imskorea_logo_1Part 1: 교육용 가상현실, 혼합현실 콘텐츠 이용 가이드라인
표준번호IMS KR 1014-1
발행일2017년 12월 1일
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1 이용 지침의 이해

최근 가상현실(Virtual Reality), 증강현실(Augmented Reality), 혼합현실(Mixed Reality)과 같은 키워드가 뜨거운 주제로 부상하였다. 앞으로 2~3년 안에 전 세계 초·중등교육분야에도 가상현실 기술이 도입될 것으로 기대된다(NMC, 2017). 전문가들에 따르면 가상·혼합현실 기술은 소비자의 기대와 기술 수준이 어느 정도 일치하면서 거품이 제거된 상태라고 한다. 국내에서도 2018년부터 전국 초·중학교에 가상·증강현실 기술을 도입한 실감형 디지털 교과서가 보급될 예정이다(교육부, 2016). 그러나 가상·혼합현실기술을 활용하는 성장기 학생들의 건강문제, 적절한 이용 환경에 대한 우려 등과 같은 잠재적 위험요소도 일부 존재한다. 이 문서에서는 교육용 가상·혼합현실 콘텐츠를 이용할 때 고려해야 할 사항을 제시함으로써 신기술 도입에 대한 교육 현장의 혼란을 줄이고 이용에 도움을 주고자 한다.

1.1 대상 독자

학생들과 함께 교육용 가상·혼합현실 콘텐츠를 이용하고자 하는 초·중등 교사

1.2 주요 내용

본 지침은 가상·혼합현실 콘텐츠를 이용할 때 고려해야 할 사항들을 제시한다. 기기에 대한 고려, 기기와 콘텐츠에 대한 정보 확인, 학습자의 건강상태 확인, 학습 내용에 대한 안내, 안전교육 및 윤리교육, 접근성에 대한 고려 등이 필요하다. 보다 자세한 내용이나 전문적인 부분은 기기나 콘텐츠 제조사 등에서 제공하는 문서 등의 도움을 받을 수 있다.

2 기술에 대한 이해

국제 표준화 기구와 다수의 전문가들은 가상세계와 현실세계 사이의 구분을 설명하기 위해 [그림 1]과 같은 스펙트럼을 주로 사용한다. [그림 1]의 현실-가상 스펙트럼에서 볼 수 있듯이 가상환경(Virtual Environment)은 현실세계(Reality Environment)와 대척점에 있는 상대 개념이다. 현실과 가상, 두 개념 사이에 있는 모든 현실은 혼합현실로 볼 수 있다. 혼합현실은 크게 두 가지로 구분할 수 있는데, 현실세계와 가상환경 중 어느 한쪽이 더 강조되는지에 따라 현실 세계에 가상의 객체를 겹친 증강된(augmented) 현실인 ‘증강현실(AR)’과 가상 세계에 현실의 객체를 겹친 ‘증강가상(AV: Augmented Virtuality)’으로 구분할 수 있다.

[그림 1] Reality-Virtuality Continuum. Milgram, Paul; H. Takemura; A. Utsumi; F. Kishino (1994)

2.1 가상현실(VR: Virtual Reality)

가상현실은 가공된 세계를 실존하는 것처럼 만든 것이다. 360 영상이나 3D 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해 콘텐츠를 제작하게 된다. 현실 세계를 차단한 100% 가상의 세계를 사용자에게 보여준다는 점에서 증강현실과 차이가 있다. 사용자에게 압도적인 몰입감을 제공하기 위해 콘텐츠 재생에 See-Closed 방식의 HMD를 주로 사용하고 있다.

2.2 증강현실(AR: Augmented Reality)

증강현실은 현실세계에 가상의 물체나 정보를 겹쳐 보여주는 기술을 의미한다. 스마트폰, 태블릿과 같은 모바일 기기를 이용하거나 현실 세계가 보이는 투명한 창이 있는 특수 안경을 착용함으로써 해당 콘텐츠를 활용할 수 있다. 최근 유행했던 ‘포켓몬 고(Pokemon Go’가 대표적인 증강현실 콘텐츠이다.

