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혼합 현실

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목차

1. 개요

혼합 현실(MR)은 현실 세계와 가상 세계를 융합하는 기술로, 1994년 폴 밀그램과 후미오 키시노에 의해 "가상성 연속체의 극단 사이에 있는 어딘가"로 정의되었다. 전용 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)를 사용하여 현실의 풍경과 디지털 콘텐츠를 겹쳐 표시하며, 증강 현실(AR)보다 더 밀접하게 현실과 가상 세계를 혼합한다. 혼합 현실은 교육, 엔터테인먼트, 군사 훈련, 의료, 제품 콘텐츠 관리 등 다양한 분야에 응용되며, CAVE, 헤드업 디스플레이(HUD), 헤드 마운티드 디스플레이(HMD), 모바일 기기 등 여러 디스플레이 기술을 통해 구현된다. 혼합 공간은 물리적 환경과 가상 환경을 통합하여 존재감을 제공하는 공간으로, 개념 혼합의 아이디어를 바탕으로 설계된다.

2. 정의

혼합 현실 환경에서의 조작은 주로 시선 입력이나 제스처를 이용한 모션 커맨드, 음성 명령 등을 통해 이루어진다[74]。

혼합 현실 기술은 다양한 분야에서 활용될 잠재력을 가지고 있다. 예를 들어, 제품, 장치, 설비의 3D CAD 데이터를 활용하여 가상 공간에서 시제품 제작 전에 작동 상태를 미리 검증하는 시스템을 구축할 수 있다[68]。 또한, 현실 세계에 있는 장치의 상태를 3D 데이터로 재현하여 전문가가 원격지에서 상태를 확인하고 유지 보수 작업을 지원하는 데 활용하는 사례도 등장하고 있다[68]。

특히 건설업, 제조업, 의료 분야와 같이 기존에는 원격 근무가 어렵다고 여겨졌던 '현장 업무'에서 혼합 현실 기술의 성장이 기대된다. 건설 현장에서는 완성 예상 이미지를 실제 현장 모습에 겹쳐 보여주거나, 현장 진행 상황을 3D 카메라로 기록하여 원격지에서 확인하는 기술이 빠르게 도입되고 있다[66]。 더 나아가, 센서와 HMD를 활용하여 원격지에 있는 로봇을 마치 자신의 분신처럼 조작하는 텔레존재(tele-existence) 기술도 응용되고 있다. 이는 우주 공간과 같이 위험한 환경에서의 작업을 로봇이 대신 수행하게 함으로써 생산성과 안전성을 높일 수 있는 기술로 주목받고 있다[68]。

2. 1. 가상성 연속체와 내성 연속체

1994년 폴 밀그램(Paul Milgram)과 후미오 키시노(Fumio Kishino)는 혼합 현실(MR)을 가상성 연속체(virtuality continuum)의 양 극단, 즉 완전한 현실과 완전한 가상 환경 사이의 어딘가에 위치하는 것으로 정의했다.

현실-가상 연속체 개념도. 현실 환경과 가상 환경, 그 중간 개념인 혼합 현실이 존재하며, 증강 현실과 확장 가상이 내포되어 있다.


혼합 현실은 현실 세계와 가상 현실(VR) 세계를 융합하여 새로운 환경과 시각 정보를 생성하는 기술을 의미한다. 이때 사용자는 전용 헤드 마운티드 디스플레이(HMD) 등을 착용하여 현실 공간에 겹쳐진 가상 객체와 상호작용할 수 있다. 디스플레이를 통해 보이는 현실 풍경 위에 디지털 콘텐츠를 겹쳐 표시하고, 이 디지털 콘텐츠가 마치 실제 공간에 존재하는 것처럼 자연스럽게 보이도록 구현하는 것이 특징이다[70][71]。

