[VR 용어상식12] DoF의 개념을 알면 VR 포지셔널 트래킹이 보인다

"3DoF, 6DoF는 대체 무슨 뜻이죠?"

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질문: 3DoF, 6DoF는 도대체 어떤 의미인지, 그리고 정확히 언제 사용되는 것인지 알고 싶어요.

▣ 용어 설명

6DoF와 3DoF는 새로운 VR 하드웨어가 등장할 때마다 기기의 상세 스펙란에 항상 표시되는 용어입니다. 여기서 DoF(Degrees Of Freedom)는 자유도를 뜻하며, 각각 '6자유도', '3자유도'처럼 읽을 수 있습니다. 주로 VR 기기가 제공하는 모션 트래킹 기능의 범위를 소개할 때 사용되곤 합니다.

먼저 3DoF를 살펴보겠습니다. 사전적으로 3DoF는 3차원의 작각 좌표계에서 X축을 중심으로 좌우 회전, Y축을 중심으로 앞뒤 회전, 그리고 Z축을 중심으로 위아래 회전을 의미하며, '로테이셔널 트래킹(Rotational tracking)', 즉 회전 추적이라고 표현합니다. 오큘러스 고와 삼성 기어 VR, 구글 데이드림 등 대부분의 저가형 모바일 VR 헤드셋과 컨트롤러가 3DoF만 지원하는 경우가 많습니다.

이해하기 쉽게 실제 VR 헤드셋에서의 적용 예를 들어보겠습니다. 3DoF VR 헤드셋을 쓴 상태에서 사용자는 위아래를 보거나, 고개를 움직여서 모든 방향을 자유롭게 바라볼 수 있습니다. 하지만 날아오는 투사체를 피하려고 머리를 숙이거나 머리의 위치를 옮기려 하면, 이 움직임은 반영되지 않습니다. 고개가 숙여지는 대신, 시선과 함께 모든 VR 세상이 따라서 움직이는 것을 볼 수 있죠.

결국 3DoF 헤드셋은 제자리에 가만히 앉아서 보는 VR 콘텐츠에는 활용할 수 있으나, 물리적으로 VR 세계를 이동하거나 손으로 물건을 집는 등 상호작용을 하는 콘텐츠에서는 적절하지 않습니다. 하지만 간단한 조작의 게임이나 감상이 주요 목적인 VR 영상, 웹툰에는 충분히 활용할 수 있죠. 또한, 사용자가 직접 움직이지 않고 탑승하여 즐기는 VR 어트랙션 분야에서도 3DoF VR 헤드셋이 다양하게 쓰이고 있습니다.

반면, 6DoF는 3DoF에 앞뒤, 좌우, 위아래의 병진 동작이 포함된 것을 말합니다. 로봇공학과 VR에서 물체의 위치, 방향 등 동작을 측정할 때 사용되며 주로 PC와 콘솔용 VR, 그리고 하이엔드 독립형 VR 헤드셋에 포함되는 기능입니다. 이때부터 '포지셔널 트래킹(Positional Tracking)', 즉 위치 추적 기능을 활용할 수 있게 됩니다.

사용자는 VR 헤드셋을 착용한 채로 VR 세상 속에서 실제로 이동하거나, 손을 움직여 물체를 만지고, 움직이는 등 상호작용을 할 수 있습니다. 현재 많은 VR 유저들의 사랑을 받고 있는 '비트 세이버'나 'VR챗'과 같은 애플리케이션들은 모두 6DoF 기능이 포함된 VR 헤드셋으로 즐길 수 있는 작품입니다.

6DoF 헤드셋은 3DoF보다 더 높은 사양이 요구되기 때문에 PC, 혹은 콘솔과 유선으로 연결해야 하는 경우가 많고, 그만큼 하드웨어 가격도 비쌉니다. 때문에 VR 콘텐츠 개발자는 콘텐츠를 만들 때 항상 필요 비용과 설치의 용이성, 컨트롤러의 트래킹 범위를 염두에 둬야 합니다.

▲ 3자유도(왼쪽)와 6자유도(오른쪽)를 한눈에 구별할 수 있는 일러스트

▣ 3줄 요약

DoF는 삼차원 공간에서의 동작을 뜻하며, 각각 3자유도와 6자유도가 존재한다.

VR 게임에 포함된 이동과 상호작용은 6DoF부터 가능하다

저마다 쓰임새와 장단점이 상이하므로, 용도에 맞게 사용해야 한다.