가상현실(VR) 고글은 해마다 영상이 더 선명해지고 있지만, 해상도를 높이고 시야를 넓히고 처리 능력을 강화하며 기기는 무겁고 커지기 마련이다. 물론 영상 품질과 착용감을 동시에 만족시키는 방안이 여러 차례 시도됐지만 ‘머리에 장치를 착용한다’는 전제가 있는 한 이 딜레마는 쉽게 해결되지 않았다.

일본 규슈대학교 연구진은 장치를 가볍게 하는 것이 아니라, ‘도대체 무엇을 착용해야 하는가’라는 근본적인 질문을 다시 던졌다. 이렇게 해서 앉기만 하면 가상 세계에 들어갈 수 있는 일각 의자를 발표하게 됐다고 과학 매체 New Atlas가 전했다.

VR 고글이 풍경에 깊이감을 느끼게 하는 것은 좌우 눈에 조금씩 다른 영상을 보여주기 때문이다. 고글은 얼굴 바로 앞에 놓인 렌즈를 통해 각각의 눈에 다른 영상을 전달한다. 지금까지 몰입형 VR에는 크게 나누어 ‘프로젝션 룸(projection rooms)’과 ‘고글’이라는 두 가지 형태가 있어 왔다.

돔형 프로젝션 룸은 주변을 스크린으로 둘러싸기 때문에 별다른 장비 없이도 사용할 수 있지만, 영상의 깊이는 룸 크기로 제한된다. 반면 고글은 영상을 원하는 거리로 조절할 수 있어 풍경에 몰입하는 느낌을 주지만, 그 대신 머리에 무게를 짊어지게 된다. 즉, 두 형태는 한쪽의 약점을 다른 쪽이 보완하는 관계인 것이다.

현재의 VR 기기는 짧은 시간 이용을 전제로 만들어져 있어, 가상 세계에서 생활하듯 지내는 사람들에게는 적합하지 않다. 시야를 넓히고 영상을 세밀하게 하며 처리 능력을 높일수록 부품이 늘어나 머리와 목에 가해지는 무게와 압박이 커지기 때문이다.

그래서 규슈대학 연구팀이 선택한 방법은 빛을 다루는 부품과 계산하는 부품을 머리에서 내려 주변 환경으로 옮기는 것이었다. 연구팀이 사용한 것은 ‘공중 결상’이라 불리는 광학 기술이다. 이는 영상을 화면 위에 고정시키는 것이 아니라, 아무것도 없는 공간에 부드럽게 떠 있는 듯 보이게 하는 기술이다. 이 기술을 사용하여 좌우 눈을 향한 입체 VR 영상을 앉아 있는 사람의 눈앞 공중에 투사한 것이다.

고글에서는 렌즈가 양쪽 눈에 다른 영상을 보여주었지만, 이 의자에서는 ‘마이크로 미러 어레이’라는 부품이 같은 역할을 한다. 이것은 작은 거울을 많이 배열한 판으로, 각각의 눈에 서로 다른 영상을 전달할 수 있다.

이렇게 팔걸이의자 정도 크기의 좌석에서 영화관 같은 입체적인 전망이 펼쳐진다고 한다. 다만, 이 종류의 거울 판 자체는 새롭지 않으며, 논문에 따르면 2006년경부터 개발이 계속되어 왔다.

이번 신제품의 새로움은 실제로 앉아서 주변을 둘러볼 수 있는 시스템으로 구현했다는 점에 있다.

광학 부품은 의자에 장착되어 회전을 감지하는 센서인 '자이로스코프'가 의자의 방향 변화를 실시간으로 추적한다.

몸 전체를 돌리면 입체 풍경도 함께 회전해 번거로운 조정이 필요 없다. 연구팀에 따르면, 이 의자는 영상의 깊이 면에서는 돔형 프로젝션 룸에 착용감과 접근성 면에서는 고글보다 뛰어나다고 한다. 말하자면, 프로젝션 룸의 '아무것도 착용할 필요 없는 안정된 환경'과 고글의 '자신만의 시점'을 결합한 제3의 길이라고 할 수 있다.

저자인 준교수는 “우리 시스템에는 앞으로 VR 멀미를 줄일 가능성도 있다”며 “고글이라는 설계상의 제약이 없으므로, 더 큰 광학 부품이나 움직이는 구조를 자유롭게 탑재할 수 있다”고 말한다.

고글을 포기한 데에는 대가도 따른다. 거울 판이 빛의 일부를 흡수하기 때문에 매우 밝은 디스플레이가 필요하다. 또한 판의 크기에 따라 시야가 확보되는 범위가 대략 정해진다. 논문 자체도 시야가 제한적이라는 점을 인정하고 있어, 시야의 넓이와 휴대성에 대해 ‘조건부로 대응’한다고만 평가하고 있다.

또 논문이 제시하는 것은 의자 회전에 맞춰 풍경이 회전하는 움직임뿐이며, 모든 방향을 360도 조망할 수 있다고까지는 말하지 않는다. 시야 수치나 몰입감을 측정한 이용자 테스트도 제시되지 않아, 시야가 좁아 몰입감이 저하되는지 여부는 아직 밝혀지지 않았다. 시야를 넓히는 방법으로 논문에서는 거울 판의 위아래와 좌우에 평평한 거울을 배치할 것을 제안하며, 이론적으로는 실제 화면을 최대 6배까지 확장할 수 있다고 설명한다.

시제품 시연에서는 이 방법으로 시야가 넓어지는 것이 확인되었지만, 측정값은 보고되지 않았다. 

