가상 현실

가상현실(假想現實, )은 컴퓨터 등을 사용한 인공적인 기술로 만들어낸, 실제와 유사하지만 실제가 아닌 어떤 특정한 환경이나 상황 혹은 그 기술 자체를 의미한다. 이때, 만들어진 가상의(상상의) 환경이나 상황 등은 사용자의 오감을 자극하며 실제와 유사한 공간적, 시간적 체험을 하게 함으로써 현실과 상상의 경계를 자유롭게 드나들게 한다. 또한 사용자는 가상현실에 단순히 몰입할 뿐만 아니라 실재하는 디바이스를 이용해 조작이나 명령을 실행하는 등 가상현실 속에 구현된 것들과 상호작용을 할 수 있다. 또 가상현실은 사용자와 상호작용이 가능하고 사용자의 경험을 창출한다는 점에서 일방적으로 구현된 시뮬레이션과는 구분된다. 쉽게 떠올릴 수 있는 가상현실 시스템의 예로는 비행훈련시뮬레이션과 3D로 표현되었으며 사용자의 의지가 반영될 수 있는 세컨드라이프와 같은 게임이 있다. AR / VR 시장은 이미 수십 억 달러 규모의 시장으로 자리 잡고 있으며 수년 내에 1,200 억 달러 시장을 훨씬 넘어서 계속 성장할 것으로 예상된다.

개요 
가상현실을 설명하는 데 필요한 요소는 3차원의 공간성, 실시간의 상호작용성, 몰입 등이다. 3차원의 공간성이란 사용자가 실재하는 물리적 공간에서 느낄 수 있는 상호작용과 최대한 유사한 경험을 할 수 있는 가상 공간을 만들어 내기 위해 현실 공간에서의 물리적 활동 및 명령을 컴퓨터에 입력하고 그것을 다시 3차원의 유사 공간으로 출력하는 데 필요한 요소를 의미한다. 3차원 공간을 구현하는 데 필요한 요소는 그것을 실시간으로 출력하기 위한 컴퓨터와 키보드, 조이스틱, 마우스, 음성 탐지기, 데이터 등이 있으며 이러한 장비들을 통해 사용자는 가상현실에 더욱 몰입할 수 있다.

배경

용어 
'버추얼 리얼리티()'라는 단어의 기원은 프랑스의 극작가, 시인, 배우이자 연출가인 앙토냉 아르토의 책에서 그가 극장을 묘사하는 단어로 '버추얼 리얼리티'를 사용한 것이다. 현재의 '가상현실' 의미와 가까운 '인공 현실(artificial reality)'이라는 단어는 1970년 대에 첫 세대 가상현실 연구가 중 하나인 마이런 크루거(Myron Krueger)에 의해 만들어졌다. 그 후 1980년대 후반에 미국의 컴퓨터 과학자인 재런 러니어(Jaron Lanier)에 의해 현재의 가상현실 개념을 뜻하는 단어인 '버추얼 리얼리티'가 널리 쓰이게 되었다. 한국어로 '버추얼 리얼리티'는 '가상현실'이라고 번역되는데, 이는 일본어 번역을 그대로 본뜬 것이라 알려져 있다. 컴퓨터의 첨단기술을 동원해 인간의 오감을 창조하는 것이 버추얼 리얼리티의 개념인데 마치 현실과 완전히 대칭적 개념으로 쓰인 듯한 '가상현실'이라는 번역이 잘못되었다는 의견도 있다.

역사 
일반적으로 알려진 사실에 따르면 1968년에 유타 대학의 아이번 서덜랜드가 고안한 헤드 마운티드 디스플레이 (머리 부분 탑재형 디스플레이, Head Mounted Display; HMD) 가 최초의 가상현실 시스템이라고 한다. 최초의 HMD 시스템은 유저(사용자)가 사용하기에 너무 무거워 천장에 고정되어 있었으며 선으로 표현된 3차원의 영상으로 가상공간이 생성되었다고 한다. 또, 초기 가상현실 시스템 중 주목할만한 것으로 1977년 MIT에서 만든 아스펜 무비 맵 (Aspen Movie Map)이 있다. 이는 사용자가 콜로라도 주의 아스펜으로 가상여행을 떠날 수 있게 해주는 가상현실 시스템이다. 시각을 이용한 가상현실로서는, 1991년에 일리노이 대학의 토머스 데판티 등에 의해서 제안된 CAVE (en:Cave Automatic Virtual Environment, 몰입형의 투영 디스플레이)가 유명하다.

