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시각 디스플레이의 구조적 특성 본문
1. 시각 디스플레이 종류에 따른 요구사항
시각 디스플레이의 종류에 따라 다양한 요구사항들이 존재한다.
빔 프로젝터를 사용하는 고정형 디스플레이의 경우에는 디스플레이를 설치할 수 있는 수준의 충분한 공간이 요구될 것이다.
HMD 기기를 사용하는 머리 기반 디스플레이의 경우에는 좁은 공간에서도 사용할 수 있지만 머리에 착용하는 기기의 무게, 연결되는 케이블의 종류와 수 등이 요구될 것이다.
이러한 요구사항들은 시각 이미지를 출력하는 것 자체에 영향을 미치지는 않으며, 체험자의 가상 세계 경험 만족도와 몰입감에 영향을 미친다.
물론 기술의 발전에 따라 이러한 요구사항들이 간소화되는 경우도 존재한다.
유선으로 PC와 연결되어야 사용이 가능한 HMD 기기(HTC Vive 1세대)에서 무선으로 PC와 연결하거나 독립적으로 구동이 가능한 HMD 기기(Meta Quest 3)로의 발전이 대표적인 사례라고 할 수 있다.
2. 장비 착용 방식
먼저 가상 세계를 체험하기 위해 사용되는 장비들(HMD 기기, 컨트롤러 등)을 체험자가 어떻게 착용해야 하는가에 대해서 살펴본다.
이는 가상 세계로 진입하기 위한 가장 기초적이고 필수적인 첫 단계이다.
머리에 착용하는 HMD 기기의 경우, 체험자가 머리에 헬멧을 쓰듯이 HMD 기기를 쓰고 가상 세계를 경험할 것이다.
그렇다면 이제 여기서부터 아래와 같이 다양한 질문들이 시작될 수 있다.
- 안경 착용자는 HMD 기기 착용 시 어떻게 불편함을 해소할 수 있는가?
- HMD 기기의 무게는 어느 정도까지 설정해야 하는가?
- 만약 기기가 유선으로 연결된다면, 그러한 선들이 움직임을 방해하지는 않는가?
물론 여기에도 예외는 있겠지만, 여기서는 아래와 같이 가장 포괄적인 개념들로 구분하여 다룬다.
- 탑승형 (Climb-in)
- 헬멧 장착형 (Helmet-mounted)
- HMD형 (HMD-style)
- 안경형 (Glasses-style)
- 고정된 장치에 체험자가 머리를 가져다 대는 방식 (Held-to-the-head)
- 손에 장치를 들고 사용하는 방식 (Hold-in-your hand)
- 키네토스코프형 (Kinetoscope-style)
- 자유 시점형 (Free-view)
- 수술형 (Surgical)
여기서 마지막 '수술형'의 경우에는 현실성을 따지기에는 시대가 너무 이르기 때문에 사실상 논외로 취급한다.
2.1. 탑승형 (Climb-in)
콕핏 스타일 시스템(Cockpit)이 대표적인 탑승형 시스템에 해당한다.
의자부터 수많은 컨트롤러 버튼, 트리거, 현실에서 사용하는 장비를 그대로 재현한 듯한 수준의 거대한 크기 등 시뮬레이션 게임을 좋아하는 사람들이라면 누구나 가슴을 뛰게 하는 로망이 있는 시스템이기도 하다.
탑승형 시스템은 고전적인 비행 시뮬레이터부터, 롤러코스터, 자동차 레이싱 등 현실의 경험을 최대한 정밀하게 구현하는 것에 중점을 두고 있다.
또한 어떠한 탈것에 탑승한 상태에서 이루어지는 경험을 위한 것이므로, 고정형 디스플레이 방식과도 중첩된다.
2.2. 헬멧 장착형 (Helmet-mounted)
머리를 보호하는 장비인 헬멧에 디스플레이 장치를 추가로 설치하는 방식의 시스템이다.
전투기 조종사용 헬멧, 소방관 방화모, 군용 방탄모 등 머리에 단단히 고정되는 형태의 헬멧이 대부분이며, 헬멧 자체에 모듈 형태로 다양한 센서나 카메라, 컴퓨터 장비를 연결할 수도 있어서 확장성에도 도움을 줄 수 있다.
