애플의 새로운 비전, 공간 컴퓨팅

“In the same way that Mac introduced us to personal computing, and iPhone introduced us to mobile computing, Apple Vision Pro will introduce us to spatial computing.”

맥이 개인용 컴퓨팅을, 아이폰이 모바일 컴퓨팅을 선보였던 것과 같은 방식으로, 애플 비전 프로는 우리에게 공간 컴퓨팅을 선보일 것입니다.

-Timothy D. Cook, Apple CEO

2023년 6월 5일, 애플이 WWDC 2023에서 선보였던 혼합현실(MR) 헤드셋 “Apple Vision Pro”의 출시일이 일주일 앞으로 다가왔습니다. 애플은 이번 신제품을 ‘최초의 혁신적인 공간 컴퓨터’라고 홍보하면서 대중에게 생소한 “공간 컴퓨팅(spatial computing)”이라는 용어를 사용하고 있는데요. 그렇다면 공간 컴퓨팅은 애플이 최초로 제시한 새로운 개념일까요? 그렇지 않습니다. 이미 사용되어 왔던 공간 컴퓨팅 개념은 5G 이동 통신망의 발전에 따라 지금의 확장현실(XR) 산업이 필연적으로 밟을 다음 단계로 여겨지고 있습니다. 오늘 글의 1부에서는 공간 컴퓨팅이 무엇이며 어떤 미래를 가져올지 살펴보고, 이어 2부에서 애플의 신제품 Apple Vision Pro가 어떤 특징과 차별화를 보이는지에 대해 이야기하고자 합니다.

1-1. 공간 컴퓨팅의 정의

“공간 컴퓨팅”이라는 단어는 가상현실 분야가 상용화되기 시작하던 1990년대 초반부터 간간이 사용되었다고 알려져 있으나, 2003년 MIT Media Lab의 연구원 시몬 그린월드(Simon Greenwold)가 해당 주제로 석사 학위 논문을 작성하며 학계에 정식으로 등장했습니다. 그는 공간 컴퓨팅을 ‘실제 물체와 공간에 대한 참조를 유지하고 조작하는 기계와 인간의 상호 작용’이라고 정의했습니다(Greenwold, 2003). 이를 풀어서 설명해본다면 사용자가 본인을 둘러싼 실제 공간에 직접 가상 요소를 만들어 곧바로 추가할 수 있는 시스템을 일컫는다고 해석할 수 있습니다. 저자는 공간 컴퓨팅이 다루는 공간과 가상 요소의 형태가 반드시 실제적인 가치를 기반으로 해야 한다는 점에서 모든 요소가 디지털로 이루어지는 3D 모델링 혹은 디지털 디자인과 차이를 두었습니다. 또한 사용자의 손, 음성, 신체 움직임을 활용해 자연스럽고도 직관적으로 실제 세계와 상호작용이 가능해야 함을 강조했습니다. 즉, 공간컴퓨팅은 실존하는 현실 세계를 바탕으로 디지털 콘텐츠를 현실 공간과 결합하는 기술이라고 볼 수 있습니다. 한국지능정보사회진흥원의 보고서에 따르면 이러한 공간 컴퓨팅은 기계, 참여자, 공간이라는 3가지 요소로 구성되어 있습니다(신동형, 2023). 각각의 요소에 대해 더 살펴볼까요?

첫째, 기계는 참여자와 공간의 접점입니다. 기계는 기능적 차원에서 컴퓨팅 성능과 인터페이스로 구분할 수 있으며, 스마트폰의 스크린과 같은 2차원 형태를 뛰어넘어 360도의 3차원 콘텐츠와 오감 수용 콘텐츠를 수용하도록 발전하고 있습니다.

둘째, 참여자는 공간을 구성하는 주체이자 대상입니다. 생성된 공간 속에서 참여자 주체는 인간 개체일 수도, 비인간 개체일 수도 있습니다.

셋째, 공간은 형태에 구애받지 않는 혁신의 핵심입니다. 공간은 새롭게 창조되거나 소멸될 수 있으며 참여자의 의도에 따라 제한되거나 무한대로 확장되기도, 단절되었다가 연결되기도 하는 등 다양한 형태로 변모할 수 있습니다. 