가상현실(VR) 고글은 해마다 영상이 더 선명해지고 있지만, 해상도를 높이고 시야를 넓히고 처리 능력을 강화하며 기기는 무겁고 커지기 마련이다. 물론 영상 품질과 착용감을 동시에 만족시키는 방안이 여러 차례 시도됐지만 ‘머리에 장치를 착용한다’는 전제가 있는 한 이 딜레마는 쉽게 해결되지 않았다.

일본 규슈대학교 연구진은 장치를 가볍게 하는 것이 아니라, ‘도대체 무엇을 착용해야 하는가’라는 근본적인 질문을 다시 던졌다. 이렇게 해서 앉기만 하면 가상 세계에 들어갈 수 있는 일각 의자를 발표하게 됐다고 과학 매체 New Atlas가 전했다.

VR 고글이 풍경에 깊이감을 느끼게 하는 것은 좌우 눈에 조금씩 다른 영상을 보여주기 때문이다. 고글은 얼굴 바로 앞에 놓인 렌즈를 통해 각각의 눈에 다른 영상을 전달한다. 지금까지 몰입형 VR에는 크게 나누어 ‘프로젝션 룸(projection rooms)’과 ‘고글’이라는 두 가지 형태가 있어 왔다.

돔형 프로젝션 룸은 주변을 스크린으로 둘러싸기 때문에 별다른 장비 없이도 사용할 수 있지만, 영상의 깊이는 룸 크기로 제한된다. 반면 고글은 영상을 원하는 거리로 조절할 수 있어 풍경에 몰입하는 느낌을 주지만, 그 대신 머리에 무게를 짊어지게 된다. 즉, 두 형태는 한쪽의 약점을 다른 쪽이 보완하는 관계인 것이다.

현재의 VR 기기는 짧은 시간 이용을 전제로 만들어져 있어, 가상 세계에서 생활하듯 지내는 사람들에게는 적합하지 않다. 시야를 넓히고 영상을 세밀하게 하며 처리 능력을 높일수록 부품이 늘어나 머리와 목에 가해지는 무게와 압박이 커지기 때문이다.

그래서 규슈대학 연구팀이 선택한 방법은 빛을 다루는 부품과 계산하는 부품을 머리에서 내려 주변 환경으로 옮기는 것이었다. 연구팀이 사용한 것은 ‘공중 결상’이라 불리는 광학 기술이다. 이는 영상을 화면 위에 고정시키는 것이 아니라, 아무것도 없는 공간에 부드럽게 떠 있는 듯 보이게 하는 기술이다. 이 기술을 사용하여 좌우 눈을 향한 입체 VR 영상을 앉아 있는 사람의 눈앞 공중에 투사한 것이다.

고글에서는 렌즈가 양쪽 눈에 다른 영상을 보여주었지만, 이 의자에서는 ‘마이크로 미러 어레이’라는 부품이 같은 역할을 한다. 이것은 작은 거울을 많이 배열한 판으로, 각각의 눈에 서로 다른 영상을 전달할 수 있다.

이렇게 팔걸이의자 정도 크기의 좌석에서 영화관 같은 입체적인 전망이 펼쳐진다고 한다. 다만, 이 종류의 거울 판 자체는 새롭지 않으며, 논문에 따르면 2006년경부터 개발이 계속되어 왔다.

이번 신제품의 새로움은 실제로 앉아서 주변을 둘러볼 수 있는 시스템으로 구현했다는 점에 있다.

광학 부품은 의자에 장착되어 회전을 감지하는 센서인 '자이로스코프'가 의자의 방향 변화를 실시간으로 추적한다.

몸 전체를 돌리면 입체 풍경도 함께 회전해 번거로운 조정이 필요 없다. 연구팀에 따르면, 이 의자는 영상의 깊이 면에서는 돔형 프로젝션 룸에 착용감과 접근성 면에서는 고글보다 뛰어나다고 한다. 말하자면, 프로젝션 룸의 '아무것도 착용할 필요 없는 안정된 환경'과 고글의 '자신만의 시점'을 결합한 제3의 길이라고 할 수 있다.

저자인 준교수는 “우리 시스템에는 앞으로 VR 멀미를 줄일 가능성도 있다”며 “고글이라는 설계상의 제약이 없으므로, 더 큰 광학 부품이나 움직이는 구조를 자유롭게 탑재할 수 있다”고 말한다.

이러한 방법을 통해 눈에 보이는 것과 몸이 느끼는 것 사이의 차이를 완화할 수 있을지도 모른다고 합니다.

물론, 고글을 포기한 데에는 대가도 따른다.

거울 판이 빛의 일부를 흡수하기 때문에 매우 밝은 디스플레이가 필요하다. 또한 판의 크기에 따라 시야가 확보되는 범위가 대략 정해진다. 논문 자체도 시야가 제한적이라는 점을 인정하고 있어, 시야의 넓이와 휴대성에 대해 ‘조건부로 대응’한다고만 평가하고 있다.

또 논문이 제시하는 것은 의자 회전에 맞춰 풍경이 회전하는 움직임뿐이며, 모든 방향을 360도 조망할 수 있다고까지는 말하지 않는다.

시야 수치나 몰입감을 측정한 이용자 테스트도 제시되지 않아, 시야가 좁아 몰입감이 저하되는지 여부는 아직 밝혀지지 않았다.

시야를 넓히는 방법으로 논문에서는 거울 판의 위아래와 좌우에 평평한 거울을 배치할 것을 제안하며, 이론적으로는 실제 화면을 최대 6배까지 확장할 수 있다고 설명한다.

시제품 시연에서는 이 방법으로 시야가 넓어지는 것이 확인되었지만, 측정값은 보고되지 않았다. 연구팀은 현재 차량 내 작업 공간, 체험형 박물관 전시, 건설 기계 원격 조작, 재난 대응 로봇 등 활용 방안을 위해 기업 협력 파트너를 찾고 있다.