주목 받는 디스플레이 기술 ② : 햅틱

Robert L. Mitchell | Computerworld 2011.03.21

만약 멀티터치 기술이 확산된다면, 햅틱 반응은 그러한 경향을 강화하는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 사용자가 디스플레이를 터치하면 햅틱은 디스플레이 전체 혹은 일부를 진동함으로써 사용자의 손가락에 촉각 반응을 제공한다.

 

햅틱 반응은 현재 여러 스마트폰에서 이용되고 있다. 디스플레이서치(DisplaySearch)의 애널리스트 제니퍼 콜레그로브는 햅틱이 좀 더 정확하게 터치 스크린 애플리케이션과 상호작용할 수 있도록 돕고, 사용자 경험을 향상시킬 수 있기 때문에 노키아 N8, 삼성 갤럭시 S 시리즈 등 20종 이상의 스마트폰에서 채택되었다고 말했다.

 

캘리포니아주 산타 클라라에 위치한 디스플레이 시장 조사업체 디스플레이서치는 아직까지 햅틱에 대한 시장 전망을 제시하지 않고 있지만 콜레그로브는 태블릿 PC에서 햅틱 기술이 무르익을 것이라고 지적했다. 지난 해 9월 출시된 이후 200만 대 이상이 판매된 삼성 갤럭시 탭에서는 이미 햅틱 기술이 사용되고 있다.

 

AP7686.JPG예를 들어, 햅틱의 한 가지 실용적인 응용은 스마트폰과 태블릿의 가상 키보드를 좀 더 쓸모 있게 만드는 것이다. 프로스트 앤 설리반의 애널리스트 암리사 스리다란 “(가상 키보드에서) 촉각 반응을 제공하지 않는 경우 높은 오류율과 사용자의 답답함이 발생하게 된다”고 말했다.

 

그리고 최근 나타나고 있는 있는 햅틱 기술은 단순한 진동 이상의 것을 할 수 있다. 최근에는 디스플레이 표면이 사포처럼, 매끈매끈하게, 혹은 축축한 느낌이 나도록 할 수 있다. 그리고 심지어는 사용자의 손가락 아래에서 무엇인가가 움직이는 것과 같은 놀라운 느낌도 만들어낼 수 있다. 햅틱 덕분에 사용자들은 머지 않아 단순히 유리 조각 이상의 디스플레이 표면을 경험할 수 있게 될 것이다.

 

부정적인 면으로, 햅틱은 터치 스크린의 위에서 동작하기 대문에 디스플레이에 층을 하나 추가하게 된다. 그것은 미디어가 디스플레이되는 화면과 사람의 눈 사이에 두 개의 레이어가 있다는 것을 의미하고, 그로 인해 화면의 휘도가 낮아질 수 있다.

 

디스플레이에서의 진동

햅틱 시스템은 터치 스크린 위의 표면이 진동하도록 만드는 기계 액츄에이터(actuator)혹은 다른 매커니즘을 통해 촉각 반응을 제공한다. 가장 단순한 햅틱은 휴대폰에서 사용되는 진동 모드이다.

 

햅틱 기술은 소비자 가전, 의료 기기, 그리고 게임 분야로 확대되었다. 스리다란은 햅틱이 좀 더 복잡해짐에 따라, 자동차와 가정의 자동화 시장에서도 새로운 활용 방식이 나타날 것이라고 전망했다.

 

이멀전(Immersion) 마케팅 부문 부회장 데니스 쉬한에 따르면 자사의 기계 액추에이터 시스템 설계가 시장에서의 지배적인 기술이고, LG, 노키아, 그리고 삼성은 이멀전의 기술을 활용하여 약 2억 대의 휴대폰을 출하했다고 한다. 도시바는 듀얼 스크린 리브레토(Libretto) W100 컨셉 노트북에 이멀전의 기술을 적용하였고 시냅틱스(Synaptics)는 기기 후면의 내비게이션과 터치 다이얼을 특징으로 하는 퓨즈(Fuse) 폰에 이멀전의 기술을 사용했다.

 

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시냅틱스의 퓨즈 폰은 이머전의 기계 액츄에이터 시스템을 이용해 햅틱 반응을 제공한다.

 

이멀전의 햅틱 기술에 숨겨진 개념은 단순하다. 무음 모드에서 휴대폰의 벨소리가 울릴 때 진동을 생성하기 위해 대부분의 휴대폰에는 회전 모터가 장착된다. 이멀전의 소프트웨어는 그러한 회전 모터를 사용하여 다른 진동 패턴을 생성한다.

 

이멀전의 기술을 사용하고 있는 최근의 스마트폰에서는 버튼 클릭 혹은 벨소리의 베이스 사운드를 강화하기 위해 저주파 우퍼 패턴을 흉내 내는 단지 몇 가지의 기본적인 진동 패턴이 사용되고 있다.

