[기획] 현실을 보다 강하게, 증강현실
[기획] 현실을 보다 강하게, 증강현실
  • 김정택 기자
  • 승인 2011.03.23 15:15
  • 댓글 0
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‘증강’현실은 문자 그대로 현실을 어떤 방법으로 강하게 만든다는 뜻이다. 지금까지 우리는 카메라 사진 너머로 눈에 비치는 현실 밖에 보지 못했지만 증강현실 기술의 발전으로 인해 현실과  함께 컴퓨터 그래픽을 이용한 가상현실을 느낄 수 있게 되었다. 이러한 증강현실 기술은 스마트폰 시장의 급속한 성장과 함께 우리에게 더 친숙하게 다가왔다. 눈에 보이는 현실 이외의 것을 보고 싶은가? 포항공대신문사에서 기획한 ‘증강현실’ 기사를 읽고 앱스토어에서 내게 필요한 증강현실 어플리케이션을 찾아보도록 하자. <편집자 주>

 

- 증강현실 기술의 현재

증강이란 무엇인가

      좌표계를 형성하고 그래픽을 합성하는 과정
      입력된 영상을 디지털과 합성하여 시각화

 증강현실의 가장 큰 기술 분류는 우선 어떤 트래킹(인식 및 추적) 기술에 의존하느냐이다. GPS 등의 위치센서는 지표상의 사용자의 절대 위치를 트래킹하고, 사용자가 획득하기 원하는 해당 위치의 특정 맥락을 추출하여 가시화하는 방법이다. 절대 위치를 트래킹하는 방법의 장점은 구현의 단순성에 있다. 트래킹의 기저는 이미 해당 스마트폰의 하드웨어 기능으로 제공되고 있기 때문에 어플리케이션 개발자는 특별한 기술을 구사하지 않고도 쉽게 유사 어플리케이션을 개발할 수 있다. 하지만 민간 사용 목적의 GPS 센서가 일반적으로 갖고 있는 부정확도(10~30m의 오차)로 인한 트래킹 내용과 실제 위치가 상반되는 경우가 종종 발생한다. 게다가 함께 사용되는 GIS(지리정보시스템)의 주소-지도간의 부정확성으로 그 오차율은 한층 더 증가되고 있다.

 근본적인 증강현실 트래킹 방식은 ‘영상 트래킹’ 방식이다. 즉 컴퓨터 장치에 부착되어 있는 이미지 센서(카메라)를 통해 입력된 영상을 인식 및 추적함으로써 그에 해당하는 디지털 정보를 합성하여 최종 컴퓨터의 화상 디스플레이에 표시하는 방식이다. 현재 증강현실기술이 탑재될 수 있는 대부분의 모바일 단말은 하나의 카메라, 즉 단안식(Mono Camera) 카메라이다. 물론 최근의 신규 연구 분야 중에는 양안식, 즉 스테레오 카메라를 활용하여 증강현실을 위한 고수준의 트래킹 정밀도를 취하고자 하는 노력도 있다.

 물론 영상 트래킹 방식은 ‘지표상의 절대값’이라는 거대한 좌표계가 없다. 즉 각 어플리케이션은 입력된 목표 이미지가 인식되면 그 이미지를 기준으로 3차원 좌표계를 구성하고, 기준이 되는 목표이미지의 움직임을 실시간 추적하여 합성할 3D 영상의 형체를 그에 맞게 변화시킴으로써 마치 영화의 특수효과와 같은 환영을 제공하는 것이다.

 현재 증강현실 시장에서 분류하는 영상기반의 트래킹은 크게 1)마커기반과 2)마커리스(마커를 사용하지 않는) 기술로 양분된다.

 우선 마커를 사용하는 기술은 모두에 언급된 ‘증강현실 ToolKit’과 같은 약속된 특정 형태의 표식, 즉 마커를 트래킹하는 방식이다. 마커는 흰색 바탕에 굵은 정방형의 테두리를 일반적으로 갖고 있는데, 이는 분석하는 알고리즘이 복잡하지 않아도 쉽게 인식이 되기 때문이다. 일단 인식된 마커 위에는 3차원 좌표계가 형성하고 최종적인 3D 그래픽을 합성하는 일련의 작업을 우리는 증강한다고 한다. 사용자가 마커를 움직이거나 또는 카메라가 움직이는 경우, 상대적인 좌표를 실시간 생성하고 그 좌표에 맞도록 3D 그래픽을 다시 그려내기 때문에 관찰자의 눈에는 가상의 3D 그래픽 정보가 실존하는 듯이 보이게 되는 것이다.

