2. 가상현실이란?

<가상현실이란?>

1. 영화 매트릭스(Matrix, 1999, 워쇼스키 형제)

1) 촬영기법

2) 가상사계에 대한 철학적 고찰

What is real? How do you define real? 

If you're talking about your sense, what you feel, taste, smell, or see,

then all you're talking about are electrical signals interpreted by your brain

진짜(Real, 현실)라는 것은 뭐지? 어떻게 진짜라는 것을 정의하지?

만약 네가 보고, 느끼고, 냄새를 맡고, 맛을 보는 것이라면

그 진짜라는 것은 단순히 뇌가 받아 들이는 전기적 신호일 뿐이야!

- 모피어스 대사 中 -

3) 풍부한 상상력

2. 가상현실이란?

가. 사전적 의미

1) 컴퓨터 등을 사용한 인공적인 기술로 만들어 낸 실제와 유사하지만 실제가 아닌 어떤 특정한 환경이나 상황 혹은 그 기술 자체

2) 실제처럼 느껴지지만, 현실에는 존재하지 않는 인공적인 환경

나. 상상을 직접 체험

"외로움의 의미를 총체적으로 구현한 것이 가상현실이다,

현실의 확장이면서 동시에 누구나 공유 가능한 경험이다."

- 제론 레니어(미국 작곡가, 가상현실 창시자) 曰 -

감각의 확장, 경험과 정보 공유

1) 시간, 공간의 한계를 뛰어넘고 싶어하는 욕구

2) 디바이스를 이용하여 구현된 것들과 상호작용 가능

3) 사용자의 경험을 창출

4) 5감(시각, 후각, 미각, 청각, 촉각)을 활용하는 인공적 기술

5) 새로운 공간에 자신을 위치시켜 호기심의 욕구를 충족

ex) 운전 시뮬레이션게임, 판타지게임(리니지, World of Warcraft 등)

다. 가사현실의 주의점 

"미디어에 대해 단순한 수단이 아니라 감각의 확장"

" 전자시대에는 인간이 인쇄시대로 인한 잃어버린 감각을 되찾는다."

" 미디어는 몸의 확장으로 인간은 복수감각형으로

자신이 확장한 것에 사로잡히게 될 것이다."

- 마셜 매클루언 曰 -

1) 과몰입에 주의

가상을 넘어 믿는 수준으로 가면 안됨!!!

3. 가상현실의 기능적분류

가. 포괄적 의미

1) 인공현실(Artifical Reality)

2) 사이버공간(Cyberspace)

3) 가상세계(Virual World)

4) 가상환경(Vitual Environment)

나. 기능적 분류

1) 가상현실(Virtual Reality, VR)

- 가상으로 만들어진 현실

- HMD(Head Mounted Display)등의 고글을 이용

- 필요에 따라 부가적 인터페이스 사용

출처 : https://www.vive.com/us/product/vive-pro/

2) 증강현실(Augmented Reality, AR)

- 가상세계 + 현실세계의 조합

- 기능의 목적에 따라 필요한 콘텐츠 추가

- 실제 세계의 공간에서 가상으로 주어진 콘텐츠 이용

출처 : https://pokemongolive.com/ko/post/arphotocontest/

3) 복합현실(Mixed Reality, MR / Hybrid Reality, HR)

- 가상현실의 몰입도 + 증강현실의 정보전달력

- 확장된 증강 현실의 개념

4) 원격현전(Tele-existence, Telepresence, Teleperation)

- 원거리에 있는 사람들이 같은 공간에 있는 것처럼 상호작용

- 멀리 떨어진 공간에 마치 내가 존재하는 것처럼 환경과 상호작용

- 원거리 화상회의, 원격로봇수술 등

<가상현실의 역사>

1. 1950년 이전 : 가상현실의 출현기 

가. 가상현실(Virtual Reality)의 단어 등장

1) 앙토냉 아르토 저서 "The Theatre and its Double"에서 처음 등장

- 극장을 묘사하는 의미

- 연극의 시청각적 장면들과 가상의 스토리에 몰입

- 상상의 세계에 놓이게 함

2) 컴퓨터 기술이 보편화된 시기가 아님

- 알랜 튜링(Alan Turing) : 계산이론

- 폰 노이만(John von Neumann) : 컴퓨터 연구 시작

2. 1950년대

1) 모든 헤일릭(Morton Heiling)