혼합 현실은 증강 현실(AR)을 더욱 발전시킨 기술로 볼 수 있지만, 개념적으로 차이가 있다. 증강 현실이 현실 세계에 가상 정보를 덧씌워 현실을 '확장'하는 개념이라면, 혼합 현실은 현실 세계와 가상 세계를 더욱 긴밀하게 '혼합'하고 '융합'하는 데 초점을 맞춘다[66][67][72]。 증강 현실은 주로 현실 세계 위에 가상 정보를 '겹쳐' 보여주는 방식이지만, 혼합 현실은 3차원 공간을 인식하는 능력을 바탕으로 현실 공간의 정보와 가상 세계의 정보를 '융합'시킨다[67]。

한편, 가상 현실(VR)은 사용자의 시야 전체를 컴퓨터 그래픽스(CG)나 영상으로 구성된 완전한 가상 세계로 대체하는 기술이다. 현실 세계와의 연결 없이 완전히 독립된 디지털 환경을 제공한다는 점에서 현실 세계와 연동되는 혼합 현실과는 구분된다[67][73]。

3. 역사

혼합 현실(MR)의 개념은 1994년 캐나다 토론토 대학교의 폴 밀그램 등에 의해 제안되었다.[65]

2015년 1월, 마이크로소프트는 스마트 글래스인 "마이크로소프트 홀로렌즈(Microsoft HoloLens)"를 발표하며 혼합 현실을 구현하는 제품을 처음으로 시장에 선보였다. 그러나 이 제품은 가격이 높고 성능이 뛰어나 주로 산업용으로 사용되었다.[65]

2020년 8월에는 일반 소비자를 대상으로 개발된 스마트 글래스 "NrealLight"가 출시되었다.[65]

4. 주요 특징



혼합 현실(Mixed Reality, MR)은 전용 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)를 사용하여 가상 물체가 실제 눈앞에 있는 것처럼 보이게 하는 기술이다. 디스플레이 안에 현실 풍경과 디지털 콘텐츠를 겹쳐 표시하고, 이 디지털 콘텐츠가 마치 그 자리에 실제로 존재하는 듯한 움직임을 구현한다.[70][71] 외부 연결이 필요 없는 스탠드얼론형 HMD의 경우, 별도의 컨트롤러 없이 핸드 트래킹이나 음성 입력을 통해 조작한다. 기기에 탑재된 광학식 카메라와 깊이 센서는 주변 환경을 인식하며, 투과형 디스플레이를 통해 현실 공간에 콘텐츠를 자연스럽게 겹쳐 보여준다.[65]

혼합 현실은 증강 현실(AR)을 더욱 발전시킨 새로운 기술이지만, 본질적인 차이가 있다. 증강 현실이 현실 세계에 가상 세계의 정보를 덧씌워 현실을 "확장"하는 개념이라면, 혼합 현실은 현실 세계와 가상 세계를 더욱 밀접하게 "혼합" 또는 "융합"하는 개념이다.[66][67][72] 증강 현실은 주로 스마트폰 앱 등을 통해 특정 위치 정보나 마커에 반응하여 콘텐츠를 표시하는 반면, 혼합 현실은 기기에 내장된 여러 카메라와 센서를 활용하여 3차원 공간 정보를 정밀하게 인식하고 계산한다. 이를 통해 현실 세계의 형태나 위치 정보를 파악하고, 공간 정보를 가진 가상 세계를 현실과 자연스럽게 융합시킨다.[67][73] 예를 들어, 가상의 3D 공을 벽에 던졌을 때, 증강 현실 환경에서는 공이 벽을 통과하지만, 혼합 현실 환경에서는 공간 정보를 인식하기 때문에 공이 벽에 맞고 튕겨 나온다.[66][66] 또한, 사용자의 움직임에 따라 현실 공간에 표시된 디지털 영상을 정확하게 추적하여, 사용자가 영상 주위를 걸어 다니며 뒷면을 보거나 가까이 다가가 다양한 각도에서 자유롭게 관찰하는 것이 가능하다.[73] 현실 세계에 고해상도 홀로그램과 같은 다양한 3D 정보를 투영하고, 이를 직접 조작하거나 터치하여 정보를 입력할 수도 있다.[72][73]