 마커리스 증강현실 기술은 마커기반의 증강현실의 단점을 보완하기 위해 개발되었다. 가장 큰 특징은 말 그대로 마커를 사용하지 않는다는 점이다. 즉 기존의 약속된 형태의 문양을 사용하는 방식이 아니라 일반적인 잡지, 포스터 등의 그래픽 정보를 그대로 사용할 수 있다는 것이 가장 큰 특징이다. 이를 위해선 선택된 영상에서 특징을 인식하고 그 구성분포를 추출하는 선 작업이 필요한데 대부분의 마커리스 증강현실 엔진은 이러한 작업을 ‘마커 제네레이션(Marker Generation)’이라 한다. 결국 일반 이미지 그 자체를 기존의 마커와 같은 형태로 사용할 수 있도록 만들어 주는 방법이라 간단히 말할 수 있다. 일단 추출된 내용은 최종 어플리케이션을 제작할 때 목표물의 정보로 사용된다.

김희관 / ㈜제니텀 대표이사


 

- 증강현실 어플리케이션 소개

내가 쓰는 GPS는 보통 GPS가 아니야

     오브제, 스캔서치 등 GPS 기반 앱 대다수
     게임겚냅?등 다양한 분야 출시 전망

 실제로 스마트폰을 중심으로 사용되고 있는 증강 현실을 이용한 어플리케이션을 소개하고자 한다. 증강현실 어플리케이션은 GPS를 바탕으로 한 어플리케이션과 이미지를 이용한 어플리케이션, 증강현실 게임 어플리케이션이 출시되었다. 앞으로 증강현실을 이용한 더 많은 어플리케이션이 출시될 것으로 전망된다.

1. 오브제(Ovjet)
 오브제는 SK텔레콤이 키위플과 SK마케팅앤컴퍼니의 건물 및 상점 데이터베이스를 활용하여 개발한 어플리케이션이다. 휴대전화 카메라로 보는 실제화면 위에 100만여 개의 건물 및 입점 점포 정보 등을 매칭하여 실시간으로 다양한 정보를 결합하여 보여준다. 오브제에는 SNS(Social Network Service) 기능도 포함하고 있기 때문에 해당 건물 및 상점의 다른 사용자가 남긴 글을 확인할 수 있으며, 자신의 평가를 글로 남길 수 있다. 현재 안드로이드와 아이폰에서 사용 가능한 어플리케이션이다.

2. 스캔서치(ScanSearch)
 스캔서치는 오라웍스에서 개발한 카메라를 통한 주변 인식과 바코드 등을 바탕으로 정보를 얻을 수 있는 어플리케이션이다. 카메라를 통해서 주변을 인식하거나 책겳된춠음반겧耗湄躍?인식한 후, 해당 상품을 평가하고 글을 남길 수 있는 서비스이다. ‘킵’이라고 부르는 기능을 이용하여 선호하는 상품을 표시해둘 수 있는데 이를 통해, 같은 관심사를 가진  사람을 만날 수 있다. 현재 안드로이드 및 아이폰, 윈도우즈폰 7에서 사용할 수 있다.

3. 아이니드커피(iNeedCoffee)
 아이니드커피는 제니텀에서 개발한 주변의 커피 전문점을 검색해주는 증강현실 어플리케이션이다. 반경 5km 내의 스타벅스나 카페베네와 같은 국내 대형 커피 전문점을 검색해주는 기능을 가지고 있다. 현재 아이폰에서 사용 가능한 어플리케이션이 공개되어 있다.

4. ARAD
 ARAD는 제니텀에서 개발한 이미지 인식 기반 기술을 이용한 증강현실 광고 어플리케이션이다. 이 어플리케이션은 지정된 이미지를 인식시키면 스마트폰을 통해 현실에 적용된 3D 그래픽이나 2D 비디오, 이미지, 오디오 등 여러 형태의 광고를 제공받을 수 있다. 현재 아이폰에서 사용 가능하며, 안드로이드용도 공개될 예정이다.

