주목 받는 디스플레이 기술 ① : 멀티터치

터치 스크린 패널은 10년도 넘은 기술이지만 시장에서 주목을 받은 것은 2007년 애플의 아이폰에서 멀티터치 스크린이 채택되고서부터이다. 최근 기업들은 열띤 경쟁을 펼치고 있고 터치 스크린 제조업체들은 애플과 같은 성공을 꿈꾸고 있다.

시장 조사 업체 디스플레이서치(DisplaySearch)의 자료에 따르면 올 해 디스플레이 제조업체들의 멀티터치 기술 관련 시장은 60억 달러 규모를 형성하였고 200개 이상의 벤더들이 치열한 경쟁을 벌이고 있으며 2016년까지는 130억 달러 이상의 시장 규모를 기록할 것으로 예상되고 있다. 그리고 재니퍼 콜레그레브 애널리스트는 “이미 커다란 시장 규모를 형성하고 있고 빠르게 성장하고 있다”고 평가했다.

최근 멀티터치는 스마트폰에서 대세를 이루고 있고 2010년 아이패드에 채택된 이후 멀티터치는 태블릿 컴퓨터 시장을 열었다. 멀티터치는 현재 대형 데스크톱 PC 디스플레이에서부터 상용 항공사의 뒷좌석에 설치된 기내용 엔터테인먼트 시스템에 이르는 모든 분야에서 채택되고 있다.

누르는 것이 아닌 터치

아이폰 이전에 대부분의 터치 스크린은 감압식 저항 터치 패널이었고, 사용을 위해서 사용자들은 물리적으로 화면을 눌러야 했다. 저항 스크린은 한 번에 한 손가락의 위치만을 추적할 수 있었다.

애플은 경쟁 기술인 투과형 정전식 터치스크린 기술을 채택했고, 본 기술은 가벼운 터치에도 반응하고 터치 화면에 전자파가 입력됨으로써 손가락을 감지(근접 센싱 기술)할 수 있다. 정전기 방식 터치 기술에서는 사람이 손가락(혹은 특수하게 설계된 정전식 스타일러스 펜)으로 전자파를 교란함으로써 동작하고 저항식 설계와는 달리 일반 스타일러스 펜 혹은 다른 무생물체를 사용할 수 없다.

투과형 정전용량식 스크린은 저항식 기술에서 사용되는 플라스틱 레이어에 비해 투과도가 높은 유리 터치 표면을 사용함으로써 색감이 더 밝다. 유리 터치 표면은 또한 내구성이 더 좋고 정전식 기술은 표면 스크래치에 좀 더 강하다.

1세대 아이폰에서 애플이 이룬 혁신은 동시에 이루어지는 터치 동작을 인식할 수 있다는 것이고, 그로 인해 현재는 아이폰에서 널리 사용되고 있는 동작인 화면 쓸어 넘기기, 회전, 그리고 핀치/확장 기능이 개발될 수 있었다. 휴대폰과 노트북 제조업체에 터치스크린 기술 설계와 통합 서비스를 제공하는 엔지니어링 업체 프로덕트 디벨롭먼트 테크놀로지스(Product Development Technologies)의 기계 엔지니어 브루스 간트는 “그로 인해 터치 스크린을 유용하게 만드는 소프트웨어가 사용되게 되었다”며 “그것이 애플의 진정한 성과이고 진짜 잘한 일이다”라고 말했다.

그리고 최근에 삼성은 갤럭시 S 스마트폰과 같은 기기의 능동 유기발광 다이오드(AMOLED) 스크린에 멀티터치 기술을 통합하는데 성공했다. 슈퍼 아몰레드(Super AMOLED)라는 브랜드로 선보이고 있는 본 기술은 별도의 레이어가 아닌 스크린 자체에 직접 터치 센서가 위치하고 그로 인해 디스플레이가 얇아지게 되었다.

시장 조사업체 아이서플라이(iSuppli)의 애널리스트 비니타 자칸월은 “삼성은 능동 OLED 디스플레이의 터치 분야를 선도적으로 구축해왔고 최근에는 더 많은 업체들이 그러한 기술을 사용하고 있다”고 말했다.

보급과 한계

자칸월은 50% 이상의 제품에 투과형 정전식 혹은 OLED 터치 스크린이 탑재됨으로써 올해의 스마트폰 시장은 교차점에 도달할 것이라고 말했다. 올해의 CES(Consumer Electronics Show)에서 쏟아진 유사 제품은 말한 것도 없이 아이패드의 성공에서 입증되었듯이 멀티터치 분야에서 태블릿 컴퓨터는 빠르게 성장하고 있는 또 다른 분야이다.