이처럼 공간 컴퓨팅은 우리가 살아가는 물리적 공간과 디지털 공간의 구분을 허물고 사용자가 컴퓨터와 보다 원활하고 몰입적인 방식으로 상호 작용할 수 있도록 하는 새로운 기술입니다. 공간 컴퓨팅 기술로 기계는 물리적 공간에 대해 학습할 수 있고, 물리적 공간에서 인간이 어떻게 행동하고 이동하는지에 대한 데이터를 수집할 수 있습니다. 이 데이터로 기계는 인간의 프로세스를 최적화하고 자동화할 수 있는 것이죠. 이는 몰입형 사용자 인터페이스를 개발하기 위해 데이터와 로직을 포함하는 전통적인 컴퓨팅을 현실의 3D 공간과 통합하는 것입니다. 이처럼 공간 컴퓨팅은 하나의 기술 또는 하나의 디바이스에 국한되지 않으므로 로봇, 드론, 자동차, 가상 비서 등 기존의 다양한 기술들과 결합될 가능성이 앞으로 무궁무진한 분야입니다. 더불어 디지털 트윈이라는 동일한 개념을 기반으로 하기 때문에 확장 현실(XR, Extended Reality) 기술의 역할이 매우 중요합니다.

결론적으로 공간 컴퓨팅은 소프트웨어, 하드웨어 및 정보의 혼합으로 인간과 기술이 새로운 방식으로 연결될 수 있도록 하여 개인 컴퓨팅 및 모바일 컴퓨팅이 사회에 존재해 온 것보다 훨씬 더 영향력이 강한 새로운 형태의 컴퓨팅을 제공한다고 할 수 있겠습니다.

[출처] NCS 「Digital Insight 2023」

1-2. 공간 컴퓨팅을 구현하는 기술

공간 컴퓨팅이 기계로 구현되는 만큼 이를 가능하게 하기 위한 기술에 어떤 것들이 있는지 알아볼 필요가 있습니다. 공간 컴퓨팅의 핵심은 이동통신망이 뒷받침된 상태에서 핵심 기술인 XR(확장 현실), AI(인공지능), IoT(사물인터넷)를 중심으로 가상 경험을 물리적 세계에 혼합하는 것입니다. 온갖 기술이 집약된 형태라는 점은 이해되지만 막상 각 요소들이 어떻게 모여 공간 컴퓨팅을 구현하는지 감이 오지 않으실 수도 있는데요. 이에 대해 더 자세히 알아보도록 하겠습니다.

먼저, 공간 컴퓨팅은 2020년부터 시작된 5G, 그리고 그 이후로 다가올 6G 이상의 이동통신망을 전제로 합니다. 5G에 이르기까지 전세계 공통의 범용 기기는 우리가 일상에서 떼어놓을 수 없는 스마트폰이었습니다. 스마트폰은 데이터를 통해 멀티미디어를 구현하는 게 중심이었지요. 사용자의 눈과 손은 언제나 스마트폰 속 2차원 화면에 한정되어 있을 수밖에 없었습니다. 그동안 이동통신망의 발전은 거듭되면서 더 빨라지는 속도 속에서 IoT의 사용까지 가능해지게 됩니다. 이때 MR 헤드셋과 같은 XR기기가 등장하면서 사용자는 눈, 손, 목소리 등을 포함한 포괄적이고도 몰입감 높은 소통을 할 수 있게 됩니다. 여기서 햅틱 글로브, 트레드밀과 같은 IoT가 인간이 느낄 수 있는 감각의 영역을 확장하여 XR 기기로의 몰입감을 향상시키는 데 도움을 줍니다. 스마트폰에서는 이어폰, 스크린, 카메라 등 다양한 기능이 한 곳에 모였던 것이었다면, XR 기기에서는 연결성을 바탕으로 이어폰은 귀에, 스크린은 눈에, 촉각은 손에 연결되듯 기기가 제공하는 기능들이 감각 기관으로 분산, 연결되는 양상을 보이는 것입니다(신동형, 2023). 더불어 XR과 IoT의 하드웨어와 소프트웨어적 제약 때문에 부족한 부분을 알고리즘으로 보완해 주는 AI 역시 중요한 보완 기술이 될 전망입니다. 이처럼 공간 컴퓨팅은 기존 컴퓨터가 지닌 단면 스크린의 경계를 뛰어넘어 인간과 컴퓨터 사이의 새로운 관계를 형성합니다. 이 밖에 공간 컴퓨팅을 구현하는 주요 기술들로 거론되는 항목들은 다음과 같습니다:

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Computer vision(컴퓨터 비전): 소프트웨어가 이미지의 픽셀을 읽는 것 대신 이미지의 내용(인간에게 의미하는 바)을 이해할 수 있도록 만드는 경우

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Sensor fusion(센서 융합): 기계가 카메라 또는 GPS와 같은 여러 센서의 감각 데이터를 결합하는 경우

