가상 현실 (Virtual Reality, VR)

가상현실 (Virtual Reality , VR)

가상현실 (Virtual Reality, VR)은 컴퓨터 등을 사용한 인공적인 기술로 만들어낸 실제와 유사하지만 실제가 아닌 어떤 특정한 환경이나 상황 혹은 그 기술 자체를 의미한다. 이때, 만들어진 가상의 환경이나 상황은 사용자의 오감을 자극하며 실제와 유사한 공간적, 시간적 체험을 하게 함으로써 현실과 상상의 경계를 자유롭게 드나들게 한다. 사용자는 가상현실에 단순히 몰입할 뿐만 아니라 실재하는 디바이스를 이용해 조작이나 명령을 실행하는 등 가상현실 속에 구현된 것들과 상호작용을 할 수 있다. 또 가상현실은 사용자와 상호작용이 가능하고 사용자의 경험을 창출한다는 점에서 일방적으로 구현된 시뮬레이션과는 구별된다. AR/VR 시장은 이미 수십억 달러 규모의 시장으로 자리 잡고 있으며 수년 내에 1,200억 달러 시장을 넘어설 것으로 예상되고 있다.

 

가상현실을 설명하는데 필요한 요소는 3차원의 공간성, 실시간의 상호작용성, 몰입 등이다. 3차원의 공간성이란 사용자가 실재하는 물리적 공간에서 느낄 수 있는 상호작용과 최대한 유사한 경험을 할 수 있는 가상공간을 만들어 내기 위해 현실 공간에서의 물리적 활동 및 명령을 컴퓨터에 입력하고 그것을 다시 3차원의 유사 공간으로 출력하는데 필요한 요소를 의미한다. 3차원 공간을 구현하는 데 필요한 요소는 그것을 실시간으로 출력하기 위한 컴퓨터와 키보드, 조이스틱, 마우스, 음성 탐지기, 모션 인식 센서, 데이터 등이 있으며 이러한 장비들을 통해 사용자는 가상현실에 더욱 몰입할 수 있다.

배경

- 용어

'버추얼 리얼리티 (Virtual Reality, VR)'라는 단어의 기원은 프랑스의 극작가, 시인, 배우이자 연출가인 앙토냉 아르토의 책에서 그가 극장을 묘사하는 단어로 '버추얼 리얼리티'를 사용한 것이다. 현재의 '가상현실'의미와 가까운 '인공 현실 (Artificial Reality)'이라는 단어는 1970년 대에 첫 세대 가상현실 연구가 중 하나인 마이런 크루거 (Myron Krueger)에 의해 만들어졌다. 그 후 1980년대 후반에 미국의 컴퓨터 과학자인 재런 러니어 (Jaron Lanier)에 의해 현재의 가상현실 개념을 뜻하는 단어인 '버추얼 리얼리티'가 널리 쓰인 게 되었다. 한국어로 '버추얼 리얼리티'는 '가상현실'이라고 번역되는데 이는 일본어 번역을 그대로 본뜬 것이라 알려져 있다. 컴퓨터의 첨단 기술을 동원해 인간의 오감을 창조하는 것이 버추얼 리얼리티의 개념인데 마치 현실과 완전히 대칭적으로 쓰인 듯한 '가상현실'이라는 번역이 잘못되었다는 의견도 있다.

 

- 역사

일반적으로 알려진 사실에 따르면 1968년에 유타 대학 아이번 서덜랜드가 고안한 헤드 마운티드 디스플레이 (머리 부분 탑재형 디스플레이, Head Mounted Display, HMD)가 최초의 가상현실 시스템이라고 한다. 최초의 HMD 시스템은 사용자가 사용하기에 너무 무거워 천장에 고정되어 있었으며 선으로 표현된 3차원의 영상으로 가상공간이 생성되었다고 한다. 또 초기의 가상현실 시스템 중 주목할만한 것으로 1977년 MIT에서 만든 아이스펜 무비맵 (Aspen Movie Map)이 있다. 이는 사용자가 콜로라도 주의 아스펜으로 가상여행을 떠날 수 있게 해주는 가상현실 시스템이다. 시각을 이용한 가상현실로서는 1991년 일리노이 대학의 토머스 데판티 등에 의해서 제안된 CAVE (Cave Automatic Virtual Environment, 몰입형 디스플레이)가 유명하다.

