엔비디아 ‘VR웍스’ SDK, 가상현실의 시각, 청각, 촉각까지 구현

- VR 최적화된 파스칼 기반 지포스 GTX 1080 출시 맞아 더욱 현실적인 가상현실 구현 위한 ‘VR웍스’ SDK 강화

- VR 렌더링 성능 효율 개선 및 물리 연산 기반 오디오 탑재, 물리 엔진 기반의 촉각적 상호작용 등 구현

2016년 5월 9일 — 비주얼 컴퓨팅 분야의 세계적인 선도기업인 엔비디아(www.nvidia.co.kr, CEO 젠슨 황)가 VR 성능에 최적화된 파스칼(Pascal) 아키텍처 기반의 지포스(GeForce) GTX 1080 출시를 맞아, 보다 현실적인 가상현실 구현을 위해 강화된 VR용 소프트웨어 개발 키트(SDK) ‘VR웍스(VR Works)’를 선보였다.

대규모 그래픽 연산 처리를 요구하는 가상현실(VR)을 구동하는데 최적화되도록 설계된 파스칼 아키텍처의 등장으로, 엔비디아는 VR웍스의 성능을 시각적인 효과만이 아닌 듣고, 만질 수 있는 청각, 촉각적인 요소까지 그 현실감을 강화하는 방향으로 더욱 확대할 수 있게 됐다.

VR웍스의 시각적 효과

초기 VR웍스 기술의 대부분은 초당 90 프레임으로 두 개의 1080×1200 디스플레이를 렌더링하는데 집중돼 있었다. 가상현실의 경우, 바로 눈 앞에 밀착해 있는 화면으로 인해 약간의 왜곡에도 사용자의 두뇌가 이질감을 느끼고 멀미 증상을 유발할 수 있기 때문이다.

엔비디아는 이를 해결하기 위해 다중 디스플레이에서 화면 왜곡을 보정하는 파스칼 아키텍처의 SMP(Simultaneously Multi-Projection) 기술을 기반으로 VR웍스에 두 가지 주요 기능, ‘렌즈 매치드 쉐이딩(Lens Matched Shading)’과 ‘싱글 패스 스테레오(Single Pass Stereo)’를 탑재했다.

렌즈 매치드 쉐이딩은 VR 디스플레이 출력에 보다 적합한 렌더링을 통해 픽셀 쉐이딩(pixel shading) 성능을 개선한다. 다시 말해 모니터 기준으로 렌더링 하는 기존 VR 렌더링 기법과 달리, 처음부터 렌즈 왜곡을 계산해 보이지 않는 부분은 렌더링 하지 않는 것이다.

또한 싱글 패스 스테레오 기술은 VR 헤드셋의 좌우 디스플레이가 단일 지오메트리 패스(geometry pass)를 공유한다. 이를 통해 사실상 두 개의 화면을 렌더링 했던 기존 VR 렌더링과 비교해 작업 부하가 사실상 절반으로 줄어든다.

VR웍스의 청각적 효과

기존의 VR 오디오는 가상현실 환경 내에서 음원의 정확한 3차원 위치를 제공했지만, 음파가 벽을 통해 움직이고, 물체의 표면에서 튀기는 등 물리적 환경에 따라 변화하는 실제 세계의 소리까지 반영할 수는 없었다.

이를 해결하기 위해 엔비디아는 새로운 물리 연산 기반의 오디오 기술, PTA(Path Traced Audio)를 VR웍스에 탑재했다. 모든 광원에서 발생한 빛과 반사광을 구현하는 옵틱스(OptiX) 레이 트레이싱 엔진을 활용해 소리의 움직임과 확산을 시뮬레이션 하고, 가상현실의 환경적 특성에 따라 이를 실시간 변경하는 것이 특징이다.

VR웍스의 촉각적 효과

가상현실의 현장감을 증폭하기 위해서는 그래픽과 사운드 외에도 정확한 물리적 반응과 촉각적인 상호작용 또한 놓칠 수 없다. 가상 오브젝트가 현실과 동일하게 사용자의 움직임에 반응하지 않으면, 결국 가상의 세계로 밖에 느낄 수 없기 때문이다.

현재 개발된 대부분의 VR 기기에서는 컨트롤러, 위치 추적, 촉각 인식(haptic)을 조합해 촉각적인 상호작용을 제공한다. 여기서 엔비디아는 피직스(PhysX) 엔진을 활용해 컨트롤러와 가상 오브젝트 간의 상호작용을 감지하고, 게임 엔진이 물리적으로 정확한 비주얼 및 촉각 반응을 제공할 수 있도록 구현한다. 또한 사용자 주변 가상 세계의 물리적 반응을 모델링 한 뒤 폭발, 수면의 파장 등 모든 상호작용을 현실에서처럼 정확히 시뮬레이션하고 반응하도록 하는 것이 특징이다.

한편, VR웍스에 대한 보다 자세한 내용은 엔비디아 공식 홈페이지(www.geforce.com)에서 확인할 수 있다.