가상 현실
VR, VIRTUAL REALITY
오큘러스로 대표되는 VR 헤드셋(HMD, Head Mounted Display) 시장에 대한 관심이 커지고 있다. 오큘러스는 3년 전부터 개발자 킷을 통해 VR기기 시장을 선도했다. 하지만 국내에는 정식으로 들어오지도 않았을 뿐더러, 가격적인 측면에서도 일반 사용자가 접하기에는 무리가 있었다. 작년에 기어VR(Gear VR)의 소비자 버전이 발매되면서 국내에서도 손쉽게 VR 체험이 가능해졌다. 물론 오큘러스와 기어VR 간에는 하늘과 땅 정도의 차이가 있다. 하지만 입문용으로 VR기기가 어떤 것인지 경험하고 싶다면 기어VR도 나쁜 선택은 아니다. 구글 카드보드나 폭풍마경 같은거 한번 써보고 VR을 경험했다고 얘기하는게 제일 위험하다.
그렇다면 VR은 어떤 의미가 있을까. VR시장을 부정적으로 바라보는 측은 VR열풍이 또 하나의 3D시장식 자본몰이라고 한다. 몇년 전 한창 유행했던 3D TV와 모니터, 3D 방송을 기억할 것이다. 당시 기업들은 3D가 마치 당연한 시대의 흐름이며, 누구나 3D 컨텐츠를 즐기게 될 것이라고 광고했다. 하지만 지금은 어떠한가? 3D는 영화관에서나 잠깐 경험할 정도의 사소한 컨텐츠가 되어버렸다. 3D 모니터 보급, 3D 컨텐츠 부족 등 여러가지 원인이 있겠지만, 가장 큰 원인은 3D가 소비자들에게 그다지 와닿지 않았기 때문이다. VR시장 또한 3D와 마찬가지라고 보는 사람도 많다. 기업들에 의해 만들어진 잠깐의 유행이라는 것이다. 물론 어느 정도는 맞는 말이다. VR이 생활에 있어 필수불가결한 요소가 될 확률은 거의 없다고 생각한다. 하지만 VR이 3D시장만큼 무기력하게 사장되지는 않을 것이라는게 내 생각이다. VR은 3D보다 한단계 상위의 기술이며, 그만큼 더 활용도가 높다. 당장 게이밍만 해도, VR게이밍은 전통적인 키보드-마우스 경험과는 비교할 수 없는 몰입도를 보여준다. 또한 VR은 공간적 제약 없이 현실을 모방할 수 있다는 장점이 있다. 3D가 단순한 소비의 영역이었다면, VR은 생산적 측면에도 기여할 수 있는 것이다. 가령 프리미어 리그를 생각해 본다면, 우리는 프리미어 리그를 TV나 컴퓨터로밖에 관람할 수 없다. 하지만 경기장에 VR 중계기가 설치된다면, 우리집 안방이나 프리미어 리그의 경기장에 있는 것이나 마찬가지가 된다. 이동식 VR카메라가 전세계를 돌아다니면서 촬영한 장면을 실감나게 감상할 수도 있다. 물론 네트워크 송신의 제한이라든지 국가별 법제 등 현실적인 벽들은 존재하지만, 가능성이 제시되는 것만으로도 긍정적인 일이다.
VR을 표현하기 위해서 꼭 HMD기기가 필요한 것은 아니다. 디스플레이에 3D 패널을 추가하거나 3D 영사기로 2개의 화면을 뿌린 후 특수 안경을 통해 3D 시청이 가능한 것도 VR의 일종이다. 한번 쯤 영화관에서 3D 영화를 시청해봤다면 어떤 것인지 감이 올 것이다. 이러한 형태의 3D는 가장 기초적인 형태의 VR로, 사실상 '감상'밖에 할 수 없다. 고정된 화면에서 카메라로 촬영된 것만 보여주기 때문에 입체적인 동영상 정도의 느낌이다. 결국 VR을 제대로 느끼려면 현재로써는 HMD 형태의 기기가 가장 이상적이다. 착용하기도 편하면서, 상호작용도 가능하고 양쪽 눈에 바로 영상을 띄워 한층 몰입도 높은 VR경험을 선사할 수 있기 때문이다. 이러한 VR기기를 위해서는 기본적인 몇가지 요건이 필요하다.