 

그러나 이멀전과 다른 햅틱 벤더들은 스크린 표면에 서로 다른 질감을 제공하기 위해 진동 주기를 미세 조절하고 스크린의 특정 영역을 타깃으로 함으로써, 예를 들어, 가상 키보드에서 키가 “눌린” 손가락에만 진동이 전해질 수 있도록 하는 좀 더 복잡한 기술을 개발하고 있다.

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이멀전의 최신 “고해상도” 시스템 터치센스 5000(TouchSense 5000)은 훨씬 더 정교한 느낌을 제공하기 위해 전류가 흐르는 경우에만 움직이는 세라믹 재질의 피에조(piezo) 엑추에이터를 사용한다. 이멀전에 따르면 조합을 통해 진동을 미세 조절함으로써 터치센스 5000은 사용자가 디스플레이 화면에서 손가락을 밀 때 서로 다른 질감을 느낄 수 있도록 해주거나 움직임의 느낌을 제공함으로써 가상 슬라이더 컨트롤이 사용되는 애플리케이션에서 유용하게 사용될 수 있다고 한다.

 

쉬한은 이멀전이 본 기술을 통해 진동이 실제의 느낌과 “좀 더 유사”해질 수 있게 되었고, “예를 들어, 핀볼 애플리케이션에서 공이 금속 게이트를 통과하면 공이 실제로 금속 게이트를 통과할 때처럼 느낄 수 있는 햅틱 효과를 만들어 낼 수 있다”고 말했다.

 

좀 더 세밀한 느낌을 제공하는 것도 가능하다. 쉬한은 전기 기계적인 엑추에이터를 사용하여 진동과 마찰 패턴을 조합함으로써 나무결 표면 느낌이 나도록 만드는 것도 가능하다고 말했다. 그러나 이런 기술이 스마트폰에 채택되기에는 가격이 너무 비싸다. 그는 “현재까지 휴대폰에 그러한 기술이 적용되기 위해서는 대당 200달러 이상의 가격이 든다. 그러나 향후에는 가격이 낮아질 것이다”라고 예상했다.

 

여기엔 어려운 점이 있다. 쉬한은 터치센스 5000는 현재 이용가능하고, 여러 제조업체들이 “적극적으로 평가”하고 있다고 말하지만, 아직까지 터치센스 5000의 채택을 발표한 업체는 없다.

 

이멀전은 전기적인 자극에 반응하여 터치 스크린의 일부분이 상승하거나 가라앉는 “변형 가능 표면” 기술에 햅틱 기술을 적용하기 위해 제휴업체들과 협력하고 있다. 예를 들어, 가상 키보드 혹은 키패드 상의 개별 키가 스크린 표면의 위 또는 아래로 움직임으로써 촉각 반응을 강화할 수 있다. 그러나 아직까지 이런 형태 변형 디스플레이 기술은 개발 초기 단계에 머무르고 있다.

 

기술의 확대

엑추에이터에 기반한 햅틱 디자인은 소형 스마트폰 디스플레이에서는 잘 동작하지만 제조업체의 입장에서 태블릿과 노트북에 사용되는 좀 더 큰 스크린에 그러한 것을 적용하기 위해서는 부품과 구동 전력의 비용이 많이 든다.

 

신생업체인 패시니안(Pacinian)은 표면 엑추에이터라는 좀 더 스케일러블한 햅틱 기술을 개발 중이다. 표면 엑추에이터에서는 터치 스크린을 덮고 있는 두 개의 전도 표면에 전기장이 생기면 진동이 생성된다. 손가락 터치로 활성화되는 경우 사용자의 손가락으로 최상부 표면을 열 수 있다.

 

압력 센서는 사용자가 스크린을 누르는 압력의 양을 탐지하고 그에 따라 다양한 촉각 반응을 제공할 수 있다. 패시니안은 키가 있지만 두께는 기존 전자기계 키보드의 절반에 불과한 울트라씬 노트북용 키보드 개발에 그러한 기능을 활용할 계획이다.

 

패시니안의 기술은 다른 분야에서도 활용될 수 있지만 이멀전이 시장을 점령하고 있는 소형 스마트폰 화면에 사용하기에는 패시니안의 시스템은 크기가 너무 크다. 그 대신 패시니안은 태블릿과 6인치와 15인치 사이 노트북 크기 화면에 주력하고 있다. 패시니안은 산업과 의료 시스템용으로 설계된 자사 최초의 제품은 올 상반에 그리고 소비자 시장용 제품은 2012년 상반기에 출시할 예정이다.

 

이멀전의 기술과 마찬가지로, 패시니안의 햅틱 기술은 터치 스크린 표면이 질감을 가질 수 있도록 다양한 진동 주기를 사용한다. 그러나 사업개발 부문 부회장인 마이크 레빈은 “수 백 가지의 서로 다른 느낌을 개발하는 것에 주력하고 있지 않다”고 말한다.

