글로벌 칼럼 | 가상현실, 증강현실, 혼합현실의 차이 이해하기

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가상 현실(Virtual Reality)이 주목받는 이슈가 된 지도 오래다. 기업과 일반 사용자 대상 조직은 엔터테인먼트, 생산성, 영업 등 다양한 잠재적 용도로 이 새로운 기술을 활용할 방안을 찾기 위해 노력하고 있다.

하지만 때로는 가상 현실 플랫폼과 만족스러운 사용자 경험을 제공하는 데 필요한 기술적 기초가 마련되어 있는지 여부를 물었을 때면 이 모든 흥분이 사라지곤 한다. 가상 현실, 증강 현실(Augmented Reality), 혼합 현실(Mixed Reality)이 서로 어떤 관계에 있으며, 관련 경험을 구축하려는 개발사들이 무엇을 염두에 두어야 하는지 우선 파악해 보자.

가상 현실
가상 현실은 모든 디지털-현실 변종을 아우르는 포괄적인 용어로 사용되고는 한다. 하지만 실제로는 경험의 한 종류를 의미한다. 증강 현실과 혼합 현실은 사용자 주변 실제 환경의 일정 측면을 통합하지만, 가상 현실은 100%의 가상 시뮬레이션 경험을 의미한다. 가상 현실 헤드셋은 사용자의 시야를 가리고 눈과 머리의 움직임에 반응해 화면 표시를 변경하기 때문에, 보는 사람이 실제로 다른 세상에 있는 것 같은 착각을 불러 일으킨다.

가상 현실은 입력과 시스템 반응 사이의 지연과 제공되는 데이터 스트림의 속도 저하에 매우 민감하다. 가상 현실이라는 가치의 상당 부분에 실제로 다른 곳으로 이동하는 경험이 포함되므로, 정지 화면 등의 지연 현상이 생기면 사용자의 환상적인 경험을 망치고, 경우에 따라서는 멀미를 유발하기도 한다.

콘서트, 스포츠 경기, 행사 등 가상 현실 방송에서는 360도(행사에 따라 180도) 파노라마 시점을 촬영하는 카메라 리그(Rig)로 보는 사람이 모든 각도에서 바라볼 수 있는 기능을 제공해야 한다. 그러기 위해서는 여러 대의 렌즈와 비디오 스트림이 나란히 이동해야 한다. 유튜브의 안젤리 휠러는 당연히 방대한 양의 정보 스트림이 필요하고, 일반적인 영상과 비교할 때 360도 영상은 최대 4~5배 더 클 것이라고 말했다.

가상 현실 기기로 스트리밍 처리되는 콘텐츠가 실시간 "라이브"인지 여부에 따라 대역폭 요건은 더 복잡하고 더 기준치가 높아진다.

라이브 가상 현실에는 2가지 형태가 있다. 이벤트가 발생할 때 보는 라이브와 가상 환경 내에서 타인과 상호작용하는 "라이브"다. 전자는 극단적으로 몰입되는 영상을 보는 방식으로, 장치가 네트워크로부터 데이터 스트림을 수동적으로 수신하므로 영상 처리량이 많아 낮은 지연 속도와 높은 대역폭 연결이 필요하다. 후자처럼 가상 현실 소스와 여러 사용자들 사이의 상호작용을 가능하도록 하기 위해서는 지연 속도가 매우 낮아서 연결된 각 가상 현실 장치와 서버 사이에서 데이터를 교환해도 눈에 띄는 지연이 발생하지 않아야 한다.

현실과 디지털 사이의 경계를 모호하게 만드는 증강 현실
가상 현실과 증강 현실의 중대한 차이점은 디지털 콘텐츠가 현실과 합성되는 방식에 있다. 증강 현실은 새롭게 만든 세계를 위해 사용자 주변의 세계를 완전히 차단하지 않으며, 보는 사람과 현실 사이에 디지털 계층을 하나 더 끼워 넣는다.

증강 현실 장치는 일반적으로 반투명이라서 사용자가 주변 세계를 볼 수 있고 그 외에도 웹 페이지, 그래프, 지도 등이 눈 앞에 표시된다. 구글 글래스를 생각해 보자. 또한, 이런 종류의 기술 덕분에 엔지니어와 디자이너는 개발 중인 모델을 기존의 작업물과 함께, 또는 중첩해 표시하여 확인하고 조종할 수 있다. 마찬가지로 외과의사는 증강 현실바이저를 이용해 특정 구조를 강조하거나 참조를 위해 장기의 모델을 불러 오거나 다른 외과의사 교육을 도울 수 있다.

증강 현실은 휴대폰 카메라로도 경험할 수 있다. 출시 일주일 만에 트위터의 일간 활성 사용자 수를 초과한 모바일 앱 포켓몬 고를 가능하게 하는 가상현실의 일종이기도 하다. 포켓몬 고의 경우 플레이어는 도시와 마을을 여행하면서 휴대폰의 카메라를 통해 현실 세계에 나타나는 각 생명체를 잡는다. 이 게임의 인기를 통해 증강 현실기술에 대한 일반 소비자의 욕구를 알 수 있다.

