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시공간을 뛰어넘어 소통하는 VR AR 초실감 시대가 온다

과학기술정보통신부는 혁신 성장 동력 분야를 선정할 때 제4차 산업혁명 대응 계획과 연계하여 범부처적 지원이 필요하고, 일자리 창출 효과가 높은 분야를 검토했다고 밝혔다. 또한 기술적 실현을 통해 국민이 체험할 수 있고, 일상생활에서 활용할 수 있는 분야를 중점적으로 고려했다고 밝힌 바 있다. 제4차 산업혁명을 맞이하고 있는 시점에서 VR·AR은 어떤 역할을 할 것이며 우리의 삶은 어떤 변화를 맞게 될 것인가? 독자들은 이 책에서 다룬 VR·AR의 의미와 관련 기기, 기술뿐만 아니라 다양한 산업 분야에 적용된 콘텐츠 사례를 통해 ‘기기-플랫폼-콘텐츠’에 이르는 VR·AR 산업 생태계에 대한 이해를 높이고, 나아가 새로운 비즈니스 기회를 발견하는 데 도움을 얻을 수 있을 것이다. 상상을 실현시켜주는 VR·AR로 인해 우리의 삶이 어떻게 달라지고, 어떤 체험을 할 수 있으며, 어떤 능력이 확장될지 안내해주는 유용한 지침이 되어줄 것이다.

제4차 산업혁명을 이끌 ‘혁신 성장 동력’으로 VR·AR이 선정되다!
2017년 12월 정부는 혁신 성장을 견인하고 제4차 산업혁명에 대응하기 위한 ‘성장 동력 분야’를 심의·확정했다. 과학기술정보통신부는 혁신 성장 동력 발굴을 위한 ‘뭘 키울까’라는 테스크포스(TF) 회의를 구성해 범부처 합동으로 신성장 동력 선정 작업을 진행하여 ‘지능화 인프라, 스마트 이동체, 융합 서비스, 산업 기반’ 분야에 총 13개 혁신 성장 동력을 선정했다. 이 중 융합 서비스 분야의 성장 동력 중 하나로 선정된 ‘가상현실(VR)·증강현실(AR)’은 조기 상용화 분야로 구분되면서 정부의 지원과 정책 역량이 결집될 전망이다.
과학기술정보통신부는 혁신 성장 동력 분야를 선정할 때 제4차 산업혁명 대응 계획과 연계하여 범부처적 지원이 필요하고, 일자리 창출 효과가 높은 분야를 검토했다고 밝혔다. 또한 기술적 실현을 통해 국민이 체험할 수 있고, 일상생활에서 활용할 수 있는 분야를 중점적으로 고려했다고 밝힌 바 있다.
제4차 산업혁명을 맞이하고 있는 시점에서 VR·AR은 어떤 역할을 할 것이며 우리의 삶은 어떤 변화를 맞게 될 것인가? 독자들은 이 책에서 다룬 VR·AR의 의미와 관련 기기, 기술뿐만 아니라 다양한 산업 분야에 적용된 콘텐츠 사례를 통해 ‘기기-플랫폼-콘텐츠’에 이르는 VR·AR 산업 생태계에 대한 이해를 높이고, 나아가 새로운 비즈니스 기회를 발견하는 데 도움을 얻을 수 있을 것이다. 상상을 실현시켜주는 VR·AR로 인해 우리의 삶이 어떻게 달라지고, 어떤 체험을 할 수 있으며, 어떤 능력이 확장될지 안내해주는 유용한 지침이 되어줄 것이다.

