가상현실의 새로운 패러다임, 증강현실

이 포스트는 월간 마이크로소프트웨어에 실린 글을 옮긴 것입니다.
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다양한 실생활 속에도 가상현실(Virtual Reality, VR)이 도래하고 있을 정도로 관심이 높아지고 있다. 비로소 가상현실의 한 종류인 AR에 대해 알아보는 것도 좋을 때다. 일반 VR은 컴퓨터 그래픽으로 꾸며진 공간에 현실 세계가 합성되는 것을 말한다면, 증강현실(Augmented Reality, AR)은 현실세계에 가상의 부가정보를 더해 하나의 영상으로 표현하는 개념이라 이해할 수 있다. 따라서 실제 환경에 가상 사물을 합성하여 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 식의 AR은 고가의 장비를 필요로 하는 VR과 달리 일반 웹 캠으로도 충분히 구현할 수 있어 보다 대중적으로 사랑을 받을 수 있는 기본 바탕이 깔려 있다고 볼 수 있다.

조영락 f4r3ance@yahoo.com｜프로그래밍의 매력에 빠져 오토데스크 3D 소프트웨어 엔지니어로 입문했으며, 테크니컬 아티스트이자 칼럼니스트로 고급화된 정보를 일반 유저들에게도 알기 쉽게 전달하는 것을 보람으로 여기고 있다.

증강현실은 손쉽게 활용할 수 있다
아직까지는 증강현실에서 사용되는 일반 3D 그래픽은 오직 CPU 자원만 사용하기 때문에 해상도나 그래픽 품질에서 한계가 나타날 수밖에 없다. 30fps 카메라를 사용해도 동영상처럼 자주 끊기는 모습을 보이고, 다른 작업을 하면서 멀티태스크로 사용하기에는 CPU 자원을 너무 많이 사용하는 등의 여러 문제점을 안고 있다. 애플리케이션 입장에서는 이런 문제가 시급히 보완해야 할 부분이기도 하다.

AR 시스템을 사용하는 사례를 살펴보자. 카메라로 사람의 동작이나 사물을 인식해 게임 상에서 표현되는 가상 그래픽 오브젝트와 어울릴 수 있도록 활용한 플레이스테이션의 아이토이(EyeToy)도 AR 시스템을 도입한 사례라고 볼 수 있다(<화면 1> 참조).

최근 이슈가 되고 있는 아이팟 애플리케이션에서도 AR을 이용한 재미있는 사례들을 찾아 볼 수 있다. <화면 2>는 실제 사진 위에 아이팟 캠으로 수집한 정보를 손으로 그린 듯한 결과물로 아이팟에 표시해주는 AR 프로그램이다.

AR은 방송, 교육, 엔터테인먼트, 비즈니스 등 분야에 상관없이 간편한 사용이 가능하다는 것도 큰 장점이다. 뿐만 아니라 Open CV를 라이브러리로 사용하기 때문에 배포도 자유롭다.

게이샤 도쿄 엔터테인먼트(GTE)라는 회사에서 증강현실을 이용해서 피규어, ARis와 관련된 PC용 프로그램을 만들어 피규어 매니아들에게 뜨거운 호응을 얻고 있기도 하다(<화면 4> 참조).

OPen CV
OpenCV(Open Source Computer Vision)는 인텔에서 만든 강력한 영상처리 라이브러리로서, 기초 영상처리에서 부터 고급 수준의 영상처리까지 상당한 알고리즘들이 함수로 구현되어 있는 것이 특징이다. Binarization, Noise, Motion Detect, Edge Detect, Pattern Recognition, Hidden Markov Model 등 오픈소스로서 스펙만 맞추면 자신의 알고리즘도 라이브러리에 등록 시킬 수 있어 개발자라면 한번 쯤 시도해볼 만하다. 카메라 입력 받기, 이진화, 허프 변환, 템플릿 매칭, 실시간스테레오 비전을 위한 웹 캠 연결 등이 주요 과제라고 할 수 있다. 이런 Open CV가 AR을 구축하는 데 힘이 되고 있다. 소스포지에서 Open CV의 최신 배포판을 무료로 다운로드할 수 있다(http://source forge.net/projects/opencvlibrary/).

Vizrt Hologram
노르웨이와 이스라엘의 합작 방송용 하이엔드 프로그램인 비즈알티에서도 작년 CNN 선거방송에서 이런 AR 시스템을 도입해서 미국 선거 방송에 반향을 일으켰다. 선거 방송은 각 방송국이 가지고 있는 모든 기술력을 최대한 동원해서 선보이는 일종의 방송 올림픽이라고 볼 수 있기 때문에, 이런 최신의 기술들을 종종 구경할 수 있다.

<화면 6>은 CNN 본사가 위치한 뉴욕 현지 스튜디오에서 시카고 CNN 스튜디오의 캐스터 영상을 불러 와서 합성한 모습이다. 이는 실사에 가상 그래픽을 매칭하는 AR보다 한 수 위의 기술이라고 볼 수 있다.

<화면 7>은 처음으로 공개하는 AR 시스템의 구조도이다. Viz IO와 Viz Engine이라는 프로그램을 활용해서 서로 다른 두 곳의 스튜디오 영상을 하나의 비디오 아웃으로 합성해서 내보낸다는 점을 볼 수 있을 것이다.

요약하며
이제 기술이 발달하면서 개인이 사용하는 웹 캠의 성능 향상과 일반 핸드폰 카메라의 연동(WiFi를 활용)으로 AR을 이용한 다양한 엔터테인먼트 애플리케이션이 쏟아질 것으로 예상된다. 닌텐도 위같이 일방적인 쌍방향간의 데이터 전송이 아닌 실제 플레이어의 위치 정보를 매칭해서 더욱 사실감 넘치는 가상현실 게임들도 도래할 것이다. 점점 더 흥미진진해지는 가상현실 세계를 주목하며 이번 주제를 마무리 한다.

이 포스트는 월간 마이크로소프트웨어에 실린 글을 옮긴 것입니다.
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