최근 개최된 CES 2023에서 메타버스가 IT업계의 주요 화두로 떠오르면서 관련된 기술들이 시장의 많은 관심을 받고 있습니다. 그중에서도 AR, VR, MR, XR은 메타버스를 구현하는 핵심기술로서 개발 경쟁이 치열해지고 있는데요, 언뜻 비슷해 보이는 이들 기술은 과연 어떠한 차이점이 있는지 한번 알아보도록 하겠습니다.
메타버스(Metaverse)
메타버스는 '초현실'을 뜻하는 'Meta'와 '우주·세계'를 뜻하는 'Universe'의 합성어로 현실세계처럼 사회, 문화, 경제 활동이 이루어지는 3차원의 가상세계를 의미합니다. 메타버스의 개념이 처음 등장한 것은 1992년 닐 스티븐스의 소설 '스노 크래시(Snow Crash)'입니다. 소설에서 피자 배달부이자 프리랜서 정보 수집가로 살아가는 주인공 '히로'가 메타버스에서 한 남성으로부터 '스노 크래시'라는 데이터 파일(신종 마약)을 전달받으면서 현실과 가상세계를 오가며 이야기가 전개됩니다. 이 소설에서는 메타버스와 함께 '아바타'의 개념이 등장하기도 합니다. 주인공 히로는 현실세계에서는 평범한 배달원이지만 메타버스에서 그의 아바타는 최상급의 능력치를 지닌 해커이자 검객으로 활약하게 됩니다.
이렇게 등장하게 된 메타버스는 향후 게임과 영화 등에 소재로 등장하면서 보다 널리 알려지게 되는데요, 게임 개발사 '린든 랩'은 2003년 '세컨드 라이프'라는 메타버스를 소재로 한 게임으로 흥행에 성공하였으며 1999년 개봉한 영화 '매트릭스'와 2009년 개봉한 '아바타' 역시 세계적인 흥행작이 되었습니다.
AR, VR, MR, XR의 비교
AR - 증강현실
AR은 Augmented Reality의 약자로 '증강현실'을 뜻합니다. AR은 실제 사용자가 위치한 현실 세계의 배경 위에 각종 부가 정보가 3차원 가상 이미지 또는 디지털 이미지 형태로 중첩되어 사용자에게 실시간으로 전달됩니다. 여기서 AR의 가장 큰 특징은 현실을 배경으로 한다는 것이며 가상의 공간을 배경으로 하는 VR과 가장 큰 차이점이라 할 수 있습니다.
AR를 구현하는 대표적인 5가지 방식에 대해 살펴보겠습니다. 이들 방식은 크게 마커 기반 AR과 마커리스 기반 AR로 나뉩니다. 마커리스 방식의 경우 주변 공간 및 사물의 위치와 방향 등의 공간적 정보를 카메라 또는 센서를 통해 인식하여 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping - 동시적 위치 추정 및 지도 작성) 기술을 접목시켜 현실 공간에 3차원 이미지를 생성시킵니다.
마커(Marker) 기반 AR
AR이 개발된 초창기 가장 많이 사용되었던 방식으로 카메라 장치가 마커(QR코드 등)를 인식하여 관련된 정보를 시각화하여 제공합니다. AR 개발 초기에는 획기적인 방식으로 인정받았지만 해당 콘텐츠 이용을 위해서는 관련 어플리케이션 또는 소프트웨어를 설치해야 하고 스마트폰과 같은 모바일 기기에서만 사용이 가능한 단점이 있어 최근에는 마커리스(Marker-less) AR 기술이 주를 이루고 있습니다.
프로젝션 기반 AR
프로젝션 기반 AR 기술은 평면에 몰입형 조명을 투사하여 3차원 이미지를 생성하고 SLAM을 통해 사용자와의 상호작용을 감지하게 됩니다. 공상과학영화에 자주 등장하는 홀로그램 이미지가 대표적인 프로젝션 기반 AR 기술이라 할 수 있습니다.
위치 기반 AR
위치 기반 AR은 사용자가 위치한 주변 공간을 장치가 인지하고 이에 매칭되는 콘텐츠 또는 디지털 이미지를 실제 공간 위에 중첩으로 띄워 사용자에게 전달합니다. 인기 모바일 게임 '포켓몬 고'가 대표적인 위치 기반 AR의 예라고 할 수 있습니다.