한편, 가상 현실(VR)은 시야 전체를 덮는 몰입형 고글을 사용하여 사용자를 완전히 CG나 비디오로 구성된 가상 세계로 이동시킨다. 현실 세계와의 연동이 없다는 점에서 혼합 현실과 구분된다.[67][73] 다만, 혼합 현실 역시 HMD와 유사한 장치를 착용하며, 장치를 착용한 사용자가 보는 영상을 다른 스크린으로 공유할 수 있다는 점은 유사하다.[67]

혼합 현실 환경에서의 조작은 주로 시선 입력, 제스처를 이용한 모션 커맨드, 음성 명령 등을 통해 이루어진다.[74]

5. 응용 분야

혼합 현실은 디자인, 교육, 엔터테인먼트, 군사 훈련, 의료, 제품 콘텐츠 관리, 로봇의 인간-루프(human-in-the-loop) 작동을 포함한 다양한 분야에서 활용되고 있다.

5. 1. 교육

시뮬레이션 기반 학습에는 VR 및 AR 기반 교육, 대화형 및 경험적 학습이 포함된다. 혼합 현실은 일반 교육 환경과 전문 교육 환경 모두에서 많은 잠재적 사용 사례를 가지고 있다. 교육 분야에서 AR은 역사적인 전투를 시뮬레이션하는 데 사용되어 학생들에게 비교할 수 없는 몰입형 경험을 제공하고 잠재적으로 향상된 학습 경험을 제공할 수 있다.[6] 또한 AR은 생리학 및 해부학과 같이 모델의 3D 표현이 필요한 분야에서 보건 과학 및 의학 학생을 위한 대학교육에서 효과를 보였다.[7][8]

5. 2. 엔터테인먼트

혼합 현실은 텔레비전 쇼에서 게임 콘솔에 이르기까지 엔터테인먼트 분야에서 다양한 응용 분야를 가지고 있다.

2003년 게임 쇼 ''파이트박스''(FightBox)는 참가자들이 경쟁적인 캐릭터를 만들고 혼합 현실을 사용하여 상호 작용할 수 있도록 했다.[10] 일반적으로 폭력적이지 않은 도전을 하는 ''밤주키''와 달리 ''파이트박스''의 목표는 새로운 참가자들이 가장 강력한 파이터를 만들어 경쟁에서 승리하는 것이었다.[10]

2004년 영국의 게임 쇼 ''밤주키''(Bamzooki)는 어린이 참가자들이 가상의 "주크"(Zooks)를 만들고 다양한 도전에서 경쟁하는 모습을 지켜보도록 했다.[9] 이 쇼는 주크에게 생명을 불어넣기 위해 혼합 현실을 사용했으며, 4 시즌 동안 방영된 후 2010년에 종료되었다.[9]

2009년 연구자들은 ISMAR(International Symposium on Mixed and Augmented Reality)에서 벽에 투사된 스크린으로 구성된 "블로그월"(BlogWall)이라는 소셜 제품을 발표했다.[11] 사용자들은 벽에 짧은 텍스트 클립이나 이미지를 게시하고 ''퐁''(Pong)과 같은 간단한 게임을 할 수 있었다.[11] 블로그월은 또한 받은 메시지를 재정렬하여 시를 형성하는 시 모드와 사용자들이 다른 사람들에게 투표에 응답하도록 요청할 수 있는 투표 모드를 특징으로 했다.[11]

''마리오 카트 라이브: 홈 서킷''(Mario Kart Live: Home Circuit)은 2020년 10월에 출시된 닌텐도 스위치용 혼합 현실 레이싱 게임이다.[12] 이 게임은 플레이어가 집을 경주 트랙으로 사용할 수 있도록 한다.[12] 출시 첫 주에 일본에서 73,918 부가 판매되어 해당 주 최고의 판매 게임이 되었다.[13]

기타 연구에서는 혼합 현실을 연극, 영화, 테마파크에 적용할 가능성을 조사했다.[14]

