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중소기업 기술로드맵 조회결과

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과업 특화형 개인 AR/VR 디스플레이 도구
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

과업 특화형 개인 AR/VR 디스플레이 도구 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • 과업 특화형 개인 AR/VR 디스플레이 도구는 부품 수리, 수중 탐사, 수술 교육 등 특정 과업에 특화된 개인 AR/VR 디스플레이 도구
  • 과업 특화형 개인 AR/VR 디스플레이 도구는 가상현실 I/O 디바이스 중 출력(Output)에 해당
나. 주요 제품

[ 제품분류 관점 기술범위 ]

제품분류 관점 기술범위
제품분류 관점세부기술
INPUT 위치이동 추적 센서
  • GPS 신호, 위도 경도, 가속도 및 자이로 센서를 이용하여 사용자의 위치 정보를 추적하는 기술
제스처 인식 센서
  • 사용자의 손, 발, 머리 등을 시스템이 추적하여 사용자가 의도한 제스처를 인식하는 기기
착용형 키보드
  • 직물형 버튼, 착용형 키보드 등 착용하여 텍스트나 명령어를 입력할 수 있는 기기
스마트음성 인식 센서
  • 초소형 마이크를 이용한 음성 인식 기술
OUTPUT HMD
  • 사용자에게 몰입감 높은 가상현실을 체험할 수 있게 하는 대형의 가상화면을 제공하는 장치
  • 고화질, 광시야각 기술, 고 프레임 처리 네트워크 기술
촉각장치
  • 촉각의 재현 기술
  • 착용감을 최소화하는 기술
SW I/O 데이터 통합 및 처리 소프트웨어
  • Input 데이터들을 통합하여 처리하고 그 결과를 끊김 없이 자연스럽게 feedback 할 수 있는 데이터 통합 및 처리 기술
3. 시장현황 및 전망분석
가. 세계시장

Marketsandmarkets에 의하면, 과업 특화형 개인 AR/VR 디스플레이 도구는 2016년 32억 5,000만 달러에서 연평균 38.8%씩 증가해 2021년 180억에 이를 전망

[ 과업 특화형 개인 AR/VR 디스플레이 도구 분야의 세계 시장규모 및 전망 ]

(단위 : 백만 달러, %)

과업 특화형 개인 AR/VR 디스플레이 도구 분야의 세계 시장규모 및 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
세계시장 3,250 4,855 6,738 9,353 12,982 18,019 38.8

* 출처 : Head-Mounted Display Market by Technology (AR, VR), Application (Consumer, Commercial, Enterprise & Industry, Engineering & Design, Military, Medical), Product (Head Mounted, Eyewear), Component, Connectivity, and Geography - Global Forecast to 2022 (Marketsandmarkets,2017)

나. 국내시장

과학기술정보통신부에 의하면, 가상현실 하드웨어 분야의 국내 시장규모는 2016년 1조 2,678억 원 수준에서 연평균 40.6%씩 증가해 2021년 7조 6,623억 원에 이를 전망

[ 가상현실 하드웨어 분야의 국내 시장규모 및 전망 ]

(단위 : 억 원, %)

가상현실 하드웨어 분야의 국내 시장규모 및 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
국내 12,678 18,255 26,266 37,848 54,497 76,623 40.6

* 출처: 과학기술정보통신부, 한국 VR산업협회(2015), ‘21년 시장규모는 ’16~‘21 간 CAGR을 적용해 대체

4.기술분석
가. 기술환경 분석

연구 개발 동향

  • 개인 AR/VR 디스플레이 도구는 디스플레이, 배터리, 메모리 및 CPU, 각종 센서, 사운드 장치, 영상 획득 장치 등 다양한 기술이 적용되며, 세부 주요 제품 및 기술에는 프리즘 프로젝터, 마이크로 USB/재충전 배터리, CPU 탑재기술, 가속센서, 광센서, 렌즈 모듈 등을 포함
  • 개인 AR/VR 디스플레이 도구는 헤드장착디스플레이나 헬멧장착 디스플레이 형태를 갖추며, 양쪽이나 한쪽 눈앞에 초소형 디스플레이와 광학요소로 구성
  • 최근 DAQRI나 맥스트 같은 국내외 기업에서는 AR/VR 디스플레이 도구를 과업특화형으로 개발하고 이를 이용한 건설, 기계, 교육 등 다양한 응용 분야를 개척 중

