가상현실(Virtual Reality)에 대한 이해

가. VR Platform의 정의

VR의 어원은 ‘Virtual Reality’의 약자이며, ‘가상현실’ 이라고 말한다. 컴퓨터 그래픽으로 만들어진 가상공간에서 시각 및 청각뿐만 아니라 촉감 등의 감각을 만족시키기도 하며, 학습자가 마치 실존하는 현실 세계의 공간에 온 듯한 환경을 만들어주어 상호작용을 할 수 있다.

VR은 컴퓨터에서 만들고 입혀진 그래픽 등의 기술로 가상현실을 학습자에게 보게 하는 것과 현존하는 현실 세계를 학습자에게 보게 하는 것으로 구분할 수 있다. 이는 텔레 익지스턴스(Tele existence)라고 불리기도 하는데, 학습자가 원 격지로 있는 대상에 있을 경우에 VR을 이용하는 공간 공유의 필요함을 일컫는 다. 또한 컴퓨터가 학습자에게 직접적으로 자각할 수 있는 어떤 오브젝트에 더 많은 정보를 주입하는 경우에는 증강 현실(Augmented Reality, 이하 AR) 또는 복합 현실(Mixed Reality, 이하 MR)로 불린다.

이러한 복합 현실(이하 MR)의 공통적인 요소들을 정리한다면 ‘인간의 오감을 자극하고, 극대화하여 현실과 가장 유사한 현실을 창조하여 경험하는 활동’이라 고 할 수 있으며 정형화된 틀이 아닌 상상 가능한 모든 환경과 설정을 VR로 구현해 낼 수 있다.

나. VR Platform의 유형과 특성

VR은 기술의 일환이므로 분류가 정확하게 나누어지지 않지만, 크게 학자의 따 라 다르게 분류되거나 요소 혹은 몰입감에 따라 구분할 수 있다. 대표적으로 몰 입형 VR과 비몰입형 VR로 구분할 수 있고, 구현 방법이나 제작방법을 기준으로

하여 구분할 수도 있다. 다음 아래는 위에 열거한 VR의 유형을 몰입감과 구현 방법, 제작방법의 기준으로 정리해 본다.

1) 몰입감에 따른 가상현실의 유형

비 몰입형 가상현실

(Non- Immersive; Desktop VR)

반 몰입형 가상현실

(Semi- Immersive; Projected VR)

완전 몰입형 가상현실 (Fully- Immersive VR)

<그림1> 몰입감에 따른 가상현실의 유형

(1) 비 몰입형 가상현실(Non- Immersive; Desktop VR)

같은 의미로 쓰이는 단어로는 탁상형 가상현실(Desktop VR System)이라고 부 르며, 모니터 화면 등에서 컴퓨터 그래픽 화면 위에 만들어진 가상의 공간을 영 상을 학습자가 보면서 가상현실을 체험하는 방식으로 상호작용하는 시스템이다.

3차원 영상을 처리해야 하기 때문에 실시간으로 높은 해상도를 요구하며 컴퓨터 의 성능이 우수할수록 그래픽 처리가 용이하여 유리하다. 웹 등에서 사용이 가능 하며 몰입감이 떨어지는 대신 저가의 장비로 쉽게 실현이 가능하고, 대중적으로 일반화되어 있는 것이 특징이다. 대표적인 예로 영화관이나 3D, 4D를 체험하는 장소나 방(입체영상관)이 있다.

(2) 반 몰입형 가상현실(Semi- Immersive; Projected VR)

대형 스크린이나 큰 모니터를 활용하여 고해상도의 영상을 보며 가상현실에 완전히 몰입하는 것이 아닌 학습자가 현실 세계와 차단되지 않은 상태에서 현실 세계와 가상현실을 동시에 느낄 수 있도록 해주는 시스템이다. 전체적으로 큰 화 면을 이용하는 것이 특징이며, 여러 명이 함께 가상현실을 경험할 수 있다. 그러 나 몰입감이 상대적으로 낮기 때문에 가상현실 안에서 상호작용할 수 없다는 단 점이 있다.