5. 3. 군사 훈련

최초의 완전 몰입형 혼합 현실 시스템은 1992년 미국 공군 암스트롱 연구소의 루이 로젠버그가 개발한 가상 픽스처(Virtual Fixtures) 플랫폼이다.[15] 이 시스템은 사용자가 실제 환경에서 로봇을 제어하면서, 작업 성능 향상을 위해 추가된 3차원 가상 오버레이("픽스처")를 함께 볼 수 있게 했다. 연구 결과, 가상 객체를 실제 세계에 도입하는 것이 인간 조작자의 성능을 크게 향상시키는 것으로 나타났다.[15][16][17]

군사 훈련에서는 복잡하고 다양한 데이터와 시각 보조 도구를 활용하여 전투 현실을 시뮬레이션하고 표현하는데, 이때 주로 머리 장착형 디스플레이(HMD)가 사용된다.[18] 군사 훈련 솔루션은 상용 기성품(COTS) 기술을 기반으로 구축되는 경우가 많다. 예를 들어, Improbable의 합성 환경 플랫폼, Virtual Battlespace 3, VirTra 등이 있으며, 이 중 Virtual Battlespace 3와 VirTra는 미국 육군에서 사용된다. VirTra는 민간 및 군사 법 집행 기관에서 활동적인 총격범 대응, 가정 폭력 상황, 군사 교통 정지 등 다양한 시나리오에 대한 인력 훈련에 활용되고 있다.[19][20] 또한, 미국 육군 연구소에서는 혼합 현실 기술을 이용하여 극심한 스트레스가 의사 결정에 미치는 영향을 연구하고 있다. 이를 통해 실제로는 생존 가능성이 낮은 위험한 시나리오에서도 군인을 안전하게 연구할 수 있다.[21]

2017년, 미 육군은 혼합 현실 기술을 포함할 것으로 예상되는 차세대 훈련 시스템인 합성 훈련 환경(STE, Synthetic Training Environment) 개발을 시작했다. STE는 예상 완료일 없이 개발 중이며, 훈련의 현실감을 높이고, 시뮬레이션 훈련 능력을 확장하며, 다른 시스템과의 연동성을 향상시키는 것을 목표로 한다.[22]

STE와 같은 혼합 현실 환경은 훈련 중 소모되는 탄약의 양을 줄이는 등 훈련 비용 절감에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.[23][24][25] STE는 훈련 목적으로 전 세계 모든 지역의 지형을 가상으로 구현하는 기능을 포함할 예정이며,[26] 이를 통해 스트라이커 장갑차 운용 부대, 무기고 관리 부대, 보병 부대 등 분대부터 여단, 전투팀 단위까지 다양한 규모의 부대에 맞춤형 훈련 기회를 제공할 것으로 보인다.[27]

5. 4. 원격 협업

혼합 현실은 전 세계에 흩어져 있는 원격 팀이 함께 협력하여 조직의 비즈니스 과제를 해결할 수 있도록 지원한다. 직원들은 물리적 위치에 관계없이 헤드셋과 소음 제거 헤드폰을 착용하고 몰입형 가상 협업 환경에 참여할 수 있다. 이러한 애플리케이션은 실시간으로 정확하게 번역할 수 있어 언어 장벽의 문제를 해소하는 데 도움을 준다. 또한, 이러한 방식은 근무 유연성을 높이는 데 기여한다. 비록 많은 고용주가 여전히 고정된 근무 시간과 장소를 고수하고 있지만, 직원들이 근무 장소, 시간, 방식에 대해 더 많은 자율성을 가질 때 생산성이 향상된다는 연구 결과도 있다. 개인마다 선호하는 작업 환경(소음 유무)이나 집중력이 높은 시간대(아침/밤)가 다르며, 정보를 처리하는 방식(운동 감각 학습자 등 학습 스타일)도 다양하기 때문에 자율성은 중요하다.[34]

