이다. 이 VR의 원리와 역사는 다음과 같다.
VR의 원리
VR의 원리를 알려면 우선 뇌가 사물을 어떻게 인식하는 지부터 알아야 한다. 뇌는 경험상 알고 있는 사물의 크기를 이용, 사물과의 거리를 파악하고, 양 눈에서 보이는 서로 다른 이미지를 합치면서 양 눈에서 다르게 보여지는 것을 인지하며, 나의 행동과 시각의 차이점(예: 고개를 돌린다, 몸을 움직인다)을 이용해 공간을 인지한다.
VR 헤드셋은 이 뇌의 인식 과정을 속인다(착시 현상을 일으킨다). 우리가 보는 것과 같은 형태의 화면을 보여주고, 양 눈에 서로 조금씩 다른 화면을 보여준다(우리가 왼쪽 눈으로만 보는 것과 오른쪽 눈만으로만 보는 것이 조금씩 다르듯이). 그리고, 우리의 움직임에 따라 화면이 이동한다.
<VR 헤드셋>
VR의 역사
초창기 파노라마 그림
1812년 나폴레옹의 러시아를 침공하여 일어난 전쟁 "Battle of Borodino' 라는 그림들을 보면 파노라마적인 수법으로 여러 장면의 전쟁 장면을 현장감 있게 느낄 수 있게 합니다.
<Battle of Borodino>
1838년, 입체 사진
1838년에는 영국의 물리학자 Charles Wheatstone 에 의하여 'The Stereoscope'가 발명 되었고, 1849년에는 David Brewster 에 의하여, Brewster Steroscope가 발명 되기도 하였다.
<The Stereoscope(좌), Brewster Steroscope(우)>
1929년, 최초의 비행 시뮬레이터
1929년에는 Edward Link는 최초의 산업용 비행 시뮬레이터를 만들었다. 피치(상하)와 롤(수평) 각도를 수정하는 방향타 조작 연습과, 난류와 장애를 극복하는 방법을 모방하였고, 2차 대전 때, 미군은 이 장비 6대를 개 당 3500 달러에 사들였다. 이 돈은 2015년도 기준으로 환산하면 5만 달러 정도 된다. 이 장비를 통해 전쟁 중 약 5십만 명 정도의 파일럿을 훈련 시켰다고 한다.
1950년, ‘센소라마’
‘센소라마’ 라는 이름으로 요즘 4D 영화관의 기초를 보여준 사례가 1950년에 있었다. 실제 몇 편의 영화도 특수 장비로 제작하고 만들었고, 센소라마라는 장비를 통해 영화를 보며 진동과 얼굴에 바람이 쏘이는 신선한 경험을 제공하는 신박한 제품이었다. 허나 대중화 및 흥행에는 실패한 것으로 보인다.
1965년, ‘다모클레스의 검’
1965년, 이반 서더랜드 와 그의 학생 밥은 최초로 VR(가상현실) 과 AR (증강 현실)를 탑재한 디스플레이 (일명 다모클레스의 검)을 제작한다.
지금 시대에 보기엔 부피가 크고 기능을 거추장스러워 보일지 모르지만, 컴퓨터 그래픽 스렌더링을 도입하고 인간의 상호작용(HCI) 에 대한 개념을 융합한 기초 토대 연구로 높은 점수를 받고 있다. 그가 정립한 내용은 이렇게 요약된다.
- 가상세계는 HMD 를 통해 보여지고 3D 사운드와 촉각 반응을 통해 현실 몰입감을 제공한다.
- 컴퓨터 하드웨어는 가상 세계를 실시간으로 구성할 수 있다.
- 사용자는 현실 세계의 방식으로 가상 세계의 물체들과 상호작용을 할 수 있다
많은 연구자들은 이반 서더랜드의 해당 연구를 가상현실 세계를 구성하는데 있어 가장 큰 이론적 기반을 다진 것으로 평가한다.
‘Vritual Reality’라는 타이틀이 생기다
그 이후 VPL 연구소라는 이름의 회사가 설립 되었는데, 본격적인 VR 장비들을 만들기 시작했다. 데이터 글러브, Head Mounted Display, 등 여러가지 장비를 개발하여 판매하기 시작했고 본격적으로 Virtual Reality라는 상호 브랜드 명칭을 달고 흥미로는 제품들이 나오기 시작했다.
1993, 1995년, 닌텐도, SEGA, VR에 도전하다
게임과 연관이 많아 보이는 VR 분야에 닌텐도와 SEGA가 헤드 모션 추적, LCD 스크린 표시, 3D 디스플레이로 무장하고 도전을 감행하였으나, 색상 표시 부족, 소프트웨어 지원의 부족 등의 문제로 실패를 겪는다.
현재
게임과 VR은 항상 잘 어울리면서, 틈새 사용자 만을 위한 것으로 여겨졌다. 하지만, 요즘엔 저널리즘, 영화 제작,제조업, 쇼핑, 군사, 교육 등 많이 알려진 분야는 물론이며 고고학이나 건축, 미술, 음악, 의료 등 다양한 분야에 걸쳐 활용이 가능하다. 등, 빠르게 확산 되고 있다. 2015 한 해 동안 단순한 ’Google Cardboard’나 아이폰과 호환되는 플라스틱 형태의 헤드셋을 가지고 있다면, 2015년에 크게 늘어난 가상 현실 콘텐츠를 대부분 ios나 안드로이드를 이용하여 이용할 수 있다.