5. AR 몬스터(AR Monster)
 AR 몬스터는 허드슨에서 개발한 증강현실을 활용한 RPG(Role Playing Game) 장르의 게임이다. 스마트폰을 통해 나타나는 현실 이미지를 찾다보면 몬스터를 찾을 수 있다. 이 몬스터를 사냥하면서 캐릭터를 성장시키는 게임이다. GPS를 이용해서 파악한 사용자의 위치를 바탕으로 지역에 따라 다른 몬스터가 출몰한다. 따라서 실제 장소를 바꿔가면서 게임을 즐겨야 한다. 현재 아이폰에서 사용 가능하다.

6. 올레 캐치 캐치(Olleh Catch Catch)
 올레 캐치 캐치는 KT에서 출시한 증강현실 게임이다. 스마트폰을 통해 보이는 현실 이미지에 나타난 3D 몬스터를 잡는 단순한 게임이다. 현재 아이폰에서 사용 가능하며, 추후 안드로이드용도 공개될 예정이다.

김정택 기자 jtkim@postech.ac.kr


 

- 증강현실 기술의 미래

향후 5년 내 5억불 거대 시장된다

      이전보다 더 많은 기술자들이 개발에 참여
      실존하는 듯한 몰입감 제공이 궁극적 목표


 현실의 정밀한 트래킹 기술은 디지털 정보를 증강하기 위한 가장 기본적인 기술이다. 사용자가 위치해 있는 현실공간의 정확한 측위가 기본이 되어야 보다 실감나는 현실-가상의 합성이 가능하다는 것은 너무나도 당연하다. 증강현실의 붐으로 예전에는 비교할 수 없는 수의 기술자들이 해당 기술의 발전을 위해 매진하고 있는 지금 그 미래는 상당히 밝을 것이라고 감히 예상한다.

 기존의 마커리스 기술은 특정 인식대상, 특히 사용자 또는 어플리케이션이 지정한 이미지에 대한 정밀한 트래킹으로 향후 기술에서도 상당히 유용한 위치를 차지한다. 결국 사용자에게 입력되는 영상에서 적게는 한 가지 많게는 수십, 수백 가지의 인식 대상이 존재 할 수 있기 때문이다. 하지만 사용자가 위치한 공간을 인식하는 것은 비단 GPS 등의 측위센서만으로는 부족한 점이 많다. 특히 실내 공간일 경우에 GPS 위성 신호를 수신할 수 없어 그 문제는 심각해진다. 

 따라서 임의의 공간(예: 쇼핑몰, 건물 내부 등)에 있는 사용자가 공간의 전반적인 구성을 3차원으로 인지함과 동시에 해당 공간에 존재하는 약속된 물체를 트래킹 할 수 있다면 증강현실 어플리케이션의 수준은 상당히 업그레이드 될 수 있을 것이다. 물론 사용자가 느끼는 몰입감은 상상할 수 없을 정도로 높을 것이다. 현재 업계에서 개발 중인 증강현실 엔진은 영상으로 입력되는 공간 그 자체를 인식하여 공간의 3차원 지도를 구성함으로써 사용자가 해당 공간 어디에 위치해 있는지를 정밀하게 트래킹을 진행한다. 동시에 약속된 이미지 등이 출현하는 경우 그 해당 영상에 대한 증강현실 영상 합성이 가능하다. 물론 공간 자체를 인식하고 그 공간의 구성을 3차원으로 갖고 있기 때문에 해당 공간에 3D 그래픽을 합성하는 것은 어렵지 않은 일이 된다.

 실제 공간에 가상현실 또는 메타버스 콘텐츠를 합성함으로써 실존하는 듯한 몰입감을 제공하는 것이 해당기술의 궁극적인 목표이다. 따라서 현재의 MMORPG 또는 다양한 메타버스 서비스의 캐릭터 또는 객체 등을 거실겚낸?등의 실제의 물리 공간으로 끌고 나옴으로써 지금까지 경험하지 못한 완전히 새로운 서비스 및 어플리케이션 구성이 가능하리라 생각된다.

 2010년 11월에 발간된 영국의 ARC Chart라는 조사기관에 따르면 2015년이 되면 미국에서만 모바일 증강현실 시장 규모가 약 2.2억 불(약 2천 4백억 원)에 이를 것이라는 예상이다. 전 세계적인 스마트폰 시장의 확산 규모로 따지면 아마 전 세계 시작은 약 5억불을 상회할 것이다. 다만 적절한 기술과 함께 기술을 최대한 활용하는 콘텐츠 분야의 고민도 병행되어야 할 것이다.

김희관 / ㈜제니텀 대표이사


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