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TECH M

햅틱 기술 발전 통해 인터랙티브 VR 실현

2017-03-18연세대 UX랩 인지공학스퀘어(박지섭, 조광수)

 

바야흐로 가상현실(VR) 시대다. 골드만삭스는 2025년 VR 시장 규모가 약 90조 원에 이를 것으로 전망하는 등 급격한 성장을 예측하고 있다. 이런 예측과 더불어 VR의 활용 범위는 기존 엔터테인먼트 영역을 넘어 군사, 교육, 의료분야까지 확대되고 있다. 

예를 들어 게임 분야에서는 소니와 국내 VR 콘텐츠 개발사 스코넥엔터테인먼트가 VR 게임을 개발해 오큘러스 스토어에 등록했다. 방송분야에서는 미국의 넥스트VR(NextVR)과 CNN이 협력해 2015년 10월 미국 대통령 후보 토론회에 VR를 이용했다. 뿐만 아니라 벤츠, 아우디, 람보르기니의 신차 홍보에도 VR이 새로운 프로모션 방식으로 활용되고 있다. 

또 영화산업에서는 구글이 360도 시청이 가능한 SF 영화 ‘HELP’를 제작했으며, 교육 분야에는 우리나라의 굿게임스튜디오에서 청소년을 대상으로 안전교육 VR 콘텐츠 ‘ALIVE’를 출시했다. 마지막으로 훈련분야에서는 미육해군이 BAE, 엘빗시스템 등과 VR 가상훈련 시스템을 개발해 보급중이다. 

이렇게 다양한 산업에 적용된 VR 콘텐츠는 크게 360도 VR과 인터랙티브형 VR로 구분된다. 360도 VR은 비디오 영상처럼 사용자가 콘텐츠를 수동적으로 감상하는 방식이다. 명칭에서 드러나듯 기존 비디오와 달리 360도 각도에서 사용자가 원하는 시점을 자유롭게 변경하면서 볼 수 있다. 

 

VR 솔루션 개발업체 오큘러스가 만든 스토어에는 다양한 VR 콘텐츠가 등록되고 있다.


가상세계와 상호작용, 몰입감 극대화

이와 달리 인터랙티브형 VR콘텐츠는 게임처럼 가상세계 콘텐츠와 상호작용하면서 체험하는 방식이다. 360도 VR가 사용자가 객석에서 무대와 객석 주변을 볼 수 있는 콘텐츠라고 한다면, 인터랙티브 VR은 사용자가 무대에서 직접 악기를 연주하는 콘텐츠라고 할 수 있다. 물론 이 두 유형이 상호배타적이지는 않지만, 현실적인 제작기술과 비용 때문에 이 두 가지로 구분돼 나타나고 있다.

360도 VR용 콘텐츠는 전용 캠코더를 사용해 360도 전 방향을 동시에 촬영할 수 있다. 현재 거의 대부분의 VR 콘텐츠는 이렇게 상대적으로 손쉽게 촬영된 영상을 편집해 제작하며, 유튜브나 페이스북 같은 플랫폼에 배포되고 있다. 

초기에는 단순히 보여주기 식이었다면, 최근에는 흥미진진한 스토리텔링 기획과 특수 영상 및 사운드 효과 삽입으로 VR에서 사용자의 몰입감을 증가시키고 있다. 또 제한적이지만, 영상과 영상을 이어주는 스크립트를 삽입해 사용자가 직접 다음 영상을 선택할 수 있는 인터랙티브 시나리오를 구성하기도 한다.

360도 VR은 주로 실제 환경을 촬영해 만들기 때문에 사용자가 촬영장소를 둘러보는 경험을 선사한다. 이런 특징을 이용해 주로 관광지 전경, 엔터테인먼트와 공연, 광고, 드라마와 예능, 스포츠, 교육분야 등에서 다양하게 활용되고 있다.

360도 VR과 달리 사용자가 콘텐츠와 직접 상호작용할 수 있는 것이 인터랙티브 VR다. 기본적으로 햅틱(haptic) 기술과 VR 기술을 결합한 것으로, 가상의 콘텐츠를 느끼고 조작할 수 있게 한다.

인터랙티브 VR은 보통 유니티, 마야, 3D맥스 등과 같은 3D 저작 소프트웨어를 이용해 보다 손쉽게 인터랙티브 콘텐츠를 만들 수 있다. 제작된 콘텐츠는 STEAM, 오큘러스 스토어, 플레이스테이션 네트워크에 애플리케이션 형태로 배포된다.

현재 게임 형태로 가장 많이 제작됐고, 의료분야에서는 심리치료용, 그리고 군사 분야에서 가상훈련을 위한 시뮬레이션 형태로 활용되고 있다. 인터랙티브 VR은 주로 게임, 시뮬레이션, 훈련 등 사용자가 직접 콘텐츠에 개입해 활동을 할 수 있는 많은 분야에 활용되고 있다. 

