애플에서 드디어 Vision Pro를 사전예약이 시작되었다. "머지않은 미래에 어떻게 세상이 흘러가게 될까?"라는 생각에 이 글을 작성하게 되었다.
목차
- 비전프로에 대하여.
- 우리는 3차원 세계를 살고있다.
- 관련된 기술 라이다
1. 비전프로에 대하여
비전프로. 애플에서 내놓은 새로운 제품이다.
비전프로는 애플에서 공간컴퓨터(Spatial Computer)이라고 새로운 카테고리의 제품이라고 소개를 한다. 하지만, VR(Virtual Reality) 기기와 동일하게 머리에 착용하고 눈을 감싸는 형태를 하고 있다. 이러한 형태는 메타(구 Facebook)에서 밀고 있는 VR기기, 메타퀘스트와 상당히 동일하다. 비전프로를 출시한 걸로 보아 애플에도 이 산업에 관심이 있고 본격적으로 뛰어들겠다는 의지가 보인다.
VR과 AR MR 그리고 XR이 뭔지 잠깐 살펴보고 가도록 하자.
VR은 가상현실 Virtual Reality의 약자로, 현실과 전혀 상관없는 가상의 세상을 의미한다. 그래서 현실과 다른 가상공간에서 컨트롤러로 상호작용을 할 수 있으나, 정해진공간에서 제한적으로 움직이거나 물리적인 이동이 불가능하다.
AR은 증강현실 Augmented Reality의 약자로, 현실과 가장 가깝다. 투명한 창을 통해서 현실 세계를 바라보면서 그 위에 가상요소를 올리는 기술이다. 즉 현실세계의 책상 위에 가상의 물건을 올려놓는 것을 말한다. 따라서 물리적인 이동 및 움직임이 자유롭지만, 가상요소와 상호작용이 불가능한 기술이다.
MR은 혼합현실로, VR과 AR을 섞어놓은 기술로, 반투명한 렌즈를 통해서 현실세계에서 소통하면서 가상의 요소들과도 상호작용을 할 수 있다. 가끔 영화에서 어떠한 안경을 끼면 홀로그램이 나오고 조작하는 화면이 나오는데, 그게 MR이라고 할 수 있다.
XR은 확장현실로 eXtended Reality의 약자로, VR, AR, MR을 모든 기술을 아우르는 말이라고 할 수 있다.
따라서 애플에서 출시한 비전프로는 VR기기와 외형이 동일하지만 VR과 AR을 합친 MR기기라고 할 수 있다.
애플은 MR기기를 만들며 어떠한 미래를 그렸을까?
2. 우리는 3차원의 세계를 살고 있지만 2차원을 보며 살아간다.
1차원은 선, 2차원은 면이며 3차원은 다면체이고 4차원은 입방체이다. 차원이 높아질수록 어떠한 축이 추가된다. 영화 인터스텔라에서 쿠퍼가 블랙홀 안에 들어갔을 때 펼쳐지는 공간은 4차원의 입방체가 보이는 공간이다. 그곳에서 4가지 축 중 하나는 시간의 축으로 설정이 되어있어서 쿠퍼는 자유롭게 과거 현재 미래를 왔다 갔다 하게 되는 것이다.
조금 더 쉽게 설명을 해보도록 하자. 우리는 3차원의 공간을 살고 있다. "3차원의 공간에서 살고 있다."라는 것은 우리가 조작할 수 있는 축은 3개라는 뜻이다. 바로 가로 세로 그리고 높이이다. 이 세 가지의 축은 우리가 자유자재로 인지하고 조작할 수 있다. 즉, 우리는 방 안에서 가로로 움직일 수 있고 세로로 움직일 수도 있으며 엘리베이터를 타고 1층에서 10층까지도 올라갈 수 있다. 이게 우리가 사는 3차원의 세상이다.
더 들어가 보도록 하자.
1차원의 세상은 "선"이다. 두 점을 이은 선. 좌우로 움직일 수밖에 없다. 굉장히 단순하다.
2차원의 세상은 "면"이다. 위의 그림에서 보면 선이 4개 모여서 면을 이룬다고 이해할 수 있지만, 사실 그렇게 이해하기보단, 선들이 무수히 많이 생겨서 "세로"의 길이가 생겼다고 보는 게 조금 더 이해하기 쉽다. 즉 1차원(선)을 많이 모아서 2차원(면)이 되었다.라는 것이다.
3차원의 세상은 "다면체(多面體)"이다. 1차원에서 2차원으로 넘어올 때와 같다. 2차원(면)이 모여서 3차원(다면체)이 되었다. 여러 방향에서 보아도 면이 되는 것이다. 4차원도 마찬가지로 생각하면 좋다.
결국, 2차원의 물체를 빛으로 관찰하면 1차원이 되며, 3차원의 물체는 2차원으로 보이게 된다. 어렵지만 예시를 들어보자.
우리에게 주사위가 하나 있다고 가정하자. 어두운 방 안에서 우리가 가지고 있는 주사위에게 빛을 한쪽방향으로만 쏘아보도록 하자. 빛은 직진하기 때문에 빛이 미처 도달하지 못한 곳에 그림자가 진다. 이 그림자는 몇 차원일까? 그림자는 면이기 때문에 당연히 2차원이다. 우리의 눈도 마찬가지다. 주사위를 바라본다 치면 1번 면을 볼 때 동시에 6번 면을 볼 수는 없다. 3차원의 물건을 바라본다고 생각할 수 있지만 우리가 보는 장면은 그대로 그림으로 그릴 수 있다. (우리가 보는 그대로를 2차원인 면으로 옮길 수 있다.) 즉 어떠한 물체가 아무리 입체라 하더라도 우리가 "눈"으로 인지하는 세상 대부분은 "면"을 본다는 뜻이다.