최근 과업 특화형 개인 VR AR 디스플레이 도구는 완전 몰입형(VR)과 광학투시형(AR) 디스플레이 장치로 대기업과 스타트업에서 시제품이 출시되고 있으며 이를 위한 다양한 융합기술이 연구 중임

[ VR/AR 착용형 디스플레이 기술동향 ]

VR/AR 착용형 디스플레이 기술동향
모델명oculus RiftVivePlaystation VROSVR
HMD 착용부
시야각(FOV) 110도(대각선) 110도(대각선) 100도(대각선) 100도(대각선)
해상도(단안) 2160x1200 (1080x1200) 2160x1200 (1080x1200) 1920x1080 (960x1080) 1920x1060 (960x1080)
갱신율(Hz) 90 90 120 60
트래킹 (+위치추적) 6DOF (IR camera) 6DOF (lighthouse) 6DOF (color light) 6DOF (IR camera)
서비스 플랫폼 Oculus Share MS XBOX Valve STEAM SONY PlayStation Opensource

* 출처 : 양웅연, 김기홍, “VR/AR 착용형 디스플레이 기술동향”, 전자통신동향분석,31권 4호, pp.13-22, 2016

[ VR/AR 착용형 디스플레이 기술동향 ]

VR/AR 착용형 디스플레이 기술동향
모델명M300SmatEyeGlassHololensDAQRI
HMD 착용부
시야각(FOV) 20도(대각선) 20도(대각선) 35도(대각선) 44도(대각선)
해상도(단안) 640x360 419x138 (mono-color) 최대 1268x720 1366x768
트래킹/상호작용센서 acc./gyro./com., 2aixs tough pad, camera acc./gyro./com. light,mic, wired controller 1 IMU, 4 env.cam, 1 depth cam, HD cam, 4 mic, light multiple cam.,depth sensor, Fisheye lens, themal camera, 6-axis IMU
특징 Andriod 6 OS display frame rate 10-15fps 579g smart helmet

* 출처 : 양웅연, 김기홍, “VR/AR 착용형 디스플레이 기술동향”, 전자통신동향분석,31권 4호, pp.13-22, 2016

개인 VR AR 디스플레이 기술의 주요 이슈는 VR용의 경우 고해상도 디스플레이와 motion sickness를 줄이기 위한 빠른 트래킹과 랜더링 기술 등이고 AR용의 경우 시야각 확대와 정확한 증강을 위한 트래킹과 룸 스케닝 기술, 상황인지 소프트웨어 등

  • 최근 서울대 이병호 교수 연구팀은 시야각을 60도 이상 넓힐 수 있는 기술을 개발하여 ACM Transactions of Graphics에 논문을 게재
  • 국내 기업 맥스트는 2017년 11월, 국내 최초로 기업형 증강현실 기반 원격지원 서비스 VIVAR (한글명: 비바)를 공식 출시
    • 영상통화만 가능했던 기존의 원격 지원 방식과는 달리, 스마트폰을 이용하여 증강현실을 이용한 AR Pen 기능과 채팅창을 통한 자료 공유, 직관적인 방향 지침 등의 다양한 기능을 추가
    • 이를 통해, 앞으로 사용자 간의 쌍방향 커뮤니케이션 효율이 크게 향상될 것으로 기대되며, 특히 현장에서 조립 및 설치 작업을 수행하는 설비 관리 및 수리 유지보수 분야, 부동산 관리 및 건설 분야 등에서 출동 횟수 및 문제 해결에 소요되는 시간이 크게 감소될 것으로 예측

* 출처 : 맥스트, ‘CES 2017’서 증강현실 신제품 2종 공개(NewsWire. 2017)

