'유비쿼터스 컴퓨팅(Ubiquitous Computing)'의 목적은 컴퓨터를 우리가 사는 세상 안으로 가져오는 것이다. 다시 말해서 컴퓨터칩을 모든 곳에 심어 놓는 것이다. 하지만 '가상현실(VR: Virtual Reality)'은 그 반대로 이 세상을 컴퓨터 안에 구현하는 것을 목적으로 한다. 가상현실이 실생활에 구현되면 삶의 질이 상상할 수 없을 정도로 크게 향상될 것이다. 개인의 삶뿐만 아니라 사회 전체가 이 기술로 비약적인 발전을 이루게 될 것이다.
0. 목차
- 가상현실을 통해 미리 간접 체험을 한다.
- '촉각 기술'도 구현 가능하다.
- 현실과 가상현실이 혼합된다.
- 가상현실은 우리의 삶에 어떻게 응용될까?
- '가상현실' 관련 기업
1. 가상현실을 통해 미리 간접 체험을 한다.
'가상현실(VR: Virtual Reality)'은 전투기 파일럿과 군인을 훈련시키는 목적으로 1960년대에 처음 도입되었다. 파일럿은 컴퓨터 스크린 앞에서 조이스틱을 조종하면서 항공모함의 이착륙을 연습할 수 있다. 또 핵 전쟁이 발발했을 때, 정치가와 장군들이 공간상으로 멀리 떨어져 있다고 해도 사이버공간을 통해 긴밀한 회의를 진행할 수 있다.
뿐만 아니라 가상현실로 들어가서 간접 체험을 해보는 것도 유용할 것이다. 예컨대, 쇼핑을 가거나 먼 곳을 방문하고 싶다면, 실행에 옮기기 전에 가상현실 속으로 들어가서 간접 체험을 해볼 수도 있다. 이곳에서는 달이나 화성 표면을 걸을 수도 있고, 아시아나 유럽의 유명한 상점을 둘러볼 수도 있다. 이런 식으로 간접 체험을 한 후, 마음에 드는 곳을 골라서 떠나면 된다.
2. '촉각 기술'도 구현 가능하다.
가상 세계라고 하면, 무언가를 만지고 느끼는 것은 불가능하다고 생각할지도 모른다. 하지만 '촉각 기술(Haptic Technology)'은 컴퓨터가 만들어낸 물체의 존재를 느낄 수 있도록 만들어준다. 원래 '촉각 기술(Haptic Technology)'는 과학자들이 로봇팔을 이용하여 '방사능 물질'을 다루려는 목적으로 개발되었으며, 군대에서는 파일럿이 시뮬레이션 비행을 할 때 조이스틱의 저항력을 직접 느끼는 수단으로 사용되었다.
3차원 홀로그래피 영상으로 떠 있는 환자를 상대로 원거리에서 수술을 집도할 때, 의사는 자신의 손에 가해지는 압력을 정확하게 느낄 수 있어야 한다. 따라서 '촉각 기술(haptic technology)'은 미래의 외과 의사에게 매우 중요가 될 것으로 생각된다. 이것은 영화 '스타트렉' 시리즈에서 등장인물들이 가상세계를 돌아다니며 가상물체를 직접 만져보는 '홀로덱(holodeck)'과 비슷하다. 또 실제 몸이 존재하는 방안이 텅 비어 있어도, 인터넷 안경이나 콘택트렌즈를 착용하고 '촉각 장갑(haptic globe)'까지 끼고 있다면, 그곳은 아마존 정글이 될 수도 있고 눈덮이 히말라야가 될 수도 있다. 게다가 물체를 만지면 실제와 거의 비슷한 촉감까지 느낄 수 있으므로, 이 정도면 굳이 먼 곳까지 갈 필요가 없다고 생각이 들지도 모른다.
과학자들은 촉감을 재현하기 위해 스프링과 기어로 이루어진 정교한 장치를 개발했다. 이 장치를 손끝으로 살짝 밀면 스프링이 손을 되밀면서 접촉부위에 압력이 가해진다. 예컨대 손가락으로 테이블 위를 쓸고 지나가면, 단단한 나무의 질감이 손끝내 느껴진다. 이 방법을 사용하면, 고글이나 렌즈를 통해 가상의 물질에 대한 생생한 현실감을 부여할 수 있다.