1955년 Multi-sensory Theater를 고안한 후에 1962년 프로토타입 제품을 제작함

출처 : https://oss.adm.ntu.edu.sg/n1705292j/research-critique-immersion-and-sensorama/

상업적으로는 실패함

3D영상, 스테레오 음향, 진동, 냄새, 맛 등을 구현함

3. 1960년대

가. HMD(Head Mounted Display)의 등장

1) 카미, 브라이언(Comeau & Bryan)

- 최초의 HMD형태의 기기, 필코(Philco) 개발

출처 : http://wearcam.org/html5/mannkeynotes/awe2015#4

- 구조물에 고정되어 자유롭게 움질일 수 있는 형태는 아님

- 제공된 영상을 머리의 항뱡에 따라 볼수만 있음 HMD의 형태에만 의의

- HeadSight라고 불리며, 눈앞에 TV를 보는 개념이

2) 이반 서덜랜드(Ivan Sutherland)

- 1968년 HMD 시스탬 개발 : The Sword of Damocles

- 컴퓨터 그래픽기술을 고안한 사람

- 사용자가 컴퓨터에 들어가 직접 제어하는 형태

출처 : https://www.reddit.com/r/pics/comments/2xxvq2/the_first_virtual_reality_headset_named_the_sword/

- 실시간으로 컴퓨터로 만든 이미지를 머리 방향에 따라 볼 수 있음

- 장치의 크기, 무게로 인해 머리에 직접 쓸 수 없고, 천장에 매달아 사용함

- 나름 양안 디스플레이, 움직임 추적하는 시스템이 있음

4. 1970~80년대 : 가상현실 기술 형성기

대중화 이전의 단계

- 지금의 가상현실 기술의 토대가 마련됨

- 대학, 연구소 등에서 기술 공유가 됨

- 우주비행 및 군사훈련 시뮬레이션으로 개발

가. 카메라 렌즈, 사진 영상의 3D, CG기술

1) 와이어 프레임(Wire Frame) 벡터 그래픽기술 보편화

나. 개인용 컴퓨터의 보급

1) IBM,  애플에 의해 PC 보급률 상승

다. 광시야각 확장기술(1979년 120도)

1) 패시브 매트릭스 액정 디스플레이(Passive Matrix Liquid Crystal Display, PMLCD)

2) 액티브 매트릭스 액정 디스플레이(active matrix liquid crystal display, AMLCD)

1971년 Schadt와 Helfrich에 의해 TN패널의 개발로 170도까지 가능해졌으며,

현재는 178도까지 시야각이 가능해졌다.

※ 178도 시야각 모니터로 각도기 위에 놓고 실험해본 결과

20도 이하, 160이상에서는 시야각에서는 보이는게 보이는 것이 아니다...

측면에서 빛이 조금 새어나오는 느낌??

화면의 내용물이 구분은 되어야지 ㅡㅡ;;

라. Atari의 가정용 게임기 보급을 통해 그래픽 게임도 개발됨

1) 아타리(Atari)는 ET를 통해 게임시장을 붕괴시킴

2) 닌텐도(Nintendo)의 등장으로 게임산업이 다시 활성화

1) 토머스 지멀만(Thomas Zimmerman)

데이터 글러브(1982)

 

출처 : https://www.nasa.gov/ames/spinoff/new_continent_of_ideas/

※ 지멀만이 만든 글러브를 못찾아 나사(NASA)의 데이터 글러브로 대체합니다. ㅠㅠ

- 손가락 움직임을 인식하는 센서 개발

2) 닌텐도(Nintendo)

파워글러브(Power Glove, 1989)

 

출처 : https://en.wikipedia.org/wiki/Power_Glove

- 이 기계를 사용하려면 집안에 센서 3개를 설치해야함

(당시 센서는 지금같은 손톱만한 센서가 아님;;; 사람 주먹만함)

- 인식 또한 정교하지 못함

- 혁신적인 기술에 의의를 둡시다.

