Technology  ______  증강현실(AR) 기술개발 동향

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상상이 현실로! 증강현실로 여는 즐거운 세상

스마트폰으로 건물을 비추면 건물 내부와 다양한 정보가 화면에 뜬다. SF 영화에서나 볼 법한 미래의 일이 점점 현실이 되고 있다. 바로, ‘증강현실’ 덕분이다. 시장조사기관 Digi-Capital의 2016년 1월 조사에 따르면, 증강현실 시장은 2016년 10억 달러에서 2020년 1,200억 달러로 증가해 가상현실보다 압도적으로 큰 시장이 될 것으로 전망하고 있다. 또, IDC 조사에서는 증강현실 기기의 판매량과 기기 매출액이 성장할 것으로 전망하고 있다. 이에 가상현실(VR)과 인공지능(AI)에 이어 제4차 산업혁명의 주역으로 발돋움하고 있는 증강현실(AR)의 특성과 국내외 개발 동향을 살펴본다.

현실 세계에 만드는 가상 세계

증강현실(AR : Augmented Reality)은 실제 공간에 가상정보를 실시간으로 증강하여 사용자가 증강된 가상정보와 상호작용함으로써 작업 효율성을 향상하는 기술이다.
로널드 아즈마(Ronald Azuma)에 따르면 증강현실 시스템은 ① 현실(Real-world Elements)의 이미지와 가상의 이미지를 결합한 것, ② 실시간으로 인터랙션(interaction)이 가능한 것, ③ 3차원의 공간 안에 놓인 것으로 정의된다.
증강현실 연구는 1960년대 van Surtherland가 최초의 see-through HMD(Head Mounted Display)를 개발한 것으로 시작되었으며, 1990년대 초 보잉사가 ‘Augmented Reality'라는 신조어를 등장시키면서 본격화되었다.
증강현실 플랫폼은 데스크톱 컴퓨터에서 출발해 스마트폰으로 진화하고 있다. 특히 스마트폰은 카메라 이외도 소형화와 경량화 된 GPS, 나침반, 자기센서, 가속도센서, 터치센서, 근접센서, 조도센서, 와이파이, RFID 등 다양한 센서들이 내장되어 사용자의 위치 외에도 명령이나 의도를 파악할 수 있는 추가적인 정보를 실시간으로 제공해 증강현실 플랫폼으로 주목 받고 있다.
가상현실과 증강현실의 차이를 살펴보면 가상현실은 자신(객체)과 배경, 환경 모두 현실이 아닌 가상의 이미지를 사용하고, 증강현실은 현실의 이미지나 배경에 3차원 가상 이미지를 겹쳐 하나의 영상으로 보여주는 기술이다. 또, 가상현실은 현실과 단절된 ‘가상 세계에서의 몰입과 상호작용’을 강조한다. 반면, 증강현실은 현실과 유기적으로 결합한 ‘확장세계에서의 지능적 증강과 직접적 상호작용’을 강조한다. 현실공간을 직접 다양한 형태의 미디어로 활용하는 증강현실은 가상세계 구성을 위한 3차원 모델링의 부담을 줄인 반면, 사용자 이동과 주변 환경 변화에 대응하여 실시간 정보나 콘텐츠를 제공해야 하는 기술적 어려움이 있다.
세계적으로 선풍적인 인기를 끈 포켓몬고와 같은 증강현실 게임은 가상현실 게임과 달리 콘솔이나 PC, 모바일 기기 등 게임을 집적 구동하는 기기 외에도 HMD 등 별도의 기기 구매 부담이 없어 접근성이 높고, 어지럼증 등 부작용도 없다. 스마트폰 앱만 내려 받으면 바로 즐길 수 있어 이용자를 쉽게 확보할 수 있다. 또, 현실 세계를 그대로 활용할 수 있어 간단히 제작할 수 있고, 스마트폰만 있으면 누구나 활용할 수 있어 시장성이 좋다. 증강현실은 교육과 훈련, 게임과 놀이, 의료, 전시, 관광, 제조 등에서 다양한 응용 가능성을 보여주고 있다.

미국과 일본의 증강현실 디바이스 개발 동향

증강현실 디바이스 개발 동향을 살펴보면, 미국은 뷰직스, 마이크로소프트, 애플, 구글 등 공룡 기업들의 개발이 선전하고 있다.
뷰직스는 2013년에 세계 최초로 상용화된 안경형 증강현실 디바이스 ‘Vuzix M100’을 출시했다. 안드로이드 OS에 기반을 두고, 구글 글라스와 유사한 기능이 있다.
마이크로소프트는 2015년 1월 HMD와 안경형 디바이스의 혼합형 증강현실 디바이스 ‘HoloLens’를 공개에 이어 2016년 3월에는 더욱 발전된 형태의 ‘홀로포테이션(Holopotation)’을 공개했다. 원거리에 서 있는 상대를 3D 스캔 후 홀로그램으로 눈앞에 등장시켜, 상상 속 순간이동을 현실세계에서 가능하게 해준다.
구글은 2014년 증강현실 기술을 활용한 안경 형태의 웨어러블 디바이스 ‘구글 글래스(Google Glass)’를 정식으로 출시했다. 구글 글래스는 일상생활을 하면서 착용할 수 있는 구조로, 날씨, 실시간 영상공유, 지도, 메시지 전달 등 스마트폰 기능의 다수를 생생하게 눈앞에 보여준다. 그러나 짧은 배터리 사용시간, 발열, 개인정보 유출 등 여러 문제로 2015년 1월 사용자 버전 판매를 중단했다.
애플은 증강현실 사업 강화를 위해 스타트업 metaio, FlyBy Media를 인수했다. 또, 기존 증강현실 성능 향상을 위해 Perception, Vocal IQ 등 인공지능(AI) 기업들도 합병했다.
메타는 미국 실리콘벨리의 증강현실 단말기업체로 ‘메타(Meta) 2’를 개발했다. ‘메타 2’는 고글 형태의 증강현실 단말기로 주변 환경을 3D 센서로 인식하고 손동작으로 증강현실 대상체를 움직일 수 있다.
일본의 증강현실 디바이스 개발 동향은 소니의 ‘스마트 아이글래스(SmartEyeglass)’가 대표적이다. 10개국에서 출시된 스마트 아이글래스는 씨스루 방식이 양안 증강현실 디바이스로 내장된 300만 화소 카메라로 주변 환경을 파악해 85% 투과율의 디스플레이에 단색 8bit 컬러 기반으로 각종 정보를 표시해준다.