기술이 촉발하는 미래, 대한민국 제4차 산업혁명을 선도하는
ETRI(한국전자통신연구원)가 말하는 ‘VR·AR’의 모든 것

주로 SF 영화의 소재로 사용되면서 알려졌던 ‘VR·AR’은 최근 게임, 전시관, 테마파크, 엔터테인먼트 분야에서 일반인에게 널리 체험할 수 있는 기회가 제공되면서 점점 친숙한 기술이 되고 있다. VR·AR은 실제로 경험하기 힘들거나, 반복적인 훈련이 필요한 상황, 상상에만 의존할 수 있는 허구의 상황 등과 같이 사람이 생각할 수 있는 모든 상황을 컴퓨터를 통해 사실적으로 구현하여 다양한 목적으로 활용되도록 하는 기술을 말한다. 간략하게 말하자면 ‘실제 주변 상황 및 환경과 상호작용을 하는 것처럼 만들어주는 인터페이스’를 일컫는다. 이 책은 미래 유망 기술인 VR·AR이 테마파크, 게임, 스포츠, 교육, 산업, 국방 등의 다양한 분야에서 어떻게 활용되고 있는지 실질적인 사례를 소개함과 동시에, 해당 사례에 VR·AR과 관련한 어떤 기술 요소가 적용되었는지 알기 쉽게 전달하고자 했다.
이 책은 총 4장으로 구성되어 있다. 1장에서는 VR·AR의 의미와 각 기술의 차이점을 설명하고, 현재와 미래의 시장 전망 및 기술 동향을 살펴보았다. 2장에서는 실제 사례를 중심으로 테마파크, 게임, 스포츠, 교육, 산업, 국방 분야에 적용된 VR·AR 기술을 소개하며, 독자들이 쉽게 이해할 수 있도록 스토리텔링 방식으로 가상의 시나리오를 구상하여 제시했다. 3장에서는 VR·AR에서 다루어지는 기술들을 개별적인 요소 기술로 분류하고 각각의 기술을 상세하게 설명했다. 4장에서는 ETRI에서 개발한 VR·AR 연구 결과물들이 다양한 분야에서 실제로 활용되고 있는 사례들을 소개했다.

추천사 시공간을 넘어 소통하는 소셜 플랫폼의 미래, VR·AR
서문 상상할 수 있는 모든 상황을 체험할 수 있는 VR·AR 시대가 온다

1장 VR·AR, 가상과 현실의 경계를 허물다
01 VR·AR은 가상과 현실 세계 소통의 플랫폼
차세대 산업 성장 동력으로 주목받는 가상현실·증강현실
가상현실·증강현실을 넘어 혼합현실 시대로
02 VR·AR은 무엇이 다른가?
진짜 같은 가짜 VR, 진짜 위에 덧입혀진 가짜 AR
오감 체험형 콘텐츠로 진화하는 가상현실·증강현실
03 VR·AR의 전망과 동향은 어떠한가?
가상현실·증강현실의 시장 전망은 어떠한가?
가상현실·증강현실의 기술 동향은 어떠한가?

2장 VR·AR 기술 어디까지 왔나?
01 VR·AR의 활용 분야는 어떤 것이 있을까?
VR·AR을 선도하고 있는 6대 분야 : 테마파크, 게임, 스포츠, 교육, 산업, 국방
02 스토리로 읽는 VR·AR 세상
가상현실·증강현실 기술이 만드는 새로운 세상
도심 속에서 즐길 수 있는 VR·AR 테마파크 : 실제 국내외 VR·AR 테마파크 사례
“진짜야 가짜야”, 실감 나는 체험을 제공하는 VR·AR 게임 : 실제 국내외 VR·AR 게임 사례
‘보는’ 즐거움과 ‘하는’ 즐거움을 동시에 만족시키는 VR·AR 스포츠 : 실제 국내외 VR·AR 스포츠 사례
VR·AR 실감 콘텐츠로 배우는 생생한 체험 교육 : 실제 국내외 VR·AR 교육 사례
산업 현장에서 안전하고 편리하게 배울 수 있는 VR·AR 훈련 : 실제 국내외 VR·AR 산업 적용 사례
“훈련이야 실전이야”, 실전 같은 VR·AR 군사 훈련 시스템 : 실제 국내외 VR·AR 국방 적용 사례

