NS-CUK Seminar: Delving into the Concepts and History of eXtended Reality (XR)

1. 확장현실(XR) 입문 :
혼합현실의 개념과 역사
중앙대학교 스포츠융합연구소
이예솜 연구원
cau.yslee@gmail.com

2. 1. 혼합현실이란?
2. XR 예시 & 활용 사례
3. 관련 연구
Contents

4. 1. 메타버스란?
Metaverse의 4요소, 美 기술연구단체(ASF)

6. eXtended Reality : 확장현실
Mixed Reality : 혼합현실
Augmented Reality : 증강현실
Virtual Reality : 가상현실
1. 혼합현실이란?

7. 가상, 증강, 혼합현실은 모두 XR 기술의 요소
. 확장현실의 발전은 이미 우리가 일하고, 생활하고, 노는 방식을 변화
. 확장현실(XR)은 가상현실, 증강현실, 혼합현실을 비롯한 다양한 최신
몰입형 기술을 포괄하는 범주
. 게임, 가상 프로덕션, 제품 디자인 등 XR은 컴퓨터 생성 환경에서 제작,
협업, 탐색 가능하게 함
. 확장현실 (eXtended Reality)?

8. 가상현실(VR)은 사용자를 가상 환경에 있게 하는 기술
. VR 사용자는 헤드셋을 착용해 가상 세계(시뮬레이션된 환경)에 이동
. 최신 VR 기술은 경계를 확장하여 가상 환경을 실제 세계처럼 보이고
동작하게 함. 촉각, 청각, 후각을 포함한 추가 감각에 대한 지원.
. VR을 통해 게이머는 비디오 게임에 완전히 몰입할 수 있고,
디자이너와 고객은 건설 프로젝트를 검토하여 공사 전 세부 사항 결정
유통업체는 실제 매장에 적용하기 전에 가상 디스플레이 가능
. 가상현실 (Virtual Reality)?

9. 증강현실(AR)은 렌더링된 이미지가 실제 세계에 오버레이되는 기술
. 모바일 게임 ‘포켓몬 고(Pokémon GO)’
플레이어가 동네를 돌아다닐 때 잔디밭과 보도에
렌더링된 괴물을 등장시켜 AR이 주류 기술이 되는데 기여
. AR 그래픽
휴대폰, 태블릿, 기타 디바이스로 사용자에게 새로운 대화형 경험을 제공
. 네비게이션도 AR로 개선 : U+ 카카오 네비 ( )
2D 지도 대신, 전면 유리에 정보를 띄워 운전자의 전방 시야 위에 중첩
시뮬레이션 화살표는 운전자가 어디로 방향을 바꿔야 하는지 정확히 안내
. 증강현실 (Augmented Reality)?

10. 혼합현실(MR)은 실제 세계와 렌더링된 그래픽을 완벽하게 통합하여
사용자가 디지털 세계, 물리적 세계와 직접 상호 작용할 수 있는 환경
. MR은 실제 물체와 가상 물체를 혼합하여 단일 디스플레이에 함께 표시
사용자는 헤드셋이나 전화, 태블릿을 통해 MR 환경을 경험
디지털 객체를 이동하거나 실제 세계에 배치하여 상호 작용
. MR의 두 가지 유형
가상 객체를 현실 세계에 혼합
사용자가 VR 헤드셋의 카메라를 통해 현실 세계를 볼 때
가상 객체가 시야에 매끄럽게 혼합됨.
실제 객체를 가상 세계에 혼합
가상 세계에서 플레이하는 VR 게이머를 보는 것처럼
가상 세계에 혼합된 VR 이용자의 카메라 뷰.
. 혼합현실 (Mixed Reality)?

12. 확장현실

13. . 시뮬레이션 용도
공공 부문에서 시작된 VR은 비행 시뮬레이터에서 사람들을 훈련시키는 데
사용되었고, 에너지와 자동차 디자인 산업도 VR의 얼리 어답터
시뮬레이션, 시각화 VR 사용 사례에는 대형 슈퍼컴퓨터가 필수
초고해상도 디스플레이인 파워월(powerwall)과 빈방의 벽에서 천장까지
각 표면에 VR 환경을 투영시킨 VR CAVE 등 전용 공간이 있어야 했음
수십 년 동안 VR 기술은 대부분의 사용자가 이용하기 어려웠고,
소규모 VR 생태계는 주로 대규모 기관과 학계 연구원으로 구성
. 기술 및 관련 회사의 연구 개발
몇 가지 핵심 기술이 전환점에 도달한 10년 전부터, SteamVR 런타임과 함
께 HTC Vive와 Oculus Rift HMD(헤드 마운트 디스플레이) 출시가 촉발됨
. XR의 역사?

14. . 개인이 체험 가능
개인용 HMD를 구입하여 몰입형 콘텐츠를 경험. 강력한 GPU를 사용하여 개별
PC나 워크스테이션에서 이러한 HMD와 경험을 구현 가능해짐
수백만 명의 사람들이 VR에 액세스할 수 있게 되자, 대규모 생태계가 빠르게 형
성됨
. 장비의 발전 (유선 -> 무선)
최근 몇 년 동안 올인원(AIO) 헤드셋 출시와 함께 VR 혁신. 완전한 몰입형 VR
경험을 위해서는 강력한 PC에 물리적으로 연결해야. HMD는 운영 체제가 없고
이미지를 계산할 수 있는 기능이 없었기 때문에 독립형 장치로 작동할 수 없었음
AIO 헤드셋을 통해 사용자는 언제 어디서나 완전히 추적되는 VR을 제공할 수
있는 간단한 설정으로 전용 디바이스에 액세스. VR 스트리밍 기술의 혁신과 함께
사용자는 이제 이동 중에도 강력한 VR 환경을 경험
. XR의 역사?

