[Apple/visionOS] See-Through와 Pass-Through

"See-Through와 Pass-Through로 알아보는 VR과 MR의 차이점을 설명하기에 앞서, VR과 MR의 기본적인 특성부터 이해해 보도록 하겠습니다."

 

VR, AR, MR에 대한 자세한 설명은 여기를 참고해 주세요.

 

VR HMD는 오직 가상세계를 보여주기 위한 디스플레이만 존재하며, 더욱 몰입감 있는 가상세계 경험을 위해 현실 세계를 완벽하게 차단해야 합니다. 때문에 사용자가 VR HMD를 착용하면 눈에는 가상세계만 보일 뿐 현실 세계는 전혀 보이지 않습니다.

 

반면 AR/MR은 사용자의 주변 환경 위에 가상의 디지털 콘텐츠를 표시하는데, 이것이 VR과의 가장 큰 차이점입니다.

 

AR/MR HMD는 주변 환경과 디지털 객체를 함께 보여줘야 하는데, 이때 현실 세계를 사용자에게 어떻게 보여주느냐에 따라

See through와 Pass through라는 두 가지 서로 다른 방식으로 나뉩니다.

 

See through와 Pass through

See through와 Pass through는 현실 세계를 보여주는 방식에서 근본적인 차이를 보입니다. See through는 말 그대로 '통과해서 보는' 방식으로, 안경과 같은 투명한 유리로 구성되어 있습니다. 사용자는 이 유리를 통해 현실 세계를 직접 볼 수 있으며, 디지털 콘텐츠는 이 유리 위에 투사되거나 사용자의 눈에 직접 송출됩니다.

Microsoft의 HoloLens나 Magic Leap과 같은 AR 헤드셋이 대표적인 예시입니다.

 

반면 Pass through 방식은 디스플레이를 통해 외부 세계를 보여줍니다. 이 방식에서는 디스플레이가 사용자의 시선을 완전히 차단하기 때문에, 주변 환경을 보여주기 위해서는 별도의 카메라가 필요합니다. 카메라로 실시간 촬영한 외부 환경을 디스플레이를 통해 사용자에게 보여주는 방식입니다.

Meta Quest Pro나 Apple Vision Pro와 같은 최신 MR 헤드셋들이 이 방식을 채택하고 있습니다.

 

 

이제 두 가지 방식의 장단점을 각각 알아보겠습니다.

See through 장점 / 단점

장점

먼저 See through 방식의 가장 큰 장점은 자연스러운 시야와 넓은 시야각에 있습니다.

일반 안경을 착용한 것처럼 투명한 렌즈를 통해 주변 환경을 자연스럽게 볼 수 있게 됩니다. 특히 시선을 가로막는 디스플레이가 없어 우리가 평소 보는 것과 거의 동일한 넓은 시야각을 확보할 수 있게 되는 것입니다.

 

단점

하지만 이러한 See through 방식에도 몇 가지 제한사항이 있습니다.

가장 큰 단점은 디지털 객체의 제한된 명암비입니다. 디지털 콘텐츠를 투명한 렌즈에 투사하거나 사용자의 눈에 직접 송출하는 방식을 사용하다 보니, 주변 환경의 밝기에 많은 영향을 받게 됩니다. 예를 들어 한낮의 밝은 야외에서는 디지털 객체가 반투명하게 보이거나 잘 보이지 않을 수 있습니다. 마치 햇빛이 강한 날 밝기를 아무리 올려도 스마트폰 화면이 잘 보이지 않는 것과 비슷하다고 생각하시면 됩니다.

 

또 다른 한계점은 가상 환경 구현의 제약입니다. 현실 세계와의 시각적 연결을 차단하지 않기 때문에 당연한 얘기지만, See-Through 방식은 투명한 렌즈를 통해 현실을 그대로 보여주는 구조라서 현실 공간을 완전히 다른 가상공간으로 바꾸는 것이 불가능합니다. 예를 들어, 강의실을 우주로 완전히 바꾸는 것과 같은 완전한 가상 경험을 제공하기는 어렵습니다. 대신, 현실 공간 위에 가상의 물체나 정보를 덧입히는 증강 현실 경험에 더 적합한 방식이라고 할 수 있습니다.

 

 

다음으로 Pass through

Pass through 장점 / 단점

장점

Pass through 방식은 사용자의 시야를 디스플레이로 완전히 차단하는 것이 특징입니다.

주변 환경을 보여주기 위해 헤드셋에 장착된 카메라로 실시간 촬영한 영상을 디스플레이에 표시하는 방식을 사용합니다. 이러한 구조 덕분에 현실 세계와 가상 세계를 자연스럽게 융합할 수 있다는 큰 장점이 있습니다. 쉽게 설명하자면, 카메라로 찍은 영상 위에 디지털 객체를 합성하는 것이기 때문에 마치 영화의 CG처럼 자연스러운 통합이 가능한 것입니다.

 

Pass through의 또 다른 큰 장점은 완전한 가상현실 경험도 제공할 수 있다는 점입니다. 카메라로 촬영되는 현실 세계 영상을 단순히 끄고 가상 세계만 보여주면 되기 때문입니다. 즉, Pass through 방식의 AR/MR 헤드셋은 VR 헤드셋의 기능도 함께 가지고 있다고 볼 수 있습니다. 예를 들어 회의실에서 동료들과 함께 있다가도, 버튼 하나만 누르면 곧바로 혼자만의 가상 영화관으로 전환할 수 있는 것이죠.

 

단점

하지만 Pass through 방식에도 분명한 한계가 존재합니다. 가장 큰 문제는 카메라로 촬영한 영상을 처리하고 디스플레이에 표시하는 과정에서 발생하는 지연 시간입니다. 예를 들어 사용자가 손을 움직일 때, 실제 움직임과 디스플레이에 보이는 움직임 사이에 미세한 시차가 발생할 수 있습니다. 이러한 지연을 최소화하기 위해서는 고성능 프로세서가 필요하며, 이는 자연스럽게 기기의 가격 상승으로 이어집니다.

 

또한 카메라의 해상도 문제도 있습니다. 아무리 고성능 카메라를 사용하더라도 우리 눈이 직접 보는 것만큼의 선명도와 디테일을 완벽하게 재현하기는 어렵습니다. 특히 텍스트를 읽거나 섬세한 작업을 할 때는 이러한 해상도의 차이를 더욱 뚜렷하게 느낄 수 있죠. 최신 기술로 이러한 격차를 줄여나가고 있지만, 아직은 우리 눈이 보는 것만큼의 완벽한 화질을 구현하기는 어려운 상황입니다.

 

 

 

지금까지 See through와 Pass through의 특징과 장단점에 대해 자세히 알아보았습니다.

 

간단히 정리하자면, See through는 투명한 렌즈를 통해 자연스러운 시야를 제공하지만 환경에 따른 제약이 있고, Pass through는 더 다양한 경험을 제공할 수 있지만 기술적 한계가 존재합니다. 두 방식 모두 각자의 장단점이 뚜렷하며, 현재 AR/MR 시장에서는 용도와 목적에 따라 두 가지 방식이 공존하고 있습니다.

 

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