2.3 혼합현실(MR: Mixed Reality)

혼합현실은 가상현실과 증강현실을 아우르는 용어로 쓰이기도 하고, 가상현실의 몰입감과 증강현실의 현실감을 결합한 또 다른 영역을 지칭하기도 한다. 다수의 사람이 동일한 가상환경을 체험할 수도 있고, 가상의 세계와 실제 세계가 상호작용 방식으로 서로 통합되기도 한다. 청각, 후각, 촉각 등의 감각기술이 더해지며 보다 실감나는 콘텐츠가 등장할 것으로 기대된다. 가상현실, 증강현실에 비해 혼합현실기술의 개발은 초기 단계다.

3 휴먼 팩터에 대한 이해

휴먼팩터(Human Factor)는 인간공학(Ergonomics)과 동의어로 쓰이기도 하는 용어로, 인간에게 최적화된 기기나 시스템 개발에 이용되는 이론, 원리, 데이터를 포괄하는 과학적 전문 연구 분야를 뜻한다(IEA, 2000). 정보의 응용 및 인간의 행동, 능력, 장치 및 시스템의 설계 및 평가에 대한 물리적·심리적 특성에 대한 이해를 다루는 학제 간 분야를 지칭한다(Chapanis, 2016). 가상현실, 혼합현실의 휴먼 팩터는 크게 4가지로 구분할 수 있다.

3.1 건강 문제

건강 문제와 관련해서 제기된 이슈들의 원인과 증상은 다음과 같이 정리할 수 있다.

  • 불쾌감: 가상·혼합현실을 체험하며 일부는 어지럼증, 현기증, 두통, 메스꺼움과 같은 불쾌감을 느끼곤 한다. 이러한 증상은 ‘VR sickness’, ‘simulator sickness’, ‘motion sickness’, ‘사이버멀미’ 등 다양한 용어로 불린다. 가상환경에서 발생한 시각적 자극에 대해 실제 물리적 움직임이 일어나지 않아 불쾌감이 유발될 수 있다.
  • 시력에 미치는 영향: 다수의 기기들이 사용자의 안구에 매우 가깝게 위치하고 있다. 이로 인해 장시간 착용 후에 시각적 피로를 느끼는 사람이 많고, 일부는 눈의 흐림, 복시, 기계근시를 경험하기도 한다.
  • 광과민성 증후군: 포켓몬 쇼크, 닌텐도 증후군이라고도 불리는 이 증상은 빠르게 깜박이는 빛의 자극으로 인해 발작(간질)이 일어나는 현상을 말한다.
  • 반복 작업으로 인한 근골격계 질환: 기기의 조작 등을 위해 오랜 시간 반복적으로 동일한 자세를 취하게 되면, 근골격계에 지속적인 자극이 가해져 통증이나 피로감이 나타날 수 있다.
  • 위생 문제: 다수의 사람이 기기를 공동으로 이용하거나, 한 명이 이용하더라도 동일한 기기를 반복적으로 사용하는 경우, 소독 등과 같은 방법으로 위생에 신경 쓰지 않는다면 전염성 질병의 감염과 같은 문제가 발생할 수 있다.

 

3.2 안전 문제

안전 문제와 관련해서 제기된 이슈들의 원인과 증상은 다음과 같이 정리할 수 있다.

  • 시야의 제한으로 인한 안전사고: 사용 시 주변 시야가 차단되는 See-Closed 방식의 기기를 사용 하는 경우에 주위를 살피지 못해 부딪힘, 넘어짐 등의 문제를 겪을 수 있다. 가상물체와 현실이 겹쳐 보이는 See-Through 방식의 기기를 사용하는 경우에도 주위를 면밀히 살피지 못한다면, 추락, 교통사고의 위험이 존재한다.
  • 현실과 가상세계의 혼돈으로 인한 안전사고: 가상세계의 의자나 벽이 실제 존재한다고 착각해 앉으려고 하거나 기대려고 하는 경우, 안전사고가 발생할 수 있다.

 

3.3 사회적 문제

사회적 문제와 관련해서 제기된 이슈들의 원인과 증상은 다음과 같이 정리할 수 있다.

