VR에서 움직여도 현실서는 ‘제자리’…어떻게?

- Advertisement -

VR 리듬게임 ‘비트세이버’

가상현실(VR) 세계에는 사용자가 움직이는 대로 행동을 취하는 콘텐츠가 많다. 제자리에서 컨트롤러를 휘두르는 리듬게임이나 간단한 운동 콘텐츠부터, 직접 발을 움직여야 캐릭터의 위치가 바뀌는 게임도 있다.

과연 VR 기기는 사용자의 움직임을 어떻게 인식하고 가상현실 캐릭터에 반영할까.

VR 헤드셋에 장착된 카메라나 손발에 착용하는 센서를 통해 사용자의 움직임을 인식하는 기술이 주로 적용되고 있으며, 가속도·중력 센서로 이동을 감지하는 기술도 있다.

그런데 VR 콘텐츠에서 이동하려고 직접 발을 놀리려면 넓은 공간이 필요하다. VR 헤드셋을 쓰고 있다면 주변 상황을 인지하기 어렵고, 움직이다가 자칫 주변 물체나 벽에 부딪힐 가능성도 있기 때문이다.

VR 게임장이나 테마파크라면 모를까, 일반 가정에서는 그만한 공간을 확보하기 어렵다. 이런 제약은 기술 보급을 저해하는 요소로 작용할 여지가 있다. 이에 공간 문제를 해결하려는 노력이 수년간 이어졌다. 현실 속 이동을 최소화하고 VR 세계에서는 자유롭게 움직이는 기술로는 어떤 게 있을까.

◆ VR 트레드밀

가장 잘 알려진 VR 트레드밀 Omni One (출처 : Virtuix)

현재 가장 잘 알려진 방식으로, 가운데가 접시처럼 움푹하게 들어간 전방향 런닝머신 형태의 장비다.

VR 트레드밀 위에서 걸어 다니면 중력의 영향을 받아 발이 다시 가운데로 미끄러져 내려온다. 모든 방향으로 움푹하게 파인 형태기 때문에 어느쪽으로 발을 옮겨도 제자리로 돌아온다.

그런데 사용자의 눈이 VR 헤드셋으로 가려진 데다 바닥이 평평하지 않아 중심을 잡기 어려울 수 있다. 그렇다 보니 VR 트레드밀에는 사용자가 넘어지지 않도록 허리에 감아 고정하는 지지대나 조끼가 있다. 단, 이로 인해 허리에 이질감이 느껴지고, 팔을 움직이다가 지지대에 부딪힐 가능성이 있다는 게 단점이다.

◆ 트레드포트

유타 대학 연구팀이 개발한 트레드포트 (출처 : 유타대학)

약 10년 전 유타 대학의 연구팀은 트레드포트(TreadPort)라는 대형 런닝머신을 개발했다. 면적이 매우 넓은 런닝머신 위에서 사용자는 지지대가 달린 조끼를 착용하고 움직인다. 지지대나 바닥면이 움직이면서 사용자가 어느 방향으로 이동하더라도 다시 제자리로 돌아오게 한다.

트레드포트는 사용자의 움직임뿐만 아니라 시각, 청각, 후각, 열, 바람까지 활용해 현실감이 느껴지는 VR 콘텐츠를 즐길 수 있다. 하지만 여전히 넓은 공간이 필요하다. 대형 런닝머신과 2방향 지지대, 그리고 3면 대형 스크린을 설치해야 한다.

◆ 엑토 부츠

엑토 부츠 (출처 : Ekto)

미국의 VR 기술 회사 엑토(Ekto)는 기존의 런닝머신을 대체할 수 있는 신발을 개발했다. 신발 바닥에는 전동 바퀴가 달려 있다. 바퀴는 착용자가 걷는 속도를 인식해 반대 방향으로 굴러간다.

인체가 이동할 때 실제로 위치가 변하지 않으면 멀미를 일으킨다. 이 현상을 방지하기 위해 엑토 부츠는 처음 몇 걸음을 걷는 동안에는 움직이지 않는다. 충분히 걸어서 뇌가 이동에 익숙해졌다고 인식되면 그 이후로는 움직일 때마다 바퀴가 반대 방향으로 굴러 제자리로 돌아온다. 공간이 비교적 좁아도 VR 콘텐츠를 즐기는 데에는 충분하다.

◆ 리디렉티드 워킹

움직임을 물리적으로 제한하는 게 아닌, 사용자의 인식에 간섭하는 기술도 연구됐다. 2016년 유니티테크놀로지재팬 연구진은 사용자가 매우 큰 원을 따라 걸어도 직선으로 걷는 것처럼 착각하게 만드는 기술을 발표했다.

리디렉티드 워킹 (출처 : 유니티테크놀로지재팬)

가상현실에 직선 경로가 표시돼 있고 시야 한쪽에는 벽이 있다. 사용자는 벽을 손으로 만지며 경로를 따라 걸어간다. 뇌에 전해지는 시각과 촉각 정보는 사용자가 직선 경로를 따라 걷는다고 알려주지만, 실제로는 지름 약 22m 정도의 큰 원을 따라 걷는다. 실제 경로는 완만한 곡선이며, 시야 한쪽에 있는 벽은 원 가장자리를 따라 세워진 것이다.

연구팀은 해당 기술을 놀이공원이나 테마파크에서 시연해 본 결과 잘 작동했다고 덧붙였다. 하지만 벽이 있어야 하며 사용자가 계속 벽을 만지고 있어야 착각하기 쉽다는 게 구조적 단점이다. 연구팀은 벽 없이 뇌를 속이는 방법도 연구하겠다고 밝혔다.

◆ 시선 추적 HMD(Head-Mounted Display)

2018년, 스토니브룩 대학교와 엔비디아(NVIDIA), 어도비(Abode) 연구팀은 사용자의 시선을 활용해 착각을 불어넣는 기술을 개발했다. VR 헤드셋 내에 시선 추적 카메라를 장착하고, 사용자가 무의식중에 시선을 이동하는 순간을 포착한다. 이 짧은 시간 안에 VR 속 캐릭터의 위치와 방향 정보를 약간 변경하는 ‘꼼수’를 부린다. 무의식중에 눈을 돌렸던 사용자는 위치와 방향이 약간 어긋난 걸 인지하지 못한다.

가상세계에서의 움직임에 비해 실제 움직인 면적은 훨씬 좁다 (출처 : digitaltrends)

시연 결과 가상현실에서 이동한 면적 대비 실제로 이동한 건 4분의 1 수준에 불과했다. 연구팀은 현기증이나 불편함 없이 기술 시연에 성공했다고 주장했다. 단, 발표 당시 연구팀은 어디까지나 연구 목적으로 진행한 프로젝트이며 상품화 계획이 없다고 밝혔다.

테크플러스 에디터 이병찬

tech-plus@naver.com​

[fv0012]

- Advertisement -

댓글

Please enter your comment!
Please enter your name here

Related Stories