또 얇은 판 위에 수천 개의 작은 핀을 꽂아 놓고 각 핀의 높이를 컴퓨터를 조절하는 방식으로, 손가락이 그 위를 쓸고 지나갈 때 다양한 촉감을 느끼게 만들 수도 있다. 철판처럼 단단한 표면이나 벨벳 천, 또는 까칠한 사포 등 무엇이든 가능하다. 여기에 특수 제작된 센서가 달린 장갑까지 낀다면 더욱더 현실적인 촉감을 느낄 수 있다.
3. 현실과 가상현실이 혼합된다.
일본 게이오대학의 '스스무 타치(Susumu Tach, 1946~)'는 '21세기 중반이 되면 대부분의 사람들이 현실 세계와 가상현실이 섞인 곳에서 살아가게 될 것'이라고 말했다. 눈앞에 보이는 실제 모습과 '인터넷 콘택트렌즈' 또는 '인터넷 안경'에 뜬 이미지를 동시에 볼 것이기 때문이다. 21세기 중반이 되면, 사람들은 컴퓨터 영상과 현실 세계가 혼합된 특이한 사이버 세계에서 살게 될 것이며, 업무 현장의 풍경과 교류 방식, 유흥산업 등 삶의 패턴도 완전히 달라질 것이다. 아마도 상업 분야에 적용될 첫 번째 응용사례는 물체를 사라지게 만들거나, 보이지 않는 물체를 나타나게 만드는 기술일 것이다.
3-1. 눈앞에 보이는 물체를 사라지게 하기
'스스무 타치' 교수가 개발 중인 기술은 눈앞에 보이는 물체를 사라진 것처럽 보이게 만들 수 있다. 그러면 이 기술은 어디에 활용될까?
예컨대 당신이 비행기 파일럿이거나 자동차 운전자라면, 발아래쪽을 포함하여 360° 전체를 볼 수 있다. '스스무 타치' 교수가 개발한 고글을 착용하면, 비행기나 차의 불투명한 내벽을 뚫고 바깥 풍경을 볼 수 있기 때문이다. 물론 실제로 물체를 투명하게 만드는 것은 아니고, 외부 영상을 모든 방향으로 찍어서 고글에 투사했기 때문에 바깥 풍경을 볼 수 있는 것이다.
이 기술은 우주선의 외부를 수리할 때도 매우 유리하다. 우주선의 내벽이나 차단막, 또는 선체를 관통하여 바깥 상황을 파악할 수 있으므로, 위험천만한 우주유영을 하지 않아도 된다. 또 지하에서 작업하는 인부들은 복잡하게 얽혀 있는 전선과 파이프, 밸브 등이 어떻게 연결되어 있는지도 한눈에 확인할 수 있다. 특히 가스나 증기의 폭발사고는 지하 또는 벽 속에 묻혀 있는 파이프가 손상되었을 때 주로 일어난다. 하지만 '스스무 타치' 교수의 기술을 여기에 적용하면, 눈에 보이지 않는 파이프의 상태를 수시로 확인하여 사고를 방지할 수 있을 것이다.
지하에서 석유와 물을 찾을 때에도 응용할 수 있다. 인공위성이나 비행기에서 자외선과 적외선으로 지표면을 촬영한 후, 콘택트렌즈를 끼고 보면 땅속의 구조를 입체적으로 분석할 수 있다. 황량한 불모지에서 렌즈를 끼고 바라보면 값진 보물이나 희귀광물이 발견되지도 모른다.
3-2. 볼 수 없는 물체를 눈앞에 나타나게 하기
'스스무 타치' 교수가 개발 중인 기술은 물체를 사라지게 할 수도 있지만, 그 반대로 볼 수 없는 물체가 눈앞에 나타도게 만들 수도 있다. 그러면 이 기술은 어디에 활용될까?
예를 들어 건축가는 빈방을 이리저리 돌아다니며, 필요할 때마다 머릿속에 구상 중이던 건물의 3차원 영상을 눈앞에 띄울 수 있다. 즉, 자신이 상상하던 건물이 한 구획에 들어가 있는 가상현실을 만들 수 있는 것이다. 그리고 건물을 가상현실에 띄운 상태에서 발걸음을 옮기면, 건물의 이곳저곳을 둘러볼 수 있다. 건물뿐만 아니라, 가구 카펫 등 필요한 집기들도 완벽하게 갖춰놓을 수 있다. 물론 지금의 기술로도 건물을 짓기 전에 완성된 모습을 볼 수 있지만, 모니터에서 커서를 옮겨가며 이동하는 식으로 봐야 한다. 하지만 직접 돌아다니면서 건물의 이곳저곳을 실물 크기의 입체영상으로 확인한다면, 설계도의 장단점을 더욱 정확하게 파악할 수 있을 것이다. 팔만 흔들기만 하면 새로운 방이 만들어지고, 눈을 깜박이면 온갖 기구들이 실내를 장식한다.
