멀치 터치 감지

마우스나 키보드 없이 스크린상에서 손가락으로 가능
멀티터치 탐지


지난 2월 개최되었던 테크놀로지, 엔터테인먼트, 디자인 분야의 국제 컨퍼런스인 TED 2006에서는 제퍼슨 한 (Jefferson Han) 이 자신이 개발한 독창적인 멀티터치 탐지 기술(Multi-touch Sensing) 을 기반으로 다양한 응용 아이디어를 선보여 화제를 모았다 제퍼슨 한의 멀티터치 인터액션 동영상은 TED 컨퍼런스 웹페이지 (http://www.ted.com/tedtalks/tedtalksplayer.cfm?key=j_han) 나 그의 웹페이지 (http://mrl.nyu.edu/~jhan/ftirtouch/index.html) 에서 볼 수 있다.

멀티터치 탐지 기술은 기존의 터치 스크린이 한 번에 단일 접촉점만을 인식하는 것과는 달리, 여러 접촉점을 동시에 인식하게 하는 기술이다. 즉, 하나의 스크린 상에서 여러 손가락을동시에 이용하거나 여러 사람이 다양한 기능을 동시에 수행할 수 있게 되는 것이다. 이 기술은 1980년 대부터 시도되어 왔으나 최근에야 그동안의 다양한 연구가 성과를 보이면서, 앞으로 보다 자유롭게 컴퓨터와 대화할 수 있는 차세대 입력 수단으로서의 가능성을 제시해 주고 있다.
 
멀티터치의 탐지를 위해서는 여러 개의 개별 센서를 사용하는 방법, 인체와 접촉할 경우 정전용량이 변하는 전극 (capacitive electrode)을 사용하는 방법 등이 주로 모색되어 왔다. 예를 들어, Tactex 사 (www.tactex.com)의 MTC Express라는 제품은 19cm x 17cm  크기의 터치 패드에 1cm 간격으로 72 개의 압력 센서들이 바둑판 모양으로 배치되어 있어 각 접촉점을 개별적으로 인식한다. 그러나, 이 방법은 가격이 비싸고 배선이 복잡하며 해상도가 낮다는 단점이 있다. 미츠비시 전기연구소 (Mitsubishi Electric Research laboratories, www.merl.com)에서 개발한 다이아몬드터치 (DiamoneTouch) 테이블과 소니 컴퓨터과학 연구소 (Sony Computer Science Laboratories, www.csl.sony.co.jp) 의 스마트스킨 (SmartSkin)은 배선이 보다 간단한 정전용량 센서를 이용한다. 대각선 32인치 또는 42인치 크기의 다이아몬드터치 테이블은 표면에 각각 독특한 신호를 전송하는 여러 개의 안테나가 장착되어 있고 테이블 주위에 둘러 앉은 사용자가 표면에 손가락을 대는 순간 가장 가까이 위치한  안테나가 신체에서의 미소 전류를 감지하여 각 사용자의 위치에 장착된 개별 수신기로 신호를 보내게 된다. 소니의 스마트 스킨도 이와 비슷한 원리로, 바둑판 형태로 배치된 송수신 전극을 통하여 여러 손의 위치와 형태를 감지하고 손과 표면 거리를 계산하여 정확한 위치를 찾는다. 이 프로젝트들은 그 크기 덕분에 여러 사람이 동시에 같이 작업하는 경우에 적합하고 첫번째 방법보다 간단하기는 하지만 스크린 자체가 불투명하기 때문에 스크린 상단에 프로젝터를 설치하여 투영해야 하고 따라서 디스플레이에 방해를 주는 단점이 있다.        

