2014년 4월 25일 금요일

가상현실 HMD의 혁신, Oculus Rift 분석 및 발전방향

Facebook이 인수한 HMD 기대주 Oculus VR

3월25일 Facebook은 HMD(Head Mounted Display) 제작사인 Oculus VR을 현금, 자사 주식, 조건부 분할 지급금을 포함 약 $21억에 인수했다. 인수조건은 현금 $4억 Facebook 주식 2,310만주($14억, 3월25일 종가기준)이며, Facebook의 요구를 잘 이행할 경우 $3억의 조건부 분할 지급금을 수령하는 조건이라고 한다.

Oculus VR은 2012년 8월 Kick Starter 프로젝트에서 한달만에 목표금액의 10배인 240만달러를 모으며 큰 주목을 받았던 Oculus Rift의 제작사인데, 기존의 HMD 기기대비 혁신적인 수준의 FoV(Field of view)를 제공함에도 불구하고 300달러의 저가로 H/W를 구현할 수 있다는 장점을 크게 인정받았다.


Oculus Rift는 일반적인 개념의 HMD가 아닌 가상현실 전용 Display

Oculus Rift는 LCoS와 같은 micro Display를 양안에 배치하는 기존 HMD와 달리, 기존의 Smart 기기용 Display를 쓰고, 어안렌더링(Fish Eye Rendering) 효과를 통해 시각화 한다는 점에서 전혀 다른 방식으로 구현되었는데, 이로 인해 최대 45도에 불과하던 FoV를 90도(수직:110도)까지 확대하였다는 점에서 혁신적이다. (아래의 비교표에서 볼 수 있듯이 타 HMD의 Display Size는 1인치 미만인데 비해, Oculus Rift는 7인치이다. 그럼에도 불구하고 무게는 Sony의 HMZ 시리즈와 비슷한 수준이다.)



HMD에 있어 FoV는 가상현실에 필요한 몰입감을 부여하는데 있어 필수적인 요소인데, 사람눈의 시야각이 대략 120도인데 비해, 45도에 불과한 기존 HMD의 시야각으로는 공간상에 화면이 붕 떠있는 듯한 정도로 밖에는 보여주지 못했지만, 90도의 시야각을 제공하는 Oculus Rift는 그야말로 사용자가 화면의 영상속에 들어가 있는듯한 착각을 불러일으킬 수 있는 수준을 구현한 것이다. (아래 동영상을 보라)


[출처: YouTube, Oculus FB Rift: The Best and Funniest OR Reactions Ever Compilation]

위의 동영상은 Oculus Rift를 처음 경험한 사용자들의 Reaction을 보여주는데, Oculus Rift가 기존의 HMD나 4D 영화에 비견할 수 없는 탁월한 수준의 몰입감을 제공한다는 것을 보여준다. (물론 7인치나 되는 화면이 얼굴을 가리고 있다는 건 아쉽지만..)


Oculus Rift의 발명자 팔머 럭키

Oculus VR의 Founder인 팔머 럭키(Palmer Luckey)가 이렇게 혁신적인 방법으로 HMD를 개발할 수 있었던데에는, 그가 기존의 엘리트 엔지니어가 아닌 Game과 가상현실에 열중해 있었던 Nerd였기 때문이기도 하다. (사진을 보면 Nerd 같지도 않네)

Kick Starter에서의 성공이후 이루어진 Road to VR의 Ben Lang와의 인터뷰에서 밝혀진 바에 의하면, 그는 Califonia Long Beach에서 자라, 근처의 칼리지에서 수업을 들었고 캘리포니아 주립대의 Long Beach 캠퍼스로 갔으나 졸업은 못했다고 한다. ( 이후 컴퓨터/휴대폰 수리, 요트클럽 강사로도 근무했고, 보트수리 및 유지보수를 몇년간 하다가 그만둔 후 Army Affiliate Research Center의 ICT Mixed Reality lab에서 일했다. (1992년 생인데?..)

palmer luckey palmertech oculus rift interview

어쨌든 팔머 럭키는 이곳에서 원래 관심이 있었던 가상현실분야에 대한 일을 하면서 가상현실내에서의 몰입감을 극대화시킬 수 있는 방법을 찾았던 것 같고, 광학계나 System 설계에 대한 전문성이 없이도 저가의 H/W와 손쉽게 구할 수 있는 렌즈의 조합으로 FoV를 극대화하는 방법을 발명하게 되었다.


Oculus Rift의 잠재력은 무궁무진하다!

세간의 관심을 한몸에 받은 Google Glass는 낮은 수준의 FoV와 방식의 한계로 인해 가상현실과는 거리가 멀다. 물론 이걸로 증강현실에 활용하려는 사람들도 있지만, Display의 방향이 위쪽인데다 FoV가 14도에 불과해 몰입감과는 거리가 먼 Information Display 용도에나 적합하다.