4. 가상현실은 우리의 삶에 어떻게 응용될까?
- 교육: 중요한 수업에 결석한 학생은 사이버 강의를 다운로드하여 수업을 들을 수 있다. 렌즈에는 실제 교수의 모습이 등장하고, 학생의 질문에 대답까지 해준다. 또 중요한 실험은 사전 데모를 통해 미리 실행해 볼 수 있으며, 아예 사이버 실험으로 대치할 수도 있다.
- 군인: 전장에 투입된 군인들은 고글이나 헤드셋을 통해 최신 정보, 지도, 적의 위치, 포탄이 날아오는 방향 등을 알 수 있고 상관의 명령을 정확하게 이해할 수 있다. 또한 사방에 포탄이 난무하는 전쟁터에서 장애물 뒤편이나 언덕 너머의 상황까지 눈으로 볼 수 있다. 이것은 GPS나 하늘을 선회하는 비행기가 개개인의 위치를 파악하여 필요한 정보를 신속하게 전송해 주기 때문이다.
- 의료: 응급수술을 집도하는 의사는 환자의 몸속에서 움직이는 센서와 휴대용 MRI를 이용하여 몸 안의 상태를 눈으로 확인할 수 있다. 또 필요하다면 이전에 집도했던 수술 장면과 의료기록을 참고할 수도 있다.
- 비디오 게임: 비디오게임을 할 때는 굳이 별도의 모니터가 필요 없을 것이다. 모든 것이 콘택트렌즈에 디스플레이되기 때문이다. 텅 빈 방에 혼자 있을 때도 친구들의 모습을 완벽한 3차원 영상으로 볼 수 있고, 낯선 행성에서 외계인과 전쟁을 치를 수도 있다. 친구들과 특공대를 조직하여 외계행성의 적들과 싸우는 장면을 상상해 보라. 기존의 비디오와는 차원이 다를 것이다.
- 스포츠 분야: 스포츠 분야의 통계자료나 연감이 필요할 때, 콘택트렌즈를 통해 확인할 수 있다.
- 별자리 보기: 반구형의 천장에 설치된 스크린에 달, 태양, 항성, 행성 따위의 천체를 투영하는 장치를 '플라네타륨(Planetarium)'이라고 부른다. '플라네타륨'으로 보는 별자리는 가상의 이미지에 불과하지만, 가상현실에서는 '진짜 별'로 만든 별자리다. 그뿐만 아니라 '은하(Galaxy)'와 '블랙홀(Black Hole)' 등 흥미로운 천체들을 볼 수 있고, 원한다면 영상을 저장할 수도 있다.
- 아파트 매물 물색하기: 새로 이사 갈 아파트를 물색 중이라면, 가상현실에서 아파트가 밀집되어 있는 지역으로 차를 몰고 가기만 하면 된다. 그러면 매물로 나와 있는 아파트의 정확한 위치, 가격, 그리고 주거 환경 등이 가상현실로 표시된다. 따라서 그 지역의 모든 데이터가 컴퓨터에 저장되어 있다면, 굳이 차를 타고 갈 필요 없이 거실에 편히 앉아서 가상현실 프로그램으로 해결할 수 있을 것이다.
4-1. 관광
가상현실 기술은 '관광' 분야에도 막대한 영향을 끼칠 것이다. 예를 들어 박물관에 관람할 때에는 장소를 옮길 때마다 전시물의 구체적인 설명이 콘택트렌즈에 디스플레이되도록 할 수 있다. 가상세계의 안내원이 관람객에게 최상의 정보를 제고하는 것이다. 고대 유적지를 방문했을 때에는 역사적 기원에 대한 설명과 함께 찬란했던 과거의 모습을 입체영상을 생생하게 볼 수 있다. 미래에는 무너진 기둥과 잡초로 뒤덮인 폐허를 구경하는 대신 고대 로마의 찬란했던 문명을 직접 체험하는 콘텐츠도 나올 것이다. 물론 친절하고도 완벽한 사이버 가이드도 기본적으로 제공할 것이다.
베이징 과학기술원의 과학자들은 이미 이 분야에 첫발을 내딛뎠다. 그들은 1860년 제2차 아편전쟁의 와중에 완전히 폐허가 된 '위안밍위안(황실의 여름궁전)' 을 사이버공간에 복원하는 데 성공했다. 지금 이 지역에 남아 있는 것은 포화가 쓸고 지나간 흔적뿐이지만, 특수 제작된 플랫폼에서 바라보면 화려한 궁전의 찬란했던 옛 모습을 감상할 수 있다. 미래에는 전 세계의 모든 유적지들이 사이버 공간에서 복원될 것이다.