현실적인 경험의 구현에 집중한 시스템인 만큼, 헬멧 장착형 시스템과 탑승형 시스템은 스펙트럼이 겹치는 부분이 상당히 많다.
2.3. HMD형 (HMD-style)
VR이라는 단어를 언급했을 때, 수많은 사람들이 가장 먼저 떠올릴 형태의 시스템이다.
HMD 기기를 머리에 고정시키면 HMD 기기가 체험자의 시야를 가리는 구조로 되어 있는 것이 일반적이다.
스트랩을 이용해서 HMD 기기를 고정시키는 것이 기본적인 방법이며, 머리에 고정되는 방식이기 때문에 무게에 민감하다.
헬멧 시스템과 마찬가지로 컴퓨터, 센서, 카메라 등 다양한 장비들을 내장시키기 쉽다.
HMD 기기 자체가 머리의 움직임을 따라가기 때문에 자이로센서 등을 내장하여 체험자의 위치, 시야의 방향 등을 추적하는 것도 가능하다.
HMD 기기는 기본적으로 체험자의 현실 세계 시야를 차단하기 때문에 안전 문제가 발생하기 쉽다.
2.4. 안경형 (Glasses-style)
HMD형 시스템보다 착용하기도 쉽고 가벼우며, 시야를 완전히 차단하지 않는 시스템이다.
사실상 HMD 기기를 제조하는 업체들의 궁극적인 목표 지점이기도 하다.
Meta 사에서 공개한 Orion 프로젝트가 대표적이며, 경량화/소형화에 따라 장비 착용에 대한 부담감이 크게 줄어들 것이다.
안경형 시스템은 HMD 기기가 구현하는 완전히 현실 세계의 시야를 차단하는 가상 세계의 뷰를 제공하는 것보다 현실 세계 위에 가상의 그래픽을 렌더링 하는 AR 스타일의 뷰를 제공하는 것이 일반적이다.
2.5. 머리에 대고 사용하는 방식 (Held-to-the-head)
손으로 들고 있는 장비를 머리에 대고 사용하는 방식의 시스템이다.
공원이나 휴양지에서 볼 수 있는 동전을 넣어 동작하는 쌍망경처럼 장비는 어딘가에 고정되어 있으며, 체험자가 장비를 손으로 잡고 머리를 대서 체험하는 방식을 말한다.
이는 초창기 원시적인 VR 시스템의 방식이기도 했다.
이러한 방식의 VR은 체험자와 실질적으로 연결되는 방식이 아니기 때문에 손쉽게 체험자가 가상 세계에서 이탈/참가할 수 있으며, 이러한 장점 때문에 공공장소에서의 활용도가 높다.
또한 고품질 디스플레이를 사용하지만, 무게가 너무 무거워서 장시간 착용이 불가능한 상황에서 대안이 될 수 있다.
(Facespace BOOM 디스플레이가 대표적인 사례이다)
2.6. 손에 장치를 들고 사용하는 방식 (Hold-in-your hand)
손에 VR 장비를 들고 있는 상태로 사용하는 방식의 시스템을 의미한다.
이 방식은 스마트폰을 활용한 모바일 VR 플랫폼에서 주로 사용한 방식으로, 현실 세계와 동기화되어 렌더링 되는 가상 오브젝트를 바라보는 형태로 구성되어 있다.
AR 플랫폼에서 주로 찾아볼 수 있는 방식으로, 체험자가 손으로 화면을 움직여서 가상 오브젝트를 바라보는 시야를 조절할 수 있다.
2.7. 키네토스코프형 (Kinetoscope-style)
영화 분야를 공부해 보면 아래의 '키네토스코프'라는 영사 장치를 한 번쯤 들어봤을 것이다.
위 사진처럼 관객은 동전을 넣고 장치 상단에 있는 작은 창에 눈을 맞춘 뒤, 깊고 어두운 장치 내부를 마치 훔쳐보는 것처럼 들여다보는 형태로 구성되어 있다.
장치 내부에는 고속 필름 셔터 이미지를 이용하여 영상물을 재생하도록 설계되어 있었는데, 마치 애니메이션처럼 여러 장의 이미지를 매우 빠르게 바꿔치기해서 움직이는 영상물을 구현하는 것과 같은 원리였다.