(오큘러스 게시글 내용을 반복 및 약간 추가)
1. 해상도
첫 번째로 중요한 것은 해상도이다. 현재 일반적인 모니터에서 사용하는 해상도는 1920x1080의 FHD해상도인데, 한 화면에 가로 1920개의 픽셀, 세로 1080개의 픽셀을 표현한다는 뜻이다. PPI는 Pixel per inch로, 인치 당 몇개의 픽셀이 있는지 의미한다. 이 PPI가 높을수록 동일한 공간에 많은 픽셀로 화면을 표시해서 깨끗한 화면을 볼 수 있다. 문제는 일반적인 모니터 사용과 VR기기는 시청 환경에 큰 차이가 있다는 것이다. 일반적인 모니터는 약 1m에 가까운 시청거리를 가지지만, VR기기는 바로 눈앞에 디스플레이가 존재한다. 그것으로 모자라서 어안렌즈가 추가되기 때문에 실제 사용자가 느끼는 거리감은 돋보기 수준이다. 때문에 FHD정도의 해상도로는 픽셀이 보인다. 실제 기어VR을 사용해본 경험에 의하면 픽셀이 꽤 크게 느껴진다. (기어VR의 해상도는 갤럭시s6 엣지의 해상도를 활용하는 것이기 때문에 2560x1440의 해상도를 가진다. 즉 한쪽 눈에 1280x1440의 해상도로 보여주는 것이다. 물론 화면을 활용하는 범위가 한정되어 있기 때문에 이 해상도보다 낮게 체감된다.) 이 해상도가 낮으면 아무리 그래픽적인 표현이 잘 된다고 하더라도 이질감을 느낄 수밖에 없다. 길을 가는데 나무 같은 것들이 커다란 점들이 모인 네모로 보인다면 아무도 현실이라고 느끼지 않을 것이다. 소비자용 오큘러스는 개발자 킷 2보다 한단계 업그레이드된 해상도 한쪽 눈 당 1080x1200의 해상도를 가진다고 한다. 물론 이것도 아직 부족하다. 실제로 현실처럼 느끼려면 최소 4K, 일반적으로 8K 정도의 해상도가 필요하다.
2. 지연시간
VR기기들은 기본적으로 헤드트래킹(Head Tracking)을 지원한다. 헤드트래킹은 사용자의 머리움직임에 따라 화면도 따라 움직이는 것을 의미한다. (오큘러스 및 플레이스테이션 VR-구 모피어스-에서는 포지션 트래킹도 지원한다. 외부 센서를 하나 추가해서 사용자의 위치도 파악하는 것이다.) 일반적인 마우스(또는 게임 패드) 기반 게이밍 환경에서는 사용자가 마우스를 통해 시점을 움직인다. 모니터 자체는 고정되어 있는데 마우스를 통해 시점을 움직이는 것은 상당한 괴리감이 있다. 물론 게임에 익숙한 사람은 별 문제가 되지 않지만, 이러한 괴리감 때문에 3D 게임에 멀미를 느끼는 사람도 있다. 이러한 현상이 VR기기로 오면 더욱 심해진다. 눈에서는 가상현실을 받아들이고 있기 때문에 사람의 뇌는 지금 눈에 보이는 환경이 현실이라고 받아들인다. 때문에 뇌는 당연히 '현실적인' 것들을 가정하고 사고한다. 머리를 돌리면 시야가 바뀌고, 다리를 움직이면 위치가 바뀌는 것 등이다. 때문에 헤드트래킹은 가장 기본적인 요소다. 머리는 가만히 있는데 마우스나 패드로 시야를 움직인다고 하면 대부분의 사람은 구토감을 느낄 것이기 때문이다. 문제는 이 헤드트래킹에 딜레이가 존재한다는 것이다. 사람의 신경은 거의 딜레이가 없다고 봐도 무방할 정도의 연산속도를 자랑한다. 머리가 움직이고 - 눈의 시야가 바뀌고 - 뇌가 사물을 인식 과정 간에는 거의 딜레이가 없다. (딜레이가 0은 아니지만, 뇌는 이 딜레이를 자동 보정한다.) 하지만 VR기기는 뇌가 연산하는 것이 아니라 CPU가 연산을 한다. 자연히 입력시간과 연산시간, 출력시간 사이에 딜레이가 발생하는데, 이 과정에서 헤드트래킹 딜레이로 인해 높은 확률로 멀미가 발생한다. 생각해보자. 머리를 돌렸는데 시야가 반박자 늦게 따라온다면 뇌는 어떻게 판단해야 할까. 여기서 일반 카드보드류의 조잡한 VR과 오큘러스나 기어VR같은 VR전용 기기들의 근본적인 차이가 발생한다. 카드보드는 스마트폰 자체에 내장된 가속센서와 중력센서를 이용한다. 때문에 느리다. 카드보드 VR을 끼고서는 정적인 영상 감상 정도나 가능하지 화면이 빠르게 움직이는 게임은 할 수가 없다. 99%의 확률로 멀미가 발생한다. 반면 오큘러스나 기어VR은 기기 자체에 센서가 내장되어 있어 딜레이가 현격히 짧다. 문제는 아무리 짧다고 해도 나안의 딜레이보다는 길기 때문에 장시간 사용 시 멀미가 발생할 확률이 높다.