 

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인터랙티브형 VR콘텐츠는 게임처럼 가상세계 콘텐츠와 상호작용하면서 체험하는 방식이다.

360도 VR가 사용자가 객석에서 무대와 객석 주변을 볼 수 있는 콘텐츠라고 한다면,

인터랙티브 VR은 사용자가 무대에서 직접 악기를 연주하는 콘텐츠라고 할 수 있다.

 

인터랙티브 VR을 만들기 위해서는 사용자에게 입력을 받을 수 있는 장비와 촉감 디스플레이, 즉 햅틱 피드백을 줄 수 있는 기술이 필요하다. 최근에는 입력 디바이스들이 비약적으로 발전하고 있다. 예를 들어 오큘러스에서는 마이크로소프트(MS)와 제휴를 맺어 VR 전용 컨트롤러인 '오큘러스 터치’를 개발했다.

오큘러스 터치를 사용하면 사용자는 가상세계에 있는 오브젝트들과 시각, 청각, 촉각(진동)의 정보를 제공받으면서 상호작용할 수 있다. 이 밖에도 슈트, 신발, 장갑, 트레드밀 등 다양한 디바이스를 이용해 가상세계의 오브젝트들과 상호작용할 수 있다. 

특히 사용자가 인가한 힘이나 사용자가 느낄 수 있는 표면 질감을 센싱할 수 있는 기술이 필요하다. 김민석 한국표준과학연구원 박사는 가상환경에서 외부와 상호작용을 원활히 수행하기 위해 유연한 전자피부를 개발하고 있다.

유연한 전자피부는 경도, 온열감, 거칠기, 미끄러짐, 마찰감 같은 다양한 모달리티를 측정해 사람의 피부와 같은 기능을 수행할 수 있다. 이런 햅틱 센서는 원격지에 있는 환자의 유방암을 진단할 때 활용할 수 있다. 환자는 햅틱 센서가 있는 기계팔로 유방을 누르며 단단한 정도를 센싱하고, 의사는 기계팔을 사용해 이 느낌을 그대로 전달 받을 수 있기 때문이다. 

 

VR의 활용범위가 빠르게 확대되고 있는 가운데 VR 콘텐츠 개발기업 스코넥엔터테인먼트는 소니와 VR 게임을 개발했다.


만지고 조작하는 느낌 전달

만지고 조작하는 느낌을 전달하는 것 역시 인터랙티브 VR의 핵심요소이다. 과거에는 팬텀(Phantom) 마우스처럼 밀고, 당기는 힘을 느낄 수 있게 하는 햅틱 장비를 이용해 VR 콘텐츠에 적용했다. 치아나 보석을 세공하면서 표면의 질감을 느낄 수 있게 했고, 테니스 게임을 할 때는 라켓에 공이 닿는 느낌을 구현했다. 

우리나라에서도 다양한 햅틱 기술이 발전하고 있다. 김래현 한국과학기술원 박사는 간호사들이 주사를 놓는 훈련을 대체할 수 있는 기술을 이전했다. 류재하 광주과학기술원 교수는 영화를 보면서 실감을 느낄 수 있도록 했다. 예를 들어 스파이더맨이 걷고, 뛰고, 점프하는 느낌을 시청자가 체감할 수 있게 구현했다. 실제 ‘갤럭시 3’ 스마트폰에서는 영화를 보면서 총탄이 날리는 느낌과 포탄이 터지는 느낌을 햅틱감으로 구현하기도 했다.

권동수 KAIST 교수는 영상을 보면서 하는 로봇 수술에서 의사가 실제 피부조직을 만지는 정보를 표현하고 있다. 김상연 한국기술교육대학교 교수는 촉감을 느낄 수 있도록 하는 매우 얇으면서도 고무같이 접거나 구부릴 수 있고 부드럽게 말수 있는 진동 모터를 개발했다.

이는 원하는 곳에 원하는 형태로 장치에 부착해 사용자에게 톡톡 치는 느낌을 제공할 수 있다. 아울러 사용자가 가상물체와 상호작용할 때 쥐거나 잡는 느낌을 제공하기 위해 관절의 움직임을 제한할 수 있는 근감각 액츄에이터도 개발했다. 이 밖에도 초음파를 이용해 촉감뿐만 아니라 온열감도 가상 콘텐츠에서 구현하기도 하고, 레이저빔을 이용해 촉감을 조절하기도 한다.

비약적으로 성장하고 있는 VR 콘텐츠는 최근 대세를 이루고 있는 360도 VR에서 나아가서 VR에서 실감을 경험하며 VR 콘텐츠를 조작할 수 있는 인터랙티브 VR로 발전해 나갈 것이라고 기대할 수 있다. 물론 인터랙티브 VR이 대중화되기 위해서 넘어야 할 산이 많은 것도 사실이지만 우리나라의 우수한 기술이 성장동력으로 작용할 것임에는 이견이 없을 것이다. 

 

<본 기사는 테크M 제47호(2017년 3월) 기사입니다>