2. 봉합 이론
1. 봉합의 개념 인간이 만든 거의 모든 사물들은 이음새를 가지고 있다. 또한 솜씨가 좋은 장인들은 이음새를 어떻게든 숨기는 것에 집중한다. 프라모델을 만들 때도 사포질을 하고 페인트를 칠
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앞서 언급된 Fakespace PUSH 시스템처럼 VR 시스템에서도 키네토스코프 스타일은 충분히 적용이 가능하다.
여기서 Fakespace PUSH 시스템의 경우, 더 나아가 입력 인터페이스 또한 제한적으로나마 제공하기도 하였다.
2.8. 자유 시점형 (Free-view)
자유 시점형 시스템은 스테레오스코픽 이미지(3D 이미지)를 체험자가 맨눈으로 자유롭게 감상할 수 있는 시스템을 말한다.
오토스테레오(Auto-stereo) 디스플레이는 광선 차단 기술을 사용하여 1번 이미지는 A 방향에서, 2번 이미지는 B 방향에서 바라볼 수 있도록 만드는 것이 가능하다.
이 기술을 사용하면 모든 이미지가 제대로 정렬되어 있다면 체험자의 좌안/우안에 한 쌍의 이미지(좌측 이미지/우측 이미지)를 동시에 제공하여 깊이감(입체감)을 인식하도록 만드는 것이 가능하다.
Varrier 디스플레이 시스템의 경우, 여기서 더 나아가 체험자의 시선을 추적하여 스테레오시스가 왜곡되지 않도록 광선 차단막의 위치를 갱신해 주는 것도 가능하다.
2.9. 수술형 (Surgical)
인간의 신경계 능력을 증강하여 눈이나 기타 감각기관을 자극하는 과정을 거쳐서 정보를 수용하는 것이 아니라 뇌에 직접적으로 자극하여 수용할 정보를 곧장 제공하는 방식이다.
사실 설명만 들어도 백신을 맞으면 누군가가 우리를 조종할 것이라느니, 나노 머신을 심어서 생체 정보를 몰래 빼돌릴 것이라느니 하는 터무니없어 보이면서도 뭔가 찝찝하게 다가오는 괴담들과 유사한 기분을 느낄 수 있을 것이다.
하지만 시각 장애인, 사지 일부가 불편한 부상자처럼 신체 활동을 기본적으로 요구하는 VR 경험에 한계를 느끼기 쉬운 사람들에게 보다 다양한 접근성을 제공하고 VR 경험에서의 공평함(Equity)을 구현하는데 큰 도움이 될 수 있다.
다만 현시점에서 본다면 여전히 먼 미래의 이야기이기 때문에 그렇다 할 수준의 상용화 제품이 존재하지 않는 것도 하나의 특징이라면 특징이라고 말할 수 있을 것이다.
3. 사용자의 이동성
VR에서 다루는 사용자의 이동성은 현실 세계에 위치한 체험자의 신체가 얼마나 자유롭게 이동할 수 있는가를 다룬다.
이는 현실 세계 속 공간의 한계도 영향을 미치며, 착용 장비의 연결 방식 및 상태에 따라서도 크게 달라진다.
유선으로 PC와 연결하여 사용하던 초창기 HMD 기기들은 길고 거추장스러운 케이블이 항상 체험자를 따라다녔기 때문에 보이지 않는 케이블에 발이 걸려서 넘어지거나, 케이블 길이를 잘못 예측하여 연결된 PC가 넘어져서 상해를 입는 등 다양한 문제점이 존재했다.
현재 출시되는 거의 모든 HMD 기기들이 독립형 VR 시스템으로 전환되어 무선으로 PC와 연결되거나, 아예 HMD 기기 자체적으로 콘텐츠를 즐길 수 있게 되어 케이블의 위험에서 자유로워졌다.
하지만 VR 시스템을 통한 가상 세계의 경험은 시스템의 한계와 범위 안으로 체험자의 이동성을 구속한다는 것은 변함이 없다.
예를 들어 광학식 손 추적 기술의 경우, 센서의 인식 범위를 넘어선 곳에서의 손 움직임은 추적이 불가능할 것이다.
라이트룸 방식 또한 마찬가지로 등대 범위 밖에서는 체험자의 신체 추적이 불가능하므로 체험자의 행동반경을 구속하게 된다.
그 외에도 체험자의 신체가 위치한 공간이 얼마나 넓은지, 어떤 장애물이 있는지 등에 따라서 체험자의 이동성이 제한되기도 한다.
