표 출처: [5] (본문 기준으로 재구성)
팔 길이 60 cm에서 1도는 약 1 cm의 어긋남이다. 빠른 머리 회전은 300°/s를 넘기도 하므로, 같은 지연에서 오차가 여섯 배로 늘어난다. 업계 관행상 모션에서 포톤까지의 지연 20 ms 이하가 최소 기준이고, 증강현실 정합에는 한 자릿수 밀리초가 요구된다. 결정적인 차이는 비교 대상의 존재다. 가상현실에서는 전체 장면이 함께 늦으므로 사용자는 세계가 늦다고 느낀다. 증강현실에서는 진짜 책상이 지연 없이 보이고 가상 물체만 늦는다. 오차가 직접 눈에 보인다. 영화 더빙이 입 모양과 조금 어긋나면 금방 알아채지만 화면 전체가 0.1초 늦으면 아무도 모르는 것과 같은 구조다. 이 지연을 줄이는 대표적 기법이 후기 재투영이다. 기제의 순서를 정확히 잡아야 한다. 렌더가 끝난 뒤, 화면으로 스캔아웃되기 직전에 이미 렌더된 프레임을 최신 자세로 워프한다. 렌더 직전에 최신 자세를 집어넣는 것은 재투영이 아니라 자세 예측이다. 렌더 이후 단계라는 점이 이 기법이 지연을 줄이는 원리 자체다. 정합 오차의 정식 분석을 찾는다면 출처를 바르게 잡아야 한다. Azuma가 1997년에 쓴 것은 개관 논문이다. 같은 해 같은 학술지에 실린 Holloway의 증강현실 정합 오차 분석이 이 주제의 정식 분석이다. 시야각도 멀미와 무관하지 않다. 좁은 시야각은 흔히 몰입감 부족으로만 이야기되지만, 실제로는 가상 물체가 시야 가장자리에서 잘려 나가는 프레임 효과를 만들어 정합 오차를 더 도드라지게 한다. 세계에 고정해 둔 콘텐츠가 머리를 돌릴 때마다 조금씩 미끄러지는 헤엄침 현상도 렌즈 왜곡 보정이 어긋날 때 커진다. Cercenelli 등이 2023년에 정리한 기기 비교를 보면 이 값들이 기기 세대마다 크게 다르다. | 기기 | 시야각 | |---|---| | HoloLens 2 | 대각 약 52° | | Magic Leap 1 | 대각 50° (수평 40°×수직 30°) | | Magic Leap 2 | 약 70° |표 출처: [5] (본문 기준으로 재구성)
1세대와 2세대를 섞으면 안 된다. 70도는 Magic Leap 2의 값이고, Magic Leap 1은 대각 50도다. 증강현실 하드웨어 사양을 읽을 때 프레임률보다 모션에서 포톤까지의 지연이 더 중요한 숫자인 이유가 이 절 전체에 걸쳐 있다. [5] ### 눈이 먼저 지친다, 폭주와 조절의 분리 사람이 가까운 물체를 볼 때 눈은 두 가지를 동시에 한다. 양쪽 눈을 안쪽으로 모으고, 수정체를 두껍게 해 초점을 당긴다. 앞의 것이 폭주이고 뒤의 것이 조절이다. 이 둘은 신경학적으로 강하게 연결된 반사쌍이다. 하나만 따로 하기 어렵게 배선되어 있다. 스테레오 디스플레이는 이 쌍을 강제로 분리한다. 좌우 눈에 다른 이미지를 보여 물체가 50 cm 앞에 있는 것처럼 폭주하게 만들면서, 실제 빛은 언제나 고정된 초점면에서 나온다. 뇌는 서로 다른 거리를 요구하는 두 명령을 동시에 처리해야 하고, 이 갈등이 눈피로와 두통과 복시와 초점 곤란으로 나타난다. 손가락을 코앞에 대고 눈을 모으면서 동시에 창밖 산에 초점을 맞추라고 시키는 것과 같다. 충돌의 크기는 거리가 아니라 디옵터로 재야 한다. 디옵터는 거리의 역수다. 3 m와 5 m의 차이는 0.13디옵터로 사소하다. 25 cm와 50 cm의 차이는 2디옵터로 심각하다. 같은 거리 차이라도 가까울수록 훨씬 나쁘다. 여기서 업계에 널리 퍼진 오인용을 바로잡아야 한다. 편안한 영역이 0.4디옵터 이내라는 진술이 Shibata 등의 2011년 논문에 근거한 것처럼 인용되는 일이 많다. 그 논문에 그런 수치는 없다. 저자들은 단일 임계값을 제시하지 않았다. 편안한 영역의 상대폭을 최대 0.8디옵터, 최소 0.3디옵터로 가정한 뒤 회귀로 경계선을 추정했다. 최소값 0.3디옵터는 Campbell이 1957년에 보고한 눈의 초점심도에서 왔다. 저자들 스스로 그렇게 얻은 추정이 논쟁적이라고 명기했다. 더 중요한 것은 그 논문의 실제 발견이다. 같은 디옵터의 충돌이라도 원거리에서 약간 더 불편했다. 그리고 초점면 뒤에 놓인 콘텐츠는 원거리에서 더 불편하고, 초점면 앞에 놓인 콘텐츠는 근거리에서 더 불편했다. 즉 편안한 영역의 경계는 시청 거리와 충돌의 부호에 따라 비대칭적으로 움직인다. 이를 거리 무관, 부호 대칭의 상수 하나로 환산하면 원 논문의 핵심 주장을 뒤집는 셈이 된다. 실무에 쓸 숫자가 필요하다면 초점면을 정하고 그 논문의 회귀식을 대입하는 편이 정직하다. 2 m 초점면, 즉 0.5디옵터를 기준으로 계산한 결과와 제조사 지침을 나란히 놓으면 이렇게 된다. | 기준 | 허용 배치 | |---|---| | Shibata 등 2011 회귀식, 근거리측 허용 불일치 | 0.59 D | | 같은 식, 원거리측 허용 불일치 | 0.45 D | | 같은 식이 허용하는 거리 구간 | 약 0.92~19.5 m | | 마이크로소프트 공식 지침의 최적 구간 | 1.25~5 m (0.8~0.2 D) | | 같은 지침의 페이드아웃 경계 | 40 cm | | 같은 지침의 렌더 클리핑 | 30 cm |표 출처: [6] (본문 기준으로 재구성)
