터치스크린·동작 인식 등 신체가 곧 도구
오랜 시간 키보드와 마우스로 대변되던 입력 장치가 변화의 물결에 접어들었다.
일등공신은 단연 모바일기기다. 책상 위를 벗어나, 기기를 들고 이동 중에도 조작하는 사용행태는 입력 방식에도 변화를 필요로 하게 됐다.
입력 장치까지 따로 들고 다닐 수 없기 때문에, 사람과 기기가 직접 ‘소통’하는 방법을 강구하게 된 것이다.
진화의 속도는 놀랍다.
명령을 입력하기 위해 버튼을 누르는 것은 옛말이다. 손가락으로 터치하거나 드래그 하거나 두 손가락으로 모았다 폈다 직관적인 사용이 가능하게 됐다.
이마저 귀찮다면 말로 하면 된다. 사람에게 얘기하듯 자연스럽게. 온몸을 사용해 즐기는 게임은 이제 운동기구 수준에 도달했다. 머지않아 눈빛만으로 채널을 돌리는 시대가 올 것이다.
그렇다고 키보드와 마우스의 시대가 끝난 것은 아니다. 지금도 책상 위 정중앙 가장 손닿기 쉬운 곳에 자리한 이들의 아성은 쉽게 무너질 것 같지 않다.
사용자 인터페이스(UI: User Interface) 전성시대, 키보드에서 눈동자까지 입력 방식의 변천사를 되짚어봤다.
□ 키보드 = 컴퓨터의 대표적인 입력 장치다.
자판에 수 십 개의 버튼(key)을 나열해놓고, 이를 누름으로써 문서작성을 하거나 컴퓨터에게 명령을 내린다.
가장 오래된 방식의 입력 장치임에도 불구하고, 기계와 인간 간의 가장 정확하고 빠른 소통 수단으로 사랑 받아왔다.
기본적으로 미국 표준 배열인 101키에 한·영, 한자 변환 키가 추가돼 103개의 글쇠를 가진다. 현재는 윈도 키 3개가 더 붙은 106키 한글 키보드가 표준화 됐다.
윈도 등 그래픽 유저인터페이스(GUI)가 일반화 되면서 마우스처럼 커서(Cursor)를 움직일 수 있는 트랙볼을 통합한 제품이 나오기도 했다.
하드웨어적으로는 스위치의 종류에 따라 기계식, 정전용량 방식, 멤브레인 방식으로 나뉘는데, 어느 한쪽이 진화된 기술이라기 보단 사용자 개인이 어떤 키감을 선호하느냐에 따라 선택되는 경향이 짙다.
앞으로도 키보드의 위상은 쉽게 무너지지 않을 전망이다. 현재 통용되는 터치패드 상에서의 자판입력도 키보드를 기본 모델로 하고 있다. 음성인식 기술이 키보드를 대체할 만큼 비약적인 발전을 이루지 않는 이상, 키보드는 컴퓨터와 인간 간 가장 기본적인 입력 도구로 자리할 것이다.
전통적인 방식의 마우스는 볼(Ball) 마우스다.
한 손에 잡히는 정도 크기의 본체에 볼이 들어 있는데, 이를 움직이면 볼도 따라 움직인다.
이때 내부의 작은 롤러가 볼과 함께 움직이고, 롤러 끝에 달린 인코더(encoder)도 같이 회전하게 되는데, 인코더가 회전할 때 발생하는 전기신호의 수와 방향에 의해 마우스의 움직임을 파악하고, 그 정보가 컴퓨터에 전송돼 모니터에 표시되는 방식이다.
최근에는 볼 대신 빛(적외선, 레이저)을 이용한 제품이 일반화 됐다.
볼 마우스와의 가장 큰 차이는 볼 대신 LED(발광 다이오드) 등의 발광장치와 빛을 인식하는 광학센서로 움직임을 인식한다는 점이다.
발광장치에서 발생한 빛이 바닥에 반사돼 광학센서에 도달하면 바닥의 형태를 인식할 수 있는데, 마우스를 움직이면 이 영상이 시시각각 변하게 된다.
이를 이전 영상과 현재 영상으로 비교 분석해가며 마우스가 어느 쪽으로 움직이고 있는지를 판정하는 원리다.
마우스는 1984년 애플의 매킨토시를 통해 대량 보급됐지만, 대중화는 PC의 윈도 운영체제(OS)가 자리잡기 시작한 1990년대 초기라는 시각이 지배적이다.
키보드와 함께 지금도 컴퓨터 입력 도구 중 가장 많이 쓰이는 장치다.
□ 터치스크린 = 오랜 시간을 컴퓨터 입력 장치의 터줏대감으로 자리잡아 온 키보드와 마우스의 아성을 넘본 것이 터치스크린이다. 손가락을 화면에 직접 접촉함으로써 해당 위치를 인식한다.
