가상현실

가상현실(假想現實) 또는 VR(Virtual Reality)은 컴퓨터로 구현된 가상의 공간에서 체험하는 가상의 현실을 말한다. 간략히 브이알(VR)이라고도 한다. VR 기기에는 구글 카드보드와 데이드림(Daydream), 삼성 기어VR, 오큘러스 오큘러스 리프트, 소니 모피어스 등이 있다. 가상현실(VR)과 유사한 개념으로 증강현실(AR), 혼합현실(MR), 확장현실(XR)이 있다.

개요

가상현실(VR)은 "실제와 유사하지만 실제가 아닌 인공 환경"이다. 컴퓨터 등을 사용한 인공적인 기술로 실제와는 유사하지만 실제가 아닌 환경이나 상황을 만들어 사용자의 오감을 자극하며 실제와 유사한 공간적, 시간적 체험을 하게 함으로써 현실과 가상의 경계를 자유롭게 드나들게 한다. 또한 실재하는 디바이스를 이용하여 조작이나 명령을 내리는 등 가상현실 속과 상호작용이 가능하다.

가상현실을 구성하는 데 필요한 요소는 3차원의 공간성, 실시간 상호작용성, 몰입 등이 있다. 3차원 공간성은 사용자가 최대한 유사한 경험을 할 수 있는 가상공간을 만들어 내기 위해 물리적 활동 및 명령을 컴퓨터에 입력하고 그것을 3차원의 유사공간으로 출력하는 요소이다. 3차원 공간을 실시간으로 출력하기 위해 컴퓨터와 키보드, 마우스, 조이스틱 등 여러 장비를 통해 사용자는 가상현실에 더욱 몰입할 수 있다.

가상현실(VR) 시장은 증강현실(AR) 및 혼합현실(MR) 시장과 함께 수십억 달러 규모의 큰 시장으로 자리잡고 있으며 계속 성장할 것으로 예상된다.

역사

가상현실이란 개념은 1852년에 개발되었다. 오늘날 3D 디스플레이 기술의 근원이 되는 스트레오스코피 기술이 그것이다.

1968년 유타 대학의 이반 서덜랜드(Ivan Sutherland)에 의해 고안된 헤드 마운트 디스플레이(HMD)가 최초의 가상현실 시스템이다. 당시 이 HMD 기기를 유저가 사용하기에는 너무 무거워 천장에 고정되어 있었고, 선으로 표현된 가상공간이라고 한다. 1년 뒤 1969년 미국항공우주국(NASA)에서 아폴로 계획을 진행하면서 승무원의 훈련을 목적으로 시스템을 구축하면서 본격적으로 가상현실 기술이 발전 및 사용되었다.

이후 1980년대 말에서 1990년대 말에 가상현실 기술에 대한 대중들의 관심이 증가하였고, 1989년에 영화 '공각기동대'의 등장을 시작으로 대중문화에서 가상현실을 소재로 한 작품들이 등장하기 시작하였다. 가상현실에 대한 기술적, 사회적 이미지는 이 당시에 정립되었다고 할 수 있다. 다만, 당시 기술력으로는 대중화가 힘들어 2000년대 초반에는 관심이 한동안 사그라들었지만, 서브컬쳐 문화의 발전과 함께 2007년의 크라이시스를 필두로 하여 대중의 수요와 관심이 증폭되었다. 결정적으로 2015년 삼성전자의 기어VR과 2016년 오큘러스 리프트, 플레이스테션 VR 등 일반 소비자용 가상현실 기기들이 현실적인 가격대로 구매할 수 있는 환경이 갖추어지면서, 관심이 증가했다.

종류

가상현실은 3가지 제시 방식이 있다.

• 첫째는 컴퓨터 등이 만들어 낸 가상의 세계를 사용자에게 제시하는 방식이다. 컴퓨터 등에 의해 만들어진 가상의 공간이나 환경 속에 사용자가 몰입되는 경우로, 3D 게임의 경우가 떠올리기 쉬운 예이다.
• 둘째는 현실의 세계를 사용자에게 제시하는 방식으로, 사용자가 사용자에게 제시되는 대상과 원거리에 있는 가상현실을 이용한 공간 공유가 필요해지는데 이 경우를 원격현전(텔레익지스턴스, tele-existence)라 부른다. 원격현전을 가능하게 하는 기술로 원거리 로보틱스(tele-robotics)가 있다.
• 셋째는 사용자가 직접 지각할 수 있는 현실의 대상물에 대해서 컴퓨터가 더 많은 정보를 부가, 제시하는 방식이다. 증강현실(Augmented Reality, AR)이나 혼합현실(Mixed Reality, MR)이 있다.