스위스 '바젤(Basel)'의 도보관광 프로그램을 개발한 '니콜라스 니키(Nikolas Neecke, 1973~)'는 이보다 더 뛰어난 시스템을 만들었다. 고대 도시의 거리를 거닐 때, 원래의 건물들뿐만 아니라 당시 살았던 사람들의 모습까지 재현한 것이다. 이 정도가 되면 타임머신을 타고 과거로 시간 여행을 한 것과 다름없다. 컴퓨터가 당신의 위치를 파악하여 영상을 전송하면, 당신이 쓰고 있는 고글에 중세 시대의 거리 풍경이 그대로 재현된다. 지금은 GPS와 컴퓨터를 등에 지고 얼굴에는 고글을 써야하지만, 미래에는 콘택트렌즈 하나면 충분할 것이다.
도보여행이나 캠핑 등 야외생활을 즐기는 사람들은 외국에서도 길을 잃을 염려가 없을 것이다. 생전 처음 보는 동물과 식물의 이름도 금방 알 수 있다. 손만 흔들면 지도가 눈앞에 뜨고 기상정보까지 알려준다. 숲속 깊은 곳에 숨어있는 오솔길이나 야영장을 찾는 것도 전혀 어렵지 않을 것이다.
5. '가상현실' 관련 기업
'정보통신기술(ICT: Information and Communication Technologies)' 산업은 그 산업의 C(Contents)-P(Platform)-N(Network)-D(Device) 가치사슬이 균형 있게 동반 성장하여 생태계를 형성해야 한다. 가상현실, 증강현실 산업 또한 결국엔 'CPND 가치사슬'이 균형적으로 성장해야만 한다. 다만 현재에는 '머리 착용 디스플레이(HMD: Head Mounted Display)'같은 디바이스 산업을 중심으로 성장하고 있다. 가상현실, 증강현실 디바이스가 대중화되고 보급되고 나면 플랫폼과 콘텐츠 관련 시장 또한 중요성이 부각되면서 동반 성장할 것으로 생각된다.
현재 '가상현실(VR)', '증강현실(AR)' 산업은 표준이 정해지지 않았으므로, CPND 분야 중 하나 이상을 선점한다면 충분히 CPND 가치사슬을 장악하여 산업 전체의 주도권을 잡을 기회가 있는 시장이다. 그래서 이 시장의 주도권을 잡기 위해 지금도 여러 기업들이 경쟁하고 있다. 각 기업들이 가상현실, 증강현실 시장의 주도권을 잡기 위해 어떠한 전략을 구축했는지 알아보자.
5-1. 페이스북(FaceBook)
- 국적: 미국
'페이스북(FaceBook, 현 메타)'은 2014년 3월에 가상현실 기업 '오큘러스(Oculus)' 20억 달러에 인수하였다. 이후 페이스북은 'HMD(안경처럼 머리에 쓰고 대형 영상을 즐길 수 있는 영상표시장치)' 제품 '오큘러스 리프트(Oculus Rift)'를 발표했고 '오큘러스 쉐어(Oculus Share)'도 준비중이다. '오큘러스 쉐어'는 오큘러스 전용 콘텐츠를 유통할 수 있는 플랫폼으로 이해하면 될 것 같다. 2015년부터는 페이스북 플랫폼에도 360° 동영상을 업로드할 수 있게 지원한다. 페이스북을 가상현실을 접목한 소셜 플랫폼으로 진화시킬 의도로 해석된다.
5-2. 구글(Google)
- 국적: 미국
구글은 스마트폰을 끼워서 쓸 수 있는 가상현실 디바이스인 '카드보드(Cardboard)'를 발표했다. 2015년에는 더 큰 렌즈와 가속도, 자이로, 근접 센서등을 달아 헤드트래킹을 할 수 있는 카드보드 2.0 버전도 출시했다. 구글은 유튜브에 360° 동영상을 업로드할 수 있고 구글 '스트리트 뷰'도 '카드보드'로 볼 수 있도록 지원한다. 2016년에는 가상현실 소프트웨어 플랫폼 '데이드림(Daydream)'을 발표하고 전용 HMD '데이드림뷰(Daydream View)'도 공개하였다.
