확장현실

확장현실 또는 XR(eXtended Reality)이란 가상현실(VR)과 증강현실(AR)을 아우르는 혼합현실(MR) 기술을 망라하는 용어이다.

개요

확장현실(XR)은 가상현실, 증강현실, 혼합현실이 연계된 현실을 의미한다. 가상현실(VR)이 360도 영상을 바탕으로 새로운 현실을 경험하도록 하는 기술이라면, 증강현실(AR)은 실제 사물 위에 컴퓨터그래픽(CG)을 통해 정보와 컨텐츠를 표시한다. 확장현실(XR)은 위의 두 기술들이 각자 단점을 보완하면서 상호진화를 한 결과물이다.

확장현실(XR)은 가상, 증강현실 기술의 개별활용 또는 혼합활용을 자유롭게 선택하며, 확장된 현실을 창조한다.

연계

확장현실(XR)은 가상현실, 증강현실, 혼합현실이 연계된 현실을 의미한다.

가상현실

가상현실(假想現實) 또는 VR(virtual reality)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.

증강현실

증강현실(增强現實) 또는 AR(Augmented Reality)은 실제 환경에 가상의 사물이나 정보를 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 컴퓨터 그래픽 기법이다. 현실 세계에 실시간으로 부가정보를 갖는 가상세계를 합쳐 하나의 영상으로 보여준다. 실제 환경과 가상의 객체가 혼합된 증강현실 기술은 사용자가 실제 환경을 볼 수 있게 하여 보다 나은 현실감과 부가 정보를 제공한다.

기존의 가상현실(VR)은 가상의 공간과 사물만을 대상으로 하지만, 증강현실은 현실 세계에 가상의 사물을 합성하여 현실의 효과를 더욱 증가시키는 점이 특징이다. 때문에 단순히 게임과 같은 분야에서만 한정된 적용이 가능한 기존의 가상현실과 달리, 증강현실은 다양한 현실 환경에 응용이 가능하다. 특히, 증강현실은 유비쿼터스 환경에 적합한 차세대 디스플레이 기술로 각광받고 있다.

혼합현실

혼합현실은 1994년 토론토 대학교 폴 밀그램(Paul Milgram)이 처음 현실-가상 연속계(Reality-Virtuality continuum)으로 정의한 개념이다. 혼합현실은 쉽게 말해 증강현실과 증강가상현실을 포함하는 기술이라고 할 수 있다. 기술적으로는 현실과 증강현실 그리고 가상현실의 요소를 모두 혼합하기 때문이다. 가상현실(VR)은 현실세계와 관련이 없이 가상의 공간에서 이미지를 보여주고, 증강현실(AR)은 현실세계 위에 가상 이미지를 올려서 겹쳐서 보여주지만, 혼합현실은 현실 세계를 배탕으로 현실과 가상의 정보를 혼합하여 기존보다 더욱 진화된 가상세계를 구현하는 기술이다.

혼합현실(混合現實) 또는 MR(Mixed Reality)은 가상현실과 증강현실의 장점은 결합하고 단점을 보완하는 차세대 기술로 각광 받으며 등장했다. 혼합현실은 가상현실이 주는 이질감을 완화하고 증강현실의 낮은 몰입도를 개선하여 가상의 이미지가 현실의 일부인 것처럼 느껴져 현실과 가상이 자연히 연결된 스마트 환경을 제공하여 사용자들이 풍부한 체험을 즐길 수 있게 사용자와의 인터랙션을 더욱 강화했기 때문이다. 가상현실은 실제 현실과 흡사하게 느끼도록 몰입도를 주지만 인지 부조화로 사이버 멀미, 두통 등이 발생했다. 증강현실은 현실의 정보를 쉽고 빠르게 접한다는 장점이 있지만 특정장치를 이용해야만 구현되어 몰입도 측면에서 한계가 발생한다. 혼합현실은 현실과 가상을 균형 있게 융합하여 새로운 플랫폼으로 몰입감을 높이면서 효과적인 정보 전달이 가능하여 일상생활부터 산업 분야까지 다방면으로 활용이 가능하다.

관련 기술

H/W기술

• 입력 인터페이스 : 동작을 인식하기 위한 제스처 동작 인식 기술, 음성인식 기술, 주변 환경을 자율적이고 지능적으로 인식하는 상황 인식 기술 등이 요구된다.
• 출력 인터페이스 : 가상/증강현실의 객체와 배경을 출력하는 디스플레이 장치, 임장감과 몰입감을 위한 해상도 및 밝기가 중요하다.
• 컴퓨팅 장치 : HMD(Head-Mount Display), GPU, 디스플레이, 자이로센서, 가속센서

