[지식정보] 메타버스 기술 동향과 산업분야 적용

정보통신기획평가원은 최근 ‘메타버스 기술동향 및 산업 분야별 적용 사례’를 발표하였다. 주요 내용을 보면 메타버스는 현실 세계와 동일한 가상세계를 연결하여 디지털 세계에서 다양한 직업군을 가지는 사용자가 제조ㆍ금융, 물류, 유통, 사회·문화, 국방 등 모든 활동을 할 수 있도록 만드는 시스템을 의미한다. 메타버스의 핵심요소 기술은 가상세계, 증강현실, 일상의 디지털화, 그리고 거울 세계로 구분할 수 있다. 가상세계는 3차원 가상공간에서 실제 사용자가 접하는 모든 활동이 연결된 가상세계를 의미한다. 증강현실은 현실 세계에 있는 물리적 객체에 텍스트, 이미지, 음성, 영상 등 디지털 데이터를 AR 디바이스를 통해서 화면상에 보여준다. 일상의 디지털화는 사용자 간 현실 세계에서 발생할 수 있는 모든 순간을 디지털 정보로 캡처하고 동시에 이를 서버에 저장하는 기술이다. 거울 세계는 현실 세계를 가능한 한 사실적으로 표현된 디지털 세계를 뜻한다. 메타버스 핵심요소 기술을 이용하여 제조, 시뮬레이션, 유통, 교육, 소셜 등 다양한 산업 분야에서 메타버스가 적용되고 있다.

자료: 정보통신기획평가원 주간기술동향 2038호 ‘메타버스 기술동향 및 산업 분야별 적용 사례’ 2022.03.23

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참고문헌

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1. 서론

메타버스(metaverse)는 가상, 초월을 의미하는 ‘메타(meta)’와 현실 세계를 의미하는 ‘유니버스(universe)’를 합성한 단어. 현실 세계에서 다양한 직업군을 가지는 사용자가 3차원 모델링 기술을 이용하여 만들어진 현실 세계와 동일한 가상세계를 연결하여, 디지털 세계에서 사용자가 모든 활동을 할 수 있도록 만드는 시스템을 의미. 영화 “레디 플레이어 원”(2018년 스티븐 스필버그 감독)과 “매트릭스”(1999년 워쇼스키 (자매) 감독)에서 메타버스 시대의 모습을 조명.

메타버스 안에서의 3차원 가상공간은 인간의 현실 세계의 한계를 벗어나 사용자가 상상하는 무엇이든 표현할 수 있게 되는 초월한 세상으로 표현.

메타버스 세계에서의 장점은 현실 세계에서의 경제적ㆍ사회적ㆍ문화적ㆍ정치적 약자들에게 새로운 기회를 줄 수 있다는 점에서 매우 매력적.

영화 “레디 플레이어 원”에서 가난한 주인공은 현실 세계에서는 최소한의 공간에 거주. 하지만 대부분 시간을 메타버스 가상공간인 “오아시스”에 가서 부캐릭터인 아바타로 생활하면서 경제적 활동을 하고, 경제적 활동으로 벌어들인 수익을 이용하여 현실 세계에서 사용.

사막 같은 척박한 현실에 살아가는 사람들에게는 메타버스 공간은 사막 속에서 유일하게 물과 나무가 존재하는 공간인 오아시스.

메타버스의 핵심요소는 기술적 측면과 사용자 측면에서 4가지로 분류.

기술적인 면:

증강현실(Augmented Reality: AR): 현실 세계에 가상의 2D/3D 실감 콘텐츠를 매핑.

가상세계(Virtual Worlds): 완전한 디지털 세상을 구현.