가상 현실 모델링 언어 
가상 현실 모델링 언어(Virtual reality modeling language: VRML)는 델라웨어주 월밍턴에 있는 화학 회사 뒤퐁에서 사용자들이 웹브라우저 이용해 3차원 데이터에 접속할 수 있도록 하이퍼 플랜트 가상 현실 모델링 언어 응용 프로그램을 개발하였다. 사용자들이 가상현실을 경험할 수 있도록 애니메이션, 이미지, 오디오 등 복합 미디어 구성을 지원하는 웹 기반 3차원 상호작용 모델링 언어이다. 가상 현실 모델링 언어는 플랫폼에 독립적이고, 데스크톱 컴퓨터에서 운영되며, 좁은 대역폭이 필요하다.

분류

제시 방식에 따른 분류 
가상현실은 컴퓨터 등이 만들어 낸 가상의 세계를 사용자에게 제시하는 것과 현실의 세계를 사용자에게 제시하는 것으로 구분될 수 있다. 쉽게 말해 전자는 컴퓨터 등에 의해 만들어진 가상의 공간이나 환경 속에 사용자가 몰입되는 경우로, 3D 게임의 경우가 떠올리기 쉬운 예이다. 이러한 가상현실 속에서는 현실에서는 존재하지 않는 상상의 것들도 있을 수 있고 사용자가 그것을 만지거나 조작을 가하는 등의 상호작용이 가능하다. 후자는 현실 세계의 정보가 가상현실 시스템 기기를 통해 사용자에게 전달되는 경우를 말한다. 특히 사용자가 사용자에게 제시되는 대상과 원거리에 있는 가상현실을 이용한 공간 공유가 필요해지는데 이 경우를 원격현전(텔레익지스턴스; tele-existence)라 부른다. 원격현전을 가능하게 하는 기술로 원거리 로보틱스(tele-robotics)가 있다. 카메라가 장착된 로봇을 조종하여 인간이 실제로 가기 힘들거나 물리적으로 떨어져 있는 장소를 탐사, 관찰하는 경우가 해당한다. 또, 사용자가 직접 지각할 수 있는 현실의 대상물에 대해서 컴퓨터가 더 많은 정보를 부가, 제시하는 경우인 증강 현실(Augmented Reality; AR)이나 복합 현실(Mixed Reality; MR)도 후자의 경우이다. 증강 현실의 예로 쉽게 떠올릴 수 있는 것은 스마트폰에 장착된 카메라로 사용자의 주변에 있는 건물들을 비추어 볼 때 그 건물에 대한 정보가 스마트폰 화면에 떠오르고 그것을 사용자가 확인할 수 있는 경우이다. 증강 현실은 교육, 경제, 문화 등 다양한 영역에서 응용될 수 있고 응용되고 있다.

시스템 환경에 따른 분류 
가상현실 시스템은 3차원 시뮬레이션을 통해 실제 같은 효과를 부여하는 시스템으로서 시스템이 사용되는 환경에 따라 몰입형 가상현실(immersive VR), 원거리 로보틱스(tele-robotics), 데스크톱 가상현실(desktop VR), 삼인칭 가상현실(third person VR)로 나뉠 수 있다.
 몰입형 가상현실: HMD(Head Mounted Display), 데이터 장갑(data glove), 데이터 옷(data suit) 등의 특수 장비를 통해 인간이 실제로 보고 만지는 것 같은 감각적 효과를 느끼게 해 생생한 환경에 몰입하도록 하는 시스템을 말한다.
 원거리 로보틱스: 몰입시스템+로봇의 형태이다. 로봇을 이용하여 먼 거리에 있는 공간에 사용자가 현전하는 효과를 주는 시스템을 말한다.
 데스크톱 가상현실: 일반 컴퓨터 모니터에 간단한 입체안경, 조이스틱 등만 첨가하여 책상 위에서 쉽게 만날 수 있는 가상현실 시스템을 말한다.
 삼인칭 가상현실: 비디오카메라로 촬영된 자신의 모습을 컴퓨터가 만들어내는 가상공간에 나타나게 하여 자신이 가상공간에 직접 존재하는 것처럼 느끼게 하는 시스템을 말한다. 주로 오락용으로 많이 쓰이며 대표적인 예로 Xbox 키넥트(KINECT)가 있다.