AR 오버레이
AR 오버레이는 2차원 이미지를 3차원 이미지로 형상화하는 기술입니다. 예를 들어 사용자가 온라인으로 가구를 구매할 때 해당 가구를 클릭하면 제품의 3D 이미지가 나타나게 됩니다. 사용자는 해당 이미지를 실제 공간에 가상으로 배치시켜 볼 수 있으며 다양한 컬러로 바꿔가며 기호에 맞는 제품은 고를 수 있습니다.
윤곽 기반 AR
자율주행 기술로 활용 가치가 높은 AR 기술입니다. SLAM을 활용하여 주변의 사물이나 건물 등의 윤곽을 파악하여 사용자에게 전달합니다. 특히 악천후 또는 야간 주행 시 운전자에게 주변 환경의 시각적 정보를 전달하는 애플리케이션 개발에 사용될 수 있습니다.
VR - 가상현실
VR은 Virtual Reality의 약자로 '가상현실'을 의미합니다. VR은 컴퓨터가 생성한 현실과 매우 흡사한 360˚의 가상공간을 배경으로 사용자는 헤드셋 또는 헬멧을 착용하여 높은 몰입도로 가상세계를 현실처럼 느끼며 경험할 수 있습니다. 이미 상용화된 3D 또는 4D영화관 역시 가상의 공간을 인간의 오감을 통해 최대한 현실적인 경험을 전달한다는 측면에서 VR 기술과 맥락을 같이하고 있다고 볼 수 있습니다.
VR 기술은 그 활용범위가 매우 방대합니다. 게임에서부터 의료, 건축, 교육, 예술 등 사회 주요 분야에 적용할 있습니다. 예를 들면 공장에서는 VR을 활용해 신입 직원에게 각종 기계의 조작 방법을 시뮬레이션을 통해 알려줄 수 있으며 병원에서는 가상의 수술을 통해 성공률을 높일 수 있고, 군대에서는 모의 전투를 통해 효과적인 훈련을 진행할 수 있습니다.
MR - 혼합현실
MR은 Mixed Reality의 약자로 '혼합현실'이라고 합니다. AR과 VR의 장점을 함께 살린 기술이라 할 수 있습니다. AR처럼 현실세계를 배경으로 VR의 장점인 완벽한 수준의 몰입도를 사용자에게 제공합니다.
위의 화면은 메타에서 출시한 Quest Pro 헤드셋을 이용한 FPS 게임의 한 장면입니다. 실제 유저의 집안을 배경으로 가상의 적들이 출몰하는 모습니다. 가상의 이미지가 아닌 현실 공간을 배경으로 하여 유저의 현실감과 몰입도를 극대화합니다.
게임 외에도 MR 기술은 이미 다양하게 실생활로 다가오고 있습니다. 차량용 헤드업 디스플레이, IKEA의 스마트폰 어플, 마이크로소프트의 홀로렌즈 2 등을 예로 들 수 있습니다. 특히 홀로렌즈 2의 경우 제조·건설 분야에서는 관련 설비 조작과 모니터링에 활용되고 있으며 의료 분야에서는 가상의 치료 시뮬레이션을, 그리고 교육 분야에서는 학생들에게 앉은자리에서 교실 밖 체험학습을 제공하기도 합니다.
혼합현실 연구·개발 보고서에 따르면 MR은 "실제 환경의 개체에 가상으로 생성된 그래픽, 소리, 냄새, 햅틱(촉각) 정보 등을 실시간으로 혼합하여 사용자와 상호 작용 하는 기술"로 명시되어 있습니다. 업계는 이 MR 기술이 정보의 사용성 및 효용성을 극대화시키는 차세대 정보처리 기술로 자리매김할 것으로 전망하고 있습니다.
XR - 확장현실
XR은 Extended Reality의 약자로 '확장현실'이라 불리며 앞서 언급된 AR, VR, MR을 모두 포괄하는 개념이라 할 수 있습니다. 확장현실에서 사용자는 필요에 따라 AR, VR 또는 MR 기술을 자유롭게 선택하여 이용할 수 있으며 눈앞의 현실세계 위에 필요한 정보를 가상의 이미지로 제공받을 수 있게 됩니다. 예를 들면 평소 쓰고 다니는 안경이 필요에 따라 옆에 세워진 차량의 정보를 증강현실(AR)로 보여 주거나 때로는 시야를 차단하고 가상현실(VR)을 띄워 가상의 공간에서 직원들과 회의를 진행하는 등 편의에 따라 자유로운 정보이용이 가능해집니다. 물론 디스플레이, 대용량 통신, 연산, 그래픽 처리 등 여러 기술력이 뒷받침되어야 실현 가능한 부분입니다. 하지만 다양한 분야에서 그 활용가치가 높기 때문에 연구·개발이 활발이 이루어지고 있습니다.