마이크로소프트의 권고 구간은 초점면을 기준으로 정확히 0.3디옵터 대칭이다. 통념처럼 떠도는 0.4디옵터를 굳이 쓰면 0.5디옵터 초점면에서 허용 구간은 0.1디옵터에서 0.9디옵터, 즉 약 1.11 m에서 10 m가 된다. 상한을 무한대로 적은 자료를 종종 보는데 이는 자체 모순이다. 무한대는 0디옵터이므로 불일치가 0.5디옵터가 되어 스스로 세운 기준을 넘는다. 산수와 제조사 지침 양쪽에 어긋난다. 가까운 배치가 왜 위험한지도 숫자로 확인된다. 40 cm는 2.5디옵터다. 2 m 초점면과의 불일치는 2.0디옵터다. 근거리측 허용치 0.59디옵터에 견주면 약 3.4배다. 0.4디옵터 통념에 견주면 정확히 5배이고, 초과분은 한계의 4배다. 5배를 초과한다고 적으면 실제보다 부풀려진 진술이 된다. 어느 기준을 쓰든 결론은 같다. 40 cm는 제조사가 페이드아웃을 시작하라고 정한 경계선이다. 해결책은 세 갈래다. 초점면을 여러 개 두거나, 빛의 방향까지 재현하거나, 콘텐츠를 편안한 영역 안에 묶어 두는 것이다. 앞의 둘이 배리포컬과 라이트필드가 풀려는 문제다. 실제로 초점면을 두 개 둔 제품도 있었다. Cercenelli 등의 2023년 비교표가 그 값을 직접 제시한다. | 기기 | 초점면 | 디옵터 | |---|---|---| | HoloLens 2 | 2 m 단일 고정 | 0.5 D | | Magic Leap 1 | 0.5 m와 1.5 m 이중 고정 | 2.0 D와 0.67 D |표 출처: [6] (본문 기준으로 재구성)
Magic Leap 1의 초점면을 0.75 m와 2 m로 적은 자료가 돌아다니는데 단위 오류다. 0.75는 미터가 아니라 디옵터로 보고된 값이고, 0.75디옵터는 1.33 m에 해당한다. 읽기 쉽게 텍스트를 가까이 띄우자는 직관이 정확히 반대 방향의 결정인 이유가 여기 있다. 손으로 조작하는 대상은 팔 길이인 60 cm 부근에 두고 싶은데 초점면은 2 m에 있다. 이 구조적 모순이 손 상호작용 증강현실 기기 대부분의 미해결 과제로 남아 있다. [6] ### 시각 피로의 나머지 갈래 폭주와 조절의 분리는 시각 피로의 가장 유명한 원인이지만 유일한 원인이 아니다. 최소 다섯 갈래가 더 있고 각각 다른 처방을 요구한다. 신발이 맞지 않아 생기는 물집을 재질 탓으로만 돌릴 수 없는 것과 같다. 길이와 볼과 발등 높이가 따로 안 맞을 수 있다. 첫째는 눈깜빡임 감소다. 집중해서 화면을 볼 때 깜빡임이 줄고 눈물막이 마르면서 따가움과 흐릿함이 온다. 이는 기기 문제가 아니라 과제 몰입의 부산물이라 광학으로 못 고친다. 감소폭을 정확히 옮기려면 출처와 조건을 함께 봐야 한다. | 출처와 조건 | 분당 깜빡임 | |---|---| | Tsubota와 Nakamori 1993, 이완 | 약 22회 | | 같은 문헌, 독서 | 약 10회 | | 같은 문헌, 화면 작업 | 약 7회 | | Bentivoglio 등 1997, 대화 | 약 26회 | | 같은 문헌, 화면 작업 | 약 14.5회 |표 출처: [7] (본문 기준으로 재구성)
두 문헌의 조건이 다르므로 섞으면 안 된다. 1993년 서신에는 대화 조건이 없다. 문헌 표준으로 쓰이는 대화 대비 화면 작업 비교는 1997년 연구의 26회에서 14.5회, 약 45퍼센트 감소다. 3분의 1 수준으로 떨어진다는 서술은 화면이 아니라 독서 조건에서 나온 값에 가깝다. 제2저자 이름이 Nakamura로 적힌 인용을 종종 보는데 Nakamori가 맞다. 둘째는 양안 정렬 오차다. 좌우 렌즈의 광축이 미세하게 어긋나면 눈이 매 순간 이를 보정하느라 융합 근육을 쓴다. 특히 수직 방향 어긋남은 사람이 거의 보정하지 못해 소량으로도 두통을 만든다. 셋째는 동공간거리 미스핏이다. 기기의 렌즈 중심 간격이 내 눈 간격과 다르면 렌즈 주변부로 보게 되어 왜곡과 색수차가 늘고 상이 뒤틀린다. 여기서 흔한 실수가 낡은 사양으로 결론을 내리는 것이다. | 항목 | 값 | |---|---| | ANSUR II 2012, 여성 평균 | 61.7 mm (표준편차 3.6, 범위 51.0~74.5) | | ANSUR II 2012, 남성 평균 | 64.0 mm (표준편차 3.4, 범위 53.0~77.0) | | Quest 2 세대 조절 | 58·63·68 mm 3단 고정 | | Quest 3 조절 | 약 53~75 mm 연속 | | Apple Vision Pro 조절 | 약 51~75 mm |표 출처: [7] (본문 기준으로 재구성)