증강현실의 꽃, SW와 콘텐츠

증강현실이 발전하면서 관련 SW와 콘텐츠에 대한 관심도 늘어나고 있다. 미국의 마이크로소프트는 방과 같은 물리적 공간을 활용해 증강현실을 구현하는 기술인 ‘룸얼라이브(RoomAlive)’를 발표했다. 마이크로소프트의 동작인식 단말기술인 키넥트(Kinnect) 센서와 6대의 프로캠(Procam) 광시야각 프로젝터로 구현된다. 키넥트는 게임 플레이어의 움직임을 인식하며, 6대의 프로캠은 방의 벽과 바닥, 천장에 컴퓨터 그래픽스(CG)를 투영해 방 전체를 가상의 게임공간으로 만들어낸다.
미국의 나이앤틱은 2012년 9월 최초 서비스로 가까운 지역의 흥미로운 장소를 탐색하는 안드로이드 앱 ‘Field Trip’을 출시했다. 이후, 안드로이드 전용 증강현실 첩보게임 ‘인그레스(Ingress)’를 출시했는데, 양 진영으로 나뉜 사람들이 ‘포털’이라 불리는 가상의 땅을 점령하는 게임으로 ‘포켓몬고’ 성공 기반이 되었다. 2016년 7월 증강현실 위치게임 포켓몬고를 출시해 세계적인 히트작이 되었다. 포켓몬고는 디지털기술과 현실을 결합한 증강현실이라는 신기술이 얼리 어댑터를 위한 장난감이라는 한계를 뚫고 훨씬 더 큰 진전을 보여줬다.
한국 증강현실 SW와 콘텐츠 개발 동향은 크게 엠게임과 SK텔레콤이 출시한 증강현실 콘텐츠를 이야기할 수 있다. 엠게임은 2016년 모바일 증강현실 카드 배틀게임 ‘태권히어로즈 AR’를 출시했다. SK텔레콤은 2014년 7월 증강현실 플랫폼 ‘T-AR’을 공개했다. 스마트폰 카메라를 동화책에 비추면 그림을 자동으로 인식해 관련 오디오, 비디오, 애니메이션으로 연결되는 식의 정보기술이다. 또, 3차원 증강현실 플랫폼 기술개발을 위해 2016년 7월 이스라엘 센서·이미지 프로세서 개발사인 이뉴이티브와 MOU를 체결했다. 양사는 SK텔레콤의 ‘T-Real’ 증강현실 플랫폼과 이뉴이티브의 3차원 센서를 융합해 기기가 동작 또는 사물·공간을 입체적으로 인식하는 기술을 공동으로 개발할 계획이다.

증강현실 기술 강국이 되기 위해

앞으로 증강현실 산업 발전을 위해서는 킬러 콘텐츠 개발, 관련 M&A, 투자, 전문 인력 양성, 해외시장 진출, 차별화된 시장 확보 등이 필요하다. 특히 첫째, 증강현실 산업의 대중화 열쇠는 포켓몬고나 AR 게임 등 킬러 콘텐츠를 개발하고 양질의 콘텐츠 공급이 지속적으로 가능한 인프라다. 국내 업체들은 규모가 영세하여 콘텐츠를 제작해 공유할 수 있도록 오픈 제작 툴과 콘텐츠 서비스 플랫폼이 필요하다.
둘째, 구글, 애플, 인텔 등 글로벌 IT기업들은 증강현실 사업을 강화하기 위해 관련 벤처, 스타트업 업체들을 M&A하거나 투자를 통해 기술역량을 보완하고 있다. 우리도 취약한 증강현실 기술개발을 위해 국내외적으로 업체간 M&A, 투자를 활성화해야 할 것이다.
셋째, AR 관련 개발 인력과 디자인 인력이 부족해, 체계적인 전문인력 양성이 절실하다. 특히 인문사회 문화예술과 과학기술을 융합할 수 있는 창의적인 융합인재 양성이 필요하다.
넷째, 해외시장에 진출하여 규모의 경제를 키워야 한다. 증강현실 국내시장은 협소하고 성장에 한계가 있어 국내업체들은 경쟁력 강화와 기업 규모 확장을 위해 적극적으로 해외시장 진출을 모색해야 한다.
다섯째, 증강현실 기술은 현재 게임과 미디어 콘텐츠에 활용되고 있으나, 향후 의료, 교육, 쇼핑, 커머스 등 산업 전반에 융합될 수 있는 잠재력을 갖고 있다. 차별화된 시장을 발굴하고, 기술을 확보해 시장을 선점해야 한다.

※ 논문 다운받기(논문저자 : 전황수 기술경제연구그룹 책임연구원, 한미경 실감감성플랫폼연구실 책임연구원/실장, 장종현 기가서비스연구부 책임연구원/부장)
- 본 글은 위 논문을 재구성하여 작성했습니다. 자세한 내용은 논문을 확인해주시기 바랍니다. -