3장 오감을 실현하는 VR·AR의 요소 기술
01 시공간을 제어하는 VR·AR 기술의 세계
상상을 현실로 만드는 VR·AR의 대표적 기술
02 VR의 주요 요소 기술
몰입 가시화 기술
실감 상호작용 기술
가상현실 환경 생성 및 시뮬레이션 기술
03 AR의 주요 요소 기술
센싱 및 트래킹 기술
영상 합성 기술
실시간 AR 상호작용 기술

4장 ETRI의 가상현실 콘텐츠 제작 사례
01 디지털 테마파크 VR 콘텐츠
가상 사파리(Virtual Safari)
가상 패러글라이딩 시스템 에어글라이더(Virtual Paragliding System AirGlider)
가상 롤러코스터(Virtual Coaster) | 번개 펀치(Thunder Punch)
02 산업 활용 및 교육 훈련 VR 콘텐츠
가상 용접 훈련 시뮬레이터
가상 기중기 훈련 시뮬레이터
안경형 디스플레이(EGD)
디지털 그래피티 캔버스(Digital Graffiti Canvas)
실린더 디스플레이 기반 별자리 그리기
매직 큐브 및 프로젝션 팝업북

페이스북의 최고경영자인 마크 저커버그가 “차세대 플랫폼은 가상현실이 될 것이다”라고 밝힌 것처럼 몇 년 전부터 페이스북, 마이크로소프트 등 거대 글로벌 IT 기업들의 주도하에 가상현실 기술 개발에 대한 막대한 투자가 이루어지고 있다. 그 결과 머리에 착용하고 가상현실을 체험하는 디스플레이인 HMD(Head Mounted Display)와 모션 센서 같은 핵심 가상현실 하드웨어 기기들이 시장에 저가로 공급되는 수준에 이르렀다. 이에 발맞추어 게임 엔진을 기반으로 한 인터랙티브 콘텐츠와 고품질 360도 영상들의 제작이 급증하면서 나날이 괄목할 만한 성장세를 나타내고 있다.
-12~13p, VR·AR은 가상과 현실 세계 소통의 플랫폼

가상현실 기술은 컴퓨터로 만든 가상 환경 내에서 사용자의 오감 정보를 확장·공유함으로써 현실 세계에서 경험하지 못하는 상황을 실감적으로 체험할 수 있게 하는 총체적 기술을 말한다. 이때 가상현실은 ‘인간의 상상력, 몰입감, 상호작용’ 세 가지 핵심 요소를 갖추어야 한다. 증강현실 기술은 현실 공간과 사물에 증강된 디지털 콘텐츠를 내재시킴으로써 사용자에게 보다 많은 체험 서비스를 제공하는 기술이다. 쉽게 설명하자면 가상현실은 증강현실과 달리 배경, 환경, 객체(이용자 자신 등) 모두가 현실이 아닌 가상 이미지로 구현한 기술을 말한다. 모든 이미지가 가상인 것은 가상현실이며, 현실에 가상 정보를 덧입혀 실제와 가상이 혼합된 이미지로 구현한 기술이 증강현실인 것이다. 따라서 증강현실은 부분적으로 가상현실이라고 할 수 있다. -19~20p, VR·AR은 무엇이 다른가?

IT 전문 시장조사 업체 가트너(Gartner)의 하이프 사이클(Hype Cycle)에 의하면 현재 가상현실 기술은 ‘현실적 재조정기(Trough of Disillusionment)’ 단계에 속해 있는데, 기술에 대한 투자가 지속적으로 유지되고 있고 얼리 어답터를 만족시킬 수 있는 상품 개발이 진행되고 있다. 따라서 향후 5~10년 이내에 가상현실 기술이 상용화 및 안정기로 접어들어 광범위한 시장으로 전이될 것으로 전망된다. 이러한 시장의 요구에 따라 페이스북, 구글, 마이크로소프트, 애플 등 주요 ICT 기업들이 가상현실·증강현실을 스마트폰에 뒤이을 미래 산업으로 지목하여 생태계 선점을 위한 투자와 연구개발 확대로 경쟁이 가속화되고 있다. -26~27p, VR·AR의 전망과 동향은 어떠한가?

