미래의 기술, 증강현실(AR, Augmented Reality)

미국 시장 조사기관인 가트너 그룹에선 미래를 이끌 10대 혁신 기술 중 하나로 증강현실(AR, Augmented Reality) 기술을 꼽았다. 증강현실이란 현실 세계에 추가적인 정보를 사용자에게 보여 줌으로서 증강된 현실을 만들어 낸다. 현실 세계 위에 정보가 뿌려진다는 점에서, 모든 정보가 다 가상인 가상현실(VR, Virtual Reality)과 구분된다. 스마트플레이스 앤디님이 작성하신 ‘증강 현실, 가상과 실재의 혼합 세계’ 글에도 개념정리가 잘 되어 있다. 우리가 알게 모르게 이미 방송에서도 증강현실 기술이 사용되고 있다.

o 증강현실이 실생활에 적용된 예
증상현실 시스템은 다양한 분야에 적용될 수 있다. 실질적으로 엔터테인먼트(특히 게임), 교육 등에 적용되고 있다. 

Entertainment
- Eye Pet, Sony PlayStation
소니 플레이스테이션으로 최근 발매된 증강현실을 이용한 애완동물 키우는 게임이다. 원숭이 같이 생긴 애완동물이 등장하고 사용자와 몇 가지 흥미로운 인터랙션을 할 수 있다. 소리에도 반응하고 흰색 바탕 위에 검정색으로 그림을 그려 보여주면 원숭이가 똑같이 따라 그린다. 그리고 이것은 곧 3차원 물체가 되어 게임컨트롤러로 조정할 수 있다. 데모 영상에서는 자동차 그림을 그렸고 그려진 모양대로 3차원 자동차가 만들어져 이를 조정하고 있다.

실제 애완동물을 키워본 사람들은 알겠지만, 매우 번거로운 일들이 많이 생긴다. 배설물 치우는 일부터 목욕, 먹이 값, 병원비, 물품 훼손 등등

이렇게 가상의 동물을 키우면 일단 번거로운 일들은 없어지니 장점은 분명 있다. 어느 다큐에서 치매노인이나 물리치료에 애완동물 로봇을 활용한다는 이야기를 본적이 있다. 이러한 시스템 역시 그런 분야로 쓰일 수 있지 않을까. 하지만 실제 애완동물이 주는 감정까지 대신할 수 있을지는..

- Eye of Judgements, Sony PlayStation
컴퓨터 계에서 다른 연구자들에게 많은 반향을 일으켰던 Jun Rekimoto. 그가 Sony CSL 연구소에 있던 시절 CyberCode를 선보인 적이 있다. 그 코드 기술은 소니 플레이스테이션의 ‘Eye of Judgements’라는 게임에 적용되어 상용화 되었다. 마치 애니메이션 속에서 보는 듯한, 특정 카드를 내놓으면 괴물을 소환하여 플레이 할 수 있다.

- ARis
아직 가야 할 길이 좀더 있어 보이긴 하지만, 가능성을 보여준 캐릭터 피규어 시장. 옷이나 액세서리 같은 아이템도 사고 팔고 한다면 상당히 수익성이 있어 보인다. 그리고 간접적으로 보여주고 있는 무서운 잠재성을 가진 성인 콘텐트 시장. AR에 있어서 많이 부족한 것이 랜더링 된 3D 그래픽의 퀄리티(사실감)와 햅틱(haptic)과 같은 피드백이 없다는 점인데 성인시장에서 뛰어든다면 많은 자금과 연구가 활발히 진행되지 않을까.. 아무쪼록 눈 여겨 볼만한 시장이다. 스마트가젯의 DJ님이 쓴 ‘PC카메라를 이용한 증강현실 피규어, ARis’ 글도 참고.

- AR Cube
박스를 기울여 캐릭터를 움직이며 마치 미로를 헤쳐 나가듯 공간을 탈출해야 한다. 영화 ‘큐브’를 떠오르게 하는 작업이다.

Education
- AR Book, Hit Lab 
증강현실이 접목되었을 때 가장 큰 영향을 끼칠 분야가 바로 교육시장으로 보고 있다. 증강현실은 이해도 증가와 몰입 감 증가로 인해 결국 학습효과를 높이는 역할을 해준다.

Magic Book

AR Multimedia Book

AR Newspaper

- Etc
기타 AR 기술을 재미있게 활용한 것들이다.

o 증강현실 요소 기술
증강현실에 요소기술로는 마커 검출, 마커 정합, 트래킹, 3D 오프젝트 랜더링 등 여러 가지가 있다. 여러 가지 기술 중에서도 마커 검출 또는 특징 점 추출 및 트래킹 기술은 AR 시스템에 있어 가장 근본이 되는 중한 기술이다.

- 마커 검출 기술(Marker Detection Technology)
사각형의 마커가 실 세계와 가상세계간에 기준 좌표 계 역할을 해준다.

그 외 관련 연구들 보기, http://msl.yonsei.ac.kr/index.php/Main/ARMarker

- 마커리스 트래킹(Markerless Tracking Technology)
보다 더 자연스러운 증강현실을 위해 마커가 없는 마커리스 트래킹 분야가 있다. 특징 점 기반의 트래킹(Feature based Tracking)이라고도 하는데 영상 내에서 특징 점들을 추출하고 이 특징 점들을 기반으로 좌표 계를 추출해 낸다. 특징 점을 이용하기 때문에 사용자가 정의한 특정 패턴을 마커로 이용할 수도 있다. 증강현실 기술에 있어서 가장 난이도 있고 점차 더 중요한 기술이 될 것으로 생각한다.

Reference
[1] 미디어시스템연구실 연구물들, http://msl.yonsei.ac.kr/index.php/Main/Dckim
[2] 증강현실 게시판, http://opencv.co.kr
[3] Hit Lab의 오픈 소스 ARToolkit, http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/
[4] ARToolkit의 단점을 개량한 ARTag, http://www.artag.net
[5] HMD 장비 업체, http://www.razor3d.co.kr/
[6] 방송에 쓰이는 증강현실, http://realtv.tistory.com/entry/%EC%A6%9D%EA%B0%95%ED%98%84%EC%8B%A4