사용자 측면:

사용자 자신의 디지털 행위나 의지가 반영된 세상

사용자와 상관없는 주변 환경에 집중된 메타버스 구현

2. 메타버스 기술 동향

2-1. 메타버스 핵심요소 기술 동향

메타버스의 핵심요소 기술 4가지:

가상세계, 증강현실, 일상의 디지털화(Lifelogging), 실제 세상의 디지털화(거울 세계, Mirror Worlds)

가. 가상세계

3차원 가상공간에서 실제 사용자가 접하는 모든 활동이 연결된 가상세계를 의미. 가상세계는 가상현실 영역과 증강현실 영역이 포함된 영역으로서 현실 세계의 모든 정보를 디지털 세계로 확장하여 3차원 가상공간에서 사용자가 다양한 활동이 가능하게 만드는 플랫폼. 다양한 디지털 기술을 활용하여 3D 가상공간에서 현실 세계를 공유하여 확장하는 것으로 제페토(ZEPETO)와 로블록스(ROBLOX)가 그 사례.

제페토

2018년 출시한 제페토의 서비스는 “제페토 월드”와 “제페토 스튜디오” 두 종류.

첫째, “제페토 월드”는 일종의 놀이터로서, 사용자가 3D 가상공간에 모여 게임, 교육 등 실감 콘텐츠를 즐기거나, 메시지를 주고받고 회의도 할 수 있는 공간. 굳이 사무실에 방문할 필요 없이 집 또는 카페에서 컴퓨터를 이용하여 3D 가상공간에서 회사 동료들을 마주하여 회사 업무를 진행. 제한 인원은 12명으로 채팅, 음성을 이용하여 직원들끼리 의견을 주고받을 수 있다.

둘째, 제페토가 구현하는 3차원 가상공간에서 아바타가 착용 가능한 의상, 보석, 용품 등 수 많은 아이템을 사용자가 직접 만들고 판매까지 할 수 있는 “제페토 스튜디오”. 아바타 의상 등을 만들어 수익을 얻는 장소. 누적 가입자 수는 2021년 9월 기준으로 70만 명, 출시 아이템은 200만 개. 다수 창작자가 2020년 3월부터 스튜디오에서 약 2,500만 개 아이템을 판매.

위 사례를 보면 알 수 있듯이 제페토는 전 세계 이용자 2억 명 이상의 관심. 기존 콘텐츠 사업성을 확대하면서 수익 창출을 위한 사업화 모델을 세분화하는 방향으로 메타버스 세상을 구축해 나가고 있어. 또한, 사용자가 복잡한 소프트웨어 저작도구 없이도 언제 어디서나 원하는 아이템을 제작할 수 있는 전용 툴을 출시할 예정. 모든 형태의 콘텐츠를 사용자가 직접 생산할 수 있을 것으로 기대.

로블록스

2006년 9월에 출시된 로블록스는 로봇과 블록을 합성해 만들어진 용어로, 컴퓨터, 콘솔 및 모바일 장치에서 사용할 수 있는 무료 온라인 플랫폼. 로블록스의 핵심기술은 사용자가 컴퓨터 생성 환경 및 다른 사용자와 상호 작용을 할 수 있는 가상현실 공간을 구축하는 것. 실제 세계를 더 정확하게 시뮬레이션할 수 있을수록 전 세계 사람들이 함께 놀고, 배우고, 일할 수 있게 될 것. 메타버스를 위한 빌딩 블록을 그것의 사용자들에게 주고, 사용자들은 그들이 원하는 디지털 세계를 창조.

로블록스는 2020년 초에 “룸.ai(Loom.ai)”를 인수함으로써 3D 아바타 제작 기술을 보유. 이 기술은 안면 애니메이션 기술을 통해 사용자들이 로블록스 내 가상세계에서 아바타로 사용자의 감정이나 특징을 세밀하게 표현할 수 있다. 이에 따라 3D 가상공간에서 사용자들이 커뮤니티 내의 유대감 제고가 전망.

나. 증강현실

현실 세계에 있는 물리적 객체에 텍스트, 이미지, 음성, 영상 등 디지털 데이터를 스마트패드, AR 글라스 같은 장비를 통해서 화면 위에 겹쳐 보여주는 기술.

영화 “아이언맨 시리즈”에서 주인공 토니가 실제 세상을 보는 헬멧식 안경에 위험물, 기상 조건, 주변 상황 등 다양한 데이터를 가상스크린을 통해 실시간으로 제공하는 것이 가상현실의 일 예.

