안경처럼 생긴 장비를 머리에 쓴 SF영화 속 주인공이 가상 현실로 빠져드는 장면을 보신 적 있으신가요? 이처럼 영화 속에서만 볼 수 있을 것 같던 최첨단 기기가 점점 현실화되고 있습니다. 이 기기의 명칭은 바로 ‘Head-Mounted Display’의 약자인 ‘HMD’인데요. 말 그대로 머리에 착용하는 디스플레이인 HMD는 주로 가상현실 또는 증강현실의 구현을 위한 장치로 사용되며, 3D 디스플레이 기술과 접목되기도 합니다. HMD의 과거와 현재, 그리고 미래의 모습이 궁금하시다면 아래에서 더 자세히 알아볼까요?
‘HMD(Head-Mounted Display)’란?
HMD는 생생한 이미지와 영상, 음성 등을 통해 가상의 영상을 마치 현실인 것처럼 느끼게 해주는 기기입니다. 머리에 장착하는 기기이기 때문에 가까운 곳의 사물도 볼 수 있는 렌즈를 덧붙인 선글라스 형태의 모양을 가지고 있지요.
HMD는 사용자의 눈에 근접한 위치에 디스플레이가 설치되어 영상을 보여주기 때문에 몰입도가 높은 것이 특징인데요. HMD가 가상현실 구현을 위해 개발된 것 역시 바로 이러한 높은 몰입감 때문이라고 볼 수 있습니다.
초기의 HMD
최초의 HMD는 1968년 하버드 대학에서 전기공학과 교수로 재직 중이던 이반 에드워드 서덜랜드(Ivan Edward Sutherland)가 개발한 것으로 알려져 있습니다. 하지만 개발초기 단계의 HMD는 두 개의 모니터를 장착해 3차원 그래픽을 CRT모니터를 사용한 디스플레이를 통해 표현하는 방식이었고, 많은 광학렌즈를 필요로 했기 때문에 무게가 무거워질 수밖에 없었습니다. 게다가 시야각도 40도에 불과해 초기의 휴대용게임기 사용자들은 HMD를 천장이나 책상에 고정시키고 사용해야 하는 불편함을 겪어야만 했지요.
하지만 1990년대로 들어서면서 LCD 기술이 발전하게 되고, 2010년 레티나 디스플레이의 출현으로 HMD 디스플레이 패널 기술은 빠른 속도로 발달하게 되었습니다. 이후 HMD의 디스플레이 패널로 LCD와 LED를 사용하게 되었고, 실제 눈에 비치는 영상의 크기를 광학렌즈를 통해 조절하는 방식을 선택함으로써 최초의 HMD보다 고해상도 디스플레이와 가벼운 무게를 자랑하는 현재의 HMD가 만들어지게 된 것이죠.
즉 HMD는 디스플레이 기술과 함께 광학 렌즈 기술의 발전이 무엇보다 중요한 영향을 미치는데, 실제로 LCD 기술이 발전하기 이전의 HMD 제품은 저해상도의 디스플레이와 무게 때문에 대중적인 인기를 얻기에는 무리가 있는 물건이었습니다.
그렇기 때문에 초기의 HMD 는 민간용으로는 수요가 거의 없었고, 군수산업이나 시뮬레이션 등이 필요한 산업체 등지에서나 극히 일부 사용되었습니다. 하지만 2010년 이후에 디스플레이 수준이 크게 나아지면서 최근에는 HMD의 다양한 활용방안이 검토되고 있습니다.
HMD, 어디에 쓰일까?
이전까지 HMD를 가장 잘 활용했던 분야는 군사용이라고 할 수 있습니다. 하지만 최근에는 HMD가 의료용 모니터, 항공우주개발 등의 가상현실을 구현해주는 차세대 디스플레이 기기로 각광받고 있지요. 뿐만 아니라 증강현실 산업 및 교육용, VR 체험기기, 웨어러블 PC의 모니터용, 테마파크, 영화감상 및 게임디스플레이 장치 등 각 영역을 넘나들며 다양하게 활용되고 있답니다.
과거에 등장했던 HMD가 단순히 눈앞에 모니터를 붙여놓았던 수준에 불과했다면, 오늘날의 HMD는 다양한 센서 기술과 무선 기술을 통해 한 차원 높은 기기로 발전했는데요. 과거 HMD들에 비해 점점 크기도 작아졌을 뿐만 아니라 경량화되고 가격도 하향세에 있지만, 큰 안경과도 같은 장치를 머리에 쓰고 있어야 하는 것에서 오는 불편함과 화면이 눈의 가까이에 있는 구조로 인한 피로도 문제, 작은 화면으로 고해상도를 구현해야 한다는 기술적 문제를 가지고 있어 아직까지 상용화되기에는 무리라는 의견들도 있습니다.
가상현실에 한 걸음 가까이, HMD의 미래
위에 언급한 여러 문제에도 불구하고, 다양한 산업 분야에서 HMD의 활용 가능성은 무궁무진할 것으로 전문가들은 보고 있습니다.
우선 HMD는 모니터에 편광필터를 장착하는 수준을 넘어 눈 앞에만 직접 디스플레이 시키기 때문에 개인의 프라이버시를 보장해줄 수 있습니다. 또한 작은 크기의 장치로 대화면을 구현할 수 있다는 이점으로 거대한 스크린 없이도 아이맥스 영화관에서 관람하는 것과 같은 효과를 낼 수도 있고요.나아가 4D 영화관에 HMD를 적용한다면 최상의 몰입도를 끌어낼 수 있겠죠?
게임의 경우에는 그 활용범위가 더욱 넓은데요. HMD를 쓰고 360도 체감형 콘텐츠를 즐길 수 있는 장르인 VR 게임이 다수 공개되고 있는 가운데, 몰입도 높은 가상현실을 제공함으로써 사용자가 실제 게임 세계에 들어와 있는 듯한 경험이 가능해질 것입니다.
또한 작은 크기의 장치로 대화면을 구현할 수 있다는 이점과 시야각의 제약이 없다는 장점으로, 작은 화면에 만족하지 못하는 소비자의 수용에 적합한 개인 휴대용 모니터 장치로서 향후 웨어러블 VR 산업의 핵심 제품이 될 것으로 전망되고 있습니다.