뉴욕 대 (New York University, www.nyu.edu) 미디아 연구소의 고문 연구원, 제퍼슨 한이 필립 데이빗슨 (Philip Davidson) 등과 개발한 멀티터치 탐지 기술은 이러한 기존의 방법들에 비해 훨씬 적은 비용에 비교적 간단히 만들 수 있으면서도 해상도가 높으며 크기를 원하는 대로 확장시킬 수 있다는 장점이 돋보인다. 이들은 지문인식이나 로봇 센서 기술에 이용되어 온 전반사 장애 (FTIR: Frustrated Total Internal Reflection) 현상에 착안하였다. 전반사는 임계각 이상의 입사각을 가진 빛이 매질 경계면에서 모두 매질 내부로 반사되는 현상인데, 이 때 매질 외부의 경계면에 광 성질을 가진 물체를 갖다 대면 그 부분에서 전반사에 장애가 생겨 빛이 확산된다. 이 전반사 장애로 인해 새어 나오는 빛을 카메라로 추적하면 여러 접촉점을 동시에 탐지할 수 있다. 이들은 36 x 27인치 면적에 두께 6.4mm의 평평한 아크릴 판을 터치 스크린으로, 아크릴 판의 측면에서 강력한 적외선 LED를 아크릴 내부로 비추어 주고 아크릴 판의 후면에는 이와 수직으로 디지탈 비디오 카메라를 설치하였다. 아크릴 판 위에서 여러 손가락의 접촉으로 새어 나오는 빛은 카메라로 탐지되어 추적되고, 이 데이타는 간단한 영상처리 기술을 통해 컴퓨터에 입력되어 스크린 상에 대응하는 출력을 보여 주게 된다. 동시에 그래픽은 아크릴 판의 후면에서 프로젝터를 통해 투영된다.
 
이러한 멀티터치 탐지 기술은 비디오 편집, 오디오 믹싱, GPS, 게임 등의 광범위한 분야에서 그래픽에 기반한 훨씬 간단한 입력 수단으로 이용될 수 있을 것으로 보인다. 마우스나 키보드가 따로 필요없이 모든 입력이 스크린 상에서 손가락들을 움직임으로써 가능해지는 것이다. 예를 들어, 사진을 편집한다면 여러 장의 사진을 스크린 상에 펼쳐 놓고 이리 저리 움직이거나 원하는 사진을 양 손가락으로 잡아 늘여 확대할 수 있다. 스크린 상에 가상 키보드를 설치하여 원하는 사진에 제목을 달아 넣기도 하고, 키보드의 크기가 불편하다면 원하는 크기로 조절해서 사용할 수 있다. NASA의 WorldWind (http://worldwind.arc.nasa.gov/)와 같은 3차원 정밀 세계 지도는 양 손으로 움직여 원하는 방향으로 회전시키거나 줌인, 줌아웃하는 것도 가능하다. 오디오 믹싱을 하고 싶다면 원하는 기능들을 스크린 상에 그래픽으로 올려 놓고 양 손으로 조절할 수도 있다.

제퍼슨 한은 현재의 구조 대신 카메라를 디스플레이 바로 후면에 설치한 LCD를 사용하는 방법, 또는 새로운 스크린 재료를 도입하는 방법 등도 실험 중이다. LCD에 기반한 멀치터치 스크린 제품은 최근
프랑스의 재즈뮤턴트 (JazzMutant, www.jazzmutant.com)에서 리머(Limur)라는 이름의 전용 오디오 믹서로 이미 선보인 바 있다. 이 멀티터치 오디오 믹서는 12인치의 TFT LCD 위에 3mm의 유리판을 올리고 그 안에 투명 센서를 장착한 제품으로 2천 유로가 넘는 비싼 가격에도 불구하고 많은 주목을 받고 있다. 한편, 애플 사 (www.apple.com) 가 멀티터치 탐지 기술을 적용한 제품을 선보일 것이라는 소문도 꾸준히 들려 온다. 이렇게 멀티터치 탐지 기술 개발에 대한 관심이 점점 높아지고, 앞으로 이를 이용한 응용 프로그램들이 점차 개발됨에 따라  멀티터치 스크린은 컴퓨터 사용에 대한 기존의 인식을 뛰어 넘는 유용한 입력 수단으로 부상하게 될 것으로 보인다.