상용 기기의 조절 범위가 58에서 72 mm 수준이라 분포의 양 끝을 못 담는다는 서술은 3단 고정 슬라이더 세대의 이야기다. 연속 조절 세대는 인체측정 분포의 1백분위에서 99백분위 구간, 즉 여성 53.5에서 70.5 mm와 남성 56.0에서 72.5 mm를 상당 부분 포괄한다. 남은 것은 남성 상단의 77 mm 부근이다. 이는 양쪽 끝이 아니라 한쪽 끝이다. 기기 세대와 모델을 명시하지 않고 못 담는다고 결론 내리면 현황과 어긋난다. 넷째는 아이릴리프다. 렌즈에서 눈까지의 거리가 부족하면 안경을 쓸 수 없고, 억지로 쓰면 시야가 잘리거나 렌즈가 긁힌다. 안경 착용을 허용하려면 통상 18에서 20 mm 이상이 필요하다. 다섯째는 휘도와 대비다. 광학 투시형은 밝은 실외에서 가상 영상이 묻히므로 휘도를 올려야 하는데, 이는 눈부심과 피로를 동시에 키운다. 야외 주광 조도는 1만에서 10만 lux에 달한다. 이 조건에서 대비를 확보하려면 매우 높은 디스플레이 휘도가 요구된다. 관련 규범도 정확히 불러야 한다. 디스플레이 시각 피로 요구사항은 ISO 9241-303에 있다. 입체 영상의 시각 피로 저감 권고는 ISO 9241-392가 아니라 ISO/TR 9241-392:2015이다. 규격이 아니라 기술보고서다. 휴식 지침으로는 20분마다 6 m 밖을 20초 보라는 미국안과학회의 권고가 널리 쓰인다. 눈이 아프다는 사용자 불만을 하나의 원인으로 묶으면 해결이 안 된다. 동공간거리를 못 맞춘 사용자, 안경 때문에 눈에서 멀어진 사용자, 초점면과 콘텐츠 거리가 어긋난 사용자는 완전히 다른 문제를 겪고 있다. 제품 관점에서는 동공간거리 조절 범위와 아이릴리프가 접근성 사양이라는 인식이 필요하다. [7] ### 주의라는 유한 자원 증강현실의 약속은 정보를 보던 곳에 그대로 얹어 준다는 것이다. 스마트폰을 꺼내 고개를 숙이는 전환 비용을 없애 준다는 논리다. 절반은 맞다. Wickens가 2008년에 정리한 다중 자원 이론이 말하는 바는, 주의가 하나의 통짜 자원이 아니라 채널별로 나뉜 자원 풀이라는 것이다. 시각과 청각은 어느 정도 병렬 처리된다. 그러나 같은 시각 채널 안에서 두 과제를 하면 자원을 직접 나눠 쓴다. 증강현실은 정보를 바로 그 시각 채널에 밀어 넣는다. 운전자가 앞을 보면서 속도를 읽는 것은 물리적 시선 이동을 줄이지만, 속도를 읽는 인지 처리 자체는 도로를 해석하는 처리와 같은 자원을 놓고 경쟁한다. 시선 이동 시간이 줄었다는 측정치가 곧 안전 개선을 뜻하지 않는다. 책상을 넓게 쓰면 서류를 더 많이 펼칠 수 있다. 하지만 읽는 사람은 여전히 한 명이다. 증강현실은 책상을 넓혀 줄 뿐 읽는 사람을 늘려 주지 않는다. 인지 부하는 시각 처리와 무관해 보이는 활동으로도 올라간다. 대화, 계산, 음성 명령 구성 같은 것들이다. 부하가 올라가면 유효시야가 좁아지고 주변부 사건 탐지가 떨어진다. 여기서 용어를 정확히 써야 한다. 부하로 줄어드는 유효시야는 주의적 개념이고, 이 현상은 통상 인지적 협소화라고 부른다. 터널 시야는 주변 시야의 물리적 결손을 가리키는 임상 용어로 따로 있다. 더 중요한 것은 기제다. 관련 연구들이 반복해 보여준 것은 응시점 위에 있는 물체도 놓친다는 사실이다. 보고 있으면서 보지 못한다. 동심원이 좁아지는 시야 축소 모델로 환원할 수 없다. 부하를 재는 표준 도구는 Hart와 Staveland가 1988년에 발표한 NASA-TLX다. 정신적 요구, 신체적 요구, 시간적 요구, 수행, 노력, 좌절의 여섯 차원을 0에서 100으로 평정하고 쌍대비교로 가중치를 곱한다. 부하의 결과를 보여주는 고전적 실측으로는 Strayer와 Drews와 Crouch가 2006년에 보고한 비교가 있다. 휴대전화 통화 중 운전자의 제동 반응이 유의하게 지연되었고, 그 성능 저하가 혈중알코올농도 0.08퍼센트 수준의 손상과 견줄 만하다는 결론이었다. 제품 평가에서 시선 이탈 시간만 측정하고 인지 부하를 재지 않으면 위험을 과소평가한다. 정보를 시야에 겹쳐 놓는 설계는 물리적 전환 비용을 줄이는 대가로 인지적 경쟁을 늘린다. 이 교환이 순이득인지는 과제마다 실증해야 한다. [8] ### 겹쳐 놓는 것과 보이게 하는 것 부주의 맹시는 시야 한가운데 있고 눈이 향해 있는데도 보지 못하는 현상이다. Simons와 Chabris가 1999년에 발표한 실험이 이를 대중에 각인시켰다. 농구 패스 횟수를 세라는 과제를 주고, 그 사이 고릴라 옷을 입은 사람이 화면을 가로질러 걸어가게 한다. 숫자를 옮길 때 두 실험을 섞지 않아야 한다. 본실험은 관찰자 192명을 대상으로 했고 예상치 못한 사건의 지속 시간은 5초였다. | 조건 | 탐지율 | |---|---| | 전체 예상 외 사건, 192명 | 54% | | 고릴라 조건만 | 44% | | 검은 팀에 주의 | 58% | | 흰 팀에 주의 | 27% | | 반투명 표시·고릴라·흰 팀 주의 | 8% | | 가슴 두드림 추가 조건, 12명 | 50% |표 출처: [9] (본문 기준으로 재구성)