이러한 공간상 한계는 인간의 감각 기관이 지니고 있는 착각 효과를 유도하는 방식으로 제한적으로나마 극복할 수 있으나, 체험자 이동성의 완전한 독립을 보장하지는 않는다.
모바일 컴퓨팅 기술의 발전에 따라 나날이 급속도로 성장하고 있는 스마트폰의 기술력이 VR 시스템과 다시금 융합되기를 기대하는 것도 바로 이 때문이다.
스마트폰에 내장되어 있는 다양한 센서들과 강력한 컴퓨팅 성능, 별도로 준비한 각종 컨트롤러(근전도 센서를 내장한 밴드, 고전적인 게임용 컨트롤러 등)를 함께 활용한다면 사용자의 이동성을 크게 확장시킬 수 있을 것이라 생각한다.
4. 트래킹 방법과 인터페이스
시각 디스플레이의 종류는 트래킹 방법의 선택에도 영향을 미칠 수 있다.
디스플레이의 이동성 한계는 특정한 위치 트래킹 기술의 한계와 연관되어 있으며, 트래킹의 한계 수준이 시각 디스플레이의 한계 수준보다 낮은 것이 권장된다.
이렇게 돼야 모든 트래킹 정보를 온전히 시각 디스플레이에 출력할 수 있기 때문이다.
하지만 그렇다고 해서 트래킹 한계 수준이 체험자가 불편을 느낄 정도로 심하거나, 위험을 가해서는 안된다.
트래킹 센서의 인식 범위가 너무 좁아서 체험자의 신체 움직임을 온전히 추적할 수 없거나, 앞서 언급한 HMD 기기에 연결되어 있는 케이블이 체험자의 움직임을 방해하게 된다면 트래킹 시스템이 체험자의 움직임에 제한을 가하면서 트래킹 한계 수준은 시각 디스플레이의 한계 수준보다 낮아질 것이다.
하지만 그것이 체험자의 몰입감에 긍정적인 영향을 미친다는 의미는 절대 아닐 것이다.
오히려 모바일 VR 디스플레이처럼 작동 범위가 매우 넓은 방식의 VR 시스템이 훨씬 더 몰입감이 높은 경험을 선사해 줄 수 있을 것이다.
현재 출시되고 있는 대부분의 HMD 기기들은 트래킹 기술이 일체화(내장)되어 있기 때문에 초창기 VR 시스템처럼 별도의 트래킹 센서나 컨트롤러 등을 준비할 필요가 없어졌다.
이제는 흑백/컬러 카메라, 레이더/라이더, 가속도계 등 다양한 센서들이 HMD 기기에 내장되어 체험자의 손, 머리, 시선, 심지어 입술의 움직임까지도 추적할 수 있게 되었다.
HMD 기기보다 더 소형화/경량화되어 있는 안경형 시각 디스플레이의 경우, HMD 기기처럼 다양한 센서를 내장할 수는 없지만, 카메라 기반 트래킹 시스템은 충분히 구현할 수 있는 수준이다.
연산을 위한 컴퓨터까지 안경 정도되는 작은 규모에 모두 넣기는 불가능하기 때문에 무선으로 연결된 외장 컴퓨터팩을 별도로 지침 하는 방식을 사용하기도 한다.
안경에 부착되어 있는 카메라와 크기가 매우 작아 큰 부담이 되지 않는 기초적인 수준의 센서들(자이로센서 등)만 가지고는 만족스러운 트래킹 성능을 기대하기 어렵기 때문에 별도의 컨트롤러나 트래킹 장비를 요구하기도 한다.
대표적인 예시인 Meta 사의 'Project Orion'의 프로토타입 모델을 살펴보면 손목에 밴드처럼 착용하는 근전도 트래킹 장비를 사용하여 카메라로 인식할 수 없는 곳에 손이 있더라도 제스처를 자유롭게 사용할 수 있는 모습을 보여주기도 했다.
Project Orion 프로토타입의 경우, 앞서 언급한 것처럼 무선으로 연결되는 컴퓨터 퍽을 따로 휴대해야 하는 형태로 구성되어 있었는데, 이 컴퓨터 퍽을 스마트폰으로 대신한다면 이보다 더 뛰어난 접근성과 휴대성을 확보할 수 있을 것이라 기대한다.