해외 대기업과 스타트업은 우수한 기술력을 기반으로 다양한 제품을 선보이고 있는 반면, 우리나라의 기술수준은 선진기업과 큰 차이를 보이며, 대부분 저가의 장치위주의 생산 활동을 펼치고 있는 것으로 판단

  • DAQRI는 건설현장 등에 사용될 수 있는 증강현실 스마트 헬멧을 개발했으며, 이 헬멧을 작용한 작업자는 현장에서 일어나는 문제를 즉시 파악하여 해결할 수 있으며 원격의 전문가와 협업 가능

* 출처 : Daqri Smart Helmet(Wired. 2017)

미래 창조과학부, 산업통상자원부, 문화체육관광부를 중심으로 가상/증강현실 기술에 대한 연구개발이 활발히 이루어지고 있음

  • 과학기술정보통신부는 가상현실 신산업 5대 선도 프로젝트ʼ(ʼ16.3)를 추진 중에 있으며, 상암 DMC를 문화-ICT의 융합 거점화하기 위한 정책과 가상현실 분야 원천기술 개발 추진(ʼ16년 616.5억 원)

    [ 5대 선도 프로젝트(안) ]

    5대 선도 프로젝트(안)
    구분주요내용
    1. VR게임체험 VR+게임·체험을 위한 모션인식, 영상처리 등 SW·콘텐츠 및 디바이스 개발
    2. VR테마파크 VR+한류 테마파크(놀이기구) 접목을 위한 SW 및 콘텐츠 개발
    3. VR영상플랫폼 360도 VR 한류콘텐츠 제작 및 글로벌 유통 플랫폼 선점
    4. 다면영상 대기업(상영관) + SW기업 + CG/애니기업 등 협력으로 영화상영의 신표준 선점
    5. 글로벌 유통 이러닝/이북 등 콘텐츠와 유통솔루션(SW) 패키지 수출

    * 출처 : 문화ICT 융합을 통한 콘텐츠 신시장 창출 간담회(문체부 공동)(과학기술정보통신부. 2016)

  • CPND 생태계 구축, 대중소기업 협력 및 민간투자가 촉발될 수 있도록 가상현실 중심의 5대 선도 프로젝트 추진
  • CPND 기업 및 문화-ICT 기업 협업체계를 갖춘 컨소시움에 ʻR&D + 콘텐츠 개발 + 시범사업ʼ을 통합·연계하여 지원
  • 산업통산자원부는 미래시장의 기술 및 파급효과를 고려한 중대형 SW R&D 정책의 일환으로 가상·증강현실 SW개발 사업을 시작하였으며 최근 미래산업 선도기술 개발사업을 통해 다양한 분야에서 기술 적용을 추진 중
  • 13대 산업엔진 중 하나로 가상현실을 설정하고 가상현실을 산업에서 활용하기 위한 ʻ가상훈련 시스템ʼ 개발 등 추진
  • 문화체육관광부는 과학기술을 활용한 융복합 스포테인먼트 산업 육성을 위해 증강 현실을 활용한 체험 가능한 테마파크 놀이기구, 승마, 봅슬레이 등 관련 기술개발을 지원
  • 문화체육관광부는 콘텐츠산업 진흥계획을 통해 가상·증강현실을 활용한 고위험, 직업 훈련 재난대응, 가상 전투 등을 위한 콘텐츠 개발을 지원하고 있으며 한국형 디지털 테마파크로 증강현실 기반의 첨단 대표 콘텐츠 개발 및 글로벌 시장 진출을 지원

시장조사 회사 CCS 인사이트(CCS Insight) 자료에 따르면 가상·증강현실 시장 규모는 2018년까지 40억 달러 이상으로 성장할 것으로 예상되며 2018년 가상현실 시장의 90%를 차지하는 것은 스마트폰 기반 기기가 될 것이며 증강현실 시장은 현재 3억 달러에서 12배인 36억 달러까지 성장할 것으로 예측됨

  • CCS는 특히 2016년부터 본격적으로 다양한 가상현실, 증강현실 기기가 출시되기 시작하여 2016년에는 약 250만 개가 판매되고 2018년에는 전 세계적으로 2,400만 개까지 판매될 것으로 예상됨

