가상현실 1. 가상현실이 무엇인가

가상현실이 뭐야?

가상현실(VR)은 3차원 가상 환경에서 사용자가 상호작용하여 현실과 비슷한 경험을 할 수 있는 기술이다. 증강현실(AR)은 현실 세계에서 가상 이미지를 보여주는 기술이다. 혼합현실(MR)은 가상 현실과 현실 세계가 상호작용하는 기술이다.

현실세계와 가상현실은 스펙트럼 양 극단에 있고, 그 사이에 증강현실과 혼합현실이 있다. 넓은 의미의 가상현실은 위의 모든것을 포괄하는 말로 봐도 무방하다.

가상 현실이 어떻게 현실과 비슷한 경험을 줄까? 먼저 사용자가 움직이면 그 행동이 가상 세계에 입력으로 들어간다. 가상 세계에서 그 입력을 기반으로 시뮬레이션한다. 이후 사용자에게 알맞는 감각을 준다. 이 감각은 시각, 청각, 촉각, 후각 등 다양한 감각이다. 이것이 반복된다.

가상 현실의 최종 목표는 실재하지 않는 것에 대한 경험을 제공하는 것이다. 가상의 것을 실제처럼 느끼는 환상(Illusion)을 만드는게 핵심이다.

좋은 가상현실을 만드려면?

좋은 가상현실이란 무엇일까? 가상 현실을 현실처럼 느낄 수록 좋은 가상현실이라고 볼 수 있겠다. 즉, 현실감이 높으면 좋은 가상현실이다.

현실감을 높이려면 어떻게 해야하는가? 바로 몰입감(Immersion)과 존재감(Presence)를 높여야 한다.

Immersion이 무엇인가? 가상현실 시스템이 사용자의 감각을 얼마나 현실처럼 자극하는지 기술적, 객관적인 척도다. 즉, 시스템이 제공하는 감각의 ‘질’과 같다. 높은 해상도, 3D 음향, 실제같은 조작이 몰입감을 높이는 기술적 요소다.

Immersion을 구성하는 요소는 6가지가 존재한다. 아래 요소가 높을 수록, 몰임감이 증가한다.

• Extensiveness: 다양한 감각(시각, 청각, 촉각, 후각, 미각)을 제공하는 정도
• Matching: 사용자의 움직임과 가상 공간이 일치하는 정도
• Surroundness: 감각이 가상환경으로 둘러싸인 정도. 주변성.
• Vividness: 화면의 해상도, 사실적인 사운드 등의 선명도.
• Interactability: 가상세계와 상호작용 후 얼마나 빨리 피드백받을 수 있는가?
• Plot: 납득 가능한 콘텐츠인가?

Presence가 무엇인가? ‘내가 그 공간에 있다’고 느끼는 심리적인 느낌이다. 이는 기술이 만들어진 심리적 상태다. Presence는 가상세계를 처음 경험할때 가장 높다. 그러나 외부의 개입과 같이 쉽게 깨져버릴 수도 있다. 이를 Breaking Condition라 한다. Breaking Condition을 피하는 것이 중요하다.

[!NOTE] Breaking Condition은 언제 발생할까?{title} 첫번째로, 사용자가 벽에 부딪히지 않을까? 위협을 느끼는 상태라면 존재감이 들 수 없다. 따라서 안정적인 공간감을 유지해야 한다. (Being in a Stable Spatial Place) 사용자가 부딪히지 않도록 안전 경계를 설정해주는 방식을 사용한다.

두번째로, 사용자의 움직임과 가상 아바타의 움직임이 맞지 않을 때 존재감이 깨진다. 따라서 사용자가 가상 세계 내에서 신체를 가지고 있다는 느낌이 중요하다. (Self-embodiment) 이를 위해 사용자의 움직임을 정확히 트래킹해야 하며, Latency를 최대한 줄여야 한다.

세번째로, 사용자가 객체를 만졌을 때, 상상하는 느낌과 동일해야 한다. 그렇지 않고 아무 느낌이 없거나, 완전 다른 느낌을 받으면 존재감이 깨진다. 따라서 물리적 상호작용이 자연스러워야 한다. (Physical Interaction) 이를 위해 VR 기기에선 물체를 만졌을 때 햅틱의 진동을 울려서 만졌다는 느낌을 제공한다.

네번째로, NPC가 틀에 박힌듯이 딱딱한 대답만 하면 가상의 세계임을 인지하고 존재감이 깨진다. 따라서 NPC과의 상호작용이 현실같아야 한다.

결론적으로는 현실감을 높이려면 Immersion과 Presence을 둘다 높여야 한다. 그리고 그 둘의 관계는 상호 보완적이다. Immersion이 높을 수록 Presence를 느끼기 쉬워진다. 그러나 반드시 비례관계는 아니다. Immersion이 높아도 Presence이 한순간에 깨질 수도 있다. Immersion이 높을 수록 Presence를 느끼기 쉬워진다.

몰입감과 존재감을 극한으로 높일 수 있는가?

현실감을 극한으로 높이려면, 몰입감과 존재감을 극한으로 높이면 되겠네? 두가지 한계점이 존재한다.

첫번쨰로, 불쾌한 골짜기 문제가 있다. 불쾌한 골짜기란 현실감이 높아지다가 어느 순간 비현실적이라고 느끼는 구간이다. 따라서 어설픈 현실성은 현실성이 없으니만 못하다.

두번째로, 몰입감과 존재감을 결정하는 요소가 서로 Trade-off 관계에 있다. 그 요소는 다음과 같다.

[!NOTE] Fidelity?{title}

• 묘사 충실성(Representational Fidelity): 가상세계가 얼마나 현실처럼 보이고, 들리고, 느껴지는가?
• 상호작용 충실성(Interaction Fidelity): 상호작용 결과가 얼마나 현실의 행동과 비슷한가?
• 경험 충실성(Experiental Fidelity): 개발자가 의도한 경험을 사용자가 그대로 느낄 수 있는가?

위 세가지 충실성을 다같이 마냥 높일 수 없다. 예를들어 높은 묘사 충실성(퀄리티 좋은 그래픽)을 구현하려고 하다가 Latency가 늘어나 상호작용 충실성이 낮아질 수 있다. 또, 너무 현실적인 상호작용 충실성을 구현하려고 하다가 개발자가 의도한 재미(경험 충실성)을 온전히 줄 수 없게 된다.

따라서 모든 요소를 완벽하게 구현할 수 없다. 그렇다면 목표는 위 세가지 충실성 중 무엇을 우선으로 선택할 지 전략적으로 선택하고 자원을 배분하는 것이다. 그럼으로써 개발자는 사용자에게 원하는 경험을 제공할 수 있다.