스마트폰에는 디스플레이부터 가속도계, 자이로스코프, 나침반, 고성능 카메라, (구글 탱고 프로젝트의 경우) SLAM 트래킹 센서, 고성능 컴퓨팅 프로세서, 배터리, 무선 통신 칩셋 등 수많은 센서와 장비들이 내장되어 있는 고성능 장비이다.
무엇보다 누구나, 언제나 소지하고 있는 장비이기 때문에 안경과 별도의 트래킹 센서(근전도 밴드 등)만 소지하면 체험자가 휴대해야 하는 짐을 하나 더 줄일 수 있게 되는 셈이다.
5. 빛 공해
VR 경험에서 말하는 빛 공해는 일반적으로 가상 세계의 시각적 정보를 수용하는 것을 방해할 정도로 과도한 빛을 의미한다.
이러한 빛 공해는 VR 경험에 사용되는 시각 디스플레이 자체에서도 발생할 수 있으며, 차단해야 할 외부의 빛이 차단되지 못하고 새어 들어오면서 발생하기도 한다.
주변의 광원이 너무 강해서 정작 보여야 할 디스플레이가 제대로 보이지 않아 불편을 겪었던 경험은 누구나 과거에 휴대폰을 사용해 보면서 한 번쯤은 겪어보았을 것이다.
이러한 빛 공해는 일반적으로 고정형 디스플레이, 그중에서도 수조형 디스플레이에서 주로 발생한다.
하지만 꼭 광원이 과해야 빛 공해인 것만은 아니다.
빔 프로젝터를 사용할 때, 빛이 투사되고 있는 영역 앞에 누군가가 서 있게 되어 그림자가 발생하면서 디스플레이를 볼 수 없게 되는 경험 또한 누구나 한 번쯤은 겪어보았을 것이다.
즉, VR 경험에서의 빛 공해는 '빛이 있어야 할 곳에 없고, 없어야 할 곳에 있는' 경우를 지칭한다.
일반적으로 HMD 기기는 상대적으로 고정형 디스플레이 방식보다 외부 요인으로 인한 빛 공해로부터 조금 더 자유롭다.
이는 체험자의 머리에 고정되어 현실 세계의 시각 정보를 받아들이는 것 자체를 차단하는 환경을 기본 조건으로 상정하기 때문이다.
이를 위해 HMD 기기는 체험자의 얼굴에 단단히 고정되도록 설계되어 있다.
하지만 반대로 HMD 기기는 기기 내부에 존재하는 시각 디스플레이에서 발생하는 빛 공해에 취약하다.
렌즈의 반사각도나 곡률 등의 문제로 인해 의도치 않게 반사되는 빛인 미광(Stray Light)이 발생하거나, 프레넬 렌즈의 구조적 한계 때문에 발생하는 밝은 화면에서의 외부 굴절 현상 등이 대표적이다.
고정형 VR 디스플레이 시스템을 사용할 때 발생할 수 있는 또 다른 빛 공해 문제는 빛을 사용하는 다른 센서(적외선 센서 등)와의 간섭 문제이다.
스테레오스코픽 VR 시스템에서는 일반적으로 좌안, 우안의 신호를 체험자가 착용하고 있는 안경에 적외선 통신 채널을 사용해 전송한다.
이러한 스테레오스코픽 VR 시스템을 적외선 기반 시각 추적 시스템과 동시에 사용하게 되면 동일한 신호가 동시에 잡히게 되므로 간섭이 일어나 두 시스템이 정상적으로 동작하지 않을 수 있다.
이러한 문제는 VR 시장이 점차 커지게 되면서 적외선 신호를 분리하고 동기화할 수 있는 기술이 등장하면서 점차 해결되었다.
6. 주변 환경 요구사항
주변 환경 요구사항이란, VR 시스템을 사용하고 있는 체험자 주변의 현실 세계 속 환경을 의미한다.
고정형 VR 디스플레이를 사용하는 경우 앞서 언급한 것처럼 외부 요인으로 인해 발생하는 빛 공해 수준을 제한하는 수단을 마련할 필요가 있으며, 체험자의 시야를 차단하는 HMD 기기를 사용하는 경우 체험자의 안전을 위해 장애물이 없는 충분한 공간을 마련할 필요가 있다.