15. . 고품질 XR에 대한 접근성 향상
전 세계 사용자들은 몰입형 게임에서 원격 학습, 가상 교육에 이르기까지 XR을
경험하기 위해 AIO를 구매.
대기업들은 워크플로우와 설계 프로세스에 XR을 추가. XR은 디지털 트윈을 포
함해 설계 구현을 획기적으로 개선.
. 클라우드 서비스
가장 큰 트렌드 중 하나는 클라우드에서 5G를 통해 XR 경험을 스트리밍하는 것.
워크스테이션에 연결하거나 경험을 단일 공간으로 제한할 필요 없음
클라우드에서 5G를 통해 스트리밍함으로써 사람들은 장소와 시간에 관계없이
XR 디바이스를 사용하고, 데이터센터에서 XR 경험을 실행할 수 있음. NVIDIA
CloudXR과 같은 고급 솔루션은 몰입형 스트리밍을 보다 쉽게 액세스할 수 있도
록 하여 더 많은 XR 사용자가 어디서나 고화질 환경을 경험할 수 있도록 제공.
. 최신 XR 트렌드?

16. HMD 기반 XR
• HMD ( Head Mount Display )
• 가상현실
1. 가상현실 기술
2. 가상현실 기기

17. HMD 기반 XR : 가상현실
• HMD: Head-Mounted Display 또는 VR Headset
• HMD 특징: 안경/헬멧 형태의 VR 장치, 높은 몰입감 제공
 Stereoscopic Display
 Wide Field-Of-View (FOV)
 Head Orientation Tracking
• HMD가 주목받는 이유
 대량 생산이 가능해짐에 따라 일반 소비자에게
저비용으로 몰입감 높은 VR 체험 제공

18. HMD 기반 XR : 증강현실
• 증강현실
1. 증강현실 기술
2. 증강현실 기기

19. . AR 보편화
포켓몬 고 이후 AR은 여러 소비자 중심 분야에 도입. 많은 소셜 미디어 플랫폼
은 사용자가 얼굴에 오버레이 가능한 필터 추가
유통업체들은 AR을 통합하여 사실적으로 렌더링된 3D 제품을 선보임. 고객은
이러한 제품을 방에 놓고 원하는 모든 공간에서 시각화 가능
. 워크플로우 개선
건축, 제조, 의료 등 다양한 산업 분야의 기업들 AR 기술로 고유한 대화형 경험
을 만들고 있음. 건축가나 설계 팀은 건설 프로젝트 모니터링을 위해 AR을 통합
하여 현장 진행 상황을 보고 디지털 설계와 비교
. MR용 헤드셋 트렌드
아직 초기 단계이긴 하지만, MR은 XR 부문에서 발전. MR용으로 제작된 바르요
(Varjo) XR-3장비 등 많은 새로운 헤드셋의 등장. MR 헤드셋을 사용하면 엔지니
어링, 설계, 시뮬레이션, 연구 분야의 전문가가 실제 생활에서 3D 모델을 개발하
고 상호 작용 가능
. 최신 XR 트렌드?

20. . HMD 기반 XR : 혼합현실
• 혼합현실
1. 혼합현실 기술
2. 혼합현실 기기

21. 1. HMD 기반 XR : 혼합현실
• 혼합현실
1. 혼합현실 기술
2. 혼합현실 기기

23. 3. 관련연구 : 연구의 필요성
• 가상현실과 HMD에 대한 사용자의 관심이 증가함에 따라 사용자 인터
페이스에 대한 수요 증가.
• 현실감에 대한 사람들의 욕구가 높아짐에 따라 3D, 4D 영화 등 가상환
경에 관련된 다양한 장치가 개발되고, 관련 연구도 증가하는 추세
머리에 착용하여 가상현실에 대한 높은 몰입을 제공하는 장치
HMD

24. 3. 관련연구 : VR 단점 보완 연구
• 몰입감 증대가 VR 연구의 핵심
• Immersive Gesture Interface for VR Navigation
• VR 어지러움 (Motion Sickness) 감소 방법 연구
• 운동프로그램 VR Gamification 적용 및 SW 개발
• VR 동작 인식 연구
몰입감

25. . XR의 미래
. XR 기술의 발전
사용자를 인공 지능(AI)이라는 새로운 시대로 이끌고 있음
AI는 VR로 설계자를 지원하는 가상 비서부터 DIY 프로젝트를 통해 개인을
안내할 수 있는 지능형 AR 오버레이에 이르기까지 XR 부문에서 중요한 역할.
헤드셋을 착용하고 자연스러운 말과 몸짓을 통해 콘텐츠에 무엇을 해야 하
는지 알려줄 때, 핸즈프리, 음성 기반 가상 에이전트의 도움으로, 비전문가도
놀라운 디자인을 만들고 매우 복잡한 프로젝트를 완료하며 강력한 애플리케
이션의 기능을 활용