 

그러나 바로 그것이 경쟁 신생업체인 센세그(Senseg)가 주력하고 있는 분야이다. 패시니안과 마찬가지로, 센세그의 기술은 전기장에 기반하고 있지만 사용자의 손가락이 두 레이어를 함께 눌렸을 때 느낌을 만들어 내는 것 대신에 센세그의 전기장은 최상위 표명에서 동작하고 손가락과 표면 사이에서 사용자의 손가락에 진동을 제공하고 마찰을 변경한다.

 

센세그는 딱딱한 것에서부터 미끄러운 느낌까지 그리고 유리처럼 미끈한 느낌에서 사포처럼 거친 느낌 등 다양한 터치 느낌을 제공함으로써 매우 세밀한 질감을 만들어 낼 수 있다고 주장한다. 센세그의 최고 경영자 빌레 마키넨은 ”우리는 일련의 주기를 사용하여 질감, 경계, 또는 사용자의 손에 닿은 것을 합성하기 위해 패턴을 복제한다”고 말했다.

 

센세그는 햅틱 센서 영역을 “픽셀”이라고 하는 손가락 끝 정도의 크기로 나누었다. 이러한 픽셀 사이의 반응을 다양하게 함으로써 손가락 혹은 손 아래 움직임의 느낌을 만들어낼 수 있다. 마키넨 최고경영자는 픽셀의 밀도를 증가시킴으로써 사용자의 느낌을 좀 더 세밀하게 만들어낼 수 있다고 말했다. 그리고 그는 “현재 우리는 손가락의 절반 혹은 손가락에 해당하는 영역에 자극을 줄 수 있다”고 말했다.

 

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센세그의 햅틱 반응 기술은 사용자가 에어 하키(air hockey) 테이블에서 누르는 사람의 움직임을 감지하고 퍽(puck)을 치는 느낌을 제공한다.

 

햅틱 기술은 질감을 모사할 수 있지만 예를 들어 센세그의 기술도 사용자가 진짜 캐시미어 스웨터를 만질 때와 같은 완전한 질감 반응은 제공할 수 없다. 그러나 마키넨 최고경영자는 시청각 입력과 조합된 경우 햅틱은 터치-컴퓨팅 경험을 향상할 수 있다며 “중요한 점은 전체적인 경험이다. 당신이 눈으로 보는 경우 그것을 더 잘 느끼는 경향이 있다”고 말했다.

 

센세그는 현재 도시바와 협력 중이지만 아직까지 상용 제품을 출시할 정도로 개발이 진척되지는 못하고 있다.

 

향후 햅틱 기술이 적용될 기기들

현재까지, 스마트폰을 제외하고는 기본적인 햅틱 기술들도 주류 기술로 제공되고 있지 못하고 있고 점차 많은 고급 햅틱 기술들이 판매되기 시작할 것이다. 쉬한은 난제는 제조업체들에게 “햅틱 기술을 채택하는 것은 충분한 가치가 있다”는 확신을 심어주는 것이라고 말했다.

 

현재 햅틱 기술이 사용자들에게 단독 제품으로 판매되고 있지는 않다. 가트너 애널리스트 퉁 누엔은 “이 휴대폰은 멋진 햅틱이 제공되기 때문에 이 휴대폰을 살 것이라고 말하는 소비자는 없다”며 “햅틱 기술은 섹시하지 않다”고 말했다.

 

그러나 터치 스크린 제조업체 시냅틱스의 앤드류 휴 기술 전략가는 그러한 상황이 바뀔 것이라고 생각하고 있다. 그는 태블릿과 다른 모바일 터치 디스플레이에서 햅틱은 최근의 멀티터치 인터랙션과 마찬가지로 체크리스트 기능이 되어가고 있다며 향후에는 “당신이 터치 스크린 기기를 가지고 있지만 그것에 햅틱 기술이 탑재되지 않았다면, 그 기기가 고장 난 것처럼 느끼게 될 것이다”라고 예상했다.

 

그것은 두고 볼 일이다. 그러나 누엔 애널리스트는 게임, 가상 세계, 훈련 툴, 시뮬레이션 환경, 스마트폰과 태블릿, 그리고 다른 모바일 컴퓨팅 시스템과 같은 분야에서 햅틱 기술은 지속적으로 확산될 것이라며 1~2년 정도 후에는 좀 더 복잡하고 고해상도의 햅틱 기술의 가격 곡선이 하락하게 될 것이라고 말했다.

 

그러나 머스트-해브 모바일 기기에서 햅틱이 채택된다면 하루 아침에 상황이 바뀔 수 있을까? 누엔은 “만약 차세대 아이폰에 햅틱이 채택된다면 모든 사람들이 햅틱을 사용하고자 할 것이다”며 “멀티터치의 경우도 그러했다. 애플이 아이폰4에서 자이로스코프를 채택했을 때도 그랬다. 그리고 햅틱도 그러할 것이다”라고 말했다. editor@idg.co.kr

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