절반이 못 봤다는 진술은 정확하지 않다. 전체 미탐지율은 46퍼센트이고, 고릴라 조건만 보면 미탐지 56퍼센트다. 정확히 50퍼센트가 나오는 것은 관찰자 12명만 참여한 별도 조건이다. 35초 지점에서 시작해 9초간 이어지는 가슴 두드림 장면은 그 별도 조건의 설계이고, 전체 자극은 62초 길이였다. 9초와 가슴 두드림과 50퍼센트를 한 문장에 묶으면 서로 다른 두 실험의 숫자를 합치는 셈이 된다. 탐지율 8퍼센트가 나온 칸도 해석에 주의가 필요하다. 그 칸은 반투명 중첩 표시 방식에 고릴라, 그리고 흰 팀에 주의를 준 조건이다. 쉬운 과제와 어려운 과제 모두 8퍼센트였다. 결정 변수는 과제 난도가 아니다. 주의 대상 팀의 색과 고릴라의 색이 어긋난 것이 원인이다. 검은 팀에 주의를 주면 58퍼센트가 검은 고릴라를 봤고, 흰 팀에 주의를 주면 27퍼센트만 봤다. 핵심 기제는 주의 집합이다. 뇌는 과제에 맞는 특징으로 필터를 설정하고, 그 필터에 걸리지 않는 것은 망막에 맺혀도 의식에 도달하지 않는다. 사람 많은 카페에서 자기 이름은 저쪽 테이블에서도 들리는데 바로 옆 사람의 대화는 하나도 안 들어오는 것과 같다. 귀는 다 받아들이고 있지만 뇌가 필터를 정해 놓았다. Most 등이 2001년에 발표한 실험이 이 기제를 정밀하게 갈라 놓았다. 논문 제목 자체가 유사성과 능동적 무시의 기여를 다룬다는 선언이다. 흔히 대비되는 색이면 안 보인다고 요약되는데 이는 기제를 뒤집은 서술이다. | 예상치 못한 자극의 휘도 | 탐지율 | |---|---| | 주의 대상 집합과 같음 | 94% | | 주의 집합과도 무시 집합과도 다름 | 81% | | 무시하도록 지시받은 집합과 같음 | 6% | | 배치를 뒤집은 조건 | 0% |표 출처: [9] (본문 기준으로 재구성)
탐지가 붕괴하는 조건은 대비가 큰 자극이 아니다. 무시하도록 지시받은 집합과 닮은 자극이다. 어느 집합과도 다른 제3의 휘도는 81퍼센트가 탐지했다. 논문이 정리한 원리는 예상치 못한 물체가 주의 대상과 닮을수록, 그리고 무시 대상과 다를수록 눈에 띈다는 것이다. 같은 논문의 세 번째 실험은 더 결정적이다. 색과 휘도와 형상과 운동 궤적이 모두 유일한 밝은 적색 십자가가 5초간 화면을 가로질렀는데도 약 30퍼센트가 알아채지 못했다. 최대 대비 자극조차 70퍼센트만 탐지된다. 대비되는 색이면 6퍼센트만 보인다는 요약은 인용 논문이 직접 기각한 가설이다. 설계 함의가 여기서 갈린다. 경고는 단순히 눈에 띄는 색으로 만드는 것이 문제가 아니다. 사용자가 지금 무시하도록 분류해 둔 색을 경고에 쓰면 안 된다. 인터페이스가 특정 색을 배경 장식으로 훈련시켜 놓았다면, 그 색으로 띄운 경고는 안 보인다. 항공 분야는 반대 방향의 위험을 인지적 포획이라고 부른다. 증강 콘텐츠가 주의 집합을 장악해 실세계의 예기치 못한 사건을 가린다. Fischer와 Haines와 Price가 1980년에 NASA 기술보고서로 낸 연구가 이를 처음 기록했다. 조종사 8명이 고정형 727 시뮬레이터에서 헤드업 디스플레이 조건 18회, 통상 계기 조건 13회의 접근을 수행했다. | 항목 | 값 | |---|---| | 참가 조종사 | 8명 | | 활주로 장애물 평균 반응 시간, HUD | 약 4.1초 | | 같은 항목, HUD 없음 | 1.75초 | | 장애물을 전혀 보지 못한 조종사 | 8명 중 2명 |표 출처: [9] (본문 기준으로 재구성)
미탐지 조종사가 다수 발생했다는 서술은 과장이다. 8명 중 2명, 25퍼센트다. 두 사례 모두 헤드업 디스플레이 조건이었고 해당 조종사의 첫 노출이었다는 조건이 붙는다. 저자들도 표본이 작다는 한계를 명기했다. 이 연구의 대표 수치는 미탐지 인원이 아니라 반응 시간이다. 활주로 장애물에 대한 평균 반응이 두 배 이상 늦어졌다. 안전 경고 설계의 원칙이 여기서 나온다. 경고는 사용자의 현재 주의 집합에 걸리는 특징을 써야 한다. 시각 채널이 이미 포화된 상황에서는 청각이나 촉각으로 채널을 바꾸는 편이 안전하다. 겹쳐 놓으면 본다는 가정은 실증되지 않은 설계 신화다. [9] ### 움직이는 사람에게 정보를 얹는다는 것 차량용 헤드업 디스플레이는 상용화된 증강현실 중 가장 오래된 축이고, 따라서 실증 데이터가 가장 두텁다. 그림은 양면적이다. 이득 쪽은 명확하다. 속도나 내비게이션 지시를 앞유리에 띄우면 계기판을 보려고 고개와 시선을 내리는 시간이 줄고, 눈이 먼 곳에서 가까운 곳으로 다시 초점 맞추는 재조절 시간도 아낀다. 항공용 헤드업 디스플레이를 광학적으로 무한대에 맺히도록 만드는 이유가 이것이다. 대가 쪽도 명확하다. 인지적 포획으로 예기치 못한 사건 탐지가 떨어지고, 정보를 더 얹을수록 시각 채널 경쟁이 심해진다. 여기에 증강현실 특유의 문제가 더해진다. 단순 속도 표시는 위치가 틀려도 무방하다. 앞차에 테두리를 그리거나 차선 위에 화살표를 깔려면 정합이 맞아야 한다. Gabbard와 Fitch와 Kim이 2014년에 정리한 차량 증강현실의 과제 목록이 이 지점을 집중적으로 다룬다. | 항목 | 값 | |---|---| | 일반 차량 HUD 가상 영상 거리 | 약 2~3 m (0.33~0.5 D) | | 증강현실형 HUD 설계 추세 | 7~15 m | | 시속 100 km의 속도 | 약 27.8 m/s | | 지연 100 ms당 종방향 오차 | 2.8 m | 가상 영상은 유한한 거리에 맺히는데 실제 대상은 수십 미터 밖에 있다. 