가상현실(Virtual Reality)이란
가상현실이란 여러 가지 인간의 감각(시각, 청각, 촉각, 후각, 미각)을 인간과 컴퓨터간의 인터페이스로, 이용자가 현실과 같은 3차원 상황 속에서 상호작용할 수 있도록 해주는 실시간 시뮬레이션 환경을 뜻합니다.
가상현실이 가장 먼저 발전된 분야로서 실생활에서 흔히 볼수 있는 VR 게임과 4DX 처럼 가상현실을 이용한 영화 극장에서 우리들은 친숙하게 접할 수 있습니다. 교육분야에서도 매우 활발하게 사용되고 있는데, 대표적으로 가상현실 파일럿, 사격 훈련 등 군사교육과 3D, CAD 저작 도구를 이용한 컴퓨터 교육, 가상 수술을 할 수 있는 의료 교육등이 있습니다.
기업들의 비지니스에도 이 가상현실 기술들이 많이 적용되고 있는데 소비자가 새로운 상품을 경험해보도록 하기 위해 웹이나 핸드폰의 앱을 통한 가상현실을 미리 체험해 보는 것이 대표적인 사례라고 할 수 있겠습니다.
4차선업에 들어서 이렇게 가상현실 기술이 더욱 더 각광받고 있는 이유에는 과거에 고가였던 관련 기기들의 가격하락과 3D 그래픽 기술의 발전, 각종 센서 및 하드웨어 성능 향상으로 쉽게 접목할 수 있는 여건이 조성되었기 때문입니다.
반면, 장시간 이용에 따른 피로감, 발작, 구역질, 감각상실등의 건강관련 문제점들은 앞으로도 계속 해결해 나가야 하는 문제점입니다.
가상현실 종류와 요소
가상현실의 종류에는 아래와 같은 것들이 있습니다.
FullyImmersive
컴퓨터 3D 모델이나 시뮬레이션과 같이 완성도 있는 내용에 몰입하는 것으로 투구형 고글과 스테레오 사운드 이어폰을 사용할 때 가능한 환경.
Non-Immersive
컴퓨터 스크린이나 대형 TV화면을 사용하여 가상현실을 투사하는 형태.
Collaborative
심즈나 마인 크래프트와 같이 여러 사람들이 가상현실에 함께 참여하는 형태.
Web-based
VirtualRealityMarkupLanguage (VRML)를 활용하여 인터넷에서 가상 현실을 구현하는 형태.
가상현실의 기본 베이스가 되는 요소들에는 사용자가 진짜인 것 같다고 여길 만큼 사실감이 있는 믿을 만한 (Believable) 상태 와 재미와 환상적 요소가 결합되어 사용자가 사용해보거나 실험해보고 싶게 만드는 Explorable (탐험할 만한) 상태, 사용자가 수동적 작동만 하는 것이 아니라 가상현실에서 나타나는 인물이나 객체와 Interactive (상호작용적인)하는 상태, 가상현실의 내용에 대한 흥미나 호기심이 커져서 점점 그 내용으로 Immersive (몰입,실감되는) 되는 상태가 있으며 이 바탕에는 Computer -generated (컴퓨터기반의) 의 가상현실의 구현으로 네트워크를 통한 다자간 인터랙션이 되어야 합니다.
가상현실 장치
아무래도 컴퓨터와 인터페이스를 하는 기술이다보니 여러가지 관련 장치와 장비가 필요합니다.
시각 디스플레이 장치는 HMD(HeadMountDisplay)라고도 불리우며 안구투사(RetinaProjection), 머리 움직임 추적(HeadTracking), 안구 움직임 추적(EyeTracking) 등으로 우리가 볼 수 있는 시각적 효과를 제어해 줍니다.
청각 수용 장치는 시각 디스플레이 장치에 결합된 형태이거나 별도의 헤드폰이 선으로 연결되어 있는 형태로 소리의 방향이나 세기를 조절하는 장치입니다.
촉각 피드백 장치는 표면 질감이나 무게와 같은 촉각을 측정 및 감지하는 장치이며 반발력이나 물체가 주는 힘 또는 압력에 대한 피드백을 통해 현실감을 느끼게 하는 장치로 힘 및 움직임 피드백 장치가 있습니다.
전신의 움직임을 감응하며 넓은 공간에서 자유자제로 움직이는 동작을 감지 및 시뮬레이션 해주는 장치로는 전신 움직임 장치가 있습니다.
증강현실(Augmented Reality)의 정의
증강현실이란 실제 환경에 가상 사물이나 정보를 투사 또는 합성하여 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 컴퓨터 기법으로 현실과 가상의 결합으로 실시간 상호작용이 가능하고 3D로 표현된 가상이 현실에 반영되어 나타내는 기술입니다. 가상현실과 마찬가지로 증강현실도 게임분야에서 많이 응용하고 있는데 대표적인 것이 포켓몬 고같은 게임입니다. 이외에도 테마파크나 박물관에서 대형화면을 통해 증강현실을 보여주기도 하고 백화점이나 상점에서도 고객이 자신에 맞는 상품을 선택하기 위해 증강현실을 사용하기도 합니다.
가상현실과 증강현실의 차이로는 가상현실(VR)은 사용자가 가상의 영상이나 미디어에 전적으로 몰입되어 상호작용 하는 것이고 증강현실(AR)은 현실 배경 위에 증강된 가상 이미지(영상)등을 투사시켜 겹쳐 보여주는 기법입니다.
이러한 현실과 증강현실, 가상현실의 요소를 모두 혼합된 상태로 실시간으로 현실과 가상 사이에 동기적 상호작용이 가능하도록 구현하는 컴퓨터 기반의 테크놀로지 기법을 혼합현실(Mixed Reality) 이라고 합니다.
혼합현실(가상현실 + 증강현실) 같은 가상환경을 구성하는 요소는 가상환경 내에 존재하는 액터와 객체로 시나리오를 구성하는 컨텐츠와 사용자가 움직이는 공간의 범위, 위치, 동작인식 등이 포함된 위치정보, 사용자가 사용자가 가상환경 내에서 행위를 할 때 필요한 규칙과 행동방식이 상호작용하는 요소로 구성되어 있습니다.