증강 현실의 문제

가상 현실의 그림자 속에 증강 현실이 존재하는 것처럼 오랫동안 여겨져 왔습니다. 우리의 것과 분리된 완전한 가상 세계를 방문한다는 아이디어는 오랫동안 대중의 상상력을 사로잡았고 기존 세계의 "증강"보다 우선시되었습니다. 한편, 증강 현실은 산업 제조와 같은 기업 환경에서 오랫동안 많은 실용적인 애플리케이션을 유지해 왔습니다. 이는 사용자가 직장에서 기술에 익숙해지게 하여 잠재적으로 가정에서 소비자 증강 현실 사용의 급증으로 이어질 수 있습니다.

기술 리서치 회사인 Gartner는 가상 현실이 2020년에서 2023년까지 대중화 될 것이라고 예측하지만 몇 년 후에 증강 현실의 대중화를 예측합니다. 이는 논리적인 결론처럼 보이는 증강 현실의 대규모 채택을 보기까지 잠재적으로 10년이 될 것임을 의미합니다.

가상 현실과 증강 현실 모두 해결해야 할 기술적 문제가 있습니다. 증강 현실은 가상 현실이 경험하는 것과 거의 동일한 문제를 공유하지만 실제 물체를 감지하기 위한 컴퓨터 비전, 투명 디스플레이의 고유한 디스플레이 폼 팩터(비디오 카메라를 통과로 사용하지 않는 경우), 디지털 물체를 감지하기 위한 추가 문제가 있습니다. 배치, 실제 세계 내에서 디지털 홀로그램 고정 등.

증강 현실: 폼 팩터 및 첫인상

가상 현실을 따라잡고 대중 의식의 각광을 받으려는 증강 현실의 가장 큰 시도는 또한 그것이 싸워야 하는 가장 큰 문제 중 하나임이 증명될 수 있습니다. 가상 현실을 경험하기 위해 사용자는 값비싼 헤드셋 및 전원을 공급할 컴퓨터와 같은 추가 주변 장치를 구입해야 합니다. 표준 모바일 장치에 증강 현실을 추가하면 즉시 증강 현실의 형태가 수억 명의 사용자에게 제공됩니다.

그러나 증강 현실의 경험은 최적에 훨씬 미치지 못합니다. Apple과 Google의 엔지니어는 증강 현실 경험을 주로 그 목적으로 제작되지 않은 장치에 제공하는 놀라운 일을 해냈지만, 증강 현실에 대한 대부분의 소비자의 초기 경험은 모바일 장치가 제공할 수 있는 것으로 제한됩니다.

속담에 있듯이 첫인상을 남길 수 있는 두 번째 기회는 없습니다. 사용자가 모바일 장치에서 낮은 품질의 증강 현실 경험을 가지고 있는 경우 일반적으로 그 경험을 증강 현실과 연관시키고 모바일 증강 현실 경험이 제공할 수 있는 수준까지만 고급 기술을 무시할 수 있습니다. 그런 다음 잠재적으로 우수한 증강 현실 경험을 제공하기 위해 존재하는 수많은 다른 폼 팩터를 무시할 수 있습니다.

증강 현실: 비용 및 가용성

"첫인상" 문제에 대한 해결책은 그 자체의 문제입니다. 많은 증강 현실 헤드셋과 안경이 개발 중인 것으로 보이지만 2018년에는 일부만 구매할 수 있으며 대부분은 기업을 대상으로 하거나 "개발자 에디션"이거나 일반적으로 대중이 사용할 준비가 되어 있지 않습니다.

또한 여러 저가 헤드셋을 사용할 수 있는 가상 현실과 달리 증강 현실 헤드셋/안경 하드웨어는 수천 달러의 비용이 들 수 있으므로 가장 헌신적인 혁신가나 얼리 어답터를 제외한 모든 사람의 손이 닿지 않는 곳에 있습니다. 이러한 비용 차이는 증강 현실의 대량 채택이 가상 현실보다 몇 년 더 걸릴 것으로 추정되는 이유를 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다.

증강 현실, 특히 증강 현실 헤드셋은 도입 초기 단계인 Innovators 단계에 매우 많이 존재합니다. 기술이 얼리 어답터의 고비를 극복하고 그 틈을 넘어 초기 다수 소비자 채택 단계에 도달하는 것은 어려울 수 있습니다.

증강 현실의 인지된 유용성

세계 최고의 하드웨어는 놀라운 소프트웨어가 동반되지 않으면 아무 의미가 없습니다. 대중은 증강 현실의 약속에 흥미를 느끼는 것 같지만 많은 사람들이 증강 현실을 사용하는 데 확신이 없습니다. 많은 사람들이 가상 현실의 이점을 이해하고 있습니다. 왜냐하면 완전히 가상 세계에 들어갈 수 있다는 것은 대중 매체를 통해 상대적으로 깊이 있게 탐구되었기 때문입니다. 반면에 증강 현실은 레이더에 조금 더 남아 있어 대중이 어떻게 사용될지 상상하기 어렵습니다.