영국의 투자은행 디지캐피털 (Digi-Capital)은 초기에는 가상현실 중심으로 시장이 성장하나 중장기적으로는 증강현실 시장이 더욱 확대될 것으로 예상되며, 가상현실 시장은 2016년 약 30억달러에서 2020년에는 약 300억 달러로 10배 정도 성장할 것으로 예측

  • 증강현실 시장 규모는 2016년에는 10억 달러로 가상현실 시장보다 뒤지지만 4 년 뒤인 2020년에는 약 900억 달러로 무려 90배 증가할 것으로 전망됨
  • 2020년 가상현실 시장의 경우 주로 게임 분야에서 큰 매출이 예상되는 반면, 증강현실은 하드웨어와 전자상거래 분야에서 가장 큰 시장을 형성할 것으로 예상
5. 핵심요소기술 선정

확정된 요소기술을 대상으로 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정

[ 과업 특화형 개인 AR/VR 디스플레이 도구 분야 핵심요소기술 ]

과업 특화형 개인 AR/VR 디스플레이 도구 분야 핵심요소기술
분류핵심요소기술설명
디스플레이 하드웨어 시인성을 향상시킨 VR 디스플레이 기술 1920x1080p 이상의 해상도를 갖춘 VR 디스플레이 기술 개발
밝기를 향상시키고 FOV를 넓힌 AR 디스플레이 기술 35도 이상의 FOV와 밝기가 향상된 AR 디스플레이 기술 개발
착용형 센서 하드웨어 작업자의 정말 위치/자세 인식 센서 기술 디스플레이에 장착된 가속도/자이로 센서등을 이용하여 실내 움직임 추적 오차 50cm 이내의 정밀 측정 기술 개발
모바일 생체신호측정 센서 기술 움직이는 과업 수행자의 심박수, GSR 등의 생체신호를 70% 이상 정확도로 획득하는 기술 개발
다수의 RGB, HD, Depth, IR카메라, Thermal 카메라 등 최적화 개발 기술 5종 이상의 카메라를 디스플레이에 부착하는 경량화, 저전력 설계 기술 개발
다양한 센서가 부착된 디스플레이 하드웨어의 저전력 CPU 및 구동 SW 기술 CPU <2W, 배터리지속시간 >3시간 이상을 만족하는 CPU 구동 및 SW 개발
상황인지 및 추론 소프트웨어 영상처리 기반 작업 환경 스캐닝 기술 640x480 이상의 깊이 카메라를 이용한 실시간 환경 모델링 기술 개발
AR을 위한 다수의 카메라를 이용한 주변 환경 인식 및 추적 기술 다수 카메라를 이용한 주변 환경 모델링 및 특정 객체 인식 (인식률:99% 이상) 및 추적 (정확도 1cm 이내) 기술 개발
착용형 센서를 이용한 환경 인식 및 변화 추적 기술 착용형 센서를 이용하여 정확도 95% 이상 작업 진행상황을 파악할 수 있는 기술 개발
생체신호 분석을 통한 작업자 감성 및 상태파악 기술 생체신호 분석을 통한 작업자의 감성 및 상태파악(95% 정확도) 기술
영상/자세/위치/생체신호 센서를 이용한 사용자 작업 상태 추론 기술 종합적인 센서 데이터를 입력으로 Machine Learning 기술을 이용한 정확도 95% 이상의 작업상태 추론 기술
작업자-전문가 원격지원을 위한 소프트웨어 플랫폼 개발 앱 개발을 위한 SDK 개발 개발자가 개발된 기술을 활용할 수 있는 편리한 SDK 개발
원격 협업 플랫폼 설계(디자인) 기술 개발 원격 협업 플랫폼을 위한 증강현실 데이터의 실시간 가시화 방법론 디자인
작업자 상호작용 UI 개발 기술 개인 디스플레이를 착용한 작업자의 입출력을 자연스럽게 지원할 NUI 설계 기술 개발