센서라마에서 확장현실까지… 한눈에 보는 가상현실의 역사

가상현실(VR)의 기본 개념은 그 역사가 꽤 길다. 심지어 초기 풍경화 화가도 보는 사람을 작품에 몰입시키기 위해 주변 시야를 채우는 방법을 고민했다. 이 이론이 등장한 것은 19세기지만 20세기에 기술이 발전하면서 처음으로 현실화하기 시작했고 이후 끊임없이 발전했다.
 

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이제 우리는 VR이라는 약자로 정의되는 이 기술에 익숙하다. 전 세계가 ‘원격화’를 통해 코로나19에 대응하는 가운데 VR은 기업과 소비자 시장 모두에 진입해 매력적인 미래를 펼쳐 보이기 시작했다. 이 기술의 역사에 대해 다시 짚어볼 좋은 시기이기도 하다.
 

VR의 기원

초기부터 시작하면, VR의 특징을 가졌던 첫 기기는 뷰-마스터(View-Master)다. 독자적인 특허를 받은 스테레오스코프의 일종이었다. 스테레오스코프는 1838년 한 쌍의 별개 이미지를 동시에 표시해 3D 이미지를 만드는 장치로 출발했다.

뷰-마스터는 1939년에 이를 제품화했다. 작은 컬러 사진 필름으로 7개의 입체 3D 사진 쌍이 포함된 판지로 구성된 릴을 작동하는 방식이었다. 이 개념이 행락객 사이에 인기를 끌었고, 20세기 말 새로운 모델이 나오기도 했다.

뷰-마스터는 현재 우리가 알고 있는 VR 헤드셋의 ‘조상’으로 주목할만한 최초의 기기였다. 그러나 1935년에 가상현실의 개념을 한발 밀고 나간 '상상력'이 주목받았다.

1935년 스탠리 G 와인바움이 영화를 볼 때 사용자가 감각을 느낄 수 있는 안경이 등장하는 피그말리온 안경(Pygmalion’s Pectacles)이라는 소설을 발표한 것이다. 이 이야기는 사용자의 관점, 궁극적으로 현실을 바꿀 수 있는 기술에 대해 처음으로 종합적인 관점을 제공했다.
 

미래의 영화

1962년, 모튼 하일리그(Morton Heilig)라는 카메라맨이 뷰-마스터의 단순한 기능을 토대로 와인바움의 상상력을 더한 기기 '센서라마(Sensorama)'를 선보였다. 이 기기는 매우 큰 부스를 닮았다. 좌석에 앉은 사람이 기기에 설치된 주변이 막힌 개구부를 들여다보는 방식이었다.

센서라마는 완전한 3D 비디오와 오디오를 제공했고, 기상 상태 같은 대기 효과를 만들 수 있었다. 하일리그는 자신이 아주 몰입적인 시청 환경과 경험을 만들었다는 사실을 깨닫고, 자신의 발명이 ‘영화의 미래’가 될 것이라고 말했다.

센서라마는 획기적이었지만, 하일리그는 자신의 비전을 다음 단계로 끌어올렸다. 1964년, 그는 자신이 앞서 발명한 기기와 함께 사용할 수 있는 머리에 착용하는 디스플레이(HMD)인 텔레스피어 마스크(Telesphere Mask)를 공개했다.

이 마스크는 고정된 센서라마에서 사용자를 해방시켰고, 우리가 현재 VR 기술의 동의어로 간주하는 HMD를 향해 성큼 다가갔다. 하일리그는 사용자에게 더 넓은 시야각과 스테레오 사운드를 제공하면서 이 기술 발전의 토대를 제공했다.
 

다모클레스의 칼

현재 우리가 알고 있는 VR 기술은 컴퓨터 과학자인 이반 서덜랜드와 큰 관련이 있다. 그는 현대적인 VR의 청사진을 만든 사람이다. 하일리그가 주도한 VR 기술 발전에 빠진 중요한 구성요소는 추적 기술이었다. 1968년, 서덜랜드는 ‘다모클레스의 칼(The Sword of Damocles)’로 불리는 자신의 추적 시스템과 HMD로 이 문제를 해결하려 했다.

서덜랜드는 하일리그의 텔레스피어 마스크와 비슷한 HMD를 개발했다. 이후 자신의 제자인 밥 스프라울, 퀸틴 포스터, 대니 코헨의 도움을 받아 헤드-트래킹 기술을 통합했다. 1966년부터 MIT에서 테스트하기 시작한 ‘얼티메이트 디스플레이(Ultimate Display)’로 불리는 프로젝트였다.

이 기기는 현대적인 기준에서는 기능이 크게 제한됐지만, 사용자의 시선 방향으로 반응을 하는 장치였다. 사용자와 VR 간 상호작용 수준을 높이는 데 크게 기여했다.
 

VR의 본격적인 상용화와 나사의 역할

1985년, VR 고글과 글러브가 처음 상용화됐다. 이 획기적인 제품을 출시한 기업은 자론 라니어와 토마스 짐머맨이 창업한 VPL 리서치(VPL Research)였다. 이 회사의 제품은 당시 기술이 아직 초기 단계에 있었다는 점을 고려하면 매우 인상적이었다. VR 고글은 현재 우리가 접할 수 있는 VR 헤드셋의 외관과 크게 다르지 않았고, VR 글러브는 또 다른 수준의 몰입적인 경험을 제공했다.

