4차 산업혁명 신기술 융합 뷰티 교육 프로그램 (VR기반 퍼스널 컬러 교육 프로그램) 개발
4th Industrial Revolution New Technology Convergence Beauty Education Program (VR-based Personal Color Education Program) Development
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Trans Abstract
This study was conducted with the purpose of developing a standardized personal color practice education program based on VR technology through personal color diagnosis practice targeting various human cases. As a result of the study, it was possible to improve immersion by practicing visual elements, which are a very important part of color-related learning, in a 3D virtual environment similar to the real thing. In addition, excluding setup costs such as initial hardware, practice could be conducted repeatedly without additional costs, and training was possible without restrictions on time and location. This study can be said to be innovative in that it develops a VR-based personal color education program, but it is the basic stage of developing a VR-based personal color education program, and verification through VR experts, personal color education experts, and users has not been conducted. Therefore, in follow-up research, the process of verifying the developed program by applying it to actual personal color-related classes should be conducted.
I. 서 론
현대 사회는 미디어와 SNS의 발달 등으로 인해 개인의 개성을 브랜드 화하여 가치를 높이는 퍼스널 브랜딩에 대한 관심이 높아지고 있으며, 그 중에서도 자신의 매력을 효과적으로 돋보이게 해 주는 퍼스널 컬러 및 퍼스널 컬러 진단시스템이 주목받고 있다. 퍼스널 컬러 진단시스템은 인체를 대상으로 하고, 숙련된 기술력을 확보하기까지 다양한 케이스에서의 풍부한 진단 경험을 요하나 현실적으로 충분한 임상 상황을 확보하기가 어렵다. 또한 뷰티 분야 직종의 특성 상 1:1 도제 방식의 훈련으로 진행되기 때문에 퍼스널 컬러 진단시스템에 표준화 된 교육 방식이 없는 실정이다. 또한 인간을 대상으로 얼굴에 화장품을 발라보고 옷을 갈아입어 보면서 진단하기 때문에 피부질환 및 기타 윤리적 문제, 실습으로 인한 모델과 훈련생의 피로도 증가, 인건비 등의 문제들이 발생한다. 뷰티분야 뿐만 아니라 실제 환경에서 인간 대상의 교육을 진행하는 다양한 분야에서는 위에서 언급한 문제들의 해소를 위하여 VR(Virtual Reality, 가상현실)에 기반한 교육 및 훈련 프로그램들이 개발되고 있다. VR기반 산업안전 교육(Jung et al., 2023), VR기반 생존수영 교육(Shin, 2023), VR기반 박물관 역사 교육(Kang et al., 2023), VR기반 안전교육 강화를 위한 연구(Um & Kim, 2023), VR기반 지질학습장 개발 및 적용(Jo & Jeong, 2023), VR기반 트렌스포터 작업자 교육시뮬레이터 개발(Lee, 2023), 수소충전소 VR기반 사고대응 훈련프로그램 구축을 위한 주요 사고 상황 우선순위도출(Lee, 2023), 모의비행 시뮬레이터 개발 방안 연구(Kim, 2023) 등이 실행된 바 있으나 숙련된 기술로 인체를 다루어야 하는 미용분야에서의 연구는 VR콘텐츠의 적용(Kim, 2021), VR체험요소(Kim, 2020), VR기반 교육에 대한 교육적용기대감(Kim, 2022) 등 기초적인 연구만 진행되었을 뿐 프로그램 개발에 대한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 VR 환경 내에서 실제 다양한 인체 사례를 기반으로 제작된 아바타를 대상으로 퍼스널 컬러 진단을 실습할 수 있는 실감형 교육 프로그램의 개발이 필요한 시점이다.
실감형 교육 프로그램은 실제 퍼스널 컬러 진단 사례를 기반으로 사람의 피부 톤, 머리카락 색, 홍채색을 적용한 아바타를 직접 생성하고 퍼스널 컬러 진단 실습을 하는 프로그램이다. 이는 가상현실 안에서 색과 인체의 개성을 이해하고 최적의 퍼스널 컬러를 찾아내며 물리적 제약 없이 반복훈련을 할 수 있고, 실제 임상에서 마주하기 어려운 상황을 VR에서 훈련이 가능하도록 함으로써 다양한 상황에 대처할 수 있는 숙련된 진단가 양성에 도움이 될 것이다. 또한 사용자들 간의 비교와 토론을 통해 다양한 관점을 확보하여 교육효과를 극대화할 수 있을 것이다. 이에 본 연구는 VR 기술을 기반으로 다양한 인체 사례를 대상으로 제작된 표준화된 퍼스널 컬러 실습 교육프로그램의 개발을 목적으로 한다. 본 연구의 결과는 이후 다양하게 적용될 수 있는 VR기반 뷰티교육에 대한 이해와 4차 산업혁명 신기술에 대한 이해와 시각을 넓히는데 기여할 것이다.