분류

- 제시 방식에 따른 분류

가상현실은 컴퓨터 등이 만들어 낸 가상의 세계를 사용자에게 제시하는 것과 현실의 세계를 사용자에게 제시하는 것으로 구분될 수 있다. 쉽게 말해 전자는 컴퓨터 등에 의해 만들어진 가상의 공간이나 환경 속에 사용자가 몰입되는 경우로 3D 게임을 예로 들 수 있다. 이러한 가상현실 속에서는 현실에서는 존재하지 않는 상상의 것들도 있을 수 있고 사용자가 그것을 만지거나 조작을 가하는 등의 상호작용이 가능하다. 후자는 현실세계의 정보가 가상현실 시스템 기기를 통해 사용자에게 전달되는 경우이다. 특히 사용자가 사용자에게 제시되는 대상과 원거리에 있는 가상현실을 이용한 공간 공유가 필요해지는데 이 경우를 원격 현전 (텔레익지스턴스 Tele-Existence)라 부른다. 원격 현전을 가능하게 하는 기술로 원거리 로보틱스 (Tele-Robotics)가 있다. 카메라가 장착된 로봇을 조종하여 인간이 실제로 가기 힘들거나 물리적으로 떨어져 있는 장소를 탐사, 관찰하는 경우가 이에 해당한다. 또 사용자가 직접 지각할 수 있는 현실의 대상물에 대해서 컴퓨터가 더 많은 정보를 부가, 제시하는 경우인 증강 현실 (Augmented Reality, AR)이나 복합현실 (Mixed Reality, MR)도 후자의 경우이다. 증강현실은 교육, 경제, 문화 등 다양한 영역에서 응용되고 있다.

 

- 시스템 환경에 따른 분류

가상현실 시스템은 3차원 시뮬레이션을 통해 실제 같은 효과를 부여하는 시스템으로서 시스템이 사용되는 환경에 따라 몰입형 가상현실 (Immersive VR), 원거리 로보틱스 (Tele-Robotics) , 데스크톱 가상현실 (Desktop VR), 3인칭 가상현실 (Third Person VR)로 나뉠 수 있다.

  -> 몰입형 가상현실

HMD (Head Mounted Display), 데이터 장갑 (Data Glove), 데이터 옷 (Data Suit) 등의 특수 장비를 통해 인간이 실제로 보고 만지는 것과 같은 감각적 효과를 느끼게 해 생생한 환경에 몰입하도록 하는 시스템을 말한다. 

 

 -> 원거리 로보틱스

몰입 시스템 + 로봇의 형태이다. 로봇을 이용하여 먼 거리에 있는 공간에 사용자가 현전하는 효과를 주는 시스템을 말한다.

 

 -> 데스트톱 가상현실

일반 컴퓨터 모니터에 간단한 입체안경, 조이스틱 등만 첨가하여 책상 위에서 쉽게 만날 수 있는 가상현실 시스템을 말한다.

 

 -> 3인칭 가상현실

비디오카메라로 촬영된 자신의 모습을 컴퓨터가 만들어내는 가상공간에 나타나게 하여 자신이 가상공간에 직접 존재하는 것처럼 느끼게 하는 시스템을 말한다. 주로 오락용으로 많이 쓰이며, Xbox 키넥트 (KINECT)가 여기에 속한다.

 

가상현실의 뜻은 다양한 사람들이 다양하게 정의하고 있다. 하지만 공통적인 요소를 정리해본다면 '컴퓨터 기술을 통해 인간의 오감을 자극하여 현실과 유사한 또 다른 현실을 창조하는 활동'이라 할 수 있다. 즉 일정한 특을 가진 것이 아니며 모든  상상할 수 있는 환경 자체가 가상현실의 범위인에 들어갈 것이다. 초기에는 Synthetic Environments, Cyberspace, Artificial Reality, Simulation Technology 등 다양하게 명명되었지만 최근에는 주로 가상현실 (Virtual Reality, VR)로 불려 지고 있다.