기계 유지 보수 분야에서도 혼합 현실 기술이 활용될 수 있다. 여러 지역에 제조 시설과 다수의 기계를 보유한 대규모 회사는 혼합 현실을 통해 직원을 교육하고 작업 지시를 내릴 수 있다. 기계는 정기적인 점검과 조정이 필요한데, 이러한 작업은 대부분 사람이 직접 수행하므로 관련 정보 전달이 중요하다. 혼합 현실을 이용하면 여러 지역의 직원들이 헤드셋을 착용하고 변경 사항에 대한 실시간 지침을 받을 수 있다. 강사는 모든 직원이 볼 수 있는 가상 모델을 조작하며 생산 현장을 둘러보듯 기술적 세부 사항을 확대하고 필요한 변경 내용을 설명할 수 있다. 실제로 이러한 혼합 현실 프로그램을 이용한 5분간의 교육 세션이 50페이지 분량의 매뉴얼을 읽는 것과 동일한 학습 효과를 보였다는 연구 결과도 있다.[35] 더 나아가, 실제 작동 중인 기계에서 얻은 실시간 데이터를 가상 협업 공간에 통합하고, 이를 장비의 3차원 가상 모델과 연결하는 방식으로 확장될 수 있다. 이를 통해 실제 환경에서는 어려울 수 있는 유지 보수, 운영, 안전 작업 절차에 대한 교육과 실행이 가능해지며, 전문가의 지식을 물리적 위치에 관계없이 활용할 수 있게 된다.[36]

5. 5. 기능적 모형

혼합 현실은 물리적 요소와 디지털 요소를 결합한 모형을 구축하는 데 사용될 수 있다. 동시적 위치 추정 및 지도 작성(SLAM) 기술을 활용하면, 구축된 모형이 실제 물리적 세계와 상호작용하여 더욱 현실적인 감각 경험을 제공할 수 있다. 예를 들어, 사물 영속성을 제어하는 것이 가능하다. 이러한 상호작용과 제어는 디지털 및 물리적 보조 장치가 없다면 추적하고 분석하기가 매우 어렵거나 거의 불가능하다.

5. 6. 의료

스마트 안경은 수술 절차를 돕기 위해 수술실에 통합될 수 있으며, 외과의에게 정확한 시각적 가이드를 겹쳐 표시하면서 편리하게 환자 데이터를 표시할 수 있다.[40][41] 마이크로소프트 홀로렌즈(Microsoft HoloLens)와 같은 혼합 현실 헤드셋은 향상된 교육 플랫폼을 제공하는 것 외에도 의사 간의 효율적인 정보 공유를 가능하게 할 수 있다는 이론이 제기되었다.[42][41] 이는 일부 상황, 예를 들어 전염성 질환에 감염된 환자를 진료할 때 의사의 안전을 향상시키고 개인 보호 장비(PPE) 사용을 줄일 수 있다.[43]

혼합 현실은 의료 분야를 발전시킬 잠재력이 크지만, 몇 가지 단점도 존재한다.[41] 특히 의사가 환자를 직접 보지 못하게 될 수 있다는 윤리적 문제로 인해, 환자가 있는 실제 진료 환경에 기술이 완전히 통합되기 어려울 수 있다.[41][39]

혼합 현실은 의료 교육 분야에서도 유용하게 활용된다. 예를 들어, 세계 경제 포럼의 2022년 보고서에 따르면, 케이스 웨스턴 리저브 대학교의 1학년 의대생 중 85%가 해부학 교육에서 혼합 현실 기술 활용이 기존의 대면 수업과 "동등"하거나 "더 낫다"고 응답했다.[44]

5. 7. 제품 콘텐츠 관리

혼합 현실이 등장하기 전까지 제품 콘텐츠 관리는 주로 브로셔와 같은 2차원적인 매체에 의존했으며, 이를 벗어난 고객과 제품 간의 상호작용은 제한적이었다.[45] 혼합 현실 기술의 발전은 새로운 형태의 상호작용적인 제품 콘텐츠 관리 방식을 가능하게 했다. 특히, 기존의 2차원적인 제품 정보를 3차원 디지털 렌더링으로 제공함으로써 소비자-제품 간 상호작용의 접근성과 효과가 향상되었다.[46]