증강현실은 주로 스마트폰 앱으로 구현하거나 Varjo XR-3 HMD, MS 홀로렌즈2와 같은 안경처럼 생긴 See-through 기기를 통해서 구현. 증강현실 기반 메타버스 세상을 구현하기 위해서는 증강현실뿐만 아니라 혼합현실(Mixed Reality: MR) 기술까지 접목. Varjo XR-3 제품은 지연 시간이 낮은 video pass through 방식을 사용하여 현실 세계와 가상세계를 정교하게 결합. 가상 객체는 검은색 또는 불투명한 색으로 표현되며 매우 사실적인 그림자와 조명으로 실감 나는 효과를 제공.

실 세계에 디지털 정보들이 입혀져 보다 증강된 현실 세계를 경험. 또한 메타버스 기술을 통해 얻을 수 있는 실감 콘텐츠. 예를 들어 벽면에 100인치 이상 되는 가상의 TV 화면을 배치하고 탁자 위 가상 키보드, 주변 눈길이 닿는 곳곳에 추가적인 디지털 정보를 혼합해서 사용자에게 보여줌으로써 더 입체적인 콘텐츠를 경험.

다. 일상의 디지털화

일상의 디지털화는 삶을 뜻하는 Life와 Logging의 합성어.

사용자 간 현실 세계에서 발생할 수 있는 모든 순간을 텍스트, 영상, 음성 등 디지털 정보로 캡처하고 동시에 이를 서버에 저장할 수 있는 기술을 의미. 센서가 부착된 스포츠 웨어를 입고 유ㆍ무선 네트워크가 가능한 환경에서 스마트 안경을 착용하여 콘텐츠를 즐기면서 사용자가 달린 거리, 운동하면서 소비된 칼로리, 다른 사용자와의 영상통화 등의 정보를 저장하고 공유하는 것 등이 대표적인 예.

Ghost Pacer 서비스는 스마트 안경을 활용하여 현실 세계에 가상의 아바타 runner를 형성하고 이를 라이프 로그(life log) 데이터와 연결하는 서비스. 스마트 안경에 보이는 아바타의 이동 경로와 속도를 설정할 수 있으며 사용자는 실시간으로 아바타와 함께 경주할 수 있으며 STR AVA 운동 앱, 애플워치와 연결할 수 있다.

다음 그림은 Ghost Pacer에 대한 설명.

메타버스 환경에서의 일상의 디지털화 부분은 5G와 함께 사물 인터넷이 일상화되면서, 사용자를 넘어 사물이 경험하는 일상 정보도 디지털화하여 수집, 저장 및 표현하는 서비스로 발전할 것.

라. 실제 세상의 디지털화

실제 세상의 디지털화는 현실 세계가 가능한 한 사실적으로 표현된 디지털 세계를 의미.

수많은 숙소 정보를 모아놓은 ‘에어비앤비’, 집에서, 회사에서 컴퓨터를 이용하여 전 세계를 들여다볼 수 있는 구글 어스(Google Earth)가 그 사례. 특히, 구글 어스는 세계 전역의 위성사진을 전부 수집하여 일정 주기로 사진을 업데이트하고 시시각각 변하는 현실 세계의 모습을 그대로 반영.

거울 세계는 실제로 존재하지 않는 3D 가상공간이지만, 3D 모델링/렌더링 기술을 이용하여 실제처럼 느끼게 하는 3D 디지털 세상. 기존에는 3D 가상공간을 제작하는 데 있어서 큰 비용과 많은 시간을 투자.

2021년 하반기에 에픽게임즈사는 언리얼 엔진5를 출시하면서 3D 가상세계를 제작하기 위한 2가지 핵심기술, 즉 자동 오픈 월드 스트리밍 기술인 “월드 파티션-계층적 LOD(Level of Detail)”와 절차적 오픈 월드 생성 기술인 “후디니(Houdini)”를 발표. 2가지 핵심기술을 이용하면 3D 가상공간을 제작하는데 비용과 시간을 절약.