  • 초상권 사생활 침해 문제: 기기에 탑재된 촬영 기능을 악용하거나, 의도치 않은 사용으로 상대방의 초상권 및 사생활을 침해하게 될 수 있다.
  • 과몰입 리셋증후군: 이용자가 증강·가상현실에 과도하게 몰입해 현실세계와 증강·가상 세계를 구분하지 못하거나, 현실세계를 가상세계로 착각해 리셋(Reset) 버튼을 누르면 다시 시작할 수 있다고 오인할 수 있다.

 

3.4 기타 문제

그 밖에도 콘텐츠를 이용할 수 없는 여건에 있는 사람들에 대한 고려가 필요한 경우도 있다.

  • 접근성 문제: 몸이 불편한 사람, 노약자, 경제적 환경이 녹록치 않은 사람도 모두 동일한 경험을 할 수 있을지에 대한 의문이 남아있다.

 

4 콘텐츠 이용시 고려할 점

4.1 기기에 대한 고려

가상·혼합현실 콘텐츠는 이용할 기기의 플랫폼에 따라 다양하다.

스마트폰이나 태블릿 등을 활용해 증강현실 콘텐츠를 활용할 계획이라면, 특정 알파벳 카드를 인식시켰을 때 해당 알파벳의 발음 소리가 재생되는 영어공부, 책에 표시된 특정 이미지를 인식시켰을 때 연관된 가상의 이미지가 나타나 색을 칠할 수 있는 형태의 색칠공부 등과 같은 콘텐츠를 활용할 수 있다.

카드보드 등과 같은 모바일 기반 HMD를 사용하는 경우, 구글 플레이스토어나 앱스토어에서 이용할 콘텐츠를 찾을 수 있다. 모바일 기반 HMD는 학습자의 움직임을 인식해 반영할 수 없기 때문에, 360 이미지, 360도 동영상과 같은 가상투어 형태의 둘러보기 콘텐츠가 많다. 어지럼증은 콘텐츠의 형태보다 사용하는 모바일 기기의 사양에 영향을 받는데, 중저가형 모바일 디스플레이로 흔히 쓰이는 LCD의 경우 디스플레이 지연시간을 줄이는 데 한계가 있어 어지럼증을 유발할 수도 있다.

PC나 콘솔 기반 HMD를 이용하는 경우, 별도의 컨트롤러를 활용해 학습자가 조작할 수 있는 문제풀이 형태의 콘텐츠들을 활용할 수 있다. 그러나 이러한 기기들의 경우 대부분 13세 미만의 사용을 제한하고 있기 때문에 사용에 주의해야 한다.

4.2 기기와 콘텐츠의 정보 확인

가상·혼합현실 기기는 아직 표준화가 이루어지지 않아, 착용법·사용법 등이 매우 상이하다. 예를 들어, 안경을 쓴 학습자가 Playstation VR을 사용할 때는 헤드셋의 렌즈에 안경이 닿지 않는다면 안경을 쓴 채로 헤드셋을 착용할 수 있다. 그러나 Gear VR을 사용할 때는 안경을 쓴 채로 헤드셋을 사용할 수 없다.

가상·혼합현실 콘텐츠의 경우, 분류기준이 없거나 일부 게임물의 경우 ‘자체등급분류제도’를 이용해 이용 연령을 구분하기 때문에 청소년에 유해하거나 문제될 수 있는 내용이 포함된 콘텐츠가 유통될 우려가 있다. 교육에 콘텐츠를 이용하려는 교사는 콘텐츠의 내용을 사전에 검토할 필요가 있다.

기기 및 콘텐츠 제작사에서는 User Guide, User Manual 등의 형태로 사용자에게 이용방법을 안내하고 있지만, 나열식으로 정보가 제시되고 있어 다수의 학생을 대상으로 수업에 가상·혼합현실기술을 이용하려는 교사가 한눈에 점검 항목을 알아보기가 쉽지 않다. [표 1]과 같은 체크리스트를 활용해 수업을 준비하는 과정에서 중요한 부분을 점검할 수 있다. 보다 자세한 내용은 사용하려는 기기와 콘텐츠의 이용설명서를 참고할 수 있다.