게다가 기 출시된 HMD 중 최고수준의 FoV를 제공하는 Sony HMZ 시리즈나, 개발중으로 알려진 Atheer One이라는 HMD가 제공하는 45도~65도 수준의 FoV로는 큰 화면을 제공하는 용도이지 사용자를 화면속에 몰입시키는 것은 불가능하다.

아래는 Cyberith가 개발한 Virtualizer라는 장비에 들어가 Nintendo Wii의 Controller인 Wii Mote를 손에 쥐고, Skyrim 게임을 플레이하는 동영상이다. 이 정도면 거의 Player가 게임속 캐릭터와 동기화된 수준이 아닌가?


[출처: YouTube, Skyrim in VR - Cyberith Virtualizer + Oculus Rift + Wii Mote = Full Immersion]

Oculus Rift는 초기 Target 시장인 Gaming 분야 뿐만 아니라, 위험한 작업현장이나 숙련된 기술자의 Remote Control을 필요로 하는 산업분야에도 얼마든지 적용될 수 있다. MWC2014에서는 통신장비업체인 Ericsson이 5G기술의 잠재력을 보여주기 위해 굴삭기를 원거리에서 조종하는 데모를 시연했다. (굴삭기에 설치된 Stereo 카메라의 영상을 5G Network을 통해 고화질로 Latency를 최소화하여 원거리에서 Oculus Rift를 착용한 작업자에게 전송하면, 작업자가 화면을 보면서 Remote Control하는 시나리오)


[출처: YouTube, A digger perspective that influences design of future networks by Ericsson]

이러한 기술은 안정성만 좀 더 확보된다면, 로봇팔을 활용한 원격 수술이나 재난 구조, 우주 탐사 등에도 충분히 활용될 수 있을 것이다. (이미 Surgeon Simulator 2013은 Oculus Rift와 연동, NASA에서는 우주선내의 로봇팔을 제어하는 Demo를 개발)

한편 유통업체인 Tesco는 Oculus Rift를 활용해 가상의 상점에서 쇼핑을 할 수 있게 하는 방안에 대해서도 연구중이라고 한다. (비록 아래 영상은 Pilot이 아닌 단순 컨셉 영상이지만..)


[출처: YouTube, Tesco Pele - Virtual Reality Experience]


Oculus Rift의 발전방향은?

그렇다면 Oculus Rift가 향후 추구하게 될 변화는 무엇일까?

Oculus VR은 이번 Facebook의 인수로 충분한 개발자금을 확보했다. 물론 헤드밴드로 착용하기 때문에 무게감이 거의 느껴지지 않는다곤 하지만, 300g대의 무게에 7인치에 달하는 Display는 여전히 너무 크다. (같은 방식으로 개발중인 Sony의 Project Morpheus는 5인치짜리 Full HD Display를 쓴다!) Dual Screen이나 DOE(Diffractive Optical Elements) Lens 등을 활용해 무게뿐만 아니라 크기를 줄일수 있는 여지도 많이 남아 있어, 이러한 H/W 개선을 통해 보다 Compact한 디자인과 광학계 품질을 향상시킬 것으로 보인다.

두번째는 Multimodal Interface의 강화다. Positional Tracking을 지원하지 않던 초기버전과는 달리 DK2에서는 6축 센서를 탑재했지만, Hand Tracking과 같은 제스처 인식을 위해서는 Wii Mote나 Kinect와 같은 기존 Input Device와의 연동을 필요로 한다. 제대로된 VR Device로 발전하려면 지금과 같은 형태로는 어렵다. Google Glass 처럼 전면에 Stereo Camera를 탑재하거나, Amazon의 Project Smith 처럼 IR Camera를 4개정도 붙여서 자연스러운 Hand Tracking을 구현할 수 있도록 해주어야 할 것이다.

세번째로는 Ecosystem 강화가 될 것이다. 이미 Oculus Rift는 상용제품에 대한 출시보다 SDK 배포 및 다수의 Game 제작사들과 협력을 시작했지만, H/W 판매만으로는 21억달러라는 거액을 투자한 Facebook의 기대를 만족시킬 수는 없을 것이다. Oculus Rift에서 동작하는 다양한 Contents 및 Service를 기반으로 수익을 창출하고 H/W를 최대한 많이 뿌리는 교차보조(Cross subsidization)전략을 추진해야 세상을 바꿀수 있다.


참고자료: VR HMDs Comparison
[출처: http://www.reddit.com/r/oculus/comments/20ugrn/all_vr_hmds_from_dk1_to_dk2_comparison_table_wip]

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