초록 ▼

1. 개요

스마트시티(Smart city) 구축사업은 신도시 건설 및 도시재건사업 등을 포함한 대단위 도시계획 프로젝트로 자리 잡아가고 있다. 스마트시티 구축을 본격적으로 시행하기에 앞서 VR(Virtual Real-ity: 가상현실) 기술을 활용하여 가상의 체험 효과를 구현하는 VR 콘텐츠 시스템 기술이 확산되고 있다. 더 나아가 3D-VR 기술로 빠르게 진화하고 있다. 이를 통해 스마트시티 구축 후 예상되는 도시의 변화된 모습을 수요자가 직접 체험하고 수요 니즈를 제시함으로써 이를 의사결정에 반영하여 완전성을

1. 개요

스마트시티(Smart city) 구축사업은 신도시 건설 및 도시재건사업 등을 포함한 대단위 도시계획 프로젝트로 자리 잡아가고 있다. 스마트시티 구축을 본격적으로 시행하기에 앞서 VR(Virtual Real-ity: 가상현실) 기술을 활용하여 가상의 체험 효과를 구현하는 VR 콘텐츠 시스템 기술이 확산되고 있다. 더 나아가 3D-VR 기술로 빠르게 진화하고 있다. 이를 통해 스마트시티 구축 후 예상되는 도시의 변화된 모습을 수요자가 직접 체험하고 수요 니즈를 제시함으로써 이를 의사결정에 반영하여 완전성을 추구하고자 하는 것이다.

스마트시티 구축을 위한 VR 콘텐츠를 효과적으로 구현하기 위해서는 사업 초기부터 다양한 계층의 시민이 참여하여 체감형 및 관람형 VR 콘텐츠를 통해 의사결정을 지원할 수 있는 시스템 개발이 필요하다. 이를 통해 가상공간 기획 단계에서부터 필요한 정보를 시뮬레이션함으로써 다양한 대안을 제시하여 발주자와 설계자의 의사결정을 지원하고 주민들의 참여의식을 향상시켜 개발 완료 후 시민들의 만족도 향상을 기대할 수 있을 것이다[1]. 아울러 글로벌 기술 수준의 고부가가치를 담은 고해상도의 체험형 콘텐츠를 개발할 수 있는 기술이 필수적이다. 이를 통해 산/학/연의 참여를 유도하여 VR 모델링의 DB 축적 및 데이터화가 가능한 기술개발에 주력할 필요가 있다. 이를 위해 정량화된 데이터를 추출하여 실제 설계 단계에 연계할 수 있는 인프라가 필요하다. 또한 설계한 VR 콘텐츠의 문제점을 개선하여 직관적이고 현실적인 자료로 활용할 수 있는 프로세스가 필요하다.



2. VR 기술의 구현 효과

다양한 도시재건사업(시민참여형 의사결정을 통한 스마트시티 구축, 노후화된 도심지역 개발을 통한 신도시 건설, 지역적 특성을 살린 관광지 개발 등)에 VR 기술 활용이 확산되고 있다. 기존의 스마트시티 구축용 VR 콘텐츠는 2D 렌더링 이미지(3D 모델링 자료를 2D 형태로 변환하여 포스터 또는 문서화한 것)를 이용함으로써 현실감이 결여되는 단점이 있다. 이에 스마트시티 구축 이후 변화양상에 대한 실사가 가능한 고품질의 3D 이미지를 제공할 수 있는 기술의 필요성이 대두되었다. 즉, 수요자가 걸어 다니면서 실제 도시재건 현장에 있는 것 같은 경험을 체험하게 할 수 있는 관람형, 체험형 VR 콘텐츠 시스템을 요구하는 것이다. 이를 통해 스마트시티 개발자와 수요자 간 의사결정을 지원할 수 있는 기반을 마련할 수 있을 것이다. 360° VR 영상을 PC 및 모바일 버전으로 변환하여 홍보(지역주민들의 의견 반영)함으로써 지역발전을 위한 다음과 같은 도시설계 구현 효과를 기대할 수 있다[1].