시차가 생기고, 운전자 머리 위치가 조금만 달라져도 어긋난다. 시속 100 km에서 100 ms의 지연은 2.8 m의 위치 오차를 만든다. 앞유리에 화살표를 그려 길을 알려주는 것은 옆자리 사람이 손가락으로 가리켜 주는 것과 같다. 정확히 가리키면 큰 도움이고, 반 박자 늦게 엉뚱한 골목을 가리키면 없는 편이 낫다. 잘못 정합된 강조 표시는 없느니만 못하다. 엉뚱한 곳을 보게 만들기 때문이다. Kim과 Dey가 2009년에 고령 운전자를 대상으로 한 실험처럼, 같은 표시가 집단에 따라 다르게 작동한다는 결과도 쌓여 있다. 보행 쪽으로 오면 2016년 7월 6일 출시된 위치 기반 증강현실 게임이 인간요인 연구자들에게 뜻밖의 자료를 안겼다. 수억 명이 같은 날짜에 같은 종류의 행동을 시작했다. 첫 달 다운로드가 1억 건을 넘었다. 개입 시점이 날카롭게 정의된 준실험 설계가 저절로 만들어진 것이다. 여기서 인용의 방향을 정확히 잡아야 한다. Faccio와 McConnell이 2020년에 발표한 연구는 제목과 설계 모두 운전 중 앱 사용을 다룬다. 보행자 부상 기록을 분석한 연구가 아니다. 미국 한 카운티의 경찰 사고 조서를 기반으로 포켓스톱 인근의 차량 사고 증가를 추정했다. | 항목 | 추정값 | |---|---| | 해당 카운티 사회적 비용 | 520만~2,550만 달러 | | 전국 외삽, 출시 후 148일 | 20억~73억 달러 | | 추가 충돌 | 145,632건 | | 추가 부상 | 29,370명 | | 추가 사망 | 256명 | 추정치의 폭이 매우 넓다는 점을 함께 옮겨야 한다. 전국 단위 비용 외삽은 가정에 민감하다. 방향은 위험 증가로 수렴하지만 크기는 확정값이 아니다. 게임사의 대응도 정확히 기록할 만하다. 일정 속도를 넘으면 너무 빠르게 이동하고 있으며 운전 중에는 플레이하지 말라는 경고가 떴고, 확인 버튼은 자신이 동승자임을 확인하는 문구였다. 운전자임을 확인하게 하는 절차가 아니다. 이 차이가 중요한 것은 그 설계가 책임의 소재를 사용자 진술로 옮기는 장치였기 때문이다. 보행 중 위험 자체에 대한 근거는 따로 있다. Nasar와 Troyer가 2013년에 보고한 공공장소에서의 휴대기기 관련 보행자 부상 추세가 그런 자료다. 기제는 이 장의 다른 항목들의 조합이다. 보행자가 화면을 볼 때 걷기라는 자세 제어 과제는 시각 자원을 빼앗긴다. 유효시야가 좁아진다. 주의 집합이 게임 요소에 맞춰지면서 연석과 자전거와 차량이 부주의 맹시의 대상이 된다. 증강현실 특유의 문제도 있다. 위치 기반 서비스는 본질적으로 사용자를 물리적 장소로 이동시키는데, 그 장소의 안전성은 서비스가 통제하지 못한다. 선로, 절벽, 군사 시설, 사유지에 좌표가 찍힐 수 있다. 소프트웨어가 물리 공간의 위험을 소환하는 새로운 형태의 안전 문제다. 좌표를 배치하는 행위가 곧 사람의 동선을 설계하는 행위이므로, 위험 지역 배제와 속도 기반 잠금과 야간 제한은 부가 기능이 아니라 설계 의무로 논의되어야 한다. 설계 원칙 하나가 이 절 전체를 관통한다. 안전 임계 상황에서 증강은 더하는 방향이 아니라 빼는 방향으로 작동해야 한다. 안전 기술로 홍보하려면 시선 이탈 감소가 아니라 예기치 못한 위험의 탐지율과 정합 오차 분포를 보여야 한다. 앞유리는 무한한 캔버스가 아니다. 이미 사용 중인 작업 공간이다. [10][11] ### 사회적 수용은 착용자만의 문제가 아니다 얼굴에 카메라를 달고 걷는 사람 앞에서, 상대는 자신이 촬영되고 있는지 알 수 없다. 스마트폰은 촬영할 때 팔을 들어 화면을 상대에게 향하는 명백한 신체 신호를 낸다. 이 신호가 사회적 계약의 핵심이었는데 안경형 기기는 그것을 지웠다. 식당에서 녹음기를 테이블에 올려놓고 켜는 것과 주머니 속에서 몰래 켜는 것의 차이다. 기계 성능은 같지만 사회적 의미는 정반대다. 반응은 빨랐다. 술집과 카지노, 병원, 영화관, 탈의실이 착용을 금지했다. 멸칭이 만들어졌다. 제조사가 착용자 에티켓 가이드를 발표해야 했다. 회사가 사용자에게 무례하게 굴지 말라고 공지하는 상황 자체가 수용 실패의 증거다. | 시점 | 사건 | |---|---| | 2013년 3월 | 시애틀의 한 술집이 착용 금지를 공표 | | 2013년 4월 16일 | Explorer 프로그램 배포 개시, 가격 1,500달러 | | 2014년 4월 15일 | 일반 판매, 하루 만에 재고 소진 | | 2015년 1월 15일 | Explorer 프로그램 종료 | | 2023년 3월 15일 | Enterprise Edition 판매 종료 | | 2023년 9월 15일 | 지원 종료 |표 출처: [12] (본문 기준으로 재구성)