가까운 근래에는 듀얼 멀티터치 스크린이 탑재된 노트북이 선보일 것이고, 듀얼 멀티터치 스크린이 탑재된 에이서의 아이코니아 넷북은 올 상반기 출시될 것으로 예상되고 있다. 듀얼 멀티터치 넷북에서는 스크린 중 하나가 물리적 키보드를 대체하며, 확장 스크린으로도 사용된다.

아이코니아는 책처럼 양 쪽 화면에 각각의 페이지를 표시할 수 있고 아이패드와 마찬가지로 사용자들은 쓸어 넘기기 동작으로 다음 페이지를 살펴볼 수 있다.

그러나 HP의 소비자 데스크톱 글로벌 사업부 소프트웨어 제품 책임자 켄 보즐리는 대규모 멀티터치 디스플레이 개발에는 어려움이 따른다고 말했다. 투과형 정전식 기술에서 스크린의 크기가 태블릿 화면의 크기 이상인 경우 비용이 비싸지기 때문에 HP는 터치스마트(TouchSmart) 데스크톱과 노트북 PC 제품군에서 터치 좌표를 결정하기 위해 화면의 끝 쪽에 두 개의 카메라가 장착된 광학 멀티 터치 기술을 사용하고 있다.

보즐리는 “터치 스크린의 내구성에 대한 논란이 많이 있고 수직 폼팩터에 잘 동작하도록 (본 제품은) 흔들리거나 움직이지 않는다”고 말했다. 그리고 애플은 운영체제와 멀티터치 기술을 타이트하게 통합했지만 윈도우는 여전히 진화 중이다. 보즐리 책임자는 “윈도우 7은 터치에 완벽하게 적합하지 않다. 그래서 우리는 터치 소프트웨어에 관해 집중적인 작업을 수행했다”고 말했다.

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보즐리에 따르면 멀티터치가 사용된 데스크톱의 경우 가격이 150달러 더 비싸지고, 멀티터치는 키보드와 마우스를 대체하는 것이 아닌, 보완하는 것으로 여겨지고 있기 때문에 몇몇 사람들은 데스크톱에서의 멀티터치는 돈 낭비일 뿐이라고 생각하고 있다고 한다. 저항식 터치 스크린은 DVD를 실행시키기 위해 기본적으로 화면을 터치해야 한다. 보즐리는 거기에서의 문제점은 최근 사람들은 기술적인 혜택이 있던지 없던지 간에 모든 터치 스크린이 멀티터치를 지원하기를 원하고 있다는 점이라며 “이런 사람들의 기대에 맞추지 못하면, 소비자들은 실망하게 될 것이다”라고 말했다.

한 예로, HP의 제품 중에는 터치스마트(TouchSmart)라는 제품은 온-스크린 키보드를 제공하는데, 대부분의 사람들은 사용하지 않는다. 그러나 보즐리는 사람들이 일반 키보드를 더 선호하지만 “이런 기술이 있기를 기대하기 때문에 포함시켰다”라고 설명했다.

터치 스크린 제조업체 터치 인터내셔널(Touch International)의 CEO인 마이클 울스톰 도 이런 의견에 동의했다. 터치 인터내셔널은 항공기 제조업체 에어버스(Airbus)에서 현재 사용되고 있는 저항식 감압 스크린을 대체하여 올 연말까지 항공기의 뒷좌석에 멀티터치 스크린을 제공하기 위해 제휴 업체들과 협력하고 있다. “(사용자들은) 쓸어 넘기고, 꼬집고, 확대하는 동작을 원한다”며 “멀티터치는 사용자 경험을 확대하고 있다”고 말했다.

터치 스크린 제조업체 시냅틱스(Synaptics)의 기술 전략 책임자인 앤드류 휴는 수직 설치된 터치 스크린 디스플레이의 한 가지 커다란 문제점은 “고릴라 팔” 효과라고 말했다. 사람들은 팔을 뻗은 채로 계속해서 작업을 할 수 없는 현상인데, 이렇게 하기엔 불편하고 피곤하다.

