VR? 증강 가상현실? VR 기기의 원리는 무엇인가요

Question

VR? 증강 가상현실? VR기기를 장착하면 정말 현실세계가 눈앞에 있는 것 처럼 아름다운 풍경을 눈앞에서 즐길수있는데요 VR 기기의 원리가 궁금합니다

Answer 1

안녕하세요. 이형민 과학전문가입니다.

VR 기기의 경우 사용자에게 입체적인 느낌을 제공하기 위해서 전체공간에 디스플레이를 고화소로 쏴준다고 합니다

Answer 2

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.

VR 기계는 가상현실을 시각적으로 제공합니다. 이에 따라 시각적인 요소와 함께 기구가 움직이는 등으로 실제 기구를 탄 것 같은 효과를 주기도 하죠.

Answer 3

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

VR기기 내부 스크린은 인간 광각을 모두 채울만큼 가까이, 그리고 빼곡하게 화소를 채우고 있습니다.

이 상태에서 실제 원근감에 맞는 이미지를 띄우게 되면 눈은 실제로 해당 장소에 있는것이나 물체가 존재하는것처럼 느끼게 됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

VR 기기가 현실 세계처럼 아름다운 풍경을 선사하는 원리는 크게 두 가지입니다.

첫째, 양안 시차를 이용하여 입체감을 연출합니다. 우리는 두 눈으로 사물을 보는 과정에서 미세한 시차를 인식하여 입체감을 느낍니다. VR 기기는 왼쪽 눈과 오른쪽 눈에 각각 다른 이미지를 보여주면서 이 시차를 재현하여 현실과 유사한 3D 공간을 만들어냅니다.

둘째, 고해상도 디스플레이와 몰입감 극대화 기술을 통해 현실적인 영상을 제공합니다. VR 기기는 고해상도 디스플레이를 통해 실제 풍경과 구별하기 어려운 선명한 이미지를 보여줍니다. 또한, 헤드 트래킹 기술, 컨트롤러, 3D 오디오 등을 활용하여 사용자의 움직임에 맞춰 영상이 변화하고 상호작용이 가능하도록 함으로써 몰입감을 극대화합니다.

이러한 기술들을 통해 VR 기기는 사용자가 마치 현실 세계에 있는 것처럼 아름다운 풍경을 생생하게 경험할 수 있도록 하는 것입니다.

Answer 5

안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.

VR 기기는 다양한 센서, 입력 장치, 컴퓨팅 리소스를 통합하여 사용자에게 실제와 유사하거나 전혀 다른 가상 환경을 체험하게 하는 기술인데요, VR의 기본 원리와 구성 요소는 다음과 같이 정리해볼 수 있습니다.

시각적 몰입감 생성

• 디스플레이: VR 헤드셋은 각 눈 앞에 위치한 하나 또는 두 개의 작은 디스플레이를 사용합니다. 이 디스플레이는 사용자에게 3D 환경을 제공합니다.

• 광학 시스템: 렌즈 또는 다른 광학 요소들은 디스플레이 이미지를 사용자의 눈에 맞게 조정하여 보다 자연스러운 시각 경험을 제공합니다. 이는 또한 사용자가 화면을 더 넓은 시야각으로 볼 수 있게 합니다.

추적 시스템

• 머리 추적: VR 헤드셋은 자이로스코프, 가속도계 및 자기계 센서를 사용하여 사용자의 머리 움직임을 실시간으로 추적합니다. 이를 통해 사용자가 머리를 움직일 때 가상 환경도 자연스럽게 따라 움직이게 됩니다.

• 위치 추적: 일부 고급 VR 시스템은 외부 카메라, 레이저 센서, 혹은 라디오 주파수 신호를 사용하여 사용자의 공간적 위치를 추적합니다. 이는 사용자가 가상 공간 내에서 걷거나 움직일 때 이를 정확히 반영합니다.

청각적 몰입감

• 3D 오디오: VR 기기는 3D 오디오 기술을 사용하여 소리가 가상 환경 내에서의 위치에 따라 변화하게 합니다. 이는 사용자가 소리의 방향과 거리를 더 잘 판단할 수 있게 해 주어 몰입감을 높입니다.

상호작용

• 입력 장치: VR 기기는 핸드 트래커, 모션 컨트롤러, 글러브, 바디 슈트 등 다양한 입력 장치를 사용하여 사용자의 손과 몸의 움직임을 가상 환경에 반영합니다.

• 햅틱 피드백: 일부 VR 시스템은 햅틱 피드백 기기를 통해 물리적 감각을 제공합니다. 이를 통해 사용자는 가상 환경 내에서 객체를 만지거나 상호작용할 때 실제와 유사한 느낌을 받을 수 있습니다.

Answer 6

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

가상현실이 만들어지는 과정

1. 디스플레이에 영상을 송출

디스플레이에 영상이 좌우 2개로 분할돼서 나옵니다.

왼쪽에는 왼쪽 눈으로 봤을 때의 영상이,

오른쪽에는 오른쪽 눈으로 보았을 때의 영상이 보이죠.

양쪽 눈이 6.5 cm 가량 떨어져서 발생하는 원근감 차이 때문에

뇌는 입체감을 느낍니다.

2. 특수렌즈를 통해 눈에 영상도달

디스플레이의 영상이 특수렌즈(큰 볼록렌즈)를 거쳐 눈에 도달합니다.

이때 특수렌즈는 의도적으로 상을 모아 시야각을 넓혀주고,

초점거리를 줄여주는 역할을 합니다.

초점 렌즈가 없다면 1 m가 넘는 초거대 VR 헤드셋을 착용해야 합니다.

3. 위치 추적 센서가 머리의 움직임을 감지

메인 보드 안의 위치 추적센서가 머리의 위치나 움직임을

실시간으로 파악해 디스플레이의 영상을 지연 없이 바로 바꿉니다.

이렇게 되면 자신이 원하는 곳을 지연 없이

바라볼 수 있게 돼서 현실감이 느껴지게 됩니다.

​+Plus) 위치 추적센서는 X축, Y축, Z축 방향으로 얼마나

기울여졌고 회전했는지를 측정하는 가속도계, 자이로스코프 등으로 되어있다.

Answer 7

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

1. 입력 장치: 사용자의 움직임을 감지하는 센서, 카메라, 컨트롤러 등을 통해 사용자의 동작을 입력으로 받습니다.

2. 가상 환경 생성: 컴퓨터 그래픽스와 소프트웨어를 사용하여 가상 환경을 생성합니다. 이 환경은 사용자가 입장할 수 있는 3D 공간으로 구성됩니다.

3. 디스플레이: 사용자에게 가상 환경을 시각적으로 전달하기 위해 VR 헤드셋과 모니터 등을 사용합니다. 헤드셋은 눈 앞에 작은 디스플레이를 통해 가상 환경을 보여주며, 일반적으로 3D 입체 영상을 제공합니다.

4. 출력 장치: 사용자의 입력에 따라 가상 환경이 변하고, 이를 헤드셋의 디스플레이를 통해 시각적으로 전달합니다. 일부 VR 시스템은 손의 움직임을 감지하는 컨트롤러를 통해 상호작용을 가능하게 합니다.

Answer 8

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

사용자에게 가상 세계를 시각적으로 제공하기 위해 고해상도의 디스플레이를 사용합니다.

그외 센서, 헤드셋, 컨트롤러등의 요소들이 결합되어 사용자가 현실과 구분하기 어려운 몰입감을 경험할 수 있도록 도와줍니다.