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Spatial mapping(공간 매핑): 기계가 카메라나 센서에 포착된 데이터를 사용하여 영역의 3D 지도를 작성하는 경우

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Haptic feedback systems(햅틱 피드백 시스템): 장치가 전화가 왔을 때 진동하는 것과 같은 촉각적인 경험으로 인간과 통신하는 경우

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Machine learning(머신 러닝): 시스템이 공간 데이터를 수집하고 분석하여 패턴을 찾고 프로세스를 자동화하는 경우

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Edge computing(에지 컴퓨팅): 데이터를 중앙 데이터 처리 센터로 전송하는 대신 사용되는 위치(네트워크의 "가장 자리")에 물리적으로 가깝게 처리할 경우

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Robotics(로봇공학): 로봇이 공간 데이터를 이용해 이동하며 업무를 수행하고, '대리' 로봇으로 원격 작업까지 강화하는 경우

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IoT(사물인터넷): 물리적 장치 네트워크가 물리적 환경을 이해하고 인간의 경험을 향상시키기 위해 공간 데이터를 사용하는 경우

1-3. 공간 컴퓨팅의 작동 방식

공간 컴퓨팅의 기술적인 작동 방식은 현실에서 우리가 사람, 동물, 사물 및 목표와 상호 작용하는 방식을 그대로 반영합니다. 일반적으로 인간은 눈에서 2D 이미지를 3D 모델의 세계로 번역하고, 세계의 사물을 이해한 다음, 머리에서 지시하는 행동을 몸으로 표현합니다. 예를 들어 우리가 컵에 물을 따른다고 가정하면, 물을 따를 때 컵을 본 뒤 컵이 가득 찰 때를 판단한 다음 컵이 가득 찰 때 멈추는 식이죠. 공간 컴퓨팅은 크게 다음과 같은 3가지 단계를 따릅니다.

[단계] 현실 세계를 3D 모델로 이미지 생성

공간 컴퓨팅을 수행하는 기계에 내장된 Photogrammetry(사진측정학)*, Lidar(라이다)**, Radar(레이더) 등의 기술은 현실 세계를 3D 모델로써 포착합니다. 라이다나 레이더는 스캔하는 기기 주변의 물체에서 레이저나 전파 신호의 반사를 측정해 각 지점까지의 거리를 나타내는 포인트 클라우드를 자동으로 인식함으로써 3D 모델을 포착합니다. 이어 사진에서 3D 모델을 만드는 기술인 사진 측정학을 통해 여러 이미지 또는 카메라의 이미지가 결합됩니다. NeRF***와 같은 새로운 AI 기술은 소수의 이미지를 사용하여 더 풍부한 표현을 캡처할 수 있도록 도움을 줍니다.

*photogrammetry: 측정하고자하는 대상을 사진영상으로 기록하여 이것을 매체로 정량적 또는 정성적인 측정을 하는 과학.

**lidar: 레이저 펄스를 발사하고, 그 빛이 주위의 대상 물체에서 반사되어 돌아오는 것을 받아 물체까지의 거리 등을 측정함으로써 주변의 모습을 정밀하게 그려내는 장치. 대상 물체까지의 거리 뿐 아니라 움직이는 속도와 방향, 온도, 주변의 대기 물질 분석 및 농도 측정 등에 쓰인다.

***NeRF(Neural radiance Fields): 2D 이미지를 3D로 변환해주는 모델. (지난 기사 확인하기)

[단계] 이미지 이해를 위한 데이터 분석

1단계에서 수집된 데이터를 바탕으로 머신 비전과 같은 기술들은 이미지를 이해하기 위해 데이터를 분석합니다. 이때 인공지능 기술은 주어진 상황에서 사용자의 행동 패턴을 이해한 뒤 개별 물체를 식별해 정보를 수집하는 것과 같이 수많은 측면에서 중심 기술을 보조하는 역할을 수행합니다.

[단계] 분석한 데이터에 대한 반응

2단계에 이은 마지막 단계는 기계가 분석된 데이터에 대해 반응을 보이는 것입니다. 자율주행차를 예로 들자면, 3단계는 자율주행차가 앞에 있는 보행자를 감지하고 실시간으로 차량을 멈추기로 결정하는 단계입니다. 이처럼 공간 컴퓨팅은 수집된 디지털 3D 이미지를 바탕으로 가상 콘텐츠를 현실과 자연스럽게 연결하여 사용자에게 몰입감과 편리함을 제공해줄 수 있습니다.