가상현실을 구현하는 시스템 환경에 따라 다음과 같은 종류가 있다.

• 몰입형 가상현실 : 특수 장비를 통해 인간이 실제로 보고 만지는 것과 같은 감각적 효과를 느끼게 해 생생한 환경에 몰입하도록 하는 것을 말한다.
• 원거리 로보틱스 : 로봇을 이용하여 먼 거리에 있는 공간에 사용자가 현전하는 효과를 주는 것을 말한다.
• 데스크톱 가상현실 : 일반 컴퓨터 모니터에 간단한 입체안경, 조이스틱 등만 첨가하여 책상 위에서도 사용할 수 있는 가상현실 시스템이다.
• 3인칭 가상현실 : 비디오 카메라로 촬영하여 자신의 모습을 가상현실에 나타나게 하여, 마치 자신이 가상공간에 존재하는 것처럼 느끼게 하는 것을 말한다.

특징

가상현실의 특징을 크게 5가지로 요약하면 다음과 같다.

• 컴퓨터가 만들어낸 가상의 환경(Computer-Generated Environment) : 가상이란 말이 가지는 의미는 포괄적이다. 하지만 가상현실 기술에서 가상이 가진 의미는 ‘컴퓨터나 이와 비슷한 기계로 사람의 감각을 속여 가짜 환경을 진짜로 인지하게 하는 기술’이라고 명확히 정의할 수 있다.
• 몰입감(Immersion) :가상현실을 만드는 개발자가 중시하는 것은 이용자가 가상환경에 있는 동안 현실에서 완전히 단절되고 가상환경에 온전히 몰입하게 만드는 것이다. 즉, 가상환경이 곧 진짜 현실로 느끼도록 만드는 것이다. 이를 위하여 개발자는 이용자의 감정이입과 몰입감을 방해하는 요소들을 완전히 제거하려 노력한다. 몰입감이 떨어질수록 가상현실은 본연의 의미를 상실하게 된다.
• 3차원적 특징(3-Dimensional Features) : 사실 1990년대까지만 해도 가상현실이라는 단어의 의미는 포괄적으로 쓰였다. 그래서 굳이 3d가 아니더라도 가상환경의 일부분이라고 여겨지곤 했다. 하지만 오늘날의 가상현실은 포괄적 의미에서 벗어나 명확한 정의를 가진다. 즉, 사용자의 오감을 자극하여 가상현실에 실제성을 느끼게 해야 한다는 것이다. 이러한 관점에서 볼 때 3차원적 특징의 부여는 필수적이라고 할 수 있다.
• 체화된 상호작용성(Embodied Interactivity) : 인간의 심리는 환경에서 완전히 자유로울 수 없다. 그러므로 /사용자의 마음과 가상현실은 서로 상호작용하는 과정에 있어서 완전히 인터페이스 속성에 융합될 수 있어야 한다. 이러한 설명은 체화된 인지 이론에 근거한다.
• 오감의 활용성 : 가상현실은 인간의 모든 감각을 완전히 속이는 것을 목표로 한다. 아직까지는 비중이 시각과 청각에 크고 나머지 감각(촉각, 후각, 미각)은 작지만 기술의 발전에 따라 비중의 분포는 고르게 될 것이다.

활용

가상현실을 활용하여 혜택을 보고있는 6가지 분야의 산업이 있다. 자동차, 의료, 관광, 건축, 소매유통, 우주항공이다.