요즘 시중에 있는 VR 기기들
Oculus Rift
헤드셋 안쪽에는 좌우 양쪽에 렌즈가 설치되어 있고 이곳을 통해 파노라마 디스플레이 영상이 제공되는데 넓은 시야각을 제공해 눈동자를 움직여 가상 현실 디스플레이를 볼 수 있다. 머리의 움직임을 추적하는 기술과 양쪽 눈에 제공되는 각각의 디스플레이는 마치 사용자가 가상현실에 들어와있다는 착각을 하게 만드는 역할을 하게 된다. 최근 공개된 두번째 개발자 키트 (DK2)에는 위치 인식용 카메라가 추가되었다.현재까지 공개된 오큘러스 리프트는 모두 개발자 키트 뿐(DK1, DK2)이다. 최신 개발자 키트인 DK2는 약 350달러 정도에 판매되고 있다.
사실 오큘러스 리프트 이전에도 헤드 마운트형 기기는 여럿 있었지만 가상현실을 제대로 느낄 수는 없었고 대형 모니터를 눈앞에 달아 놓고 보는 느낌이었다. 제대로 된 가상현실을 느끼게 해준 것은 오큘러스 리프트가 처음이라고 할 수 있을 정도로 시야각이 넓고 반응속도가 빨라 사용자들의 감탄을 자아내고 있는 기기로 전 세계 최초로 한국에 지사를 설립하기도 하였다.
Gear VR
사실 기어 VR은 오큘러스 리프트와 합작 개발된 제품이다. 기어 VR은 삼성 전자가 하드웨어를 만들고 오큘러스 VR의 가상현실 소프트웨어를 사용하는 방식으로 개발된 제품이다.
하지만 기어 VR은 오큘러스 리프트와 차이점이 있는데 바로 겔럭시 노트4와 연동한다는 점이다. 겔럭시 노트4를 기어 VR에 장착하는 방식으로 아주 간단하게 연동을 할 수 있고 바로 사용이 가능하다. 이렇게 연동이 된 상태에서는 겔럭시 노트4가 기어 VR의 CPU와 GPU 역할을 하고 노트4의 고해상도 QHD 디스플레이까지 활용하게 되어 보다 선명한 영상을 3D로 즐길 수 있게 된다.
기어 VR을 착용하고 게임을 플레이 하면 96º의 넓은 시야각을 바탕으로 화려하고 선명한 영상을 즐길 수 있다. 겔럭시 노트4의 뛰어난 하드웨어와 오큘러스 VR의 몰입감 높은 가상현실 소프트웨어가 어우러져 멋진 가상현실을 체험할 수 있다.
Virtuix Omni
Virtuix Omni는 같은 이름의 회사에서 발견된 개발한 런닝머신 형태의 가상 현실 기기이다. 버툭수 옴니는 가상현실 게임을 보다 더 현실적으로 체험할 수 있도록 해주는 장비로써 오큘러스 리프트와 함께 사용합니다.
버툭수 옴니는 신체 동작과 움직임을 결합하여 오큘러스 리프트와 함께 사용할 때 가상현실 세계를 보다 더 실감나게 체험할 수 있도록 해주는 장비로 360도 전 방향으로 제자리에서 걷거나 달리는 등 다양한 움직임이 구현 가능하고 허리에 달린 스트랩(지지대)과 전용 신발을 통해 안전성과 기능성에도 신경을 썼다고 한다.
버톡스 옴니의 특징은 오큘러스 리프트 같은 헤드마운트 디스플레이 (HMD)는 인식할 수 없었던 신체의 동작을 인식할 수 있다는 것이다. 또한, 시선과 움직임을 일치 시켜 가상현실 기기 사용 시 일어나는 문제인 멀미 문제도 해결이 가능하다고 하는군요.
사용자가 버톡스 옴니 위에서 헤드셋과 신발을 신고 게임을 하면 앉았다 일어나고, 점프하는 동작까지 인식할 수 있어 보다 실감나는 게임을 즐길수 있습니다. 버톡스 옴니는 런닝머신과 신발, 그리고 각종 액세사리를 개발 중이다.
버톡스 옴니는 러닝 머신 형태로 된 기기의 특성상 게임뿐 아니라 각종 운동을 하는데도 매우 유용하게 활용할 수 있는데 자신이 원하는 환경을 가상현실 배경으로 설정하고 운동을 할 수 있어 시간적, 공간적 제약으로 외부 활동을 하기 어려운 사람들에게 환영받을 것으로 보인다..
또한, 평소에는 쉽게 갈 수 없는 해외 여행이나 심지어 달, 화성 등으로의 가상현실 여행도 가능하고 각종 훈련이나 교육, 시뮬레이션 등 다양한 방면에 활용이 가능해 기대가 되는 제품이다.
내가 만약에 인공 지능 프로그램을 만들 수만 있다면, 난 내가 좋아하는 영화의 캐릭터의 관점 에서의 영화의 스토리보드를 따라가는 게임을 만들어 보고 싶다.