이것은 닭이 아니면 달걀이 될 수 있는 시나리오일 수 있습니다. 소프트웨어 개발자는 특정 소비 수준에 도달하지 않은 하드웨어용 소프트웨어를 구축하고 싶어하지 않으며 소비자는 사용할 수 있는 광범위한 응용 프로그램 기반이 없는 하드웨어를 구입하기를 원하지 않습니다. 사용자는 이러한 장치를 구매해야 하는 강력한 이유가 필요합니다.

소비자 채택을 주도할 "필수" 애플리케이션을 만드는 데는 진취적인 소프트웨어 개발자 몇 명이 필요할 것입니다. 이러한 소프트웨어 개발자의 길은 순탄치 않을 것이지만, 8월을 위한 최초의 "킬러 애플리케이션"을 만드는 사람들은 상당한 보상을 받을 것입니다.

증강 현실이 무엇을 잘하는지 보여주는 증강 현실 응용 프로그램이 이미 많이 있습니다.

증강 현실 및 추적

증강 현실의 가장 큰 특징 중 하나는 3차원 현실 세계 공간에 디지털 개체를 배치하는 기능입니다. 물체를 배치하는 것은 물체가 어디로 가야 하는지를 나타내는 실제 마커를 사용하여 수행하는 것이 다소 간단하지만 많은 증강 현실 응용 프로그램의 궁극적인 목표는 마커 없는 추적입니다.

아래 예는 마커 기반 증강 현실 의 예를 보여줍니다 . 마커 기반 증강 현실은 카메라/컴퓨터 비전이 스스로 방향을 정할 수 있도록 실제 공간에 특별히 설계된 마커를 배치해야 합니다. 이 예에서는 QR 코드의 종이 인쇄물을 테이블 위에 놓고 증강 현실 소프트웨어는 큐브의 디지털 홀로그램을 그 위에 놓습니다. 마커 기반 증강 현실은 컴퓨터 비전이 마커 없는 추적만큼 정교할 필요가 없기 때문에 추적할 수 있는 매우 견고한 기반을 제공할 수 있습니다. 마커를 인식하기만 하면 됩니다.

마커 기반 증강 현실.

증강 현실을 논의할 때 주변에서 듣게 될 용어 중 하나는 컴퓨터 비전입니다. 컴퓨터 비전은 광범위한 연구 분야이지만 증강 현실의 맥락에서 일반적으로 컴퓨터가 디지털 이미지 또는 비디오를 통해 보고 있는 환경을 이해할 수 있는 방법을 설명합니다.

마커가 없는 증강 현실을 처리할 수 있는 컴퓨터 비전 은 실제 3D 공간에 대한 복잡한 이해가 필요하기 때문에 기술적으로 어렵습니다. 우리의 두뇌는 장면을 보고 벽, 창문, 출입구를 쉽게 구별할 수 있지만 컴퓨터는 픽셀 모음만 볼 뿐 다른 픽셀보다 더 의미 있는 픽셀은 없습니다. 컴퓨터 비전은 컴퓨터가 픽셀 모음을 가져와 의미를 이해하는 방법을 설명합니다. 예를 들어, 테이블의 이미지가 주어지면 컴퓨터 비전을 사용하면 응용 프로그램이 이를 픽셀 모음으로 인식할 수 있을 뿐만 아니라 높이, 너비 및 깊이가 있는 3D 공간의 개체로 식별할 수 있습니다.

마커 없는 증강 현실에 필요한 처리를 수행할 수 있는 시스템에서도 처리가 수행되는 동안 지연이 발생할 수 있습니다. 일부 증강 현실 장치는 환경을 처리하는 데 다른 장치보다 빠르지만( 이 점에서 HoloLens 가 눈에 띄게 잘 수행됨 ) 많은 증강 현실 장치는 어느 정도의 추적 대기 시간 (지연)으로 어려움을 겪습니다 . 모바일 장치를 이동하거나 머리 위치를 충분히 빠르게 변경하면 현세대 장치 중 최상급에서도 물리적 공간에 배치된 디지털 홀로그램이 약간 이동하는 것을 볼 수 있습니다.

하지만 현실 세계에서 머리를 돌렸을 때 의자의 위치가 바뀌거나 바닥에서 미끄러지는 것을 본다면 집에 유령이 있다고 생각할 것입니다. 이러한 추적 문제는 오늘날 증강 현실 경험에서 여전히 흔히 발생합니다.

추적을 올바르게 하는 것은 증강 현실이 직면한 가장 큰 과제 중 하나이지만 물리적 공간에 존재하는 사용자의 디지털 항목의 환상을 유지하는 데 큰 도움이 될 것입니다. 차세대 장치가 추적을 우선 순위로 하고 현재 세대의 추적 기술을 개선할 것으로 기대합니다.

증강 현실: 시야

시야 (FOV)는 디지털 홀로그램가 게재 될 수있는 공간을 말한다. 예를 들어, 모바일 증강 현실의 FOV는 장치 화면에서 볼 수 있는 공간의 양입니다. 장치 화면은 증강 현실 세계로 가는 창 역할을 합니다. 이 창에서 멀리 디지털로 시선을 돌리면 홀로그램이 존재하지 않는 현실 세계만 보일 것입니다.