5. 8. 인간-로봇 상호작용

최근 혼합 현실 기술의 발전은 인간-로봇 상호작용을 위한 새로운 소통 방식에 대한 관심을 높이고 있다.[47] 마이크로소프트 홀로렌즈와 같은 혼합 현실 기기를 착용한 작업자는 디지털 환경에서 로봇이나 기계를 직접 제어하고 상태를 확인할 수 있다.[48] 이러한 방식은 혼합 현실 환경과 실제 기계 사이에 실시간으로 데이터를 주고받아야 하는데, 이는 디지털 트윈 기술을 활용하여 구현할 수 있다.[48]

5. 9. 비즈니스

혼합 현실은 판매자가 특정 상품이 고객의 요구에 어떻게 부합하는지 보여주는 데 활용될 수 있다. 판매자는 혼합 현실 기술을 통해 특정 제품이 구매자의 집에 실제로 놓였을 때 어떤 모습일지 미리 시연할 수 있다. 구매자는 가상 현실(VR)의 도움을 받아 가상으로 제품을 선택하고, 다양한 각도로 돌려보거나 원하는 위치에 배치해보는 경험을 통해 구매 결정을 내릴 수 있다. 이러한 방식은 구매자가 더욱 신중하고 만족스러운 결정을 내리도록 도우며, 결과적으로 구매 후 반품률을 줄이는 데 기여한다.[49]

또한, 건축 회사는 고객에게 혼합 현실 기술을 이용하여 지어질 집의 내부 구조나 공간감을 미리 체험하게 함으로써, 마치 실제 집을 방문하는 듯한 가상 경험을 제공할 수 있다.

6. 디스플레이 기술 및 제품

혼합 현실은 가상 세계와 물리적 세계가 서로 얽혀 상호작용하는 것을 폭넓게 의미한다. 이러한 혼합 현실 환경을 만들기 위해 다양한 디지털 매체가 사용된다. 이러한 매체는 스마트폰과 같은 휴대용 장치부터 방 전체를 활용하는 시스템까지 매우 다양하며, 각각 다른 분야에서 실용적으로 활용되고 있다.[50][51]

6. 1. CAVE 자동 가상 환경

CAVE(Cave Automatic Virtual Environment)의 중앙에 서 있는 사용자


CAVE(Cave Automatic Virtual Environment)는 사용자가 자신을 둘러싼, 위, 아래로 투사된 디스플레이에 의해 둘러싸이는 환경이다. 이는 일반적으로 외부의 더 큰 방 안에 위치한 작은 방 형태로 구성된다.[50] 3D 안경과 서라운드 사운드는 투사된 영상을 보완하여 사용자에게 실제 세계를 시뮬레이션하는 듯한 원근감을 제공한다.[50]

CAVE 시스템은 개발된 이후 엔지니어들이 프로토타입 제품을 개발하고 테스트하는 데 주로 사용되어 왔다.[52] 이를 통해 제품 디자이너는 실제 물리적인 프로토타입을 제작하기 전에 가상 환경에서 미리 테스트할 수 있다. 또한, 미세 환경이나 공장 전체와 같이 형태가 없는 대상을 직접적으로 테스트하는 것도 가능해졌다.[52]

CAVE를 개발한 연구진은 이후 기존 CAVE의 단점을 개선한 CAVE2를 선보였다.[53] 기존의 프로젝션 방식 대신 37메가픽셀 해상도의 3D LCD 패널이 사용되었고, 네트워크 케이블을 통해 인터넷과 통합되었다. 또한, 더욱 정밀해진 카메라 시스템을 통해 사용자의 움직임에 따라 가상 환경이 자연스럽게 변화하도록 개선되었다.[53]

6. 2. 헤드업 디스플레이 (HUD)

F/A-18C의 헤드업 디스플레이 사진


헤드업 디스플레이 (Head-Up Display, HUD)는 사용자의 시야를 크게 가리지 않으면서 시각 정보를 전방 시야에 직접 투사하는 디스플레이 장치이다. 표준적인 HUD는 그래픽을 투사하는 프로젝터, 그래픽이 맺히는 표면인 컴바이너, 그리고 이 두 요소를 통합하고 실시간 계산이나 조정을 수행하는 컴퓨터, 이렇게 세 가지 주요 요소로 구성된다.[54]