가상현실의 뜻은 다양한 사람들이 다양하게 정의하고 있다. 하지만 공통적인 요소를 정리해본다면 ‘컴퓨터 기술을 통해 인간의 오감을 자극하여 현실과 유사한 또 다른 현실을 창조하는 활동’이라 할 수 있을 것이다. 즉 일정한 틀을 가진 것이 아니며 모든 상상할 수 있는 환경자체가 가상현실의 범위 안에 들어갈 것이다. 초기에는 Synthetic Environments, Cyberspace, Artificial Reality, Simulation Technology 등 다양하게 명명되었지만, 최근에는 주로 가상현실(Virtual Reality; VR)로 불리고 있다

기초 기술과 응용 
가상현실의 개념은 최근 들어 정립된 것이지만 가상현실 시스템의 바탕을 이루는 기술은 그보다 더 이전부터 존재하는 것들이었다. 컴퓨터 과학, 컴퓨터 그래픽스, 통신, 계측과 제어, 예술, 인지과학, HCI, 로보틱스 등이 그에 해당한다. 또 가상현실은 vr기술을 만들어 상용분야에서 응용되고 있다. 상용실에 관한 IEEE의 국제회의에서는 다음과 같은 세부 분야가 있다고 하였다.
 정보의 취득과 제시의 시스템
 분산 처리 시스템·인공지능 시스템
 인물이나 물체의 위치 추적
 사람의 감각
 상호작용과 공동 작업
 시뮬레이터
 증강현실, 복합현실
 내비게이션

가상현실에 대한 철학적 논의 
가상현실에 대한 철학적 논의가 본격화되기 이전부터 가상현실은 SF 소설이나 영화, 기술 분야에서 다양한 이름으로 명명되며 사람들에게 인식되었다. 닐 스티븐슨의 사이버 펑크 소설 《스노우 크래쉬》(1991에서 명명된 '메타버스(Metaverse)'와 윌리엄 깁슨의 소설 《뉴로맨서》(1984)에서 ‘사이버스페이스(cyberspace)'가 그 예이다. 그러나 컴퓨터 기술의 지속적 발달로 인해 가상현실 시스템이 실제로 인간의 삶 속에서 영향력을 발휘하고, 현대인의 삶의 무대가 가상의 공간으로까지 확장됨에 따라 가상현실에 대한 적극적인 철학적 논의와 고찰의 필요성이 대두되었다. 가상현실에 대한 철학적 논의는 '가상현실'에서 가상, 즉 '버추얼(virtual)'의 개념 자체에 대한 것도 있고, 인간 감각의 한계 및 가상현실 기술의 특성과 관련하여 존재론적인 고찰, 실재성과 공간성 개념에 대한 논의들도 활발히 제기되고 있다. 가상현실에 대한 철학적으로 고찰한 서적으로 마이클 하임(Michael Heim)의 《가상현실의 철학적 의미》(1993)가 있다. 또, 가상현실에 대한 직접적 논의를 다루고 있지는 않지만 '가상성'과 관련하여 장 보드리야르의 시뮬라시옹이 유명하다. 가상현실에 대한 철학적 사유를 자극하는 영화로는 《매트릭스》, 《토탈 리콜》, 《공각기동대》 등이 있다.

선구자 및 저명인

가상 현실을 소재로 한 작품 
 영화
 매트릭스
 GHOST IN THE SHELL / 공각 기동대
 토탈리콜
 스타 트렉
 론머맨
 가상현실
 마이너리티 리포트
 엑시스텐즈
 브라질(여인의 음모)
 13층
 아발론(아바론)
 아바타
 트론
 인셉션
 소스코드
 레디 플레이어 원
 애니메이션
 소드 아트 온라인
 로그 호라이즌
유희왕 VRAINS

 소설
 옥스타칼니스 의아이들
 뉴로 맨서
 스노우 크래쉬
 달빛조각사
 아크

참고 문헌 

 과학기술의 철학적 이해(제5판)(인문사회계 학생을 위한)
 Erik Davis, Techgnosis: myth, magic and mysticism in the informatio

같이 보기 
 완전몰입 가상현실(full-immersion virtual reality, FIVR)
 증강현실(AR)
 통 속의 뇌(BIV/BIJ)

각주

외부 링크 
 IEEE Computer Society
 ICAT
 Presence
 POSTECH HVR Lab.

 
SF 소재