게다가 우리는 지구에 살고 있다. 즉 중력의 영향을 받는다는 뜻이다. 이 중력 때문에 물건 위치 중 높이를 조절하는 건 쉽지 않다. 중력이 없는 우주에서는 가로, 세로 그리고 높이 모두 동일한 힘으로 위치를 조절할 수 있지만, 지구에서는 높이라는 축을 유지하기 위해서는 많은 에너지와 자원이 필요하다. 결국 3차원에 살고 있음에도 "높이"에 대한 것은 제한이 발생한다. 이 개념을 가지고 사무실로 가보자.
우리는 사무실에서 모니터(2차원)를 본다. 누군가 나에게 안경 사진을 이메일로 보냈다고 가정하자. 우리는 안경사진을 모니터를 통해 바라보게 되므로 2차원(면)으로 인식하게 된다. 안경을 여러 각도에서 찍었다면 머릿속에서 "이렇게 생겼겠구나"라고 예측을 할 수 있겠지만 어쨌거나 모니터(2차원)에서 벗어나지 못한다. 텔레비전도 스마트폰도 마찬가지이다. 우리가 인터넷 쇼핑몰에서 옷을 고를 때, 결국 화면(2차원)을 통해 물건을 인지하게 된다. 우리는 2차원을 바라보며 살아간다.
만약 비전프로와 같은 MR(혼합현실) 기기를 통해 바라볼 때는 어떨까? 위에서 예시로 든 가정을 다시 해보자. 누군가 나에게 안경 MR(혼합현실) 파일을 보냈다고 하자. 우리는 MR기기를 통해 본다면 안경의 앞모습뿐만 아니라 여러 각도의 모습을 한 번에 볼 수 있다. 나아가 우리가 직접 그 안경을 착용하고, 스스로의 모습을 캡처해서 눈앞에 두고 돌려 볼 수도 있다. 2차원의 세상에서 3차원의 세상으로 오게 된 것이다.
그래서 필자는 MR(혼합현실) 기기를 이렇게 이야기하고 싶다. 2차원에서 3차원으로 차원의 확장을 도와주는 기기. 물론 너무 장밋빛 미래라고 할 수 있지만, 이러한 차원의 확장은 반드시 이루어지게 될 것이라 생각한다.
3. 관련된 기술, 라이다
개인적으로 관련된 기술은 대표적으로 LIDAR라이다 라고 생각한다.
어떠한 물건을 3차원으로 보이게 하려면 카메라만으로는 부족하다. 카메라는 결국 빛으로 담아낸 화면으로 2차원이기 때문이다. 3차원으로 인식하기 위해서는 수많은 이미지를 가지고 머신러닝을 통해 3차원으로 만들거나, 라이다 센서를 통해서 물체의 높낮이, 형태, 울퉁불퉁한 정도를 파악하여 3차원으로 인식해야 한다.
라이다(LIDAR)란 LIght Detection And Ranging 또는 Laser Imaging Detection And Ranging의 약자로, 레이저 펄스를 쏘고 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 반사체의 위치좌표를 측정하는 레이다 시스템이다. 즉 레이저가 발사되어 어떠한 물체에 닿고 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 거리를 파악하고 나아가 거리를 종합하여 물체가 어떻게 생겼는지 알 수 있는 기술이다. 밀접하게 쓰이고 있는 곳은 아이폰에서 페이스아이디이다. 페이스아이디는 전면부에 있는 라이다센서를 이용하여 사용자의 안면이 어떻게 생겼는지 파악하고, 등록된 페이스아이디와 일치하는지 비교하는 기술이다.
이러한 라이다를 이용하여 물체의 형체를 파악하고 MR(혼합현실) 기기에 3차원의 물체로 띄울 수 있다. 라이다가 어떻게 동작하는지 확인하기 위해 애플의 아이폰 후면에도 있는 라이다센서를 활용하여 살펴보도록 하자.
필자가 가지고 있는 아이폰으로 후면의 라이다센서를 활용하여 사물을 스캔한 것이다. 스캔한 그대로 비전프로에다가 띄울 수 있다. 사물뿐만 아니라, 사람도 촬영이 가능하여 사람을 스캔하여 가상현실 및 혼합현실에 띄울 수 있다.
이러한 기술로 미래에는 어떻게 활용이 될까?
MR(혼합현실) 기기를 착용하여 우리는 옷가게에 방문할 수 있을 것이다. 현실세계의 '나'를 가상현실에 띄우고 라이다센서로 스캔이 된 옷을 직접 입혀보고 뒷모습까지 확인할 수 있을 것이다. 물론 옷의 질감까지 확인해 볼 순 없겠지만, 우리가 모니터 화면을 통해 확인하는 것 보다 더욱 정확하게 확인해 볼 수 있을 것이다.
이렇게 현실세계에 있는 물체를 촬영하고, 그 촬영한 결과물을 MR(혼합현실)에 띄우게 도와주는 기술이 바로 LIDAR 라이다이다.
인간은 시대에 변화에 따라 상호작용하는 매체들이 변하기 시작하였다.
디지털 시대에 들어서면서 라디오, 텔레비전, 컴퓨터(모니터), 스마트폰으로 변하였다. 즉 사람들과 상호작용하는 매체는 기술의 발전함에 따라 점점 변화한 것이다.
2024년 우리는 아직 스마트폰의 시대에 살고 있다. 그다음으로 오게 될 매체는 무엇이 될까? 필자는 그다음의 매체는 MR(혼합현실) 기기가 될 것이고, 라이다센서가 현실과 가상현실 그리고 혼합현실을 이어주는 다리가 될 것이라고 생각한다.
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