제품 개발을 가속화하는 가상 현실

가상 현실은 게임 산업에서 먼저 시작되었다. 그런데 이 기술이 CAD 설계에도 적용되고 있다. VR 기술은 실제적으로 누구에게 적합할까, 그리고 VR이 가져오는 것은 무엇인가?

율리아나 파이퍼(Juliana Pfeiffer)

핵심 내용

  • 가상 현실 기술은 게임 산업에서 시작되었다. 2012년에 큰 돌파구가 생겼고 그 이후로 제조업계에도 확산되고 있다.
  • VR 헤드셋을 사용하여 3차원 대상을 CAD 설계에서 실제 크기로 보고 변경하고 상호 작용할 수 있다.
  • 항공 제조업체인 Bell은 단 6개월 만에 VR 기술을 통해 헬리콥터 컨셉트 FCX-001을 완전히 디지털화된 실제 크기의 제품을 개발했다.

분석 회사인 AR-tillery Intelligence는 2025년이면 가상 현실을 통한 전 세계 매출이 225억 달러(원화로 26조 6천억 원)에 이를 것으로 예측하였다. 현재 VR 시장에는 다양한 애플리케이션의 솔루션을 제공하는 많은 회사들이 있으며, 이들은 더 이상 게임이나 엔터테인먼트 산업에만 국한되지 않고 있다. 점점 많은 회사들이 VR 기술의 잠재력을 인식하고 전문적인 환경에서 이 기술을 사용하고 있다. VR 기술은 2012년 큰 붐이 일어난 이후 지속적으로 발전하고 최적화되었다. 그 결과 광범위한 적용 시나리오가 탄생하였다.

그렇다면 VR은 누구에게 적합할까? 기본적으로 가상 현실은 현실 세계가 가상 세계에 전송되고 매핑될 수 있는 모든 곳에 적합하다. VR은 업종을 불문하고 회사 내 직원 간의 협업을 촉진할 수 있다. 회의는 2차원 공간에서 3차원 공간으로 옮겨진다. 직원들은 VR 헤드셋으로 주위를 360도 돌아보고 제스처 컨트롤을 사용하여 상대방과 상호 작용할 수 있다. 따라서 이러한 유형의 통신은 화상 회의보다 훨씬 더 현실적이다. 이 기술의 장점은 설계와 건설(설계 및 엔지니어링) 검토, 부동산, 건축, 교육 및 추가 교육 분야에서 특히 두각이 드러난다.

특히 VR 헤드셋은 CAD 개발 프로세스에도 적합하다. 이는 가상 기술이 컴퓨터 지원 프로세스를 이상적으로 보완하기 때문이다. 사용자는 VR 기술을 사용하여 디지털 트윈과 같은 복잡한 3차원 개체를 원래 크기로 확인할 수 있고 변경하고 상호 작용하여 개발할 개체를 사실적으로 인식할 수 있다. 이러한 방식으로 기계를 개별적인 구성 요소로 가상에서 분해하고 최적화하여 다시 조립할 수 있다. 개별 구성 요소는 개별적으로 보고 변경할 수도 있어, 더욱 복잡한 제품을 개발할 수 있다. 이 프로세스는 컨트롤러와 제스처를 사용하여 제어되기 대문에 마우스와 키보드를 사용하는 것보다 훨씬 직관적이고 현실적이다. 가상 현실을 이용하면 비용이 많이 들고 시간이 많이 소요되는 프로토타입이나 모형 작업을 생략할 수 있다. 대신 CAD에서 프로토타입을 만든 다음 Unreal Engine과 같은 3D 엔진을 사용하여 VR에 표시할 수 있다. 디자이너는 이러한 방식으로 처음부터 가상 모델을 원래 크기로 변경하고 다양한 시나리오를 테스트할 수 있다.

디자이너는 VR 헤드셋을 통해 디지털 트윈과 같은 3차원 개체를 원래 크기로 보면서 변경하고 상호 작용할 수 있다.

설계에서 VR의 장점

가상 현실은 직원 간의 협업을 촉진하기도 한다. 즉, 여러 사람이 동시에 각자의 위치에서 프로젝트 작업에 참여하고 프로젝트 상태를 논의할 수 있다. 또한 VR은 더 나은 제어를 제공하고 제품 품질을 향상시킨다. 개발 단계에서 장치와 기계의 올바른 기능을 직접 테스트할 수 있기 때문에 초기 단계에서 오류를 식별하고 수정하여 많은 비용을 절감할 수 있다.

VR은 개발 프로세스를 최적화하고 가속화한다. 한편으로는 디지털 트윈을 통해 디지털 이미지보다 훨씬 값비싼 물리적 프로토타입을 만들 필요가 없기 때문이다. 특히 가상 모델이 제공하는 높은 유연성과 낮은 비용은 정량화 가능한 이점을 제공하고 투자 수익에 긍정적인 영향을 미친다.

VR은 물리적 장벽을 극복하고 개발 프로세스에 관련된 모든 그룹이 동시에 작업을 진행할 수 있다. 마케팅 또는 디자인 부서는 디자이너와 아이디어를 교환하고 고객의 요건을 적용하여 개발 프로세스에 유연하게 통합할 수 있다.