이러한 주변 환경 요구사항은 체험자의 안전에도 영향을 미치지만, VR 경험의 몰입감에도 큰 영향을 미친다.
예를 들어 잠수함 승무원이 되어 잠수함 조작법을 교육하기 위한 시뮬레이션을 경험 중이라면, 탑승형 시스템 방식을 적용하여 주변 환경 자체를 실제 잠수함처럼 작고 밀폐된 공간으로 꾸밀 수 있을 것이다.
HMD 기기를 사용할 때도 체험자의 시청각은 VR 시스템이 제어하기 쉽지만 촉각, 온도, 균형 감각 등은 제어가 어렵다.
이를 위해 현실 공간에 각종 소품들을 배치하고 렌더링 되는 가상 세계의 모습과 유사한 구조를 연출하는 것도 하나의 방법이 된다.
이는 체험자의 프레젠스 수준을 강화하는데 큰 영향을 미친다.
가상 세계 속 자기 지각: 프레젠스
1. 프레젠스란?프레젠스는 체험자가 얼마나 가상 세계를 신뢰할 수 있는 것으로 대하는가에 대한 일반적인 개념이다.앞서 살펴본 '몰입'의 개념에는 '정신적 몰입'과 '물리적 몰입'이 존재한다고
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7. 다른 감각 디스플레이와의 연관성
다중 감각과 디스플레이에도 연관성이 존재한다.
예를 들어 머리 기반 시각 디스플레이는 머리 기반 청각 디스플레이와 함께 활용할 수 있을 것이다.
두 디스플레이 모두 머리의 위치와 방향 등을 기반으로 하여 시각 정보와 청각 정보를 제공하는 방식이기 때문에 추적해야 할 대상(머리)이 같기 때문이다.
고정형 디스플레이를 사용할 경우에는 헤드폰을 사용할 수 있겠지만, 헤드폰을 사용하게 되면 머리의 움직임에 따라 헤드폰도 함께 움직이게 되므로, 소리의 근원지가 항상 체험자의 머리를 따라가는 듯한 사운드 효과가 구현된다.
스피커 시스템은 고정된 장소에서 소리를 발생시키기 때문에 체험자가 머리를 움직이거나 장소를 이동하면 소리의 발생 지점이 멀어지거나 가까워지는 등 좀 더 현실적인 사운드 효과 구현은 가능하지만, 이는 체험자가 정지된 상태로 있어야 의도한 사운드 효과를 온전히 경험할 수 있다는 의미이기도 하다.
만약 체험자가 머리 기반 시각 디스플레이와 3D 공간 음향 기술이 적용된 청각 디스플레이를 함께 사용한다면, 가속도계 또는 자이로센서 등을 이용해 체험자의 머리 방향과 각도를 감지하고, 체험자가 바라보고 있는 곳과 주변의 사물 등에 대한 정보를 바탕으로 3D 공간 음향을 렌더링 하는 방법을 구상해 볼 수 있다.
즉, 모닥불이 체험자 앞에 있다면 체험자가 고개를 우측으로 돌렸을 때, 헤드폰 우측 유닛에서 모닥불 소리가 크게 난다거나 등 뒤에서 누군가 체험자를 부른다면 체험자와의 거리를 측정해 메아리 수준을 계산하고 체험자의 등 뒤에서 소리가 나도록 렌더링 하는 것이다.
촉각 디스플레이 시스템의 경우 그 복잡성 때문에 시각 디스플레이에 제약을 가할 수 있다.
특히 위 사진처럼 고정식 촉각 디스플레이의 경우 시스템의 작동 영역 자체에 대한 한계를 만들기 때문에 특히 제약 수준이 두드러지는 편이다.
8. 휴대성
VR 시스템에서의 휴대성은 체험자가 해당 시스템을 가지고 얼마나 멀리, 자주 이동해야 하는가에 따라 중요도가 달라질 것이다.
한 손에 잡힐 정도로 작은 사이즈의 머리 기반 디스플레이를 사용하는 VR 시스템도 존재하며, 스마트폰에 전용 애플리케이션을 설치하고 디스플레이 전면에 렌즈만 고정시키는 형태로 사용하는 핸드 헬드 디스플레이 방식도 존재한다.
스마트폰 VR 시스템이 휴대성 면에서는 가장 유리하며, 접이식 마운트를 사용할 수 있다면 주머니에도 들어갈 정도로 소형화가 가능하다.