현재의 일부 증강 현실 헤드셋/안경에서 디지털 FOV는 일반적으로 전체 볼 수 있는 영역이 아니라 바이저 또는 안경 내의 매우 작은 영역만 커버합니다. 이것은 작은 창이나 문자 슬롯을 통해 가상 세계를 응시하는 효과를 제공합니다.

문자 슬롯을 통해 보는 것과 유사하게 홀로그램은 표시되는 홀로그램으로 표시 한 영역에만 나타납니다 . 표시 되지 않는 홀로그램으로 표시한 영역에 속하는 홀로그램 부분은 해당 지점에서 잘립니다. 보시다시피, FOV가 좁은 헤드셋은 FOV가 더 큰 헤드셋과 동일한 수준의 몰입감을 제공하기가 훨씬 더 어렵습니다.

분명히 더 큰 FOV가 더 작은 것보다 바람직합니다. 홀로그램 이미지가 작은 창에만 표시되는 경우 FOV 내에서 홀로그램이 잘리는 것을 볼 수 있으므로 경험에서 쉽게 빠져 나옵니다. Meta 2는 90도 FOV를 주장하는 현재 헤드셋 배치 중 가장 큰 FOV를 가지고 있는 것으로 보이지만 모두 인간의 눈의 FOV(약 135도 수직 및 200도 수평)에 접근하기 전에 갈 길이 멉니다.

증강 현실 경험의 FOV를 개선하는 것은 차세대 하드웨어를 통해 증강 현실이 이뤄야 할 다음 큰 도약 중 하나가 될 것입니다. 실제로 Microsoft는 차세대 HoloLens에 대해 현재 FOV 를 두 배 이상으로 늘릴 수 있는 방법을 찾았다고 이미 발표했습니다 .

증강 현실의 영상

현재 세대의 가상 현실 헤드셋과 마찬가지로 현재의 증강 현실 헤드셋은 소비자에게 익숙한 고해상도 요구 사항을 충족하는 데 어려움을 겪고 있습니다.

또한, 현재의 많은 증강 현실 장치는 열악한 폐색 (객체가 다른 객체를 차단하는 효과)으로 인해 어려움을 겪고 있습니다 . 증강 현실에서 오클루전은 일반적으로 디지털 객체를 가리는 물리적 객체를 나타냅니다. Pokémon Go 와 같은 증강 현실 모바일 앱에서 이 문제를 발견했을 수 있습니다 . 때때로 Zubat이 땅 위에 떠 있는 상태에서 매우 사실적인 장면을 만들 수 있습니다. 다른 경우 Squirtle은 벽 안에 반쯤 갇힌 것처럼 보입니다. 이러한 비주얼은 증강 현실에서 적절한 오클루전이 부족하기 때문입니다. 오클루전이 제대로 실행되면 디지털 객체는 실제 객체와의 관계에 정확하고 사실적으로 배치될 수 있습니다. 그 아래, 부분적으로 뒤에, 위에 또는 시뮬레이션이 요구하는 모든 것이 가능합니다.

HoloLens 및 Meta 2 장치는 적절한 정도의 폐색을 수행할 수 있으며 Magic Leap의 데모 비디오는 매우 높은 수준의 폐색을 보여주는 것으로 보입니다(단, 장치가 2018년 중반에 아직 출하되지 않았기 때문에 생산 여부를 예측하기 어렵습니다. 장치는 비디오 데모에서 설정된 높은 바에 도달할 수 있습니다.

아래 이미지는 초기 데모 비디오 중 하나에 표시된 오클루전 Magic Leap의 스크린샷을 표시합니다. 로봇의 디지털 홀로그램은 테이블의 상단과 측면 다리에 의해 매끄럽게 가려집니다. Magic Leap 이 대량 소비자 장치에서 이러한 수준의 폐색과 결합하여 이러한 충실도의 그래픽을 복제할 수 있다면 증강 현실을 위한 엄청난 진전이 될 것입니다.

별거 아닌 것 같지만 마커가 없는 방향으로 생각해 보십시오. 로봇을 테이블 다리 뒤에 배치하기 위해 시뮬레이션 소프트웨어는 픽셀 모음만 보는 것이 아니라 3D 공간을 이해해야 합니다. 장면을 보고 전경에 무엇이 있어야 하는지, 배경에 무엇이 있어야 하는지, 이 모든 것에서 디지털 홀로그램이 어디에 있어야 하는지를 계산할 수 있어야 합니다. "테이블 아래"가 의미하는 바를 이해하고 테이블의 어떤 부분이 다른 부분보다 공간에서 더 멀리 있는지 알아야 합니다. 그것은 달성하기 쉽지 않습니다.

출처: YouTube
Magic Leap 데모 비디오.

증강 현실이 대량 소비자 규모에서 양질의 경험을 제공하려면 동적 환경에 대한 오클루전을 해결하는 것이 중요한 문제가 될 것입니다.