추가로 지연시간에 영향을 미치는 것이 디스플레이 방식이다. 연산이 아무리 빨라도 그걸 화면에 표시하는 시간이 길다면 의미가 없다. 때문에 VR기기에는 OLED 디스플레이가 사용된다. LCD 디스플레이는 세가지 단점이 있는데, 첫 번째는 백라이트이다. 색상 패널 뒤에 백라이트 패널이 추가되기 때문에 무게와 두께가 증가한다. 두 번째는 리얼블랙 표현이다. LCD는 블랙을 표현할 때도 빛을 비추어서 표현해야 하기 때문에 아무리 명암비를 높혀도 블랙 화면이 완전한 검정색일 수 없다. 약간 희게 뜨는 현상이 나타나는데 LCD 방식 상 없을 수 없는 현상이다. 세 번째는 반응속도이다. 초기 LCD에 비하면 지금의 LCD는 장족의 발전을 이루었다. 하지만 OLED 방식의 디스플레이보다 지연시간이 길다. 이러한 요인들 때문에 VR기기에는 OLED 디스플레이가 장착되는 것이다. 단점은 단가가 비싸진다는 것과 공급원(사실상 전세계 OLED 패널 시장은 삼성과 LG가 나눠먹고 있는 상황)을 찾기가 힘들다는 점이 있다.
3. 연산능력
게이밍과 해상도 간의 관계는 확실하다. 해상도가 높으면 연산량이 늘어난다. 네모난 화면에 표현해야 하는 점의 수가 많을수록 연산량이 늘어나는 것은 당연하다. 특히 3D라면, 3D좌표 연산과 동시에 화면에 표시하는 좌표도 연산을 해야한다. 가령 HD(1280x720)는 총 921,600개, FHD(1920x1080)는 화면에 총 2,073,600개의 점이 찍힌다. 컴퓨터는 각각 90만개와 200만개의 점을 연산해야 하는 것이다. 이걸 QHD로 올려보자. QHD(2560x1440)는 총 3,686,400개의 점이 찍힌다. 해상도가 한단계 올라갈 때마다 약 2배의 연산이 필요해졌다. 여기에 주사율까지 더해지면 상황이 심각해진다. 우리가 동영상이라고 생각하는 것들은 전부 정지된 사진의 연속이다. 일반적으로 영화는 24fps, 즉 1초당 24장의 사진을 보여줌으로써 움직임을 표현한다. 일반적인 방송이나 애니메이션은 30fps로 표현된다. 하지만 우리는 별로 어색함을 느끼지 않는다. 그것은 영상들이 기본적으로 정적이기 때문이다. 움직이는데 왜 정적인가? 실제 화면을 보고 통제하는 주체가 내가 아니기 때문이다. 카메라에 찍힌 장면을 보는 것이기 때문에 내가 주체적으로 영상의 전환에 개입할 일이 없는 것이다. (물론 이것은 어릴 때부터 영상물에 익숙해진 탓-학습적인 현상-이라는 주장도 있다.) 반면 게임은 다르다. 내가 주체적으로 조작하는 입력과정이 존재한다. 인풋과 아웃풋 사이의 딜레이 때문에 초당 프레임이 낮은 게임에서는 어색함을 느끼게 된다. (또 다른 요인으로는 인간의 눈이 프레임의 절대적인 양 보다는 변화량에 더 민감하기 때문이라는 얘기도 있다.) 때문에 게임은 60프레임을 유지해야 부드럽고 할만하다, 라고 느끼게 된다. QHD 해상도의 장면(단순한 사진도 아니고 각종 이펙트, 물리연산 등을 하고 난 이후)을 60프레임으로 표현하기란 쉬운 일이 아니다. 현재 QHD해상도에서 60프레임도 고사양 게임을 구동하기 위해서는 약 30만원 대의 CPU와 60만원대의 GPU 2대가 필요하다. 또 문제가 발생했다. VR기기에서는 초당 120프레임이 이상적인 구동환경이기 때문이다. 즉, 원활한 VR경험을 위해서는 8K 해상도와 120FPS의 연산을 해야하는 것이다. 현재 10나노대 공정에서 물리적인 한계를 만난 반도체 업계가 여기서 어떻게 더 컴퓨팅 능력을 올릴 수 있을지도 관건이다.
