가상현실 체험의 난제를 풀다, 엔비디아 라이트필드 프로젝트
안녕하세요, 엔비입니다! 2016년 IT업계 ‘4대 트렌드’ 중 하나로 가상현실(VR)의 보편화가 꼽힐 만큼, 업계는 안팎에서 가상현실에 대한 관심이 뜨거운데요. 최근 열린 제 4회 VRLA(Virtual Reality Los Angeles) Expo에서는 최첨단 VR 기술이 총동원 된 수많은 제품 시연과 체험 이벤트로 관람객들이 인산인해를 이뤘다고 합니다.
엔비디아는 이 곳에서도 한 발 앞선 VR 기술력을 선보이며 많은 이들의 주목을 받았는데요, 그 주인공은 바로 ‘라이트필드 디스플레이(Light Field Display) 연구 프로젝트’(이하 라이트필드 프로젝트)의 시제품 시연이었습니다.
작년 세계 최대의 컴퓨터 그래픽스 전시회 ‘시그래프(Siggraph)’에서 최초 공개되었던 이 연구는, 가상현실의 상용화에 있어 가장 큰 난제라고 할 수 있는 멀미와 깊이 지각(depth perception)을 해결하는데 의의를 두고 있답니다.
이 프로젝트는 1849년 영국 물리학자 데이비드 브루스터가 발명한 입체경(Stereoscope)을 기반으로 해상도와 망막의 흐림 현상과 같은 인간의 시야 관련 문제들을 해결하는 데 중점을 두고 있습니다. 예를 들어 삼성의 기어VR(GearVR), 오큘러스 리프트(Oculus Rift), 또는 HTC 바이브(Vive)와 같은 VR 헤드셋(HMD)을 착용했을 때 픽셀 하나 하나가 육안으로 보이는 경우가 있는데요, 이러한 현상은 몰입도를 저하시킬 뿐 아니라, 멀미까지 일으키는 요소이죠.
그렇다면, VR 체험의 멀미 현상을 유발하는 원인은 무엇일까요?
최근 실시된 한 조사 결과에 따르면, VR 체험자 중 약 20 ~ 25%가 멀미 현상을 경험한다고 합니다. 멀미의 직접적인 원인은 키네토시스(Kinetosis)라고 불리는 인체 내 성분 때문이랍니다. 일종의 방어 체계라 할 수 있는 키네토시스는 VR 체험 시 귀와 눈에서 수집되는 정보의 차이에서 오는 혼란으로 인해 분비됩니다. VR 헤드셋을 착용하고 고개를 움직일 경우, 귀는 움직임을 감지하는 반면 눈은 수평의 이미지를 제공하니까요. 신기한 일이죠? 전문가에 의하면 20 마이크로 초 단위, 다시 말해 최소 초당 90 프레임이 제공되어야 우리의 뇌를 완벽하게 속일 수 있는 믿음직한 품질의 ‘현실 구현’이 가능하다고 하네요.
그럼 깊이 지각이란 과연 어떤 의미일까요?
3D, VR, AR 등 모든 시각 관련 기술들이 공통으로 갖고 있는 두 번째 문제가 바로 깊이 지각입니다. 깊이 지각은 눈으로 들어오는 정보가 뇌로 전달되는 과정에서 생기는, 멀미 현상과 유사한 문제라 할 수 있죠. 만약 눈을 통해 정보를 받아들이는 속도가 너무 느리다면, 가상현실을 구현하는 입체기술의 정보 전달 속도를 눈이 감지하지 못해 그 경험 자체가 불가능해 질 수도 있습니다. 이런 현상을 ‘게으른 눈(Lazy eye)’라고도 하는데요, 기술 분야의 많은 전문가들이 해결하고 싶어하는 난제 중 하나죠.
엔비디아와 스탠포드 대학교의 협력
엔비디아와 스탠포드 대학교는 ‘많은 대중들이 오랜 시간 편안하게 가상현실을 체험할 수 있도록 본질적인 난제들을 해결하는 것’을 목표로 함께 라이트필드 프로젝트를 진행하고 있습니다, 이를 좀 더 면밀히 살펴보도록 할까요?
이번 프로젝트의 핵심 콘셉트는 마치 19세기의 입체경을 21세기로 옮겨놓은 것과 유사합니다. 위의 사진처럼 라이트필드 입체 HMD는 한 쌍의 디스플레이를 작동하는 PCB(회로 기판) 두 개를 탑재하고 있는데요. 두 PCB 모두 LED 배면광, 두 개의 스페이서, 그리고 두 개의 LCD 디스플레이와 같은 면에 고정되어 있습니다.
무엇보다도 이번 시제품은 두 개의 스크린에 고품질의 이미지를 구현하고, 낮은 지연 시간을 비롯해 방향 추적기(orientation trackers)와 배경 조명 등을 활용해 좀더 원활한 체험 환경을 조성하기 위해 엔비디아 GPU의 강력한 성능을 최대한 활용했다고 하네요. ^^
엔비디아와 스탠포드 대학교는 이번 시제품에 대한 업계 반응에 따라 연구의 지속 여부를 결정하게 될 것입니다. 유사한 연구는 계속해서 이어지고 새로운 제품 또한 끊임없이 선보이겠지만, 이러한 연구의 결과물을 우리의 일상에서 찾아볼 수 있게 되기까지는 아직 조금 더 시간이 필요하다는 것이 업계 관계자들의 중론입니다. 지금부터 1~2년 내 새로운 세대의 VR/AR HMD들이 쏟아지겠지만, 라이트필드의 기술이 적용될지는 아직 불확실하다고 하네요.
어서 VR 관련 연구들이 그 결실을 맺어, 우리 모두 오랜 시간 편안하게 가상 현실을 체험할 수 있게 된다면, 얼마나 좋을까요? 기술의 혁신 속도가 나날이 가속화되는 요즘, 이러한 미래는 우리의 예상보다 훨씬 가까이 존재할 지도 모릅니다. 엔비디아의 기술력을 토대로 하루가 다르게 진화하고 있는 가상현실의 영역에서 또 어떤 흥미로운 소식이 들려올지, 벌써부터 기대가 되네요! ^^