터치스마트에서 HP는 사용자들이 디스플레이를 30도 기울여 사용할 수 있도록 함으로써 그러한 문제를 보완했다. 그것을 통해 어느 정도의 문제는 해결되었지만 그러한 각도에서 터치스크린을 사용하는 것은 여전히 불편하다는 점을 보즐리도 인정했다. HP는 인간 환경 공학 연구를 통해 사용자들이 애플리케이션에 따라 디스플레이의 방향을 바꾸는 경향이 있다는 것을 발견했다. 예를 들어, 솔리테어(Solitaire)를 하는 경우 사용자들은 디스플레이를 기울이고 화면 가까이 가서 터치 스크린을 사용한다. 그러나 온-스크린 키보드의 경우에는 팔이 쉴 곳이 필요하기 때문에, 이런 방식으로 사용하지 않는다.

그러나 어느 방향으로든지 사용할 수 있는 스마트폰과 태블릿에서 사용자들은 멀티터치와 가상 키보드를 사용을 선호한다. 이러한 측면에서 시장은 멀티터치 경험의 개선과 확대에 주력하고 있다.

더 많은 터치 동작들

멀티터치 시스템 디자이너들은 애플이 개발한 일련의 터치 동작을 확대하는 것에 대해 우려를 표하고 있다. 예를 들어 시냅틱스는 시스템 디자이너들이 일반 동작 라이브러리에서 선택하여 그들의 필요에 맞게 최적화하여 사용할 수 있도록 스크라이비(Scrybe) 동작 제품을 제공하고 있다.

예를 들어, 아마존닷컴에 직접 접속할 수 있는 동작을 사용자가 스스로 만들 수 있는 것이다. 스크라이비는 최근 노트북용 터치패드 시장에 출시되었지만 시냅틱스는 스크라이비가 터치 스크린으로도 확대될 수 있다고 밝혔다.

노트북용 터치패드에서 사용되는 스크라이비 동작에 대한 데모 보기

스와이프(Swype)는 사용자들이 가상 키보드를 누르는 것이 아닌 손가락을 밀어 타이핑할 수 있는 안드로이드와 다른 플랫폼용 터치 동작 제품을 제공하고 있다. 그리고 제스쳐웍스(GestureWorks)의 오픈소스 동작 라이브러리는 플래시와 플렉스(Flex) 개발자들이 활용할 수 있는 200가지 이상의 멀티터치 동작을 제공한다.

비록 애플은 데스크톱 혹은 노트북의 수직 디스플레이에 멀티터치를 채택하지 않을 것이라는 점을 분명히 했지만, 새로운 스타일의 쓸어 넘기기 기능을 추가하고 최대 5개의 손가락을 지원하는 등 향후 출시될 iOS 4.3에서 터치 동작을 확대하기 위해 노력하고 있다.

그러나 HP의 보즐리는 크로스 플랫폼 표준이 없고 새로운 터치 동작들은 애플이 대중화한 기본적인 동작들에 비해 그다지 범용적이지 않고 덜 직관적이라고 생각한다며 “최근 애플의 특허를 살펴보았고 그것은 마치 미국의 수화와 같았다. 누가 왜 새로운 언어를 배우고 싶어할까?”라고 의문을 제기하면서 “사람들은 화면 상에서 표준적이고 직관적인 동작을 사용할 것이다. 나는 사람들이 터치 동작을 위한 모든 방법을 배우고 싶어할 것이라고 생각하지 않는다”고 말했다.

스와이프의 CEO 마이크 맥셔리도 보즐리의 의견에 동의했다. 그리고 그는 “평균적인 사용자가 20개 이상의 동작을 배운다는 것은 현실적이지 않다”며 터치 동작은 애플리케이션, 내비게이션, 그리고 그와 유사한 기기들의 사용에서 지속적으로 사용될 것으로 생각한다고 말했다.

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3차원으로의 확대

정전식 터치 스크린 기술의 근접 센서 기능은 스크린 표면의 X축과 Y축 뿐만 아니라 Z축까지 모든 움직임을 탐지할 수 있다는 것을 의미하고 터치 표면으로 다가오는 손가락을 탐지할 수 있다. 터치 스크린 제조업체들이 어떻게 적용해야 하는 가를 개발한다면 향후에 근접 센싱을 통해 터치 스크린은 3차원화될 수 있을 것이다.

본 기술은 손가락의 인접도 뿐만 아니라 손가락을 사용한 동작을 해석할 수 있다는 잠재성이 있다. 예를 들어 사용자가 손가락을 뻗으면 터치 스크린은 그것을 화면상에 있는 이미지를 줌-인하라는 명령으로 해석할 수 있다.

