증강현실(Augmented Reality)의 고전 터미네이터

증강 현실 (Augmented Reality, AR)

최근에 가장 각광을 받고 있는 분야가 바로 증강현실이다. 이것은 말 그대로 눈으로 보이는(혹은 스마트폰의 카메라 렌즈를 통해 보이는) 현실 세계(Physical World)에 가공된 새로운 세계(Digital World)를 추가하는 것이다. 여기서 말하는 새로운 세계는 컴퓨터 프로그램이 추가한 가상의 디지털 세계다.

즉, 사용자가 눈으로 보는 현실세계에 가상 현실 속의 3차원 디지털 동영상을 겹쳐 보여주는 기술이다. 현실세계에 실시간으로 부가정보를 갖는 가상세계를 합쳐 하나의 영상으로 보여주므로 혼합현실(Mixed Reality, MR)이라고도 한다. 현실환경과 가상환경을 융합하는 복합형 가상현실 시스템(hybrid VR system)으로 1990년대 후반부터 미국·일본을 중심으로 연구와 개발이 진행되고 있다.
현실에 새로운 것을 추가하여 보여 주는 증강현실과 함께 가상현실(Virtual Reality)가 있는데 이것은 현실을 배제하고 가공의 세계를 보여 주는 것이다.
현실세계를 가상세계로 보완해주는 개념인 증강현실은 컴퓨터 그래픽으로 만들어진 가상환경을 사용하지만 주역은 현실환경이다. 응용 프로그램으로 구현되는 컴퓨터 그래픽은 현실환경에 필요한 정보를 추가 제공하는 역할을 한다. 사용자가 지금 보고 있는 영상에 3차원 가상영상을 겹침으로써 현실환경과 가상화면과의 구분이 모호해지도록 한다는 뜻이다. 하지만 증강현실은 리얼타임(Real Time)으로 보여 주므로 가상현실에 비해 현장감과 사실감을 더욱 잘 느낄 수 있다.

가상현실기술은 가상환경에 사용자를 몰입하게 하여 실제환경을 볼 수 없다. 하지만 실제환경과 가상의 객체가 혼합된 증강현실기술은 사용자가 실제환경을 볼 수 있게 하여 보다 나은 현실감과 부가 정보를 제공한다. 예를 들어 스마트폰 카메라로 주변을 비추면 인근에 있는 상점의 위치, 전화번호 등의 정보가 입체영상으로 표기된다. 
원격의료진단·방송·건축설계·제조공정관리 등에 활용된다. 최근 스마트폰이 널리 보급되면서 본격적인 상업화 단계에 들어섰으며, 게임 및 모바일 솔루션 업계·교육 분야 등에서도 다양한 제품을 개발하고 있다.
증강현실을 실외에서 실현하는 것이 착용식 컴퓨터(wearable computer)다. 특히 머리에 쓰는 형태의 컴퓨터 화면장치는 사용자가 보는 실제환경에 컴퓨터 그래픽·문자 등을 겹쳐 실시간으로 보여줌으로써 증강현실을 가능하게 한다.
따라서 증강현실에 대한 연구는 착용컴퓨터 개발이 주를 이룬다. 개발된 증강현실시스템으로 비디오방식과 광학방식 등의 HMD(head mounted display)가 있다.

증강현실은 1980년대 후반부터 1990년대 말까지의 학술적인 연구를 시작으로 지금은 실생활에 활용되고 있으며, 스마트폰의 대중화로 개인들도 엔터테인먼트를 비롯 교육, 전시, 3D메뉴얼, 건축 등에서 사용할 수 있게 되었다.

 

증강현실이 구현되려면 3가지 요소가 필수적인데, 카메라를 통해 보여지는 현실 세계의 입력정보와 여기에 증강된 현실을 추가해서 보여 주는 출력정보, 그리고 입력된 정보를 기준으로 증강현실을 만들어 주는 컴퓨터다. 입력정보로는 두 가지를 사용하는데, GPS를 통해 현재의 위치를 알려 주는 정보와 나침반을 통해 방향을 알려 주는 정보다. 스마트폰이 출시되기 이전에는 증강현실이 사람들 손 안에 들어올 수 없었다. 왜냐하면 컴퓨터를 손에 들고 다니는 것은 불가능했기 때문이다. 하지만 GPS와 나침반을 포함한 컴퓨터 기능을 모두 갖춘 스마트폰의 보급으로 손쉽게 증강현실을 경험할 수 있다.

 

증간현실의 경우 입력정보로는 카메라 앵글로 잡히는 현실이나 AR코드로 불리는 기호 정보를 사용한다. 앞에서 설명한 QR코드도 입력 정보이기는 하지만, 두 가지가 서로 다른 점은 QR코드는 카메라 앵글에 잡히는 현실을 사라지고 단지 해당되는 사이트로 링크시켜 주는 기능만 제공하지만, AR코드는 눈 앞에 보이는 피사체(현실 세계) 위에 추가로 새로운 디지털 세계를 보여 준다.

증강현실은 두 가지 기술을 사용하는데, 하나는 인식(Detection)으로 카메라를 통해 피사체를 영상으로 인식하는 것과 GPS로 위치를 인식하는 것이고, 다른 하나는 사용자가 스마트폰의 방향을 다른 장소로 회전하면 나침반에 의해 그것을 추적(Tracking)하는 기술이다.

 

스마트폰 카메라로 주변 건물 등을 촬영하면 이와 관련된 다양한 정보가 실제영상 위에 겹쳐져 하나의 영상으로 보여주는 데, 가령 63빌딩을 보고 있을 경우 그 건물이 63빌딩인 것은 알 수 있지만, 어떠한 층에 문화공간이나 스포츠 시설이 있는 지는 알기 어렵거나 건물에 대한 상세 정보는 알 수 없다. 하지만 증강현실을 이용할 경우 몇 층에 무엇이 있는 지와 거기에 인터넷으로 바로 접속할 수 있는 홈페이지나 전화번호 등이 휴대폰에 표시되는 것이다. 

 

우리 모두가 신기하고 놀라움으로 보았던 영화인 ‘터미네이터’를 기억할 것이다. 1984년도에 출시되었고 1991년 2편이 나왔는데, 여기서 증강현실을 보여 주고 있다. 물론 영화에서 보여준 것은 지금 사용되는 증강현실의 기술이 아니고 편집기술을 사용하여 마치 증강현실처럼 보여지도록 만든 것이다. 영화가 시작되고 6분 정도 지나면 터미네이터가 지구에 나타나는 장면에서 증강현실이 나온다. 터미네이터가 지구에 도착했는데 실오라기 하나 걸치지 않은 모습이었고, 그래서 가장 먼저 한 행동은 바(Bar)에 들어 가서 입을만한 옷을 찾는 장면이다.

바에 있던 남자들을 눈으로 스캐닝하고 자신의 사이즈와 맞는지 체크하던 중, 한 남자의 사이즈가 일치하여 옷과 신발을 빼앗는다.

 

아래로 이동하면 영화의 장면을 볼 수 있다.

 

 영화에서는 상대방의 사이즈를 스캐닝하고 분석하여 자신에게 맞는 사이즈를 찾는 장면이 나오는데, 지금이 증강현실 기술 수준은 아직 거기에 이르지는 못하고 있다. 즉, 거리 측정이나 높이, 크기 측정은 실현되지 못하고 있는데, 머지 않아 이것도 현실화 되리라 예상된다.