피쳐폰에 부분적으로 탑재되긴 했지만 스마트폰 시대에 접어들면서 폭발적으로 확산됐다.
터치스크린 기술은 크게 2가지로 구현되는데, 그 중 하나가 저항막(Resistive) 방식이다.
2개의 ITO(Indium Tin Oxide)코팅층이 있어 표면에 압력이 가해질 경우 두 층이 붙으면서 생기는 전압 변화를 감지해 위치를 인식한다.
상대적으로 제조원가가 저렴하고, 인식해상도가 높으며, 표면의 먼지나 습기로 인한 기능손실이 없으나, 2개의 ITO코팅층을 사용하기 때문에 투명도가 떨어지며 평균수명이 100만 터치 수준으로 내구성이 취약하다.
또 하나는 정전용량(Capacitive) 방식이다.
이 방식은 ITO코팅글라스 아래에 ITO필름이 위치하고 있으며, 터치스크린 패널에 전압을 걸어주고 손가락 등 도전성 물체가 닿을 때 변화되는 전압을 이용해 위치를 파악한다.
표면이 강화유리로 돼 있어 내구성이 강하고 이물질이나 오염의 영향을 받지 않으며 평균 수명이 5000만 터치 이상이지만 저항막 방식에 비해 제조원가가 상대적으로 높다.
정전용량 방식은 여러 군데를 터치할 수 있는 멀티터치가 가능하다.
화면에 힘을 가해 누르는 것이 아니기 때문에 조작감과 스크롤이 부드럽다. 정전용량의 변화를 측정하는 방식이기 때문에 비유전체인 장갑을 낀 채 사용하거나 손톱 등으로는 동작이 인식이 되지 않는다.
키보드와 마우스가 책상 위 입력 장치의 대표주자라면, 터치스크린은 현존하는 거의 모든 모바일기기의 입력 장치로 자리잡았다.
2010년을 전후로 출시된 닌텐도의 ‘위(Wii)모컨’, 소니의 ‘무브’가 사용자가 컨트롤러를 직접 손에 들고 움직이는 방식을 채택하고 있다.
‘무브’는 기존 모션 컨트롤러가 신호를 쏘고 다시 그 신호를 받아 모션 컨트롤러 위치를 추정하는 방식에서, 카메라에 추적 가능한 컬러볼을 탑재해 정밀함이나 반응속도를 이전보다 높인 것이 특징이다.
마이크로소프트의 ‘키넥트’는 컨트롤러 없이 사람의 동작을 카메라가 통째로 인식한다. 중앙 RGB 카메라와 양쪽 카메라 2개로 이뤄져 있다. 신체의 47개 부위를 초당 30번씩 감지한다.
□ 음성 인식 = 음성 인식은 아이폰에 탑재된 ‘시리(Siri)’ 서비스로 인해 많은 관심을 모았다.
기기에 입력된 단어나 단순 어구를 말함으로써 그에 맞는 동작을 수행하는 것은 오래전부터 구현된 기술이지만, 오늘날에는 기계가 사람의 일상 언어를 이해하고 사용자가 무엇을 원하는지 예측해내는 것에 초점이 맞춰져 있다. 가령, ‘덥다’라고 하면 에어컨이 가동되는 식이다.
리모컨 조작이 다소 힘든 스마트TV에 활발히 탑재되고 있으며, 최근에는 자동차의 기본 기능으로 구현되는 추세다.
□ 시선 인식 = 시선 인식기술은 연구개발 단계에 있긴 하지만, 리모컨으로 작동하는 기기가 지닌 한계를 극복할 수 있는 기술로 기대를 모으고 있다.
국내에선 한국전자통신연구원(ETRI)이 리모컨 대신 눈 동작만으로 TV 메뉴를 조작할 수 있는 시선인식 기반 기술을 작년에 개발한 바 있다.
TV 화면 아래에 달린 카메라가 사람의 동공을 세밀하게 추적해 사용자의 시선에 따라 커서가 이동하고 선택하고자 하는 대상을 1초 이상 쳐다보면 클릭되는 방식으로 작동된다.
기존의 시선인식 기술들이 PC 환경을 목표로 개발된 근거리 기술임에 반해 이번에 개발된 기술은 TV와 같은 대화면 디스플레이를 대상으로 2미터 이상의 원거리에서도 사용할 수 있는 것이 특징이다.
리모콘 이용이 어려운 지체장애인들에게 특히 활용도가 높을 것으로 기대된다.
TV 환경 외에도 운전자의 졸음운전 감시, 홍채 정보 기반 본인인증 서비스 등에 응용할 수 있다는 설명이다.