II. 이론적 배경
1. VR의 정의
VR은 사용자로 하여금 실제와 유사하나 실제가 아닌 가상의 환경을 체험할 수 있게 하는 기술이다. 컴퓨터가 생성한 3차원의 환경과 사운드 등을 종합하여 실제를 모방했거나 혹은 완전히 새롭게 창작한 가상의 세계를 경험하게 하는 것이다. 사용자는 이 가상 세계 안에서 시각적, 청각적, 때로는 촉각적인 경험을 통해 마치 실제 환경 속에 있는 것처럼 상호작용할 수 있다. VR의 핵심은 몰입감을 제공하는 것으로 사용자가 VR에 더 몰입할 수 있도록 특수 설계된 헤드셋이나 모션 센서, 장갑, 수트, 컨트롤러 등을 사용하기도 한다. VR 기술은 사용자에게 360도 전방위적인 시각적 경험을 제공하며, 사용자의 머리 움직임이나 신체 동작을 카메라, 센서 등을 통해 실시간으로 추적하여 가상 환경 내에서의 시점이나 상호작용을 조절한다. 만약 사용자가 머리를 돌리면 가상 환경 내의 시점도 동시에 변화하여 사용자가 실제로 그 공간 안에 있는 것과 같은 경험을 하게 한다. 이러한 상호작용은 가상 세계 탐험, 특정 작업 수행, 가상의 객체와 상호작용 등 다양한 방식으로 이루어질 수 있다.
2. VR기술의 활용 및 전망
VR기술은 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 그 가능성을 넓혀가고 있다. 교육 분야에서는 가상 환경을 통해 학생들에게 실제 경험하게 어려운 역사적 사건이나 과학적 개념, 우주의 광대함 등을 직접 체험할 수 있는 기회를 제공한다. 의료 분야에서는 심리 치료, 수술 시뮬레이션 훈련으로, 군사 훈련에서는 병사들이 실전과 유사한 환경에서 훈련할 수 있도록 하며, 건축에서는 가상 모델을 통해 건축물이나 도시 전체의 디자인을 사전에 시각화하고 평가하거나 위험 요소를 시뮬레이션 할 수 있다. VR 기술이 발전하면서 하드웨어의 가격이 저렴해지고, 소프트웨어 개발이 활성화되며 더 많은 사람들이 VR을 경험할 수 있게 되었고, 5G와 같은 고속 통신 기술의 발전은 교육, 훈련, 엔터테인먼트, 사회적 상호작용 등 가상현실 경험을 더욱 실감나고 원활하게 할 것이다.
III. 내용 및 방법
1. 콘텐츠 대상 플랫폼 선정
콘텐츠가 구동되는 VR 플랫폼은 사용이 쉬우면서 구입하는 데 진입장벽이 높지 않은 기기여야 하므로 세계적으로 보급률이 높으며 타 HMD(Head Mounted Display)에 비해 가격이 저렴하고 콘텐츠 구동에 원활한 사양인 메타 퀘스트(Meta Quest) 2 및 메타 퀘스트 3을 대상 플랫폼으로 선정하였다. 대상 기기는 6Dof(Six degrees of freedom)를 완벽하게 지원하는 독립형 VR 장치로, HMD와 입력 컨트롤러 한 쌍으로 구성되어 있다. 외부 하드웨어 연결 없이 독립적으로 구동되며, 별도의 외부 센서 없이 HMD에 장착된 카메라로 손 추적이 가능하여 컨트롤러 없이도 조작이 가능하다. 시각적 표현이 중요한 본 콘텐츠의 특성에 맞게 다양한 조명 조건과 가상 환경의 표현이 가능한 하드웨어이다. 각 기기의 사양은 Table 1과 같다.
Specifications of the Device
2. 개발 프로세스
1) VR 환경 내에서 아바타를 선택 및 커스터마이징(Customizing) 한다.
2) 아바타 커스터마이징은 기본적으로 피부 톤, 머리카락 색, 홍채색이며, 필요에 따라 피부 상태(여드름, 주근깨, 주름, 기타 상처 등)가 추가될 수 있다.
3) 조명, 공간, 드레이핑 천 배치를 통해 퍼스널 컬러를 진단한다.
4) 진단 결과를 업로드하고 이후 진단 결과와 진단 당시 아바타의 정보를 확인한다.