S/W기술

• 추적 및 정합 기술 : 센서기반 추적 기술, 비전 기반 추적 기술, 하이브리드 추적 기술의 종류가 있다.
• 음성 인식 기술 : 자동음성인식이 핵심기술이고, 인공지능을 활용하는 자연어처리(NLP), 데이터 마이닝, 빅데이터를 통한 기술의 정확도 향상이 필요하다.
• 상호작용 및 사용자 인터페이스 기술 : 제스처를 인지할 수 있는 기술, 현실과 가상공간 사이의 상호 연결을 통한 몰입감을 제공하는 기술이 요구된다.
• 위치기반 서비스 기술 : 정밀한 위치 정보 획득이 중요한 만큼, GPS 인공위성, 이동통신 환경, WIFI나 블루투스를 활용한 명확한 위치를 파악하는 것이 중요하다.
• 지능형 검색 기술 : 사용자 상황에 맞는 이미지, 위치, 영상, 사운드를 검색 조건으로 하는 새롭고 진화된 검색 인터페이스가 요구된다.

활용 사례

소통·협업

• 재택근무 확산으로 인한 원격회의에 XR이 소통과 협업 도구로 활용되고, 개최가 불가능했던 컨퍼런스가 XR로 진행

• 2D스크린의 제약 없이 공간에서 문서와 3D 모델, 프레젠테이션을 만들며 아이디어를 교환이 가능하며, 디자이너, 공학자, 마케팅 부서의 팀원들이 각자의 집에서 일하면서도 한 공간에 모여 업무를 진행한다.
• 세계적인 장난감 회사‘마텔’에서는 전 세계에 흩어져서 일하는 디자이너·공장 생산담당자·엔지니어들이 스페이셜을 통한 원격 협업을 진행하여 제품 생산에 걸리는 기간을 절반 이하로 줄었다.
• Educators in VR Summit을 알트스페이스(Altspace) VR로 개최(2020.2월)했다. 100시간 분량의 콘텐츠, 150명의 발표자 등 총 6000명이 넘는 인원이 참석했으며, 이를 지원하기 위해 알트스페이스VR은 한 가상공간에 20~50명으로 제한되던 인원을 수천 명으로 늘었다.
• HTC Vive Ecosystem Conference를 VR로 진행(2020.3월)했다. 55 개국 이상에서 약 2천 명의 참가자 등록, 이를 지원하기 위해 인게이지(Engage)는 한 가상공간에 50~100명으로 제한되던 수용인원을 5,000명으로 늘렸다.

의료

• 격리된 코로나 19 환자의 불안을 관리하고 모니터링 하는데 XR이 활용

• VR 원격 건강 서비스를 제공하여 Sheba Medical Center에 격리 된 코로나 바이러스 환자를 치료하고 집으로 돌아간 후 모니터 할 수 있도록 지원한다.
• 中 스타트업 Rokid가 개발한 AR 스마트 글래스는 최대 3미터 거리에 있는 사람의 체온을 적외선으로 감지하여 열이 있을 경우 경고 알람이 울린다.
• 中 저장성의 대학병원에서는 원격 진단 및 치료 모니터링을 위해 VR기술로 촬영한 병실 파노라마 사진을 5G로 전송하여 의료진과 환자 접촉에 따른 감염 위험을 줄이고, 전문 의료진들의 협진을 지원한다.

부동산

• 코로나 기간 중, XR기반의 부동산 서비스 이용자가 급증

• 2020년 2월에 VR을 활용한 주택 조회 수는 1월의 35배인 하루 평균 35만 건을 기록했으며, 현재 중국의 120 개가 넘는 도시에서 330 만 개가 넘는 가상 투어를 제공 중이다.

스포츠

• 사회적 거리두기로 경기가 중단되었지만, 가상공간에서는 시공간을 초월한 실감나는 경쟁

이 진행

• 美 시뮬레이션 레이싱 SW 아이레이싱(iRacing)을 이용한 카레이싱 대회, 「eNASCAR iRacing Pro Invitational Series」를 개최, 실감나는 콘텐츠를 제공하여 매주 90만 명이 넘는 시청자들이 관람했다.
• 점프 VR을 통해 카트라이더 리그가 생중계되었으며, Social Room에선 수십 개의 카트라이더 방이 만들어지고 가상 응원전이 진행됐다.

관광

• 여행은 중단되었지만, XR을 통해 지구상의 모든 곳을 방문 가능

• 여행 보험 기업 InsureMyTrip은 코로나 19시기 중 Google 검색에서 가장 큰 증가세를 보인 가상 투어 명소를 발표했다.
• 구글어스 VR로 콜로세움 등 글로벌 여행 명소를 VR을 통해 체험 가능하다.
• 갈라360은 세계 이용자들이 각지에서 촬영한 360도 사진으로 가상여행을 즐길 수 있는 것이 특징이다.
• 에베레스트를 VR로 감상할 수 있는「에베레스트VR」과 미국 대학 캠퍼스를 VR로 둘러볼 수 있는「유비지트(youvisit)」, 이용자가 마치 여행지에 있는 듯한 느낌을 제공하는「리얼리티즈」 등도 존재한다.

같이 보기

• 가상현실
• 증강현실
• 혼합현실

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