사이프레스 세미컨덕터(Cypress Semiconductor)의 터치 스크린 홍보 책임자 트레보 데이비스는 “우리는 수용량의 매우 작은 변화도 감지할 수 있기 때문에, 손의 쓸어 넘기기 혹은 주먹의 쥠과 폄을 인식할 수 있다”고 말했다. 그러나 그렇게 복잡한 동작은 해석하는 것이 난제이다.

반면에, 단순한 “호버(hover) 센싱” 애플리케이션은 스마트폰을 귀에 가져다 대면 디스플레이가 꺼지는 것과 델이 SP2009W 모니터에서 선보인 사용자가 화면에 손을 가져가면 터치 스크린 디스플레이가 표시되는 LED 버튼 등에서 이미 사용되고 있다. 그러나 디스플레이 위에 손가락이 위치하는 가를 탐지하는 것은 쉬운 것이다.

휴는 “가장 큰 문제는 사용자의 의도를 파악하는 것”이라고 말했다. 투과형 정전식 센서는 표면 위에서 탐지된 손가락이 의도적인 것인지의 여부를 알지 못한다. 그렇기 때문에 사용자들이 원하는 것이 무엇인지도 알지 못한다.

심지어는 애플리케이션의 내에서도 의도를 분명하게 파악할 수 없기 때문에 활용성에 문제가 나타난다. 휴는 “모든 상호작용 시나리오를 살펴본다면 근접성은 진짜로 어려운 문제이다”라며 오늘날 사용할 수 있는 유일한 근접 센싱은 단순하게 기기를 활성화시키는 것이라고 말했다.

아이서플라이이의 애널리스트인 제레미 보샤드는 그럼에도 불구하고 특히 자동차의 대시박스 내 제어 시스템에서는 사용자 인터페이스로써 근접 센싱을 사용하기 위한 여러 R&D가 수행되고 있다고 말했다. 개발자들은 사용자들이 줌인 또는 줌아웃하고 지도를 이동할 수 있으며 손짓을 통해 다른 쪽 디스플레이에 있는 콘텐츠를 다른 쪽으로 옮기는 기능을 제공하는 3D 동작에 대해 연구하고 있다. 본 시스템은 또한 손짓이 승객의 것인지 아님 운전자의 것인지를 구분함으로써 안전상의 이유로 운전자들의 동작에는 시스템이 반응하지 않도록 할 수 있다.

그리고 정전식 입력이 아닌 광학을 사용하는 대규모 터치 스크린에 대해서, 연구진들은 화면으로부터 50cm 이내의 거리에서 움직임을 탐지하는 3D 광학 터치 기술을 연구하고 있다. 보샤드는 “이러한 종류의 시스템은 2년 내에 선보이게 될 것으로 예상된다”고 말했다.

근접 센싱은 터치 동작 이상의 다른 혜택을 제공한다. 데이비스는, 예를 들어 스마트폰 제조업체들은 기기가 테이블 위, 사용자의 손안, 혹은 무릎에 있는지를 판단하기 위해 근접 센싱을 사용하고 그에 따라 무선 방출량을 조절하고 팬의 활동을 조절할 수 있다고 말했다.

전통적인 컴퓨팅 기기 이상으로

그러나 멀티터치 동작은 발전하고 있고, 한 가지 분명한 것은 멀티터치 디스플레이는 스마트폰과 태블릿에서부터 사람들이 매일 사용하는 소비자 가전과 다양한 컴퓨팅 기기로 확대 보급될 것이라는 것이다.

아이서플라이의 애널리스트 론다 알렉산더는 멀티터치 제어는 이미 고급 카메라, 자동차, 그리고 심지어는 가정용 가전으로 통합되고 있다고 점차 저가 모델로도 확산될 것이라고 말했다. 그리고 그녀는 멀티터치는 아마도 대형 TV에는 내장되지 않겠지만 전기 기계적인 버튼이 있는 리모콘은 멀티터치 제어기와 아이폰용 L5 리모트(Remote)과 같이 스마트폰에서 구동되는 멀티터치 애플리케이션에 시장을 넘겨줄 것이라고 말했다.  

그녀는 또한 “지금 현재 우리가 보는 것은 단지 일부에 불과하다”며 “시간이 지남에 따라 이전에는 전기 기계적이었던 모든 종류의 기기들이 구동을 위해 터치 스크린 특히 멀티터치를 사용하는 것을 보게 될 것이다”라고 말했다. rmitchell@computerworld.com