5) 같은 아바타에 대해 사용자들의 진단 내용을 확인한다. 사용자와 아바타, 진단에 대한 설명 및 세부요소는 Table 2와 같다.
Data Dictionary
IV. 결과 및 고찰
1. 아바타 커스터마이징 시스템
1) 콘텐츠 개요
VR기반 퍼스널 컬러 교육 프로그램은 가상현실 환경 내에서 다양한 인체 사례를 대상으로 표준화된 퍼스널 컬러 진단을 실습할 수 있는 실감형 교육 콘텐츠이다. 따라서 피부 톤, 머리카락 색, 홍채 색, 입술 색상 등 다양한 인체 사례를 콘텐츠 내에 적용할 수 있어야 한다. 실습자가 실습하고자 하는 목적에 맞게 직접 다양한 인체를 직접 생성할 수 있는 캐릭터 커스터마이징(Customizing, 3D, 2D 등의 콘텐츠 환경에서 사용자가 캐릭터의 세부적인 외형, 복장 등을 직접 만드는 것) 기능과, 본인 혹은 타인이 만든 커스텀(Custom, 커스터마이징으로 만들어진 결과물) 된 캐릭터를 진단하고 이를 다른 학습자와 공유하여 진단 결과를 비교하고 토론할 수 있는 진단 교육 과정으로 개발하였다.
2) 커스터마이징 기능설계
커스터마이징은 사용자가 VR, 3D, 2D 환경 안에서 캐릭터의 외형, 복장 등 세세한 부분을 직접 지정하여 만드는 것을 지칭하는 용어이다. 퍼스널 컬러는 피부 톤, 머리카락 색, 홍채색을 기반으로 진단하므로 본 교육 프로그램에서는 이 세가지 항목에 입술 색까지 네 가지를 직접 지정하여 실습 대상 캐릭터를 생성할 수 있도록 구현하였다. 먼저 피부색, 머리카락 색, 홍채색, 입술 색상은 현실의 인체 데이터베이스에서 가장 보편적으로 등장하는 컬러와 인체에서 나타날 수 있는 컬러들을 기계를 통해 정확하게 측정하여 선별하였다. 사용자는 캐릭터 생성 화면에서 피부 톤, 머리카락 색, 홍채색, 입술색을 각각의 탭을 선택하고, 이렇게 선별된 색상 중 하나를 선택하여 캐릭터를 완성할 수 있다. 커스터마이징 기능은 유니티 에셋스토어(assetstore.unity.com/ko)의 ‘Charactor Customizer’ 에셋을 구입하여 모델링 및 텍스처를 수정하여 사용하였다.
Table 3과 같이 메인화면에 아바타를 신규 생성하고, 아바타 호출하며, 피부 컬러 변경, 헤어 컬러 및 스타일 변경, 드레이프 테스트를 진행 할 수 있으며, 타인의 진단 결과를 확인하고 본인의 진단을 확정하는 단계를 거치게 된다. 또한 커스터마이징 화면으로 미리 구성되어 있는 아바타를 선택하여 피부 컬러, 헤어 컬러 등을 수정할 수 있다.
Avatar Customization System
Table 4는 피부 톤, 머리카락 색, 홍채의 색을 조정한 것이다. 본 콘텐츠는 동양인에게서 나타날 수 있는 피부 톤을 기준으로 미리 매우 밝은 피부, 밝은 피부, 보통 피부, 어두운 피부, 매우 어두운 피부로 설정하였고, 설정된 범위 안에서 피부 톤을 조정할 수 있도록 구현하였다. 머리카락 색은 동양인에게 나타날 수 있는 자연모의 색상을 기준으로 매우 밝은 갈색 머리카락 색, 밝은 갈색 머리카락 색, 갈색 머리카락 색, 어두운 머리카락 색, 매우 어두운 머리카락 색으로 범위를 설정하여 조정할 수 있도록 구현하였다. 홍채 역시 동양인에게 많이 나타나는 갈색 계열을 기준으로 범위를 설정하여 사용자가 조정할 수 있도록 구현하였고, 얼굴의 윤광, 주근깨, 주름 등의 피부 상태를 추가하여 구현하였으며, 색상 및 강도의 수정이 가능하도록 하였다.