―시민들의 피드백을 적용한 저비용의 도시재건사업 구현을 통한 사업의 만족도 상승효과

―지역적 특색을 살린 경제 활성화 및 근린 주거지역 생활환경 개선 효과

―도심지역 외에도 건물 리모델링 등 산업 전반에 파급효과 등



3. VR 콘텐츠 산업 환경 분석

3.1. VR 콘텐츠 기술트리

VR 산업 분야에 포지셔닝되어 있는 세부 기술트리를 분류하고 이를 통해 VR 산업의 범위를 명확히 할 필요가 있다. 아울러 VR 산업 관련 통계 작성 및 표준화된 근거를 제시함으로써 관련 기업의 산업통계(발생 수익 등) 작성에 활용할 수 있을 것이다. 나아가 경제적, 산업적 구조를 기반으로 타 산업과의 연관성에 대한 분석 기반을 마련할 수 있다. VR 콘텐츠 기술트리(기술 분류 기준)를 에 나타낸다[2].



VR 콘텐츠 기술트리



중분류
소분류
요소기술


실감형

영상 콘텐츠
컴퓨터그래픽스
- 모델링 기술 외 6개 기술


컴퓨터비전
- 카메라 캘리브레이션 기술 외 4개 기술


3D/360°/다면영상
- 3D 콘텐츠 인터랙션 기술 외 6개 기술


플렌옵틱 영상
- 플렌옵틱 영상생성엔진 기술 외 4개 기술


홀로그램
- 고속 디지털 홀로그램 생성 기술 외 3개 기술


인터랙션

콘텐츠
AR/MR
- 대상 객체 인식 및 추적 기술 외 3개 기술


인터랙션 콘텐츠 VR
- 가상공간 가시화 및 시뮬레이션 기술 외 8개 기술


NUI/NUX
- 제스처 인식 기술 외 3개 기술


HCC
- 인공지능 에이전트 기술 외 5개 기술


감성

콘텐츠
오감 원천기술
- 오감 데이터 신호수집센서 기술 외 8개 기술


생체신호 응용 콘텐츠
- 실시간 다중 생체신호 취득 기술 외 6개 기술


감성·인지
- 감성 데이터 측정 기술 외 4개 기술


콘텐츠 유통/서비스
콘텐츠 분석·검색
- 영상(콘텐츠) 특징 추출 및 분석기술 외 5개 기술


콘텐츠 유통
- 전문가 이력 관리/검색/추천 기술 외 10개 기술


융·복합 응용 서비스
- 영상/VR 콘텐츠 응용 서비스 기술 외 5개 기술


차세대 플랫폼 콘텐츠
- 드론 콘텐츠 플랫폼 기술 외 3개 기술





※ AR/MR: Augmented reality/Mixed reality

NUI/NUX: Natural user interface/Natural user experience

HCC: Human computer cooperation

* 자료: 정보통신기술진흥센터(2016.10)/재구성.



3.2. 기술트리별 기술시장

VR 콘텐츠 기술트리를 기준으로 중분류별 대상 시장은 실감형 영상 콘텐츠, 인터랙션 콘텐츠, 감성 콘텐츠 및 콘텐츠 유통/서비스 등으로 형성되고 있다[2].



―실감형 영상콘텐츠 분야: 엔터테인먼트(공연, 전시)/가전 및 모바일기기/국방/마케팅/광고/쇼핑/의료/복지/교육/스마트홈 등

―인터랙션 콘텐츠 분야: 엔터테인먼트/교육/의료/관광/전시 등

―감성 콘텐츠 분야: 스마트홈/마케팅/소셜네트워킹/건강(의료/복지)/엔터테인먼트/자동차 등

―콘텐츠 유통/서비스 분야: 콘텐츠 검색 시장/SNS 시장/360° 영상 콘텐츠 시장/VR 및 AR 콘텐츠 시장 등



4. VR 기반 기술

스마트시티 구축, 신도시 건설, 관광지 개발 등 다양한 도시재건사업을 위한 VR 기술을 효과적으로 구현하기 위한 기반 기술로는 ⅰ) 실사지역 건물에 대한 3D object의 DB화 기술, ⅱ) 도심지역 재개발 프로세스를 반영한 VR 소프트웨어, ⅲ) 관람형 및 체감형 콘텐츠 등이 개발되어야 한다. 이들 기반 기술들을 구현하기 위해서는 와 같은 세부 기술개발이 필수적으로 요구된다[3].