• 자동차 : 자동차 산업에서 가상현실의 활용은 디자인, 안전, 구매의 과정을 변화시켰다. 현실에서 실제로 여러 모델을 구축해보지 않고도 가상현실의 사실적 요소를 활용하여 미리 자동차가 어떤 모습일지, 어떻게 기능할지 알 수 있다. 또, 외부환경을 복제함으로써 시간과 노력의 소모를 단축하면서 자동차에 실시하는 안전 시험이 가능해졌다. 이뿐만이 아니라 몇몇 주요 자동차 회사들은 가상현실을 판매 영역에도 활용한다. 모든 자동차 제품군이 가상현실에서 테스트 드라이브, 기능 시험 등을 할 수 있게 되어있다.
• 의료 : 인체에 작업하기 전에 가상 환경이나 신체 가상 모델을 활용함으로써 작업 성공률을 극대화할 수 있다. 환자 관리에도 유용하게 쓰인다. 가상현실 애플리케이션은 환자에 대하여 배우고 이들을 검사할 수 있도록 설계됨으로써 시간과 비용의 절약을 돕는다.
• 관광 : 여행을 하기 전에 가상현실을 통하여 미리 체험해볼 수 있다. 여행 중에는 가상현실로 가이드와 함께 여행을 할 수 있다. 호텔 관광 업체도 인터랙티브 기술을 활용하여 숙소와 목적지를 구체적으로 보여줄 수 있다. 몇몇 업체는 가상 경험 도중 실제 자극 요소(바람, 향) 등을 추가하여 완성도를 높이는 적극성도 보인다.
• 건축 : 가상현실을 통하여 조명, 재질, 배치 등 건물 측면에 대한 다양한 시험을 해볼 수 있다. 가상 투어를 통하여 고객에게 보다 구체적인 이해를 전달할 수 있다. 도급업자와 건설업자는 건설 전과 건설 도중에 설계를 변경하기 편해져서 비용과 시간의 절약을 할 수 있다.
• 소매유통 : 매장에 제품을 진열해놓지 않고도 고객에게 가상현실을 통해 사기 전에 누려보는 체험을 제공할 수 있다. 의류 구매 시엔 고객의 신체를 스캔하여 옷을 입은 모습을 미리 보여주는 방식도 있다. 제품 범위도 다양하게 제공 가능하다. 이를 통하여 더 높은 고객 만족과 구매 증진 효과를 얻을 수 있다. 또, 서비스 제공 후 소비자 행동의 통찰을 소매업체에 전달해서 추가적 혜택을 얻을 수 있다.
• 우주항공 : 인터랙티브 기능이 커뮤니케이션을 용이하게 하여 다양한 부서 내 직원들의 이해를 돕는다. 즉, 가상현실의 시각적 속성으로 인하여 각 부서 간의 커뮤니케이션 격차가 줄어든다. 제품 행동 테스트와 시각화를 이용하여 더욱 빠른 제품 생산이 가능해진다. 또, 효율적 제품 개발이 가능해진다.

문제점

가상현실 기술의 발전에만 급급하여 놓치고 있는 점이 있다. 가상현실 콘텐츠가 뇌 건강이나 정신세계에 미치는 영향에 대한 연구결과가 개발지침에 포함되는 경우가 미흡하다는 점이다. 개인별로 다를 수 있는 반응을 크게 고려치 못한 것과 가상과 현실을 분간하기 힘들어 중독에 빠질 우려가 있다는 점이 부작용으로 제기됐다. 개인마다 생체적 반응과 심리적, 정신적 환경이 다르기 때문에 뇌에 왜곡된 기억을 심어주거나 집단적 혼란이 생길 수 있다. 특히 13세 미만 어린이에게는 망상장애 같은 심한 부작용이 일어날 수 있다. 이러한 부작용을 방지하기 위해서는 가상현실을 구조화된 큐브 같은 곳에서 체험하기보다 넓고 탁 트인 곳에서 체험하는 방법이 있다. 또, 맞춤형 가상현실 콘텐츠 개발도 방법 중 하나다.

전망

2015년부터 삼성 기어VR, 오큘러스 리프트 등 소비자용 가상현실(VR) 기기들이 출시되면서 본격적으로 가상현실 시장이 사람들 앞에 현실로 다가오기 시작했다. 특히 비디오 게임 분야에서 가상현실을 접목하려는 시도가 많이 일어나고 있는데, 대표적인 것이 플레이스테이션 VR과 VR방이다.

지금의 가상현실 기술은 상용화되어 보급되어 있는 기존의 인터페이스 장치들을 활용하여 제한적인 몰입형 가상현실을 구현하는 것을 목표로 하여 개발이 진행되고 있다. 완전 몰입형 가상현실의 구현까지는 아직 많은 과제가 남아 있는 상황이다. 또한 그러한 과제는 기술적 차원에서의 과제에만 그치지 않으며, 윤리적·법률적 차원에서의 과제 역시 적지 않게 존재하고 있기도 하다.

참고자료

• 〈가상현실〉, 《위키백과》
• 〈가상현실〉, 《나무위키》

같이 보기

• 증강현실
• 혼합현실
• 확장현실
• 메타버스
• 헤드 마운트 디스플레이

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