(3) 몰입형 가상현실(Fully- Immersive VR)

3차원 환경 HMD(Head Mounted Display) 등의 몰입형 특수 장비를 착용하여 가상현실을 동시에 경험하도록 상호작용한다. HMD의 장비 등을 활용하기 때문 에 현실 세계와 완전히 차단되어 가상현실을 온전히 몰입할 수 있는 것이 특징 이다. 그러나 CAVE(Cave Automatic Virtual Environment)와 같은 대형 시스템 에 적용으로 인해 필요한 장비 등이 고가인 점과 HMD의 형태와 같은 특수 장 비를 오랫동안 사용하였을 경우 시각적인 부분에서 인지부조화가 나타나기 때문 에 멀미 등으로 이어져 장시간 사용이 어렵다는 단점이 있다. 그 예로, 실제

공간에서의 움직임이 없는데, VR 속에서는 몸이 움직이고 있다는 전이성 착각

데스크톱 VR의 경우 다수의 학습자들이 동시에 이용이 가능하다는 장점이 있 고, 몰입형 VR보다 훨씬 높은 대중성과 낮은 진입장벽으로 학습자들이 쉽게 이 용이 가능하다. 장소의 구애를 받지 않기 때문에 접근성과 활용성이 뛰어나 일상 생활에서 가장 많이 사용되고 있다. 그러나 몰입형 VR보다는 현존감과 몰입감이 떨어지는 단점이 존재하며, 컴퓨터의 성능차이와 인터넷 네트워크의 속도의 차이 에 따라 출력되는 3차원의 입체영상 및 VR 구현 효과의 차이가 생길 수 있다.

데스크톱 VR의 대표적인 예는 3D 기반의 컴퓨터 게임(VR 구현) 및 구글 지도 맵 View 등이 있다.

3) 제작 방법에 따른 가상현실의 유형

(1) 파노라마 VR

파노라마 VR은 촬영된 사진을 겹치고 이어서 공간을 펼쳐 공간감을 극대화하 는 방법이다. 실제 사진을 기반으로 하기 때문에 사실감이 뛰어나 주로 박물관의 층별 안내의 필요한 건물 홈페이지에 응용되거나 설계도 또는 도시계획 분야의 도시 건축 3차원 지도 등에서 폭넓게 사용되고 있다. 그러나 다양한 시점에서 관 찰하기가 어렵고 일방적인 둘러보기에 그치기 때문에 범용성이 낮다.

(2) 3D VR

가상현실을 컴퓨터 그래픽 프로그램 기반으로 하는 3D 모델링을 통해 구현해 냈다. 실제 사진이 아니기 때문에 사실적인 정보 전달이 다소 떨어지는 단점이 있지만 학습자가 자유롭게 이동이 가능하고, 보다 자세히 관찰할 수 있다. 주로 학교의 건물을 안내하거나 영화 또는 게임 산업 등에서 활용성이 높다.

(3) Object VR

물체를 중심으로 360° 촬영을 하여 여러 장의 이미지 사진을 배열하고 제작한다.

사실감과 3D 등의 현장감이 높은 것이 특징이다. 또한 물체를 360°로 자유롭게

오큘러스 터치 (Oculus Touch)

마이오 (Myo Arm Band)

마누스 E3 (Manus E3)

Etee VR (etee Steam VR)

<그림2> 컨트롤러의 여러 종류

2) 트레드밀

컨트롤러 외에도 가상현실 속에서 360° 전방위로 움직이는 것을 가능하게 해주 는 ‘트레드밀’이라는 장비가 존재하는데 좁은 공간에서도 학습자가 걷거나 뛰는 것을 가상현실 속 디지털 신호로 입력하는 장치를 말한다. 보통 제품의 발판은 사용자의 걷기와 뛰기, 점프 등의 동작도 입력이 가능하다. 대부분의 트레드밀 장비는 학습자를 받쳐주는 허리 지지대가 있어 허리를 고정시켜주기 때문에 안 전하고 자유롭게 움직일 수 있다. 또한 가상현실의 환경 변화와 학습자의 상태 변화를 바람, 진동, 표면 변화 등 4D 효과로 변환시킬 수 있다.

학습자의 현실 속 행동이 즉각적으로 가상현실로 전달되고 입력되어 감각적 체험이 극대화 되도록 개발한 오감형 트레드밀도 존재한다. 하지만 아직까지도

장비의 높은 가격대 형성과 부족한 콘텐츠, 층간 소음 등의 이유로 대중화가 되 지 않고 있다.

전방위 트레드밀

(Omnidirectional Treadmills)

퀀텀 트레드밀 (Quantum Treadmill)

인파니덱 (Infinadeck)

<그림3> 트레드밀의 여러 종류