초기 HUD 프로토타입은 전투기 조종사의 전투 수행을 돕기 위한 군사적 목적으로 처음 개발되었으나, 점차 전투뿐만 아니라 비행의 모든 측면을 지원하도록 발전했다.[55] 이후 HUD 기술은 상업 항공 분야에서도 표준적인 장비로 자리 잡았으며, 마침내 자동차 산업에도 도입되었다. 자동차 분야에서 HUD가 처음 적용된 사례 중 하나는 파이오니아의 시스템으로, 운전석 선바이저를 대체하여 운전자 앞 도로 위에 내비게이션 안내 정보를 투사했다.[56] 이후 제너럴 모터스, 도요타, 아우디, BMW와 같은 주요 자동차 제조사들도 특정 모델에 다양한 형태의 헤드업 디스플레이를 탑재하기 시작했다.

6. 3. 헤드 마운티드 디스플레이 (HMD)

증강 현실 헤드 마운티드 디스플레이


헤드 마운티드 디스플레이(HMD)는 머리 전체에 착용하거나 눈 앞에 착용하는 장치로, 하나 또는 두 개의 광학 장치를 사용하여 사용자 눈 바로 앞에 이미지를 투사한다. 그 응용 분야는 의학, 엔터테인먼트, 항공 및 엔지니어링에 걸쳐 있으며, 기존 디스플레이가 달성할 수 없는 시각적 몰입도를 제공한다.[57]

헤드 마운티드 디스플레이는 엔터테인먼트 시장에서 소비자들에게 가장 인기가 있으며, 주요 기술 회사들이 기존 제품을 보완하기 위해 HMD를 개발하고 있다.[58][59] 그러나 이러한 헤드 마운티드 디스플레이는 가상 현실(VR) 디스플레이이며 실제 세계를 통합하지 않는다. 반면, 인기 있는 증강 현실(AR) HMD는 기업 환경에서 더 선호된다. 마이크로소프트의 홀로렌즈(HoloLens)는 의학 분야에서 의사들에게 보다 심도 있는 실시간 통찰력을 제공하고, 엔지니어링 분야에서 실제 세계 위에 중요한 정보를 겹쳐 표시하는 등 다양한 응용 분야를 가진 증강 현실 HMD이다.[60] 또 다른 주목할 만한 증강 현실 HMD는 매직 리프(Magic Leap)가 개발했으며, 이 스타트업은 민간 부문과 소비자 시장 모두에서 응용 가능한 유사한 제품을 개발하고 있다.[61]

혼합 현실(MR)은 전용 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)를 사용하여 가상 물체가 눈앞에 있는 것처럼 보이게 하는 기술로, 디스플레이 내에서 현실의 풍경과 디지털 콘텐츠를 겹쳐 표시한 다음, 디지털 콘텐츠가 마치 그 자리에 존재하는 듯한 움직임을 실현하는 것이다.[70][71]

6. 4. 모바일 기기

스마트폰과 태블릿 등 모바일 기기는 컴퓨팅 성능과 휴대성이 꾸준히 향상되고 있다. 최신 모바일 기기 다수에는 증강 현실(AR) 애플리케이션 개발을 위한 툴킷이 탑재되어 있다.[51] 이 툴킷을 이용해 개발자는 실제 영상 위에 컴퓨터 그래픽을 겹쳐 보이게 하는 애플리케이션을 만들 수 있다. 증강 현실을 활용한 모바일 게임 중 크게 성공한 첫 사례는 2016년에 출시되어 8억 건의 다운로드를 기록한 포켓몬 GO이다.[62]

이처럼 증강 현실은 엔터테인먼트 분야에서 성공 가능성을 보여주었으며, 이후 생산성 및 유틸리티 앱에도 증강 현실 기능이 통합되기 시작했다. 예를 들어, 구글은 사용자가 보고 있는 실제 거리 위에 증강 현실 내비게이션 길 안내를 겹쳐 보여주는 구글 지도 업데이트를 선보였고, 20개 이상 언어의 실제 문자를 촬영하면 그 위에 번역된 내용을 겹쳐 보여주는 번역 앱 기능도 확장했다.[63] 모바일 기기는 사용자가 항상 휴대한다는 점에서 독특한 디스플레이 기술로 활용될 수 있다.