4. 컨텐츠
새로운 형태가 디바이스가 나오면 항상 거론되는 문제다. 새로운 디바이스에는 새로운 컨텐츠가 필요하다. 기어VR의 초기 마켓을 생각하면 우울하기 짝이 없다. 이노베이터 에디션 출시 당시 전체 앱 수가 10자리를 넘지 못했다. 하지만 현재 기어VR의 오큘러스 마켓에는 소비자용 발매 이후 초기보다 다양한 앱들이 올라와있다. 오큘러스도 현재는 개발자 킷밖에 없는 상황이기 때문에 컨텐츠가 부족하다. 소비자용 모델이 발매되었으니 시장이 커지면 컨텐츠는 자연스럽게 늘어날 것으로 기대된다. 그나마 다행인 것은 엔비디아와 협력하여 VR시장을 키우겠다는 의지가 보인다는 점이다. 하지만 가격이 599달러로 책정했기 때문에 일반적으로 쉽게 접할 수 있는 영역은 아니게 되었다.
- 주요 VR 기기
1. 오큘러스 리프트 Oculus Rift (참고글: 오큘러스 리프트 Oculus Rift 첫 소비자용 제품 예약판매시작)
명실상부한 VR시장의 선두주자이다. 3년 전 킥스타트 비즈니스로 시작해, 두 번의 개발자 킷을 내놓으며 순조롭게 진행되고 있다. (킥스타트 비즈니스 중에서 실제로 상용화되고 성공하는 사례는 드물다.) 2014년 페이스북에 인수되면서 그 가능성과 상업성을 인정받은 셈이다. PC와 연결되는 VR기기로, PC의 고성능을 바탕으로 다양한 VR컨텐츠를 제공할 것으로 보인다. 현재 발표된 VR기기 중 가장 인지도가 높은 제품이며, 가능성도 높게 평가받고 있다. 단점으로는 고사양 PC가 필요하다는 점이 있다.
-간단한 사양-
연결기기: PC, 엑스박스 원
디스플레이: 2160x1200 해상도 OLED (각각 1080x1200해상도)
주사율: 90Hz
시야각(FOV): 100도
가격: 599$ (2016년 1분기)
기타: 헤드 트래킹, 포지션 트래킹
2. 삼성 기어 VR Samsung Gear VR
삼성과 오큘러스가 협력해 만든 모바일 VR기기이다. 특이한 점은 기어VR과 스마트폰을 결합시켜서 작동한다는 점인데, 기어VR 자체는 플라스틱 덩어리에 가깝다. 기어 VR에 갤럭시 노트4 이후의 삼성 스마트폰을 결합하여 사용할 수 있다. 노트4의 경우 최초의 이노베이터 에디션 VR(Innovator Edition VR)을 사용할 수 있다. 갤럭시S6와 갤럭시S6 엣지의 경우 두 번째 이노베이터 에디션이 발매되었으며, 이후 노트5까지 장착할 수 있는 소비자용 기어VR이 정식으로 발매되었다. 스마트폰을 기반으로 작동하기 때문에 장단점이 명확한데, 기존에 스마트폰을 사용하고 있는 사용자는 상대적으로 저렴하게 VR기기를 사용할 수 있으며, 갤럭시 기기의 AMOLED 화면과 기어VR 자체 센서 등을 활용하기 때문에 생각보다 편리하게 수준높은 VR경험을 할 수 있다. 단점으로는 아무래도 스마트폰의 연산능력이 PC만큼 좋지는 않기 때문에 고사양, 고품질의 VR컨텐츠는 기대하기 힘들다. 오큘러스와 협력해서 만든 제품이기 때문에 오큘러스 마켓을 이용한다. 최근 소비자용 발매 이후 컨텐츠의 양이 대폭 늘어났다.