스마트시티 VR 기반 기술




중분류
세부 기술


3D object의

DB화 기술
- 도로/건물에 대한 실계측 디자인 및 3D 모델링

- 하이폴 모델링→미들폴 모델링 변환 기술

- DB화 및 서버 저장 기술(건축 DB 시스템 구축) 등


VR 소프트웨어

기술
- UI/UX 아키텍처 설계기술

- 커스터마이징 맵 인터페이스 기술(그리드 방식)

- 다양한 사용자 대상 관람형/체감형 프로세스 적용 방안

- 현실감 있는 쉐이더 기술 적용 방안 등


관람형 및 체감형

콘텐츠 기술
- 컨트롤러를 이용한 신건물 생성 체험 콘텐츠

- 다양한 도로의 관람형/체감형 고해상도 콘텐츠 등





* 자료: 유니VR(1인창조기업) 창업지원 사업계획서(2016)/재구성.



이러한 기반 기술을 활용하여 2D 그래픽 기술과의 차별성을 확보하기 위해서는 VR을 최적화할 수 있는 쉐이더 및 라이트닝 기술력을 이용한 가상공간 구축 기술이 필요하다. 이를 통해 2D 렌더링 기술 기반의 스틸컷 대비 고품질(고해상도 및 체험형/관람형)의 콘텐츠를 제공할 수 있을 것이다.

이외에도 2D 카메라로 촬영한 영상에서 특정 위치의 3D 특징점(feature points)을 획득(corner detection)하여 3D 가상공간을 구축하는 실제현실-가상현실 간 정합 기술도 필요하다. 이 기술은 삼각측량법(triangulation)을 활용하여 한 공간을 다수의 카메라로 촬영하고 3차원 정보를 획득하여 이 정보를 통해 가상공간을 구현하는 것이다.



5. VR 기술의 시장성 분석

5.1. 국내외 시장규모

VR 산업 관련 전후방 기술트리별 전체 시장규모를 보면 글로벌 시장은 2016년 10억 달러에서 2020년에는 500억 달러의 대규모 시장을 형성할 것으로 예상된다. 국내시장은 2016년 1,500억 원의 미미한 수준에서 2020년에는 1조 4,000억 원의 대규모 시장 형성이 예상된다[2, 4, 5](표 3 참조).







VR 산업 관련 전후방 기술트리별 전체 시장규모 추이




구분
2016
2020


글로벌시장 규모[억 달러]
10
500


국내시장 규모[억 원]
1,500
14,000





* 자료: 정보통신기술진흥센터(2016.10).

TrendForce/NH투자증권 시장자료종합(2016)/재구성.



5.2. VR 기술트리별 글로벌시장 규모

전 세계적으로 VR기기(하드웨어)의 보급이 빠르게 확산되면서 VR 콘텐츠 시장도 동반성장을 지속하고 있다. 글로벌 VR 하드웨어 시장은 2016년 50억 달러에서 연평균 77.8%의 고성장을 지속하여 2020년에는 700억 달러의 대규모 시장을 형성할 것으로 예상된다. 글로벌 VR 콘텐츠 시장은 2016년 10억 달러에서 연평균 191.4%의 초고성장을 지속하여 2020년에는 500억 달러의 대규모 시장을 형성할 것으로 예상된다[2, 4]. 특히 2016~2017년에는 VR기기의 보급이 촉진되었으며, 2018년 5G 이동통신 기술개발 완료 시기와 함께 다양한 산업 분야에 특화된 VR 콘텐츠들이 본격적으로 출시될 것으로 예상된다. VR 기술(하드웨어/콘텐츠)의 시장 성장 추이를 에 나타낸다.