1987년에 또 다른 중요한 발전이 있었다. 마침내 공식적으로 ‘가상현실’이라는 이름이 붙여진 것이다. 이는 VPL 리서치의 또 다른 이정표이다. 당시 영국의 브리티시 에어로스페이스(British Aerospace)도 컴퓨터 생성 3D 지도를 통합한 가상 조종실 구현에 초점을 맞춰 VR을 개발하고 있었다. 세계 각국의 국방 기술이 점차 더 발전하는 가운데, 이 혁신에 레이더와 적외선 기술이 접목되기 시작했다.

VR은 전 세계 유수 기업과 국가기관의 관심을 끌었고, 1989년에는 나사가 독자적인 개발에 나서기 시작했다. 나사는 우주 비행사의 훈련용 시뮬레이터에 VR을 활용하는 데 초점을 맞춘 계약을 체결했다. 현재 기업이 광범위하게 도입하고 있는 VR 기술의 강력한 활용 사례를 이미 그 당시에 검토한 것이다.
 

구글 스트리트 뷰

VR 기술의 역사에서 매우 이상적인 ‘다음 단계의 정거장’은 2007년 출시된 구글 스트리트 뷰다. 2000년이 되기 직전, VR이 영화와 TV 산업에 진입하기 시작했다. 빨간색과 파란색 렌즈를 끼운 판지나 플라스틱 안경이 더 몰입적인 시청 환경을 제공하는 형태였다. 당시 VR 시장에는 신제품이 쏟아졌고 구글 스트리트 뷰는 단연 가장 흥미로운 정점이었다.

스트리트 뷰는 360도로 주변 환경을 동시에 캡처하는 특수 카메라로 촬영한 이미지에 기반을 두고 있다. 시각 데이터베이스를 구축하기 위해 카메라 시스템을 장착하고 돌아다니는 구글 브랜드가 각인된 차량을 본 사람이 많을 것이다.

이를 통해 사용자는 온라인에서 특정 장소나 위치를 가상현실 보기로 확인할 수 있다. 또 구글 어스로 더 넓게 볼 수도 있다. 이런 독창적인 활용 사례는 VR 기술의 가능성을 증명해 보였고, 기업 수준에서 VR을 도입하는 촉매가 됐다.
 

오큘러스 리프트

오큘러스 리프트(Oculus Rift)는 헤드 마운트 디스플레이라는 디자인부터 지원하는 기능까지, 현대적인 VR의 대명사다. 첫 모델이 출시된 시기는 2012년 8월이지만, 프로토타입은 회사가 설립되기 전인 2007년 만들어졌다.

가장 먼저 공식 출시된 것은 리프트 DK(Development Kit) 1이었다. 2012년 개발자를 위한 크라우드펀딩 캠페인의 일부로 처음 도입됐다. DK1은 2013년에 더 많은 사용자를 대상으로 출시됐다. 7인치 스크린을 장착했고, 최초 프로토타입보다 픽셀 전환 시간이 훨씬 줄어들었다.

2014년 페이스북은 23억 달러에 오큘러스를 인수했다. 이는 더 광범위한 기술 공간과 세계에서 VR이 잠재력이 있음을 알려준다. 이후 다른 개발 키트와 모델이 공개됐고, 2019년에는 리프트(Rift) S라는 VR 헤드셋을 출시했다.

이 제품은 오큘러스 인사이트(Oculus Insight)라는 카메라 기반 시스템을 기반으로 3D 공간에서 자신의 위치와 조작자의 위치를 추적할 수 있는 기능을 지원했다. 이 제품은 상업적으로 이용 가능한 수준으로 VR 기능을 크게 발전시켰다는 평가를 받았다.
 

기업용 VR과 XR의 미래

전 세계는 2020년부터 독특한 도전과제에 직면했으며, 이는 지금도 계속되고 있다. 반면 VR의 중요성은 더 커졌다. 전 세계 기업은 원격 협업을 강화하기 위해 VR을 어떻게 활용할지 검토했다. 산업용 유지 보수 및 트레이닝 같은 더 혁신적인 활용 방법도 고민했다. 원격 근무에 대한 필요성이 커진 것이 기업의 혁신을 가속했고, 많은 기업이 자율 기술과 센서 기술에 투자했다.

기업 분야에서 성장 가능성이 높은 VR 사용 사례 중 하나는 트레이닝이다. 석유 및 가스 산업, 광업 부문의 기업은 위험하지 않은 환경에서 가능한 한 현실적인 트레이닝을 하기 위해 이 기술을 활용한다.

VR 하드웨어와 시스템도 성숙기에 접어들었다. 이제 훈련생은 복잡한 프로세스를 거치면서 상황 인식 역량을 획득할 수 있을 정도다. 그 결과 트레이닝이 더 효과적이면서 효율적으로 바뀌었고, 더 안전해졌고, 비용도 줄었다.

VR은 계속 발전하고 있으며 기업과 사용자의 새로운 활용 사례도 계속 나오고 있다. 이 기술의 미래는 확장현실(XR: Extended Reality)이 될 가능성이 높다. 모바일 컴퓨팅의 미래가 될 것으로 보이는 XR은 가상현실(VR)과 증강현실(AR), 혼합현실(MR) 등을 모두 포괄하는 개념이다.

모튼 하일리그가 센서라마로 더 몰입적인 경험을 구현하려 했던 것처럼, 현재 개발자는 VR과 관련 기술을 결합해 새로운 가치를 만들어 내려 하고 있다. editor@itworld.co.kr