월드 파티션 기술

사용자의 간섭없이 자동으로 큰 맵을 사각형 형태의 그리드로 분할하고 렌더링에 필요한 셀을 스트리밍한 다음 데모에서 가시화된 대규모 3차원 가상공간을 쉽게 제작하고 관리할 수 있는 기술.

“후디니” 기술

3차원 가상환경에서 수많은 3D 객체까지 표현할 수 있는 모든 월드는 절차적으로 오픈월드를 생성하는 기술인 “후디니” 기술을 이용하여 규칙적이고 절차적인 오픈월드를 구현. 후디니 기술을 통해 뉴욕시 같은 큰 도시를 절차적으로 생성하는 방법과 디지털 정보를 제작할 수 있다. 다음 그림은 월드 파티션 기술과 후디니 기술을 이용하여 제작된 거울 세계를 보여주고 있다.

2-2. 메타버스 플랫폼 동향

로블록스, 제페토 등 다양한 메타버스 플랫폼은 현재 B2C 분야 중 게임산업, 엔터테인먼트산업, 사용자의 개인 생활 및 의사소통 분야에 초점.

이외에도 제조, 유통, 금융, 부동산, 교육 등 수많은 전문 분야에 종사하는 사용자를 대상으로 개발된 메타버스 플랫폼도 등장.

또한, 주로 3D 게임의 3D 가상공간 모델링 제작에 활용되던 게임 엔진인 Unity 및 Unreal 엔진 등이 메타버스 플랫폼을 개발하는데 확대 적용. 게임 분야뿐만 아니라 다양한 산업 분야에서도 개발자 생태계가 확장. 다음표는 현재 사용자가 많이 사용하고 있는 메타버스 플랫폼에 대해 설명.

3. 메타버스 산업 분야별 적용 사례

3-1. 제조산업 분야

메타버스 가상환경 구축 및 실시간 3D 실감 콘텐츠 개발ㆍ운영 업체 유니티와 현대차는 CES2022에서 체결한 전략적 업무협약을 통해 실시간 3차원 메타버스 플랫폼에 현실 공간의 ‘스마트팩토리’ 공장을 그대로 옮겨놓은 디지털 가상공장 “메타팩토리(Meta-Factory)”를 구축하기로.

물리적 객체와 현실 공간을 3D 디지털 세상에 똑같이 복사하는 것을 의미하는 “디지털 트윈(Digital Twin)” 기술을 기반으로 실세계의 자동차 제조 공장과 같은 쌍둥이 제조 공장을 3D 가상공간에 설치하는 것. 현대차는 ‘메타팩토리’ 개념을 도입함에 따라 사용자가 제조 현장에 없더라도 최적의 운영 여건을 평가하고 조성하기 위해 다양한 시나리오를 가상으로 언제 어디서나 테스트할 수 있게 되었다.

다음 그림은 현대차에서 구축하고자 하는 3D 디지털 가상공장 ‘메타팩토리’의 개념을 나타낸다.

3-2. 시뮬레이션 분야

자동차 운전 시뮬레이션을 위한 메타버스 환경을 제작하기 위해 이노시뮬레이션은 2018년 차량용 시뮬레이터 개발 도구인 “GD STUDIO”를 출시. 이 제품은 실감 콘텐츠를 통해 도로 정보 및 시나리오를 쉽게 생성하여 운전자가 메타버스 환경에서 주행 시뮬레이션을 할 수 있는 환경을 쉽게 만들어준다. 또한, 자동차 주행상황에 맞게 시나리오를 사용자가 쉽게 설정할 수 있는 저작도구를 제공. 향후 자율주행 로직을 추가하여 메타버스 환경에서 자율주행을 시뮬레이션할 수 있는 기능도 개발할 예정.

다음 그림은 이노시뮬레이션이 개발하여 판매 중인 메타버스 기반 주행 시뮬레이션 환경 저작도구의 결과물.