5-3. 소니(Sony)
- 국적: 일본
'소니(Sony)'의 '가상현실(VR)', '증강현실(AR)' 프로젝트의 중심에는 '플레이스테이션(PlayStation)'이 있다. 2016년에는 게임 기반의 가상현실 HMD인 '플레이스테이션VR'도 출시했는데 이 기기는 '플레이스테이션4'와 호환이 가능하다. 지연 시간이 18ms 이내여서 실재감이 풍부하다. '플레이스테이션'을 플랫폼을 중심으로 게임, 영화, 교육 등의 콘텐츠를 제공할 예정이다. 이미 '플레이스테이션VR'에서 이용할 수 있는 게임이 다수 출시된 상태이다.
5-4. 마이크로소프트(Microsoft)
- 국적: 미국
다른 회사들은 대부분 가상현실에 주목하고 있지만 '마이크로소프트(Microsoft)'가 주목하는 것은 증강현실이다. 마이크로소프트는 2015년에 증강현실 헤드셋인 '홀로렌즈(Hololens)'를 공개했다. 콘텐츠는 'MS 윈도우 스토어(MS Window Store)'를 통해 유통한다.
5-5. 애플(Apple)
- 국적: 미국
'애플(Apple)'도 2008년부터 가상현실, 증강현실 기술 관련 특허를 제출하고 있고 관련 기술을 인수하거나 투자하는 데도 적극적이다. 애플은 2013년에 이스라엘의 증강현실 기업인 '프라임센스(PrimeSense)'를 인수했고 2015년에는 증강현실 소프트웨어 기업 '메타이오'도 인수했다. 2016년 1월에는 VR 연구의 세계 최고 권위자로 알려진 '버지니아 공과대학교(Virginia Polytechnic Institute and State University)'의 '더그 보우만(Doug Bowman)' 교수를 영입했다.
5-6. 뷰직스(Vuzix)
- 국적: 미국
2013년, '뷰직스(Vuzix)'에서도 최초의 상용화된 스마트 안경인 '뷰직스-M100(Vuzix-M100)'을 내놓았다. 안드로이드OS를 기반으로 개발되었다.
5-7. 버툭스(Virtuix)
- 국적: 미국
미국의 벤처기업인 버툭스(Virtuix)에서는 런닝머신 형태의 가상현실 인터페이스 기기인 '버톡스 옴니(Virtuix Omni)를 개발하였다. 이 인터페이스는 걷기, 달리기, 뒤로 걷기, 360도 회전, 간단한 점프 등의 신체 움직임을 감지하고 작동한다. 안전하게 이용할 수 있도록 허리를 잡아주는 벨트와, 마찰력을 줄여주는 신발, '트레킹 팟' 등도 함게 판매한다.
5-8. 북경폭풍마경과기유한공사
- 국적: 중국
중국의 북경폭풍마경과기유한공사에서도 스마트폰 기반의 가상현실 헤드셋인 '폭풍마경'을 출시했다. 안드로이드용, 아이폰용 디바이스가 따로 있다.
5-9. 삼성전자
- 국적: 한국
삼성도 성장이 점점 둔화되어 가는 스마트폰 시장에서 살아남기 위해, 가상현실에 투자하고 있다. 스마트폰 탈부착형 HMD의 경우 스마트폰이 꼭 필요하기 때문이다. 2014년, 삼성은 오큘러스와의 제휴를 통해 스마트폰 연동형 가상현실 헤드셋인 '기어 VR(Gear VR)'을 발표했다. 스마트폰을 끼우면 화면을 좌우로 분할해 가상현실 공간을 연출하는 방식이다. 또 사용자가 가상현실 콘텐츠를 제작할 수 있도록 '기어360'도 출시했다.
5-10. 테슬라 스튜디오(Tesla Studio)
- 국적: 영국
영국의 '테슬라 스튜디오(Tesla Studio)'에서는 가상현실 수트인 '테슬라수트(Teslasuit)'를 개발했다. 52개의 센서가 달려있어 움직임을 감지하고 촉각 피드백을 제공하고 차가움과 뜨거움의 변화를 느낄 수 있는 기온 조절 기능도 있다. PC와 콘솔을 모두 지원하고 블루투스로 연결이 가능해 무선으로 가상현실을 즐길 수 있다.
5-12. 마누스(Manus)
- 국적: 네덜란드
네덜란드의 가상현실 스타트업 '마누스(Manus)'에서는 손동작 인식 무선 장갑인 '마누스VR(ManusVR)'를 개발했다. 이 장갑에는 손가락 하나하나에 센서가 부착되어 있어 움직임을 감지하고 촉각 피드백도 제공한다.