아니오
기기의 고장 및 파손 여부 디스플레이의 파손 등 사용이 어려울 정도의 고장이나 파손이 있나요? ※ 기기의 고장이나 파손은 성능 저하와 이용자의 불쾌감을 유발할 수 있음
기기의 충전 상태 원하는 시간동안 사용할 수 있을 정도로 충전되어 있나요?
기기의 수량 기기의 수량은 충분한가요? ※ 기기가 부족하다면, 2인 1대, 4인 1대 등과 같은 방법으로 공동 이용 가능
기기의 위생상태 기기는 충분히 깨끗한가요? ※ 위생 패드나 소독제 사용을 권장
네트워크 활용 여부 Wi-Fi, 셀룰러 등 네트워크 접속이 필요한가요? ※ 네트워크 접속이 필요하다면 접속 비밀번호의 필요 여부, 동시 접속자 수 등에 대한 사전 확인이 필요
기기 사용법 기기 사용법을 알고 있나요? ※ 착용방법, 조작방법, 동작반경 등에 대한 확인 필요
콘텐츠의 내용 콘텐츠의 내용이 해당 연령의 학습자가 사용하기 적합한가요?
콘텐츠의 조작 방법 콘텐츠의 조작 방법을 확인했나요? ※ 콘텐츠 별로 조작방법이 다를 수 있음
이용 환경 동작에 필요한 공간이 충분히 확보되었나요? ※ 교실이나 책상의 이동 등으로 이용 환경이 변경된 경우, 확보된 공간에 대한 재확인이 필요
답변 칸에 음영처리된 부분에 표시가 항목은 점검이 필요한 부분임

 

4.3 위생

다수의 학습자가 공동으로 기기를 사용하는 경우, 특히 위생에 유의해야 한다. 눈병, 피부병 등과 같은 전염성 질환의 예방을 위해서 [표 2]과 같은 위생패드의 사용이나, UV 소독 등을 고려할 수 있다.

[표 2] 위생패드의 예

구분 귀에 거는 안대 형태 기기에 부착하는 형태 머리에 쓰는 두건 형태
예시
출처 https://www.banggood.com/kr/50-PCS-Disposable-Hygiene-Eye-pad-Face-Mask-for-HTC-Vive-for-PlayStation-VR-Headset-p-1213969.html?rmmds=search https://vrcover.com/product/htc-vive-disposable-hygiene-covers-extra/ http://www.gametech.co.jp/products/catalog/5251/5251_1.html

 

4.4 학습자의 건강상태 확인

학습자의 평소 건강상태(의료기기 사용 여부, 질환 여부 등)가 가상·혼합현실 체험에 영향을 줄 수 있다. 사용 전/중/후 틈틈이 학습자의 건강상태 확인이 필요하다. 다음과 같은 경우, 이용에 주의가 필요하다.

  • 피곤하거나 수면이 필요한 경우, 소화 장애, 감기, 독감, 두통, 편두통, 귓병 등을 앓고 있는 경우, 스트레스, 불안감 등에 시달리는 경우, 약물의 영향을 받고 있을 경우: 사용을 금함
  • 발작 경험이나 발작 경향이 있는 경우, 심장 박동기, 보청기, 제세동기 등 의료기기를 착용하는 경우(기기의 자성 부품이나 통신 부품이 의료기기에 영향을 줄 수 있음): 사용 전 의사나 전문가와 상담을 요함
  • 어린 시절에 차량이나 놀이기구를 탈 때 멀미 증상을 많이 느꼈던 경우, 얼굴이 작거나 미간이 좁은 경우 (동공 간 거리(IPD)가 작은 경우): 사용 중 유의

체험 중 이상 증상이 나타나면 즉각 사용을 중단하고 증상이 완전히 사라질 때까지 충분한 휴식을 취해야 한다. 지속적인 이상이 나타나는 경우, 의사의 상담이 요구된다.

  • 신체의 어느 부위라도 피로하거나 아픈 경우, 따끔거림/마비/화끈거림/경직 등의 증상을 느끼는 경우, 발작/인지상실, 눈의 피로/눈이나 근육의 경련/무의식적 움직임/시력 저하/흐릿함/복시/그 밖의 다른 시각적 이상, 메스꺼움/어지러움 등: 의사와 상담이 필요

교사가 여러 학습자의 건강상태를 짧은 시간에 확인하기 어려우므로, [표 3], [표 4]와 같은 형태의 설문지를 활용해 수업 전, 후 학습자의 건강상태를 확인 할 수 있다.