3-3. 유통ㆍ금융ㆍ부동산 분야

롯데홈쇼핑은 메타버스 사업을 위해 플랫폼을 구축하기 위한 전략을 본격적으로 마련하면서 디지털 혁신에 나서. 가상현실 기술을 활용하여 가상공간에서 사용자가 다양한 판매 상품을 간접적으로 체험하고 구매도 할 수 있는 비대면 쇼핑 서비스를 확대.

2018년 다이슨, 다우닝 등 약 50여 개 매장을 3차원 가상공간으로 만든 “가상현실 스트리트”를 시작으로 주제별 개념에 맞는 다양한 인테리어 소품 등을 3D 가상공간에 구축한 “가상현실 라이프 스타일샵”을 2020년 9월에 오픈. 가상현실 라이프 스타일샵은 사용자가 구매한 디지털 정보를 바탕으로 빅데이터를 분석하고 구매 트렌드 조사 등을 통해 최신 인기 가전 및 가구만을 구성하여 구매자한테 인테리어 팁을 제시하는 디지털 쇼룸 형식의 테마관으로 큰 호응.

기업은행은 다시 오픈할 예정인 싸이월드와 협력하여 국내 은행권 첫 ‘메타버스’ 기반 메타버스 가상 영업점을 선보인다. 사용자는 신규 가상은행이 만들어지면 싸이월드를 접속하여 기업은행의 다양한 금융상품을 접할 수 있다. 사용자는 싸이월드 내 도토리 금융 자산을 이용하여 예ㆍ적금ㆍ펀드 등 가상의 금융상품에도 가입 가능. 실질 금리 등을 가상 경제에도 똑같이 적용하며 이자는 도토리로 지급하는 방식으로 운영.

가상 부동산 거래 플랫폼인 “Earth 2”에서는 구글 3차원 지도 기반으로 지구의 크기와 동일한 면적으로 제작된 가상의 부동산을 10m2 단위로 판매. 광화문, 종로, 목동, 강남 등의 인기 지역들이 10m2 당 평균 22달러에 거래. 한국 이용자의 자산 총액은 이미 1,700만 달러를 넘어(2022년 1월 기준). DGB금융그룹이 국내 금융권 가운데 처음으로 가상 부동산 ‘Earth 2’를 통해 대구 북구 칠성동 DGB대구은행 제2 본점 건물을 구매하였다고 2022년 1월 20일 발표. DGB금융그룹은 코로나19 장기화에 따른 비대면 시대에서 앞서나가기 위해 메타버스 플랫폼에서 회의, 사내모임, 채용박람회 등을 진행. 여기에서 나아가 가상세계 부동산을 구매하여 적극적으로 메타버스 플랫폼을 활용.

3-4. 교육ㆍ전시ㆍ소셜 분야

교육 분야에서 메타버스를 활용한 3차원 가상공간을 활용하는 수업은 코로나19가 퍼지기 시작한 2020년 이후부터 주목. 3차원 가상공간을 활용하는 비대면 교육은 코로나19로 인한 원격교육의 한계를 극복할 대안으로 기대.

확장현실(eXtended Reality: XR) 기반 실감 콘텐츠 가시화 기술로 몰입도를 높이고, 퀄리티 높은 비주얼 콘텐츠를 보여줌으로써 학습 효과를 극대화. 사용자의 분신인 3D 아바타를 활용하여 3차원 가상공간에서 수업하고 질의응답을 하는 것은 기본적인 기능. 다양한 특수효과 기능으로 교육 현장감을 표현하고 수업 콘텐츠를 사용자가 직접 저작도구로 제작도 가능.

한국산업기술대학교에서는 2021년 메타버스 공학교육실습실 “퓨처VR랩”을 개소한 이후 “전자기학” 수업부터 실제 교육에 활용. 최대 20명의 학생이 동시에 가상현실 실습수업을 진행. 교수와 학습자 간 높은 수준의 상호 소통 콘텐츠를 제약 없이, 가상 강의실에서 동시 접속하여 실시간 강의. 학생이 컨트롤러를 사용하지 않고 손가락을 이용하여 동작을 취하면 그 동작에 맞게 교육 콘텐츠를 확인할 수 있는 모니터링 시스템을 제공. 학생 스스로 학업 성취도를 높일 것으로 전망.