반면에 CAVE 시스템처럼 고정형 디스플레이를 사용하는, 규모가 매우 큰 VR 시스템의 경우에는 장비를 이동하는 것은 물론이고 시스템의 설치에도 굉장한 시간과 비용이 소모되기도 한다.
설치 이후에도 정상적으로 동작하는지를 검사해야 하기 때문에 본격적인 운영에는 며칠이 더 소요될 수도 있다.
CAVE 시스템과 같은 초대형 VR 시스템이나, 거대한 사이즈의 수조형 시각 디스플레이를 사용하는 방식의 VR 시스템들은 애초부터 휴대성은 고려사항이 아니었기 때문에 이러한 비용 및 시간 부담이 어느 정도 수용될 수는 있지만 그렇다고 해서 휴대성에 대한 개선 노력이 아예 없었던 것은 아니다.
거대한 디스플레이를 사용하는 방식인 ImmersaDesk는 운반이 쉽도록 제품 하단에 바퀴를 달기도 했으며 ImmersaDesk의 후속작인 ImmersaDesk II는 비행기 화물칸에 적재할 수 있도록 비행 케이스 방식으로도 제작되었다.
The ImmersaDesk and Infinity Wall
Marek Czernuszenko, Dave Pape, Daniel Sandin, Tom DeFanti, Gregory L. Dawe, Maxine D. Brown Electronic Visualization Laboratory Department of Electrical Engineering and Computer Science and School of Art and Design University of Illinois at Chicago 851 S.
www.evl.uic.edu
CAVE 시스템은 쉽고 간편하게 분해 및 재조립이 가능하도록 조립 방식이 간소화되었으며, 하나의 세트장처럼 만들어져서 엑스포와 같은 전시회에서도 간편하게 설치해 사용할 수 있는 수준까지 발전하였다.
9. 동시 참여 인원수
VR 시스템을 구축할 때는 해당 시스템의 디스플레이 처리량, 즉 특정 시간 내에 경험에 참여할 수 있는 인원의 수를 고려해야 한다.
HMD 기기를 사용하는 VR 시스템은 장비 1대 당 최대 1인까지 동시 참여가 가능하다.
또한 HMD 기기는 체험자가 착용하고 벗는 시간이 오래 걸리며 사람마다 시력과 초점 거리, 안경의 여부 등 다양한 요인이 조금씩 다르게 작용하기 때문에 공공장소에서 다수의 체험자들을 대상으로 한 시스템으로는 부적합할 수 있다.
이러한 경우에는 체험자의 신체를 추적할 수 있는 다양한 센서와 카메라 등을 적용한 거대한 규모의 고정형 디스플레이(수조형 또는 CAVE)가 더 적합할 수 있다.
체험자들의 동시 참여를 가능하게 하며, 참여하고 있지 않은 주변 사람들과의 안전도 쉽게 확보할 수 있으며, 타인의 관심도 쉽게 끌 수 있기 때문이다.
10. 방해 요소
HMD 기기의 경우, 가장 대표적인 방해 요소가 무게일 것이다.
반면에 고정 디스플레이 시스템이라면 방해 요소로부터 자유로운 편이다.
HMD 기기는 머리에 착용하는 방식이기 때문에 장시간 착용 시 무거운 무게가 큰 영향을 미칠 수 있다.
이는 HMD 기기를 생산성 분야에 활용하고자 할 때 큰 걸림돌이 된다.
유선 연결 방식은 이미 독립형 VR 시스템의 등장으로 극복되었으나, 무게의 경우 HMD 기기의 렌즈부터 디스플레이, 다양한 센서, 배터리, 컴퓨터 장치 등 수많은 요소들을 소형화, 경량화해야 하기 때문에 쉽지 않은 요인으로 작용한다.
또한 체험자의 머리 크기도 큰 영향을 미친다.
성인 머리에 디자인되어 있는 것이 일반적이지만, 콘텐츠의 주 타깃층이 어린이라면 문제가 될 수 있다.
고정형 디스플레이는 별도의 장비를 머리에 고정시키지 않고 맨 눈으로 체험이 가능하기 때문에 이러한 문제로부터도 자유롭다.
VR 시스템 사용 방식에 따라서도 체험자에게 제약을 가할 수 있어 방해 요소가 생기거나 바뀌기도 한다.
