정전기관 및 기타 감각 디스플레이

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1. 균형감각 디스플레이 (Vestibular display)

체험자의 균형감각에 영향을 미치는 디스플레이의 일종이다.

체험자가 움직이는 방향이나 중력의 방향을 감지하는 역할을 하는 내이에 자극을 가하는 형태로 구성되어 있으며, 전정기관을 다루었을 때 언급했던 바와 같이 균형감각 디스플레이가 청각에 영향을 미치지는 않는다.

또한 인간의 전정계는 시각계와 연관이 크기 때문에 '크로스 모달 효과'를 유도하기 위해 균형감각 디스플레이와 시각 디스플레이가 연관된 경우가 많다.

균형감각 디스플레이를 통해서 체험자에게 정확한 피드백을 줄 수 있는 방법은 체험자를 물리적으로 움직이게 만드는 것이다.

실제로 체험자가 움직임으로써 전정기관이 실제 자극을 받는 것보다 더 확실한 피드팩을 줄 수 있는 방법은 없다.

다만 이는 제약 조건이 매우 크고, 체험자의 안전도 고려해야 하기 때문에 체험자를 직접 움직이게 하는 것보다는 크로스 모달 효과와 크로스 센서리 효과를 활용해 체험자에게 '착각'을 유도하도록 하는 방법이 더 널리 쓰이고 있다.

 

1.1. 모션 기반 디스플레이 (플랫폼)

모션 기반 디스플레이, 즉 플랫폼은 콕핏의 사례처럼 체험자가 물리적인 공간을 자유롭게 이동하는 조건이 아니라 지정된 자리(좌석 등)에 앉아 고정된 위치에서 가상 현실을 경험할 때 주로 사용된다.

체험자 신체가 아니라 체험자가 앉아있는 좌석을 움직이고 기울이는 방식으로 전정계에 자극을 가한다.

자동차 시뮬레이션을 예로 들자면, 차량이 고속으로 코너를 돌 때 느껴지는 쏠림과 진동을 직접 체험자가 앉아있는 좌석을 기울이고 떨리게 만들어서 구현하는 것이다.

이러한 형태의 디스플레이는 시뮬레이터 시스템처럼 교육 및 훈련용으로 주로 사용되며, 요구사항에 따라 달라지겠지만 상대적으로 적은 가격과 공간으로도 충분히 구현이 가능하다.

이보다 규모와 성능을 대폭 키워서 6-DOF 자유도를 제공하기 위해 로봇 팔에 사람을 태울 수 있는 포트를 부착하고 HMD 기기를 착용한 체험자의 움직임과 행동에 맞게 포트를 회전/이동시키는 방식이 구현되기도 했다.

이러한 대규모 모션 기반 디스플레이는 놀이공원과 같은 공공장소에서 주로 사용되고 있다.

 

1.1.1. 이동 플랫폼 (Moving platform)

이동 플랫폼은 트레드밀처럼 체험자가 직접 자신의 의지로 신체를 움직일 수 있도록 구현된 플랫폼이다.

스마트폰 VR이 등장했을 당시, 대부분의 콘텐츠가 롤러코스터와 같이 어떠한 공간에 앉아서 '관람'하는 형태로만 구성되어 있었다.

이동 플랫폼은 이러한 정적인 관람을 넘어 자유로운 체험자의 이동성을 보장하는데 큰 도움을 줄 수 있다.

이미 현재도 HMD 기기를 착용한 체험자가 물리적 공간을 움직이면 가속도 센서와 자이로 센서를 통해 움직임을 감지하고 가상 세계에 이를 반영할 수는 있다.

하지만 물리적 공간의 한계와 안전 문제, HMD 기기와 컴퓨터 간의 연결 범위 문제 때문에 사실상 무한한 공간인 가상 세계를 체험자가 물리적으로 움직이면서 탐험하는 것은 불가능하다.

이동 플랫폼은 트레드밀처럼 신체 자체는 정적인 위치를 유지하지만, 자신의 의지에 따라 다리를 움직여 공간을 탐험하는 것이 가능하게 만든다.

다만 위와 같은 현존하는 이동 플랫폼도 완전한 체험자의 이동성을 재현하지는 못한다.

즉, 평지에서의 전방위 이동만 구현이 가능하며, 장애물이나 경사로, 계단 등의 표현까지는 불가능하다는 한계가 존재한다.

위 게임 속 영상(<Rainbow Six: Extraction>의 VR 훈련 코덱스)처럼 장애물이나 경사 등 사실적인 공간을 구현하기 위해서는 소품을 적재적소에 맞게 배치해 주는 ROSD, 충분히 넓은 물리적 공간, IR 센서 등을 활용한 전신 추적 기술의 결합이 필요할 것이다.

 

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2. 후각, 미각, 기타 감각 디스플레이

현재까지 후각, 미각 등의 기타 감각까지 다루는 디스플레이는 아직 크게 활성화되지 못했다.

후각과 미각은 앞서 다루었던 시각, 청각, 촉각, 전정감각과 달리 직접 냄새를 맡게 하거나 맛을 보게 하는 것 말고, 이 감각 기관을 자극할 수 있는 또 다른 효과적인 방법을 구현하기에는 아직 기술적인 한계가 명확하다.

냄새를 사용하는 것도 문제이지만, 그 냄새를 어떻게 제어할 것인지도 문제가 된다.

다양한 화학 물질을 합성하여 향수를 뿌리는 방식으로 냄새를 구현하였다고 해도, 그 냄새가 어디까지 퍼질 것인지, 얼마나 오래 머물 것인지는 어떻게 제어할 수 있는가?

그 냄새가 체험자의 안전에는 어떠한 영향(알레르기 반응 등)을 미칠 수 있으며, 그것을 얼마나 정확하게 예측할 수 있는가?
(안전 문제는 체험자가 아닌 타인까지도 고려해야 한다)

만약 냄새가 사라지는 속도보다 가상 세계 속에서 체험자가 다른 장소로 이동하는 속도가 더 빠르다면, 시각과 후각 사이의 동기화는 어떻게 구현할 수 있는가?

이처럼 수많은 문제와 의문들이 여전히 남아있기 때문에 후각과 미각 등 기타 감각 디스플레이는 여전히 연구 단계에서 머물러 있다.

미각의 경우 혀에 미세한 전기 자극을 가하는 방식이 시도되고는 있으나, 이 또한 위생에 대한 문제와 감전을 비롯한 안전 문제 등 고려해야 할 많은 사항이 여전히 과제로 남아있다.

 

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수고하셨습니다!

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