여기서 뽑아야 할 원칙은 세 가지다. 첫째, 착용형 기기의 수용은 착용자 효용이 아니라 방관자 비용으로 결정된다. Denning과 Dehlawi와 Kohno가 2014년에 방관자를 직접 인터뷰한 연구, Koelle와 Kranz와 Möller가 2015년에 데이터 안경에 대한 사용자 태도를 조사한 연구가 이 축의 실증이다. 둘째, 무엇을 하는 중인지 밖에서 보이는가라는 사회적 신호는 부가 기능이 아니라 핵심 설계 요구다. 셋째, 용도가 수용을 바꾼다. Profita 등이 2016년에 보인 바에 따르면 같은 형태의 기기라도 장애 보조 맥락에서는 사회적 수용도가 달라진다. 명확한 직무 맥락에서도 마찬가지이고, 실제로 그 기기는 산업과 의료용 판본으로 살아남았다. 상업적 성패를 예측할 때 봐야 할 지표는 화소 수나 시야각이 아니다. 주변 사람이 이 기기 앞에서 편안한가다. [12] ### 동의하지 않은 사람의 권리 프라이버시 논의는 대개 사용자 데이터를 어떻게 보호할 것인가로 흐른다. 구조적으로 더 어려운 문제는 사용자가 아닌 사람 쪽에 있다. 방관자는 계약을 맺지 않았다. 이용 약관에 동의한 적이 없다. 기기를 끌 수도 없다. 애초에 기기가 켜져 있는지 알 방법이 제한적이다. 게다가 요즘 기기는 녹화만 하지 않는다. 공간 이해를 위해 상시 카메라와 깊이 센서로 주변을 스캔하고, 평면과 사물을 인식하며, 그 결과를 지도로 저장한다. 명시적 촬영 버튼을 누르지 않아도 방관자의 신체와 행동과 공간이 센서를 통과한다. 이웃이 자기 집 대문에 카메라를 다는 것과 모자에 달고 동네를 돌아다니는 것의 차이다. 앞의 것은 위치가 고정되어 사람들이 피할 수 있지만 뒤의 것은 피할 수가 없다. 얼굴 인식이 결합되면 문제의 성격이 달라진다. 길에서 마주친 사람의 신원이 자동으로 뜨는 상황은 기술적으로 오래전부터 가능했다. 억제해 온 것은 기술 한계가 아니라 기업의 자제와 법적 위험이었다. 현재의 방어선은 세 겹이다. 하드웨어 신호, 플랫폼 정책, 법제다. 하드웨어 신호는 카메라 동작 시 점등되는 표시등과 물리 셔터다. 끌 수 없도록 설계하고 녹화 시작 시 음성과 시각으로 알리는 방식이 쓰인다. 플랫폼 정책은 얼굴 인식 응용프로그래밍 인터페이스를 막는 쪽이다. 법제는 생체정보의 사전 동의를 요구하는 쪽이다. 법제를 인용할 때 결정적인 차이 하나를 지워서는 안 된다. | 법제 | 집행 구조 | |---|---| | 일리노이주 BIPA (740 ILCS 14, 2008) | 사전 서면 동의 요구, 사인의 소권 인정 | | 텍사스주 CUBI (Tex. Bus. & Com. Code §503.001) | 주 법무장관 전속 집행 | | 워싱턴주법 (RCW 19.375) | 주 법무장관 전속 집행 | | EU GDPR 제9조 | 신원 확인 목적 생체정보를 특별 범주로 분류, 원칙적 처리 금지 후 예외 열거 |표 출처: [13] (본문 기준으로 재구성)
사인의 소권은 일리노이주에만 있다. 텍사스와 워싱턴의 법은 개인이 직접 소를 제기할 수 없고 주 법무장관이 전속 집행한다. 미국의 생체정보 소송이 일리노이에 집중된 이유가 바로 이 차이다. 세 주의 법을 유사하다고 묶으면 대규모 배상 사례가 왜 특정 관할에서만 나왔는지 설명할 수 없게 된다. 세 겹의 방어선은 모두 취약하다. 표시등은 가릴 수 있다. 정책은 바뀐다. 법은 관할권마다 다르다. 대중화 여부는 방관자 설계를 얼마나 진지하게 하느냐에 달려 있다. 착용자에게 유용한 기능일수록 방관자 비용이 크다는 역설이 있어, 이 축의 절충은 기술이 아니라 규범으로 정해질 수밖에 없다. [13] ### 눈은 거짓말을 못 한다 시선 추적은 증강현실 기기의 핵심 기술이 되었다. 시선이 향한 곳만 고해상도로 렌더링해 연산을 아끼고, 시선으로 대상을 선택하며, 동공간거리를 자동 보정한다. 그런데 이 신호는 성능 데이터가 아니다. 심층적인 개인 정보다. 이유는 두 가지다. 첫째, 시선은 대부분 수의적 통제 밖이다. 자극에 이끌린 순간적 응시, 동공 크기 변화, 미세 떨림, 자발적 눈깜빡임은 의도로 조절할 수 없다. 프라이버시 보호의 표준 수단인 동의와 자제가 여기서는 작동하지 않는다. 필적은 숨기려면 숨길 수 있다. 동공이 커지는 것은 숨길 수 없다. 둘째, 추론되는 것의 폭이 대단히 넓다. Kröger와 Lutz와 Müller가 2020년에 정리한 목록에 따르면, 기계학습 분석으로 나이와 성별과 인종적 배경, 성격 특성, 현재의 인지 부하와 피로, 전문성 수준과 언어 능력, 흥미와 욕구, 약물과 알코올의 영향까지 추정할 수 있다고 보고된다. 자폐 스펙트럼과 주의력결핍 과잉행동장애, 조현병, 파킨슨병, 알츠하이머 같은 신경 및 정신 질환의 단서도 포함된다. 여기에 시선 운동 패턴 자체가 개인 식별자로 작동한다. Eberz 등이 2016년에 보인 바가 그것이다. 익명화된 시선 로그가 재식별의 통로가 된다. 데이터의 밀도가 이 위험의 크기를 결정한다. | 항목 | 값 | |---|---| | 연구용 추적기 표본율 | 30 Hz에서 2000 Hz까지 | | 상용 연구 장비 상한 예 | EyeLink 1000 Plus 및 Portable Duo 단안 2000 Hz | | 증강현실·가상현실 내장 추적기 | 통상 수십~120 Hz | | 안구 도약 최대 각속도 | 수백 °/s | | 평균 응시 지속 | 수백 ms | | 1시간 사용, 양안 120 Hz | 864,000 표본 |표 출처: [14] (본문 기준으로 재구성)
