포지셔널 트래킹 Positional Tracking
- 사물의 정확한 위치를 추적하는 기술
- 주로 HMD의 외부 센서 또는 카메라를 이용해 3차원 입체 공간 내에서 HMD, 손, 신체, 장애물, 기타 장비의 위치를 추적한다.
- 현재 사용자의 위치를 파악하여 현실에서의 움직임이 가상에서의 움직임과 일치하도록 만드는 기술
가상의 현실에서 실제 물체의 움직임을 정확하고 빠르게 추적할 수 있는 기술은 매우 중요하다. 사용자가 더욱 실감나는 3D 환경을 인식하게 되기 때문이다. 예를 들면 사용자가 가상 공간에서 움직이거나 팔을 뻗어 손으로 물건을 잡는 등의 동작을 한다면 HMD와 사용자의 손의 위치를 측정하여 VR콘텐츠에 반영시키게 된다. 현실 공간에서의 움직임이 가상 공간에 그대로 반영되기 때문에 높은 몰입감과 현실감을 제공한다.
포지셔널 트래킹의 대표적인 기술
- 인사이드아웃 트래킹 Inside-out Tracking
- 아웃사이드인 트래킹 Outside-in Tracking
- 마커리스 트래킹 Markerless Tracking
인사이드-아웃 트래킹 이란? Inside-out Tracking
HMD 기기에 위치 추적 센서를 탑재하여 외부 사물의 위치를 추적하는 시스템
- 작동 원리: HMD 내부에 장착된 카메라와 센서들이 사용자의 주변 환경을 실시간으로 감지하여 헤드셋의 위치를 추적한다.
- 기술 특징: 카메라가 물리적 환경의 시각적 마커를 추적하고 SLAM 기술을 통해 실시간으로 환경의 지도를 만들어 위치를 정확하게 추적한다
- 장점: 외부 센서나 베이스 스테이션 없이도 VR을 설정할 수 있어 더욱 간편하며, 사용자가 지정된 영역 내에서 자유롭게 움직일 수 있다
- 대표적인 기기: Oculus Quest 2
아웃사이드-인 트래킹 이란? Outside-in Tracking
카메라와 같이 위치 추적 센서를 외부에 별도로 설치하여 HMD 사용자를 추적하는 시스템
레이저 기반의 아웃사이드 트래킹 시스템은 베이스 스테이션이라 불리는 비컨 센서 장치의 감지 범위 안에서 자유롭게 움직이거나 원하는 방향을 보고 설 수 있다.
- 작동 원리: 외부에 배치된 카메라나 센서가 HMD와 컨트롤러의 위치를 감지한다.
- 기술 특징: 베이스 스테이션은 적외선(IR) 신호를 발산하고, 이를 헤드셋의 센서가 감지하여 위치를 추적한다. LIDAR 기술을 통해 정밀한 추적을 가능하게 한다.
- 장점: 매우 정확한 추적이 가능하며, 대형 공간에서 더욱 유리하다.
- 대표적인 기기: HTCVIVE, Varjo XR-3
마커리스 트래킹 이란? Markless Tracking
카메라가 추적 센서가 부착되지 않은 대상을 인식하는 기술
- 작동 원리: 카메라나 센서가 대상의 위치를 추적하여, 손의 위치나 동작을 감지해 컴퓨터나 시스템과 상호작용할 수 있게 한다.
- 장점: 사용자의 손이나 손가락 움직임을 추적해 자연스러운 인터페이스를 제공하며, 추가 마커나 센서를 필요로 하지 않아 세팅이 간편하다.
- 대표적인 기기: 립 모션(Leap Motion)
인사이드-아웃 트래킹과 아웃사이드-인 트래킹의 장점과 한계
인사이드-아웃 트래킹
- 장점:
- 휴대성 및 편리성
- VR 헤드셋에 외부 센서나 베이스 스테이션이 필요 없고, 사용자가 헤드셋을 착용하고 바로 가상 세계에 몰입 가능
- 이로 인해 VR 시스템의 비용 절감
- 특징:
- 자유로운 움직임: 사용자는 지정된 영역 내에서 자유롭게 움직이고, 구부리거나 가상 물체오 상호작용할 수 있어 룸 스케일 경험이나 활동적인 게임에 적합함
- 단점:
- 저조도 환경이나 주변에 뚜렷한 시각적 마커가 부족한 경우, 추적 정확도가 떨어지거나 가상 위치를 안정적으로 유지하는 데 어려움이 있을 수 있음
아웃사이드-인 트래킹
- 장점:
- 매우 정확한 추적이 가능하고, 대형 공간에서 유리함
- 외부 센서가 VR 헤드셋과 컨트롤러의 위치를 추적하여 정밀한 위치 정보를 제공한다.
- 이 방식은 정밀도가 중요한 건축 디자인이나 전문 시뮬레이션에 적합함
- 특징:
- 환경 조건에 독립적: 아웃사이드-인 트래킹은 다양한 조명 조건에서 일관되게 작동하며, 사용자의 주변 환경에 영향을 받지 않는다
- 단점:
- 더 복잡한 설정이 필요하다.
- 외부 센서나 베이스 스테이션을 설치해야 하므로 시간이 많이 걸리고 비용이 추가된다.
요약 🤓✨
| 트래킹 방식 | 작동 원리 | 장점 | 단점 | 대표 기기 |
|---|---|---|---|---|
| 인사이드-아웃 트래킹 | HMD 내부 카메라와 센서가 주변 환경을 감지하여 위치 추적 | - 외부 센서 없이 간편한 설정 - 이동이 자유로워 몰입감 향상 - 비용 절감 | - 저조도 환경에서 추적 정확도 저하 - 주변에 뚜렷한 마커가 없으면 위치 안정성 문제 | Oculus Quest 2 |
| 아웃사이드-인 트래킹 | 외부 센서(베이스 스테이션)가 HMD와 컨트롤러의 위치를 추적 | - 매우 정밀한 추적 가능 - 대형 공간에서도 안정적인 트래킹 | - 외부 센서 설치 필요 - 설정 과정이 복잡하고 비용 증가 | HTC VIVE, Varjo XR-3 |
| 마커리스 트래킹 | 센서 없이 카메라가 손이나 신체를 직접 인식하여 추적 | - 추가 장비 없이 간편한 세팅 - 자연스러운 인터페이스 제공 | - 추적 정확도가 환경에 따라 달라질 수 있음 | Leap Motion |