1-4. 공간 컴퓨팅의 미래

앞서 살펴본 다양한 기술들이 종합적으로 구현되는 공간 컴퓨팅은 우리의 일상에 어떤 변화를 가져올까요? 먼저 물리적-디지털 공간이 하나가 되면 가장 먼저 공간의 확장을 가져와 이를 통해 단절된 공간들 속에서 불가능했던 다양한 기회들의 확장까지 가능하게 할 것입니다(신동형, 2023). 기술이 아무리 발전해도 달라지지 않는 몇 가지 사실들이 있습니다. 우리가 밥을 먹고, 옷을 입고, 잠에 드는 일과 같이 일상생활 영위에 필수적이면서 현실에서 벌어져야 하는 일들은 디지털로 온전히 대체될 수 없기 때문입니다. 그런데 물리적 공간과 환경에 제약 없이 내가 원하는 대로 자유롭게 활동할 수 있는 디지털 공간이 있다면 어떨까요? 공간 컴퓨팅을 낙관적으로 보고 있는 전문가들은 이처럼 현실 공간과 가상 공간의 적절한 융합이 인류가 살아가는 일상의 방향성이 될 것이라고 예측하고 있습니다.

[출처] NCS 「Digital Insight 2023」

이러한 공간의 확장은 물리적 시공간 때문에 불가능했던 일들을 실현시켜줄 수 있을 것입니다. 위와 같이 디지털 트윈의 자동화가 이루어지는 동안 공간 컴퓨팅의 발전은 XR의 고도화를 필연적으로 수반하게 됩니다. 사용자의 일부가 되어 사용자를 디지털과 하나로 연결해주는 것이 XR 기기이기 때문입니다. 최근 들어 빠른 속도로 성장하고 있는 XR 산업의 동향을 함께 보시겠습니다.

IT 산업 리서치 기관 카운터포인트리서치의 글로벌 XR(VR/AR) 예측에 따르면, 2024년 확장현실(XR) 헤드셋 출하량은 사상 최대인 390만 대 증가해 전년 동기 대비 두 자릿수 증가율을 기록할 것으로 예측되고 있습니다. Apple Vision Pro를 포함한 2024년 주요 출시작들은 2023년 메타와 소니가 각각 Meta Quest 3와 PlayStation VR2 출시로 만들어낸 모멘텀을 이어나갈 기조라는 해석입니다. XR 시장의 큰 반향을 불러일으킨 Apple Vision Pro의 영향력이 과연 얼마나 오래 지속될지 지켜보아야 하겠습니다.

2-1. Apple Vision Pro 살펴보기

[출처] Apple

드디어 애플의 신제품을 살펴볼 차례입니다.

Vision Pro는 2개의 디스플레이를 합쳐서 2300만 픽셀을 밀집시킨 초고해상도 디스플레이 시스템인데요. VisionOS는 3D 인터페이스를 제공한다는 가장 큰 특징으로 앱이 화면의 제약에서 벗어나도록 하여 사용자가 원하는 크기대로 앱을 나란히 배열할 수 있게 해줍니다. 이로써 사용자는 무한한 스크린용 공간에서 기존 iOS 앱을 그대로 사용하며 멀티태스킹을 할 수 있는 방식을 통해 일의 생산성을 높일 수 있습니다. 이는 컨트롤러 없이 사용자 본인의 눈, 손, 음성만으로 인터페이스를 동작시킬 수 있는 새로운 입력 체계를 통해 사용 가능합니다. 또한 애플 기기 중 최초로 3D 카메라를 탑재하여 공간 음향이 내재된 사진과 동영상을 직접 촬영할 수 있다는 점도 두드러지는 특징입니다.

현시점 Apple Vision Pro의 가격은 256GB 저장 용량 기준 3499달러(한화 약 460만원)에 달합니다. 경쟁작으로 불리는 메타의 신제품 Meta Quest 3과 비교했을 때 128GB 모델 기준 499달러(69만원), 512GB 모델 기준 649달러(89만원)이므로 어느 쪽으로 보건 5배가 넘는 상황입니다. 이는 대중화를 겨냥한 메타에 반해 고급화 전략을 취한 애플의 전략으로 볼 수 있겠습니다. 다만 높게 책정된 가격을 두고 ‘과연 기기가 제 값을 할 것인가’에 대해 대중의 의견이 분분한데요. 이어 애플의 신제품을 바라보는 업계의 다양한 시각에 대해 알아보겠습니다.

[출처] Apple

2-2. Apple Vision Pro를 둘러싼 엇갈린 반응

긍정적 반응

먼저 업계에서 긍정적으로 분석한 Apple Vision Pro의 세 가지 차별적 요소를 살펴보겠습니다.