상한을 1000에서 1250 Hz로 적은 자료를 종종 보는데, 이는 실제 상한의 절반을 천장으로 제시하는 것이다. 표본 밀도가 프라이버시 논거의 핵심이므로 이 축소는 논증 자체를 약화시킨다. 대응은 두 갈래다. 아키텍처적으로 시선 원신호를 앱에 아예 노출하지 않고 시스템 프로세스 안에 가두는 방식이 하나다. 사용자가 확정 입력을 한 순간의 결과만 앱에 전달한다. 수학적으로 시선 시계열에 차등 프라이버시 잡음을 넣는 방식이 둘이다. Steil 등이 2019년에 제안한 접근이 그 예다. 상업적 압력이 매우 크다는 점을 직시해야 한다. 광고 산업은 실제로 본 시간을 과금 단위로 삼고 싶어 한다. 플랫폼이 시선을 앱에 줄 것인가 말 것인가는 단순한 인터페이스 설계 결정이 아니다. 그 생태계가 어떤 종류의 경제를 만들 것인가를 결정하는 갈림길이다. [14] ### 모두를 위한 증강현실 일반 화면의 접근성 지침은 배경을 설계자가 통제한다는 전제 위에 서 있다. W3C의 WCAG 2.1이 일반 텍스트에 4.5 대 1, 큰 텍스트와 그래픽 구성요소에 3 대 1의 명도 대비를 요구할 수 있는 것은 배경색을 설계자가 정하기 때문이다. 광학 투시형 증강현실은 이 전제를 깨뜨린다. 배경은 사용자가 지금 바라보고 있는 실제 세계다. 흰 벽일 수도 대낮의 아스팔트일 수도 나뭇잎 그늘일 수도 있다. 더 근본적인 제약이 있다. 대부분의 광학 투시 디스플레이는 빛을 더하기만 할 수 있어 검은색을 표현하지 못한다. 검게 지정한 픽셀은 그냥 투명해진다. 따라서 밝은 배경 위에 어두운 글씨라는 가장 읽기 좋은 조합을 원리적으로 쓸 수 없다. 유리창에 글씨를 쓰는 것과 같다. 벽에 쓴 글씨는 벽 색을 내가 칠할 수 있지만, 유리창 글씨는 뒤에 무엇이 지나가느냐에 따라 읽히기도 하고 사라지기도 한다. 여기에 통상적 접근성 문제가 겹친다. | 항목 | 값 | |---|---| | 적록색각이상, 북유럽계 남성 | 약 8% | | 적록색각이상, 여성 | 약 0.5% | | 서울 19세 남성 징병검사 표본의 근시 | 96.5% | | 안경 착용 수용에 필요한 아이릴리프 | 약 18~20 mm 이상 | | 야외 최대 조도 | 약 100,000 lux | 색으로만 정보를 구분하면 색각이상 사용자가 놓친다. Birch가 2012년에 정리한 세계 유병률이 그 규모를 보여준다. 저시력 사용자는 확대가 필요한데 증강 콘텐츠는 실세계와 크기가 연동되어 있어 단순 확대가 정합을 깨뜨린다. 안경 착용자는 기기가 아이릴리프를 충분히 확보하지 않으면 아예 쓸 수 없거나 도수 인서트라는 별도 비용을 치른다. Jung 등이 2012년에 보고한 서울 19세 남성 표본의 96.5퍼센트 근시율을 보면, 동아시아 시장에서 이것은 소수 사용자의 문제가 아니다. 역방향의 기회도 있다. 증강현실은 저시력 보조 도구로서 실세계를 확대하고 대비를 강화하고 윤곽을 강조해 보여줄 수 있다. 청각 장애인에게 화자 위에 실시간 자막을 띄울 수 있다. 같은 기술이 접근성의 장벽이면서 도구다. 실무적 결론은 분명하다. 배경 휘도를 카메라로 읽어 글자 밝기와 외곽선을 실시간 조절하는 기능은 접근성 기능이 아니라 기본 기능이어야 한다. 색과 모양과 위치와 소리 중 둘 이상으로 같은 정보를 중복 부호화하는 원칙은 여기서 선택이 아니라 필수가 된다. 아동 사용은 별도의 층이다. 제조사들은 머리 착용 디스플레이에 연령 하한을 붙여 왔다. | 제조사 지침 | 연령 하한 | |---|---| | Meta Quest | 2023년 이후 10세 이상 (이전 13세) | | Apple Vision Pro | 13세 이상 | | PlayStation VR2 | 12세 이상 | 이 숫자들의 과학적 근거는 흔히 생각하는 것보다 얇다. 우려의 근거로 제시되는 것은 네 가지다. 첫째, 아동의 양안시와 조절 기능은 발달 중이며 폭주와 조절의 충돌에 장기간 노출되는 것이 발달에 어떤 영향을 주는지에 대한 장기 추적 연구가 사실상 없다. 둘째, 물리적 미스핏은 확실하다. 아동의 동공간거리는 성인 기기의 조절 하한을 밑돌아, 아이가 쓰면 렌즈 중심이 눈 바깥쪽에 놓이고 상이 왜곡되며 부적절한 폭주 요구가 생긴다. 이는 추정이 아니라 측정 가능한 사실이다. 셋째, 무게와 목 부담이다. 아동의 머리 대비 목 근력 비율은 성인과 다르다. 넷째, 광과민성 발작 위험이다. 눈에서 몇 센티미터 떨어진 화면이 시야 대부분을 채우면 플래시 자극의 망막 면적 비율이 텔레비전보다 훨씬 커진다. 광과민성 수치는 인용 사고가 잦은 영역이다. 연령 한정 수치를 전체 인구로 옮기는 오류가 특히 많다. Fisher 등이 2005년에 미국뇌전증재단 워킹그룹 명의로 낸 리뷰가 정본이다. | 항목 | 값 | |---|---| | 광자극 발작 유병률, 전 연령 | 약 1만 명당 1명 | | 같은 항목, 5~24세 | 약 4,000명당 1명 | | 뇌전증 환자가 빛·패턴으로 발작할 가능성 | 2~14% | | 인구 중 광과민성 EEG 반응 | 0.3~3% | 4,000명당 1명은 5세에서 24세 구간의 값이다. 