-간단한 사양-
연결기기: 갤럭시 스마트폰
디스플레이: 2560x1440 해상도 AMOLED (각각 1280x1440 해상도) - 기기마다 PPI는 다름
주사율: 60Hz
시야각(FOV): 96도
가격: 199$(이노베이터 에디션), 99$(소비자용)
기타: 헤드 트래킹, 터치패드 컨트롤
3. 소니 플레이스테이션 VR Sony Playstation VR
소니에서 발매 예정인 플레이스테이션VR은 이름에서부터 알 수 있듯이, 플레이스테이션4에 연결해서 사용하는 VR기기이다. 최초 프로젝트 이름은 모피어스로 알려졌는데, 최종 제품명은 플레이스테이션 VR로 결정되었다. 뛰어난 착용감과 소니 카메라를 결합한 포지션 트래킹이 장점이라고 한다. 플레이스테이션을 이용한다는 것이 안정성에 있어서는 장점이겠으나 플레이스테이션의 성능이 만족할 만한 컨텐츠 제공을 하지는 못할 듯하다. 플레이스테이션을 사용하지 않는 사용자는 이용할 수 없다는 점도 단점이다. 소니에서 심혈을 기울여 컨텐츠를 개발하고 있다(썸머레슨이라던가)고 하니 플레이스테이션 사용자라면 기대할 만하다. 다른 VR기기에 비해서 주사율을 높지만 해상도가 낮다는 점이 특징이다.
-간단한 사양-
연결기기: 플레이스테이션
디스플레이: 1920x1080 해상도 OLED (각각 960x1080 해상도)
주사율: 120Hz
시야각(FOV): 100도
가격: 미정 (2016년 1분기, 약 400달러대로 추정)
기타: 헤드 트래킹, 포지션 트래킹, 소니 오디오 시스템
4. HTC 바이브 HTC Vive
스마트폰 시장에서 호흡기로 생명을 유지중인 HTC에서 준비하고 있는 VR기기이다. 바이브의 특징은 Valve와 협력해서 SteamVR 소프트웨어 기반으로 발매된다는 점이다. (사실 최근 밸브가 발표한 스팀OS와 스팀 컨트롤러를 보면 과연 기대할 만한지 의문이 든다.) 바이브 또한 포지션 트래킹을 제공하는데 오큘러스 리프트와 비슷한 레이저 센서를 활용하고 있다. 하지만 그 성능은 오큘러스 리프트의 것보다 더 뛰어나다고 한다. 추가로 카메라를 활용한 포지션 트래킹도 제공하고 있어 트래킹 부분에 있어서는 최고의 성능을 보일 것으로 기대된다.
-간단한 사양-
연결기기: PC
디스플레이: 2400x1080 해상도 (각각 1200x1080 해상도)
주사율: ?
시야각(FOV): 100도
가격: 미정
기타: 헤드 트래킹, 포지션 트래킹, 스팀OS 컨텐츠
위 VR기기 이외에도 약 10여가지가 넘는 기기들이 준비중이다. 각자 강점이 있겠지만, 시장에서 주목받는 것은 위에서 언급한 4가지 정도이다. 이 외에 구글 카드보드나 폭풍마경 등의 장치들이 있는데, 이것들은 VR기기라고 부르기에는 좀 민망하다. 개인적으로 이러한 기기들은 3D 뷰어정도로 봐야한다고 생각하고 있다. 별도의 센서가 있는 것도 아니며, VR환경을 위해 레이턴시나 시야각, 해상도, 활용성 등에 대한 아무런 대안이 없는 제품들로, 그야말로 VR은 이런겁니다, 라고 데모용으로 활용할 정도의 수준밖에 되지 않는다. 따라서 주변에서 구글 카드보드나 폭풍마경 등을 사용하고 VR에 대해 평가하는 사람들이 있다면 무시하시길 바란다. 하다못해 기어VR만 사용해봐도 퀄리티 차이가 하늘과 땅 차이이다. (물론 기어VR은 폼펙터가 스마트폰 기반이기 때문에 컨셉과 한계가 명확한 VR기기이기는 하다.)