IOS 생태계 확장

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Apple Vision Pro에 탑재된 운영체제 ‘visionOS’로 애플 iOS 생태계 확장

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기존 개발자 프레임워크를 활용해 iOS 및 아이패드OS 전반에 걸친 100만개 이상의 앱을 그대로 사용 가능

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기존 애플 기기와의 결합을 통해 관련 기술을 극대화할 수 있는 플랫폼을 만들겠다는 목표

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사용자가 체감할 콘텐츠의 부족 문제를 해결하여 플랫폼을 활성화하기 위해 게임, 엔터테인먼트에 치중하지 않은 ‘콘텐츠 다양화’가 우선해야 한다는 업계의 시각

디지털 기술과 물리 공간의 결합

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사용자의 의도에 따라 디스플레이 투명도가 조절되는 ‘아이 사이트(Eye Sight)’ 기능을 탑재

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자연광 인식으로 그림자 표현 가능

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사용자가 공간의 크기감과 거리감을 체감 가능

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아바타를 사용하는 메타와 달리 Vision Pro의 카메라와 센서를 통해 사용자의 3D ‘디지털 페르소나’ 생성(디지털 공간임에도 실제 사람과 대화하는 듯한 경험 제공)

직관적 UI/UX로 몰입도 상승

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별도의 컨트롤러가 없는 제스처 기반 3D 인터페이스

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사용자의 눈, 손, 음성 등 새로운 입력체계로 인터페이스를 동작시킬 수 있게끔 집중(시선을 고정하거나 움직여 앱 활성화하기, 간단한 손가락 동작으로 업무 처리하기, 목소리로 명령하기 등)

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가상 키보드(Magic Keyboard)와 받아쓰기 기능 지원

부정적 반응

이어 Apple Vision Pro에 대해 평가되는 부정적 관점에 대해 살펴보겠습니다.

유선의 불편함과 짧은 배터리 수명

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기기 자체만으로도 무거워 사용자 머리에 가하는 무게를 줄이고자 배터리를 밖으로 분리

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독립형 장치이나 외부에 있는 배터리와 기기를 연결해야만 작동 가능

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사용자가 배터리를 가방이나 주머니에 휴대해야 하는 불편함(클립을 사용해 옷에 부착하는 형태일 것이라는 전망)

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한 번 충전으로 최대 2시간 가량밖에 이용하지 못하는 짧은 배터리 수명

킬러 앱의 부재

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디즈니플러스/ESPN/아마존프라임비디오/파라마운트플러스 등 온라인 동영상 플랫폼을 통한 스트리밍과 다운로드를 지원할 예정이나, 현존 OTT 서비스와 차별화된 고유 콘텐츠로 비싼 기기 가격의 가치를 증명할지 의문

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제품 출시 후 초기 사용자들이 호기심에 구매할 수 있으나, 꾸준히 소비자들을 유입시킬 만한 킬러 앱이 없다는 분석

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이를 위해 애플은 콘텐츠 생태계 확장과 앱 제작을 촉진하는 개발자 키트를 제작한 상태

Developer Kit - visionOS - Apple Developer

If you have an innovative idea for an all-new app or game designed for visionOS that requires building and testing on Apple Vision Pro, apply for an Apple Vision Pro developer kit.

https://developer.apple.com/visionos/developer-kit/

설득의 장벽

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헤드셋에 익숙하지 않은 소비자에게 정확한 사용법을 전달해야 하는 어려운 과정이 필요

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애플스토어 내 제품 데모 시연 20분~25분으로 예상

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HMD 특유 멀미 증상과 불편한 착용감이 변수

마무리하며

흥미롭게 보셨나요? 독자 여러분께서 읽으시는 동안 당장 저 제품을 구매하고 싶다는 생각이 드셨을지, 혹은 앞으로 더 지켜봐야겠다는 생각이 드셨을지 궁금합니다. 지금까지 공간 컴퓨팅의 개념과 애플의 야심작인 Apple Vision Pro에 대해 자세히 살펴보았습니다. 공간 컴퓨팅이 불러올 혁신은 가까운 미래에 우리의 삶을 완전히 바꿔놓을 수 있을까요? 과연 애플이 예상되는 단점들을 극복하고 과거 아이폰 혁명의 영광을 다시 누릴 수 있을지 기대해보며 이번주 소식을 마치겠습니다.

(작성자: 허가영)

*Apple Vision Pro에 대해 더 알고 싶으시다면 아래 공식 소개 영상을 참조해주세요