순천향대학교에서는 대운동장을 3차원 가상공간으로 제작하고 메타버스 지도를 구현해 세계 최초로 가상 입학식을 2021년 3월에 개최했다. 학생들은 메타버스 플랫폼인 점프 VR의 소셜 월드에 입장하여 개인별 맞춤형 아바타를 설정하고 입학식에 참가. 가상대학 캠퍼스에서 공식 행사 관람 및 교수와의 교류, 동기 및 선ㆍ후배와의 만남 등 온ㆍ오프라인 환경의 한계를 뛰어넘는 경험이 가능.

맘모식스는 비대면 교육용 솔루션 “갤럭시티:스쿨”을 2021년 2월에 출시. 이 솔루션은 영상 및 문서 등 다양한 교육자료를 온라인 상에서 공유하고, 음성 채팅을 통해 실제 교실에서 수업을 받는 것처럼 자연스러운 수업을 지원. 언제 어디서나 가능한 3차원 가상공간에서의 온라인 교육활동은 코로나19 시대와 같은 매우 어려운 상황에 대응하기 위해 더욱 활발하게 이루어질 것.

페이스북은 2021년 10월 말 사명을 “메타(Meta)”로 변경. “메타”의 CEO인 마크 저커버그는 메타버스 사업을 강화하기 위해 회사명을 바꾼 것. 마크 저커버그가 생각하는 메타버스는 현실 및 가상공간을 초월해 멀리 있는 다양한 직업군을 가진 사람들과 만나고 새로운 창의적인 업무를 할 수 있는 인터넷 다음 단계를 언급. 호라이즌 시리즈를 통해 메타버스 사업화를 진행.

4. 결론 및 시사점

확장현실 기술의 발달과 5G 등 통신 인프라 구축으로 메타버스는 “옴니채널 4.0” 시대를 주도할 새로운 패러다임. 사회ㆍ경제ㆍ문화적 활동이 게임, 엔터테인먼트, 음악, 실감 콘텐츠 산업, 제조산업 분야 등을 중심으로 확산 중. 특히, 코로나19가 발생한 2020년 이후 비대면 전환이 빠르게 가속화되면서 개인들의 생활 패턴과 산업현장의 상황이 비대면을 넘어 3차원 가상공간인 메타버스화로 빠르게 진화. 특히, 교육 분야에서 매우 빠르게 퍼져나가고 있으며 개인별 아바타를 이용하여 3차원 가상공간에서 실시간으로 음성 채팅과 3차원 가상공간 및 객체, 360도 파노라마 영상 등 실감콘텐츠를 활용하는 교육이 사용자의 몰입도를 높여 비대면 교육의 한계점을 해결해 나가.

정부도 2021년 7월 한국판 뉴딜 2.0정책을 발표하며 프로젝트 과제로 개방형 메타버스 플랫폼 구축 등 전문기업을 육성하기로 새롭게 추가. 이는 산업 측면에서 메타버스의 파급력과 성장 가능성을 크게 평가했기 때문.

메타버스는 반도체, 사물인터넷, 5G, 클라우드, 실감 콘텐츠, 첨단 모빌리티 등 4차 산업혁명 핵심기술과 융합하여 새로운 경제생태계를 만들었다. 제조, 시뮬레이션, 유통, 교육 등 다양한 산업 분야에서 메타버스 플랫폼을 개발하고 도입하려는 움직임이 본격화. 연동 가능한 제조산업ㆍ시뮬레이션ㆍ교육ㆍ금융 분야에서 인프라 수요도 나타날 전망. 이에 따라 다양한 산업 분야에서는 메타버스 플랫폼과 연동하여 새로운 산업 분야를 개척할 수 있는 신규 인프라 개발과 기존 산업 분야 서비스의 기술적 연계 시도가 요구.