이 책에서는 가상현실·증강현실 기술을 적용해 경제적 효과를 기대할 수 있는 대표적인 분야로 ‘테마파크, 게임, 스포츠, 교육, 산업, 국방’을 꼽았다. 실제로 세계 시장에서 가상현실·증강현실 기술은 콘텐츠의 비중이 높고 시각적인 효과에 대한 기대가 큰 오락·엔터테인먼트 분야를 중심으로 발전하고 있다. 특히 테마파크, 게임, 스포츠를 주축으로 국내외 기업의 VR·AR 상품들이 쏟아져 나오고 있다.
-42~43p, VR·AR의 활용 분야는 어떤 것이 있을까?

가상현실 기술은 안전 교육에도 사용될 수 있다. 크고 작은 재난·재해 사고와 인재(人災)에 의한 사고 등으로 발생하는 인명 피해와 재산 피해를 막기 위해서 안전 교육은 선택이 아닌 필수다. 작업장에서 일하는 근로자와 학생, 선생님 등을 대상으로 틀에 박힌 교육 방식을 벗어나 ‘VR 기술을 활용한 가상 체험형 안전 교육 콘텐츠 및 서비스’를 교육 현장에 도입하면 학생들의 참여도와 이해도가 훨씬 높아질 수 있다. 실감 나는 VR 영상을 통해 흥미를 끌면서 안전에 관한 기초 의식도 쉽게 심어줄 수 있는 것이다. 일례로 대한안전교육협회에서는 VR 장비를 착용하고 학생들이 직접 지진 상황을 체험해보는 ‘VR 가상 체험 안전 교육’을 선보이고 있다. -104p, 스토리로 읽는 VR·AR 세상

아바타 기술은 인종, 성별, 나이 등의 장벽이나 차별을 극복시켜주고, 인간의 감정을 유지하여 가상 세계와 현실 세계를 연결시켜주는 역할을 할 수 있기 때문에 향후 AI 기술과 접목되어 상담교사 및 치료의 역할까지도 확장될 수 있을 것으로 본다. 또한 테마파크 같은 특정한 환경을 위한 인터랙션 체험 콘텐츠에서 체험자의 특징을 반영하거나, 테마파크 콘텐츠를 안내해줄 수 있는 기능도 부여될 수 있을 것이다. -158p, VR의 주요 요소 기술

가상 패러글라이딩 시스템 에어글라이더(이하 ‘에어글라이더’)는 ETRI의 ‘실감 체험 공간 확장형 라이브4D 콘텐츠 플랫폼 기술 개발’ 과제의 시범 콘텐츠 연구 결과물이다. 에어글라이더는 패러글라이딩을 모티브로 탁 트인 시야와 정밀한 콘텐츠 연동을 통해 상공을 떠다니거나 조종하는 느낌을 주는 실감 체감형 가상현실 시스템이다. 에어글라이더의 주요 특징은 이를테면 2018년 동계올림픽 장소인 평창 일대를 360도 파노라믹 입체 콘텐츠로 복원하여 HMD를 통해 전 방향 고화질 영상을 제공한다는 점이다. 아울러 가상현실 콘텐츠와 상호작용이 가능한 인터랙티브 콘텐츠 기반 모션 체험을 가능하게 해준다. -174p, 디지털 테마파크 VR 콘텐츠

ETRI의 가상 용접 훈련 시뮬레이터는 중공업 및 조형 예술 분야에서 필수적인 용접 작업을 가상 시뮬레이션 공간에서 효율적으로 훈련할 수 있게 한 훈련 시스템이다. 가상 용접 훈련 시뮬레이터 플랫폼은 용접 형상과 훈련 환경의 고품질 가시화, 실시간 용접 비드 형상 시뮬레이션, 용접 작업을 위한 토치 인터랙션, 용접 훈련 결과의 평가 및 최적 가이드, 용접 훈련 콘텐츠, 가상 용접 훈련 지원 하드웨어로 구성된다. -190p, 산업 활용 및 교육 훈련 VR 콘텐츠