전 연령으로는 1만 명당 1명이다. 뇌전증 환자의 약 5퍼센트가 광과민성이라는 점추정도 출처에 없는 값이다. 원문은 2에서 14퍼센트라는 구간으로 적는다. 같은 호에 실린 Harding 등의 합의문은 유병률이 아니라 플래시 위험 기준을 규정한 문서다. 두 문헌을 혼동하지 않아야 한다. | Harding 등 2005의 플래시 위험 기준 | 값 | |---|---| | 휘도 | 20 cd/m² 이상 | | 주파수 | 3 Hz 이상 | | 시각 입체각 | 0.006 sr 이상 | | 색 | 포화 적색 전환을 별도 위험으로 지정 | 콘텐츠 규범 쪽에서는 WCAG 2.1이 1초에 3회를 초과하는 번쩍임을 금지하고, ITU-R BT.1702가 방송 영상의 광과민성 위험 저감을 권고한다. 1997년 일본 애니메이션 방영 사건에서 수백 명이 병원으로 이송되고 만 명 이상이 증상을 호소한 사례가 이 규범들의 출발점이다. 정직한 결론은 이렇다. 단기 안전 문제, 즉 미스핏과 발작과 낙상은 충분히 근거가 있고 대응책도 명확하다. 장기 시각 발달 영향은 아직 데이터가 없다. 연령 하한은 예방 원칙에 따른 보수적 설정이지 실증된 임계값이 아니다. 아이에게 어른 신발을 신기고 뛰라고 하는 것과 같다. 발목을 접질릴 위험은 지금 계산할 수 있지만, 그렇게 몇 년을 자란 발이 어떻게 될지는 아무도 추적해 본 적이 없다. 교육 시장으로 들어갈 때 가장 먼저 부딪히는 벽이 이것이다. 학교 단위 도입을 검토한다면 기기의 동공간거리 조절 범위가 해당 연령대 분포를 담는지 확인하고, 노출 시간 상한과 휴식 주기를 규정하며, 광과민성 스크리닝과 보호자 고지 절차를 두어야 한다. 장기 영향에 대해서는 안전하다가 아니라 아직 모른다고 말하는 것이 정확하다. [15][16] ### 벗은 다음에도 끝나지 않는다 멀미 논의는 대개 착용 중의 증상에서 멈춘다. 그러나 시뮬레이터 인간요인 연구가 수십 년 전에 확립한 사실은, 증상의 상당 부분이 기기를 벗은 뒤에 나타나거나 지속된다는 것이다. 잔여 효과라고 부른다. 기제는 순응의 뒷면이다. 착용 중 뇌는 새로운 시각과 전정의 관계에 맞춰 내부 모델을 조정한다. 벗는 순간 세계는 원래대로 돌아왔는데 내부 모델은 조정된 상태로 남아 있다. 이제는 정상 세계가 어긋나 보인다. 배에서 내린 뒤에도 한동안 땅이 흔들리는 것처럼 느껴지는 현상과 같다. 몸이 파도에 맞춰 놓은 보정을 아직 되돌리지 못한 것이다. 나타나는 증상은 자세 불안정과 균형 저하, 손과 눈의 협응 오차, 시각 흐림과 잔상, 방향감각 혼란이다. 여기에 예고 없이 찾아오는 어지럼의 재발이 더해진다. 마지막 것이 특히 문제인데, 본인은 이미 회복했다고 믿고 운전대를 잡은 뒤에 일어나기 때문이다. | 항목 | 값 | |---|---| | 군용 시뮬레이터 노출 후 조종 금지 시간 | 통상 12~24시간 (기관·기종별 상이) | | 프리즘 적응과 그 해제 | 수십 초에서 수 분 | | 카메라 투시형의 시점 오프셋 | 카메라가 눈보다 앞·위로 놓인 수 cm |표 출처: [17] (본문 기준으로 재구성)
군용 시뮬레이터 운용 규정이 훈련 후 일정 시간 비행과 운전을 금지해 온 이유가 여기 있다. 단일 표준 수치는 없고 기관과 기종에 따라 다르다. Kennedy와 Stanney와 Dunlap이 2000년에 노출 시간에 따른 증상 곡선을 정리하고, Stanney 등이 2003년에 성별과 체질량지수와 과거 경험의 영향을 분석한 연구들이 이 영역의 기본 문헌이다. 증강현실도 예외가 아니다. 특히 시야를 광학적으로 변형하는 기기는 벗은 뒤 손 뻗기 오차를 남긴다. 배율이 있는 경우, 또는 카메라 투시형이라 영상의 시점이 실제 눈 위치와 다른 경우가 그렇다. 카메라가 눈보다 수 센티미터 앞이나 위에 있으면 그만큼의 오프셋이 손 뻗기 오차로 나타난다. 프리즘 적응 실험이 보여준 대로 적응과 해제는 수십 초에서 수 분 단위로 일어나지만, 강한 노출일수록 잔여가 길어진다. 산업 훈련이나 의료 시술 보조에 쓸 때, 착용 중 안전만 평가하고 벗은 직후 안전을 평가하지 않으면 위험을 놓친다. 프로토콜에 노출 후 대기 시간과 균형 및 협응 회복 확인 절차를 넣어야 한다. 이는 현재 대부분의 증강현실 운용 지침에서 빠져 있다. 훈련 직후 실제 장비를 조작하게 하는 운용 설계는 그 자체로 안전 문제다. 증강현실의 진짜 병목은 화소와 연산이 아니라 사람의 몸과 주의와 사회 규범이며, 이 세 가지는 성능 개선으로 뚫리지 않고 설계 제약으로 받아들여야만 통과할 수 있다. [17]본문의 번호를 누르면 출처로 이동합니다. 절 끝의 번호는 그 절의 사실 자료를, 표 아래의 번호는 표에 사용한 자료를 가리킵니다. 비교·계산·비유와 결론은 필자의 재구성입니다. 한 번호에 함께 사용한 문헌이 둘 이상이면 묶어서 적었습니다.
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