VR 기술 글로벌 시장 성장 추이




구분
2016
2017
2018
2019
2020
CAGR[%]


글로벌 하드웨어 시장

[억 달러]
50
100
190
295
700
77.8


글로벌 콘텐츠 시장

[억 달러]
10
20
110
170
500
191.4



* 자료: 정보통신기술진흥센터(2016.10).

TrendForce/NH투자증권 시장자료종합(2016)/재구성.



6. 결언

국내 VR 기술을 활용한 스마트시티 구축 및 도시재건산업 활성화 콘텐츠는 아직은 상용화 단계에 진입하지 못한 상태이다. 현재까지의 스마트시티 사업 성과를 보면 개발 이후 다양한 산업 활성화 등 시너지효과가 미흡하여 사업의 실효성이 미미한 것으로 나타나고 있다. 해외 성공 사례(일본 도쿄 역 주변 마루노우치 지구, 영국 셰필드 도심재생산업 등)를 벤치마킹하여 추진한 사례도 있으나, 국내 실정에 적용하기에는 한계점이 있는 것으로 나타났다. 이에 VR 기술을 활용하여 3D 공간 모델을 자동으로 생성할 수 있는 기술 등 다양한 첨단기술 개발이 필요하다[1].

국내 스마트시티 구축을 위한 VR 기술 시장은 기회와 위협, 강점과 약점 요인을 모두 가지고 있다. VR 기술의 5G 시스템 연계와 더불어 콘텐츠의 대중화 등 기회요인이 있다. 반면, 3D-VR에 특화된 선진국 대비 기술력(SW/콘텐츠/플랫폼) 부족 등의 약점 요인도 존재한다. 이에 4차산업혁명 시대 ICT 융합 핵심기술로 주목받고 있는 3D-VR 기술을 조기에 개발하여 VR기기와 결합을 통한 경제성이 있는 차별화된 3D-VR 콘텐츠를 제작할 수 있는 기반을 마련하는 데 주력할 필요가 있다.





1. VR(Virtual Reality: 가상현실) 기술: 컴퓨터를 이용하여 인공적인 기술로 만들어낸(실제와 유사하지만 실제가 아닌) 어떤 특정한 환경이나 상황 혹은 기술을 의미한다. 가상환경이나 상황 등은 사용자의 오감을 통해 실제와 유사한 공간적, 시간적 체험을 하게 함으로써 현실과 가상의 경계를 자유롭게 드나들게 한다. 또한 사용자는 가상현실에 단순히 몰입할 수 있을 뿐만 아니라 기기를 이용하여 조작이나 명령을 가하는 등 가상현실 속에 구현된 것들과 상호작용이 가능하다. 증강현실(AR: Augmented Reality)은 눈으로 보고 있는 현실 영상에 가상의 물체를 겹쳐서 보여주는 기술이다.

2. 삼각측량법(triangulation): 동일한 피사체를 서로 다른 위치에서 촬영된 영상으로부터 3차원의 어떤 점에 대한 같은 위치를 찾아내고(corner matching), 이 점의 3차원 정보를 계산하는 원리를 이용한 측량법을 의미한다.



References

1. 박세환, “스마트시티 구현을 위한 시민참여형 플랫폼 구축 정보지원”, 2015년 대학정보지원사업최종보고서, 한국과학기술정보연구원 ReSEAT프로그램, 2015.11.

2. ICT R&D 중장기 기술로드맵 2022_디지털콘텐츠 / 정보보호 / ICT디바이스 / 인공지능, 정보통신기술진흥센터, 2016.10.

3. 유니VR(1인창조기업) 창업지원 사업계획서(2016).

4. 3D-VR 시장자료종합(TrendForce, NH투자증권, 2016).

5. 국내 3D-VR 기술시장 및 산업 관련 자료종합.