휴대형 VR 시스템의 경우, 스트랩으로 머리에 고정시키는 것이 아니라 한 손 또는 양손으로 들고 사용해야 하기 때문에 체험자가 가상 세계 경험 시 자유롭게 다룰 수 있는 손의 개수가 제한될 수 있다.
Project Orion의 사례처럼 HMD 기기의 일반적인 크기와 무게에서 벗어나 안경형으로 발전한 사례를 살펴보면, 높은 수준의 컴퓨팅 성능을 만족하기 위해 별도의 컴퓨터 퍽을 케이블이나 무선으로 연결한 뒤 주머니나 별도의 보관 장소에 넣어 휴대하는 형태로 구현되어 있다.
이 경우 별도의 배터리 퍽을 추가로 요구할 수도 있으며, Apple 사에서 출시한 Vision Pro 제품이 이러한 형태로 설계되어 있다.
이는 체험자가 직접 휴대해야 하는 준비물로 취급되므로, 장비 자체의 크기는 안경 수준으로 경량화/소형화되었으나 추가적인 장비를 휴대할 수 있는 능력을 별도로 확보해야 한다는 방해요소가 추가되는 셈이다.
11. 안전성
비주얼 디스플레이는 인간의 시각과 관련이 있는 요소이기 때문에 많은 안전 문제와 얽히게 된다.
HMD 기기를 착용한 체험자에게 가장 쉽고 자주, 위험하게 나타날 수 있는 것이 계속 언급했던 것처럼 보이지 않는 현실 세계 속 장애물에 부딪히거나 걸려서 넘어지는 등의 상해를 입는 것이다.
또한 디스플레이를 오래 바라보아야 하므로 눈의 피로도 큰 영향을 미치며, 무게와 장시간 사용에 따른 목과 어깨 등의 스트레스 및 피로도 한몫을 차지한다.
멀미는 단기적으로 발생하는 부작용에 해당하기 때문에 장비나 애플리케이션 내에서의 설정값 조정을 통한 적응 또는 체험을 일시 중단하는 것으로 회복할 수 있다.
이러한 부작용이 체험자의 신체에 영구적인 손상을 입히는 것은 아니기 때문에 상대적으로 덜 위험하지만, 회복 과정에도 시간이 소요되기 때문에 일시적인 기간 동안 시공간적 판단 능력에 손상을 입히기도 한다.
또한 위생 문제도 체험자의 안전성 범주에서 함께 고려해야 할 사항이다.
특히 다수의 체험자가 하나의 장비를 공유하는 환경일 경우 위생 문제의 중요도는 더더욱 올라간다.
HMD 기기의 경우, 방수 기능을 지원하지 않는 이상 스트랩을 따로 분리하여 청소하거나 개인용 스트랩을 따로 준비하는 번거로움이 요구되며 이러한 요구사항 또한 탈착식 부품을 사용하도록 HMD 기기 제조사에서 미리 설계 과정에서 고려를 해야 실현이 가능할 것이다.
12. 비용
VR 시스템의 비용은 오래전부터 소비자 입장에서 가장 중요하고 우선적으로 다루어졌던 문제점 중 하나였다.
초창기에는 굉장히 비싸고 낯설며, 부담스러운 가격에 비해 불편한 착용감과 부족한 콘텐츠 때문에 외면받기 일쑤였던 HMD 기기도 스마트폰 VR 시장의 시행착오를 거쳐서 지금은 30만 원대로도 충분히 만족스러운 수준의 기기를 구입할 수 있을 정도로 보급화가 이루어졌다.
스마트폰 VR 시장이 한창 인기를 끌 적에는 단순하고 가벼우며 저렴한 재료를 활용하여 간단하게 직접 만들어 사용하는 DIY(Do It Yourself) 스타일의 VR 시스템도 존재했다. (Google Cardboard 등)
고정형 디스플레이를 사용하는 방식의 VR 시스템도 여전히 수요가 있으며, 컴퓨팅 성능이 기하급수적으로 발전하면서 이전보다 더 많은 관심과 지지를 얻고 있는 분야로 거듭나게 되었다.
특히 AI 기술이 주목을 받기 시작하면서 이전보다 훨씬 정교하고 저렴한 방식으로 체험자의 신체 추적 정확도롤 끌어올릴 수 있게 되었다.
수고하셨습니다!
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