[표 3] 수업 전 건강상태 확인을 위한 문진표

생년월일 성 명
학습자에 대한 확인사항 본인 또는 보호자 확인
오늘 아픈 곳이 있습니까? 있다면 증상을 적어주십시오. (소화장애, 스트레스, 불안, 감기, 독감, 두통, 편두통, 귓병, 눈병, 피부병 등) ☐ 예 ( )
☐ 아니오
현재 복용하고 있는 약물이 있습니까? ☐ 예
☐ 아니오
현재 피곤하거나 수면이 필요한가요? ☐ 예
☐ 아니오
발작이나 경련, 의식 상실 등과 관련된 증상을 겪은 적이 있습니까? ☐ 예
☐ 아니오
심장박동기, 보청기, 제세동기 등 의료 기기를 사용하고 있습니까? ☐ 예
☐ 아니오
과거에 가상·혼합현실 체험 후 이상 증상이 나타난 적이 있습니까? 있다면 체험했던 기기 또는 콘텐츠에 대한 정보를 적어주십시오. ☐ 예 ( )
☐ 아니오
어린 시절에 차량이나 놀이기구를 탈 때 멀미를 심하게 느꼈었나요? ☐ 예
☐ 아니오

[표 4] 수업 후 건강상태 확인을 위한 문진표

생년월일 성 명
학습자에 대한 확인사항 본인 또는 보호자 확인
체험 후 아픈 곳이 있습니까? 있다면 아픈 증상을 적어주십시오. ☐ 예 ( )
☐ 아니오
따끔거림, 마비, 화끈거림, 경직 등이 느껴지나요? ☐ 예
☐ 아니오
눈의 피로, 경련, 무의식적 움직임, 시력 저하, 흐릿함, 복시, 그 밖의 불편한 증상이 있나요? ☐ 예
☐ 아니오
메스꺼움, 어지러움 같은 불편함이 있나요? ☐ 예
☐ 아니오
손, 팔, 손목, 어깨, 목 등에 통증이 있나요? ☐ 예
☐ 아니오

 

4.5 학습 내용에 대한 안내

가상·혼합현실 콘텐츠는 학습자의 관심을 끄는 요소들이 많아 자칫하면 산만해질 수 있다. 콘텐츠를 이용하기 전에 중점적으로 살펴보아야 할 부분을 안내해 학습자의 집중을 유도할 수 있다. 이용을 마친 후에는 학습자가 놓친 부분은 없는지 확인한다.

4.6 안전 교육 및 윤리 교육

가상세계는 현실이 아니라는 점으로 인해, 콘텐츠를 이용하면서 폭력, 욕설 등과 같이 잘못된 행동을 저지를 수도 있다. 또한 가상과 현실을 구분하지 못해 가상세계에서 하던 행동들(예:높은 곳에서 뛰어내리기 등)을 실제 세계에서 할 수도 있다. 특히 이 부분은 인지능력이 미성숙한 어린 학생들에게는 치명적인 문제가 될 가능성이 높다.

과거의 게임 중독, 인터넷 중독과 유사하게 강력한 자극에 노출되면서 현실 세계를 다소 시시하고 답답하게 여기며 무력감에 빠질 수도 있다. 정보통신 윤리교육 등에 가상·혼합현실에서의 안전 및 윤리 내용을 포함하거나, 수업 전후의 안전 교육을 통해 주의 환기가 필요하다.

4.7 접근성에 대한 고려

조작방법 등의 미숙으로 가상·혼합현실 콘텐츠 이용에 시간이 필요한 학습자에게는 학습하기 충분한 시간을 제공해야 한다.

가상현실 기기의 대부분은 매우 개인화된 기기이므로, 학습자가 건강 등의 이유로 기기를 사용할 수 없다면 학습에서 소외될 수 있다. 여러 이유로 해당 컨텐츠를 전용 기기로 이용할 수 없는 학습자에게 동영상으로 해당 내용을 학습할 수 있도록 하는 등과 같이 유사한 학습경험을 제공하기 위한 대책이 필요하다.