7. 혼합 공간 (Blended spaces)

혼합 공간은 물리적 환경과 가상 환경이 의도적으로 긴밀하게 통합된 공간을 말한다. 혼합 공간 설계의 목표는 사람들이 공간 안에서 존재감을 느끼고, 그 공간의 콘텐츠에 직접적으로 작용하는 경험을 제공하는 것이다.[28][29]

이러한 혼합이라는 개념은 질 파코니에와 마크 터너가 소개한 개념 혼합 이론에서 비롯되었다. 이후 마누엘 이마즈와 데이비드 베니언은 소프트웨어 공학 및 인간-컴퓨터 상호 작용(HCI) 분야에서 이 개념을 활용하기 위해 혼합 이론을 도입했다.[30]

혼합 공간을 가장 단순하게 구현하기 위해서는 두 가지 기능이 필요하다. 첫 번째는 입력 기능으로, 이는 촉각 정보부터 환경의 변화까지 다양할 수 있다. 두 번째는 디지털 공간에서 받는 알림 기능이다. 물리적 공간과 디지털 공간 사이의 상호 작용은 혼합 공간 설계를 통해 추상화되고 활용되어야 한다. 그러나 두 공간을 매끄럽게 통합하는 것은 쉽지 않으며, 이를 위해 공간들을 연결하는 기준점이나 기술이 필요하다.[1]

잘 설계된 혼합 공간은 디지털 콘텐츠를 사용자에게 미묘하고 눈에 띄지 않게 알리고 전달한다. 공간에서의 존재감은 생리적, 행동적, 주관적 측정을 통해 평가될 수 있다.[30]

혼합 현실 공간에서의 개념 혼합


모든 공간에는 두 가지 주요 구성 요소가 있다.

  • '''객체''': 공간을 구성하는 실제의 개별적인 것들이다. 객체는 효과적으로 공간을 설명한다.
  • '''에이전트''': 객체를 통해 공간과 상호 작용하는 공간 내부의 사용자나 행위자이다.


혼합 공간에서 존재감을 느끼기 위해서는 물리적 공간과 디지털 공간이 모두 필요하다. 이 두 공간 사이의 소통이 활발할수록 더욱 풍부한 경험을 얻을 수 있다. 이러한 소통은 객체의 상태와 특성을 전달하는 매체를 통해 이루어진다.

혼합 공간을 이해하기 위해 모든 공간의 특성은 다음과 같은 요소들로 나타낼 수 있다.

공간의 특성 요소
요소설명
온톨로지공간에 존재하는 다양한 유형의 객체, 총 객체 수 및 객체와 공간 간의 관계
토폴로지객체가 배치되고 위치하는 방식
변동성객체가 변경되는 빈도
에이전시객체 간, 객체와 사용자 간의 통신 매체. 공간 내부의 사용자도 포함한다.


  • '''물리적 공간''': 사용자가 직접 공간적으로 상호 작용할 수 있는 공간이다.[31] 이러한 종류의 공간적 상호 작용은 사용자의 인지 모델에 큰 영향을 미친다.[32]
  • '''디지털 공간''': 정보 공간이라고도 하며, 모든 정보 콘텐츠로 구성된다. 이 콘텐츠는 어떤 형태일 수 있다.[33]


혼합 공간의 예시로는 증강 현실 장치인 마이크로소프트 홀로렌즈나 ''포켓몬 GO''와 같은 게임이 있다. 이 외에도 많은 스마트폰 관광 애플리케이션, 스마트 회의실, 버스 추적 시스템 등 다양한 응용 프로그램에서 혼합 공간의 개념을 찾아볼 수 있다.

8. MR을 다룬 작품

참조

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