5. 1990년대 : 가상현실의 대중화

가. 가상현실에 대한 이해와 기대감 상승

이 당시에도 아직까지는 기술적으로 한계가 있었다.

1) 세가(SEGA), SEGA-VR Headset(1993)

출처 : https://segaretro.org/Sega_VR

2) 닌텐도(Nintendo), Virtual boy(1995)

출처 : https://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_Boy

당시, 해상도의 문제로 아직까지는 이질감이 있었다.

심지어, 닌텐도의 버추얼보이는 빨강색 밖에 나오지 않았음....

6. 2000년대 : 상업 및 대중화

1) 3D 게임의 대중화 및 콘솔게임의 비약적 발전

2) 가상현실, 가상세계, 사이버스페이스등 관련 용어들이 대중화

3) 가상현실의 기술적 측면에서는 대중들에게 잊힌 시기

4) 높은 질의 PC 및 콘솔 게임으로도 충분히 유사한 경험이 가능

5) 기업 또한 수익기반 대체의 필요성을 느끼지 못함

6) 기업들이 2010년대부터 본격적인 사업착수

가. 페이스북(Facebook)의 오큘러스(Oculus) 인수

1) 2014년, 23억달러에 인수를 하며, 가상현실에 대한 관심이 상승

2) 이후 Gear VR, Playstation VR등이 나오게 되었다.

<가상현실의 특징>

1. 가상현실의 필수 3요소(i3)

가. 몰입감(Immersion)

- 컴퓨터가 보여주는 가상현실 세계에 몰입

1) 자신의 경험하고 있는 가상세계 이외의 다른 세계와 심리학적으로 단절

2) 가상세계가 자신이 존재하는 세계처럼 느끼는 것

3) 자율성 : 다양한 상황과 자극에 자율적으로 활동할 수 있어야 함

4) 다양한 자극을 경험하여 현존감을 만들어야 한다.

나. 상호작용(Interaction)

- 실시간으로 컴퓨터와의 상호작용

1) 사용자에게 직접 참여하게 할 수 있는 환경

2) 가상현실에서의 객체 또는 환경과 서로 작용이 가능

3) 하드웨어, 소프트웨어

- 마우스, 키보드와 같은 고전적 장치를 벗어나려고함

* 햅틱장치 *

몸에 센서를 부착하여 동작 인식 센서로 동작인식 및 추적

* 모션인식 *

몸에 장치를 이용하지않고 유저(사용자)의 행동을 인식는 것

가상현실의 최고인터페이스는 바로 몸동작 자체

다. 가상이미지, 가상환경(Imagination)

- 허구의 가상세계 구축을 위한 상상

1) VR콘텐츠 : 목적에 따라 적설한 선택을 해야함

- 360도 촬영 실사콘텐츠

- 엔진을 통한 Full 3D 컴퓨터 그래픽

2. 가상현실 제품 개발에 필요한 노력

오감을 최대한 활용할 수 있도록 해야할 것이다.

가. 기술

1) 고해상도 영상

2) 입체음향

3) 상호작용

4) 후각, 미각에 대한 연구

나. 콘텐츠

1) 가상환경의 적절한 묘사

2) 몰입할 수 있는 스토리

3. 가상현길 기술분류

가. 디스플레이

- 가상현실 속 몰입 콘텐츠를 사용자가 감각적으로 경험할 수 있도록 제공하는 표시장치

나. 트래킹

- 사용자의 생체데이터(신체움직임, 생리지표)를 실시간으로 추적하는 기술

다. 렌더링

- 고해상도, 고화질로 구현하는데 필요한 하드웨어와 소프트웨어의 기술

마. 인터랙션 및 사용자 인터페이스

- 지각, 인지, 조작, 입력할 수 있도록 돕는 상호작용 및 인터페이스 기술