VR로 가상 공간에 모든 사람이 모일 수 있다

현재와 같은 코로나 팬데믹 상황에서는 VR을 통해 장소에 구애받지 않고 프로젝트 작업을 함께 하는 것도 가능하다. 예를 들어, 집에서 재택근무 중인 디자이너가 사무실의 동료와 대화를 하면서 작업을 공동 진행할 수 있다.

가상 현실에서는 프로토타입도 함께 작업한다. 모든 사람은 자신의 가상 아바타를 가질 수 있다. VR에서 만나 원본 크기의 가상 목업을 함께 작업할 수 있다. 직원이 집이나 사무실, 심지어 다른 도시나 국가 또는 어디에 있든 장소에 관계없이 가상 현실은 모든 사람을 하나의 가상 공간에 모을 수 있다.

6개월 만에 개발한 헬리콥터

항공 제조업체인 Bell은 VR 기술을 통해 FCX-001 헬리콥터 개념을 디지털 방식으로 실제 크기와 똑같은 제품을 개발하였다. 이는 VR 기술을 수익성 있게 사용한 한 예이다. 이 회사는 실제 존재하는 모델을 만들지 않고 실물 크기의 가상 프로토타입에서 직접 수정하였다. Bell은 가상 및 대화형 모형 덕분에 개발 초기 단계부터 개발자 피드백과 속성에 대한 변경 사항을 직접 구현할 수 있었다.

조종사들은 비행 가능한 모델을 먼저 제작하지 않았음에도 불구하고 초기 단계에서 개발 프로세스에 피드백을 제공할 수 있었다. 이를 통해 개발 작업이 가속화되었다. 헬리콥터를 개발하는 데 보통 5~7년이 걸리지만 VR 기술을 이용하여 참여했기 때문에 6개월 만에 개발을 완료할 수 있었다. 이 항공 우주 제조업체는 VR 기술을 이용하여 개발 시간을 단축하고 수백만 달러의 개발 비용을 절감할 수 있었다.

CAD 개발의 미래

개발 프로젝트를 지원하려면 적합한 VR 장비가 필요하다. 예를 들어, 지능형 모바일 장치 및 기술 개발업체인 HTC는 일반 기업과 특히 디자이너의 요건을 겨냥한 VR 헤드 셋인 HTC Vive Focus 3를 개발했다. 장비 개발 과정에서 데이터 보안이 매우 중요하다. HTC Vive는 Focus 3에 특별한 보안 기능을 구현하여 모든 추적 데이터가 헤드 셋에만 암호화된 형태로 저장된다. 또한 사용자는 특별한 개인 정보 보호 설정을 지정하여 회의나 토론에서 제3자가 엿듣는 위험을 줄일 수 있다.

HTC Vive의 Focus 3 헤드셋 VR 안경 프레임은 VR 헤드셋에 사용되는 기존 플라스틱보다 20% 더 가볍고 500% 안정적인 마그네슘 합금으로 제작되었다.

경량 마그네슘 합금으로 만들어진 안경테

착용감도 개선되었다. 특히 장시간의 개발 세션에서 VR 헤드 셋은 편안하고 안정적으로 사용할 수 있어야 한다. 이는 디자이너가 작업에 집중해야 하기 때문이다. HTC는 이를 달성하기 위해 HTC Vive Focus 3를 이전 제품보다 훨씬 가볍게 만들었다. 안경의 프레임은 VR 헤드 셋에 사용되는 기존 플라스틱보다 20% 정도 가볍고 500% 정도 안정적인 마그네슘 합금으로 제작하였다.

또한 배터리는 무게 배분을 위해 재설계되고 배열되었다. 배터리는 몇 단계 만으로 교체할 수 있으며 30분 안에 재충전할 수 있어, 개발 작업 중에 연속적으로 착용할 수 있다.

HTC는 다른 기술 사양도 다시 한번 확장했다. Focus 3는 2.5K 디스플레이에 5K 해상도를 제공한다. 90Hz의 주사율과 120도의 시야각은 아주 작은 제품 세부 사항도 정확하게 표시할 수 있도록 부드럽고 선명한 이미지를 제공한다. 이상은 기업이 VR 기술을 이용하여 비용을 절감한 사례들이다.

VR은 언제 사용해야 하는가?

기업이 가상 현실을 선택하기 전에 다음과 같은 기본 질문을 자문해야 한다.

• VR로 해결할 수 있는 특정 문제나 사용 사례가 있는가?

• VR에 사용 사례를 매핑할 수 있는가?

• VR을 콘텐츠와 기술 측면에서 구현될 수 있는가?

• 회사가 기술(중앙 집중식 제어 모델)을 구현하는 데 필요한 기술을 보유하고 있는가, 아니면 서비스 제공자/파트너가 필요한가?

• 사용 사례를 모바일 또는 위치 독립적인 하드웨어 솔루션(독립 실행형 vs. PC-VR)에 연결해야 하는가?

• 회사 인프라가 통합(DMS, ERP, GDPR)을 위해 준비되어 있는가?