증강 현실은 오늘날의 가상 현실 기술 중 가장 용도가 다양하다. 사용자가 고정된 장치에 테더링을 유지해야 하는 가상 현실 시스템과는 달리, 증강 현실은 일반적으로 바이저나 휴대용 스크린에서 제공되기 때문에 모바일에서 활용하기 좋다.

문제는 인간의 머리로 안락하게 지탱할 수 있을 만큼 작고 가벼운 장치의 연산 능력이 그다지 뛰어나지 않을 뿐 아니라, 현재 증강 현실 장치의 서비스와 콘텐츠의 요구 대역폭이 낮고 최소한의 연산 능력과 배터리 소모량을 지녔다는 점이다.


증강 현실이 주류로 들어서고 기술의 잠재력을 활용하게 된다면 장치 외에서 연산을 실행하면서 대역폭이 높고 지연 속도가 낮은 장치로 콘텐츠를 제공할 수 있는 수단이 필요하게 될 것이다. GSMA인텔리전스(GSMA Intelligence)에 따르면 일반적인 증강 현실애플리케이션은 최대 100Mbps의 대역폭 처리량과 1ms의 지연이 필요하며, 휴대용 기기로는 제공하기 어려운 사양이다.

연산 기능을 휴대용 기기에서 공유 데이터센터 자원으로 넘기면, 기기의 전력 소모량을 낮출 수 있고, 여러 사용자들 사이의 연산 환경 공유 능력을 극대화될 수 있다. 다시 한 번 말하지만 여기에서는 경험을 유지하기 위해 지연 속도를 충분히 낮게 유지하는 것이 중요하다.

혼합 현실
가상과 증강 현실의 결합체이다. 증강 현실에서는 디지털 콘텐츠(일반적으로 열차를 바라볼 때의 시간표 등 정보 콘텐츠)가 단순히 보이는 실제 환경 위에 겹쳐지지만, 혼합 현실 플랫폼에서는 디지털 세계가 상호작용 방식으로 실제 세계와 통합된다. 혼합 현실의 사례는 다양한 모습으로 일반 소비자에게 도달한다. 기존의 소파를 옮길 필요 없이 거실에 새로운 가구나 페인트 색상을 적용하는 애플리케이션이 그 한 예다.

증강 현실과 가상 현실이 조합된 혼합 현실은 높은 대역폭과 낮은 지연 속도를 모두 제공할 수 있어야 하며 사용자가 디지털 360도 공간을 탐색하면서 헤드셋이 주변 환경에 반응할 수 있어야 한다. 혼합 현실 기술개발은 초기 단계이기 때문에 네트워크 자원 요구량이 이런 기기에서 얼마나 정확할지 이야기하기에는 시기 상조지만, 가상 현실과 증강 현실보다 더욱 탄탄하고 유연한 네트워크가 필요할 것이다.

다행히도 어느 정도 시간이 남아있다. 혼합 현실을 거대하게 예측하고 있는 사람들이 많기 때문에 너무 늦기 전에 파악하는 것이 좋을 것이다. 혼합 현실스타트업 매직 리프(Magic Leap)는 (대중이 아닌)한정된 개인에만 기술을 선보였음에도 불구하고 14억 달러의 재정을 확보했으며 마이크로소프트(Microsoft)는 한 동안 자체 혼합 현실 플랫폼인 홀로렌즈(HoloLens)를 개발했고 심지어 개발 키트도 판매하기 시작했다.

전면 도입을 향해
이들 가상 현실 기술 플랫폼의 잠재력 활성화는 막대한 용량의 데이터를 속도 저하나 사용자 경험 손상 없이 전송할 수 있는지 여부에 달려 있다. 즉, 5G와 이를 뒷받침하는 인프라는 물론 무선 접속 기능도 향상되어야 한다.

무엇보다도 사용자에 필요한 대역폭을 제공하는 것이 중요하다. 클라우드 연산 기능을 구현하면 개별 헤드셋 부담의 상당 부분을 줄일 수 있을 것이다. 또한, 가상 현실 플랫폼을 지원하는 서버로 지연 없이 연결하는 접속 인프라도 있어야 한다. 와이파이 사용자는 건물에 매여 있지 않다. 그러나 5G 개발 과정에서의 대역폭과 지연 속도 사양은 건물 밖에서의 자유로운 무선 접속에 큰 도움이 될 것이다.

무선 외에도 광섬유 기술을 활용해 집 또는 기업에서 전송량을 초당 수백 Mb에서 Gb 단위로 높일 수 있는 잠재력을 제공할 수 있다. 대규모 사용자에게 동시에 높은 체감 품질(QoE)을 실시간으로 제공해야 할 초고화질 콘텐츠는 고사양 접속 대역폭을 필요로 할 것이다.

가상 현실 기술을 다변화하면 기업, 의료, 교육 등 다양한 분야에서의 가능성이 한층 더 확장된다. 실제 사용례도 개발할 가치가 있지만, 현실화에 필요한 네트워크 인프라에 역량이 집중되지 못하고 있다. 현재의 기술은 아직 끊김없이 원활하게 기술을 구현하는 단계에는 이르지 못한 상태다. editor@itworld.co.kr