Adjust Your Avatar's Skin Tone, Hair Color, and Iris Color
2. 퍼스널 컬러 진단 도구
1) 조명과 공간에 따른 퍼스널 컬러 진단
실제 퍼스널 컬러 진단 과정에서 사용되는 조명 시스템과 드레이핑 기법을 가상으로 구현하였다. 다양한 조명 조건을 시뮬레이션 할 수 있는 조명 시스템과 다양한 색상의 패브릭을 아바타에 적용해볼 수 있는 가상 드레이핑 도구를 사용하여 사용자가 아바타에 대해 정확한 퍼스널 컬러 진단을 수행할 수 있도록 돕고 실습 과정에서 실재감을 높일 수 있다. 퍼스널 컬러 진단은 실제 환경과 유사하게 제작된 3D 가상공간에서 진행되며, 조명과 공간의 종류를 설정할 수 있다. UI를 통해서 공간 변경과 조명 종류, 색상 변경이 가능하며 Table 5와 같은 조명, 공간 시뮬레이션을 제공하였다. 다양한 조명과 공간 시뮬레이션을 통해 조명이 퍼스널 컬러 진단에 미치는 영향을 학습할 수 있으며, 어떤 조명 조건에서 퍼스널 컬러를 최적화할 수 있는지 탐색하고, 다양한 상황에서의 컬러 매칭 전략의 개발이 가능하다. 공간에 따라 자연광+실내광, 특수 조명을 적용한 결과는 Table 6과 같다.
Simulation of Lighting and Space
Application of Lighting According to Space
2) 드레이핑 기법을 활용한 퍼스널 컬러 진단
Table 7은 아바타에게 퍼스널 컬러를 진단하는 화면이다. 커스터마이징 도구에서 생성한 아바타를 불러와 드레이핑 기법을 활용하여 진단을 진행한다. 진단천의 색상과 조명, 공간을 자유롭게 변경하며 진단 과정을 수행할 수 있으며 색상이 아바타에게 어울리는지 그렇지 않은지 선택하면 색상 별 진단값이 기록된다. 드레이핑 과정은 사용자가 가상 아바타에 다양한 색상의 패브릭을 적용해 보고, 그 색상이 외모에 어떤 영향을 미치는가를 관찰할 수 있게 한다. 드레이핑 도구를 통해 색상이 아바타의 피부 톤, 홍채색, 머리카락 색 등과 어떻게 조화를 이루는지 실시간으로 확인할 수 있다.
Personal Color Diagnosis for Avatars
Table 8은 퍼스널 컬러를 최종 진단, 선택하는 화면이다. 실제 퍼스널 컬러 진단 사례를 기반으로 진단한 아바타의 최적인 컬러 값에 가장 적합한 퍼스널 컬러를 추천해주며 사용자가 직접 결과를 선택할 수 있다. 최종적으로 결정된 퍼스널 컬러 결과를 선택하면 아바타의 설정값과 진단 결과가 서버에 저장된다.
The Final Diagnosis of Personal Color
3) 아바타 진단 결과 저장 및 활용
생성한 아바타의 설정값과 자신이 진단한 아바타의 진단 결과는 서버로 전송되어 저장되므로 타인에게 공유하거나 기록을 살펴볼 수 있다. 과정은 Table 9와 같다. Table 9-1과 같이 먼저 자신이 생성한 아바타를 타인에게 공유하기 위한 코드를 발급받고, Table 9-2와 같이 타인에게 공유받은 코드를 입력하여 아바타를 복사한다. 복사해서 가져오는 것이므로 아바타의 세부 조건을 수정해도 원본에는 영향을 미치지 않는다. Table 9-3과 같이 결과값의 목록을 확인하고, Table 9-4와 같이 VR에서 자신이 진단한 결과를 보고서로 전송한다. 보고서에는 진단에 사용된 아바타의 설정 정보, 진단 결과, 조명 조건, 공간 등의 세부 사항이 포함된다. 이 과정에서 사용자는 진단 결과를 타인과 공유하고, 이를 통해 진단 결과를 비교, 분석 및 토론할 수 있으므로 학습 과정에서의 상호작용과 피드백을 통해 교육의 효과를 극대화할 수 있다. 또한 진단하는 과정을 촬영하거나 메타 퀘스트를 모니터나 빔 프로젝터와 연동한 미러링 화면을 오프라인에서 활용하여 교육을 진행할 수 있다. VR전문가나 교수자의 피드백, 타인의 의견 등을 포함하여 사용자가 진단 기술을 개선하고 자신의 진단 내역을 검토할 수 있으며, 진단 기술을 개선하기 위한 구체적인 방안과 조언을 제공함으로써 사용자는 보다 정확하고 전문적인 퍼스널 컬러 진단 능력을 개발할 수 있다.
The Process of Storing Avatar Diagnosis Results
V. 결 론
본 연구는 VR 기술을 기반으로 하여 다양한 인체 케이스를 대상으로 한 퍼스널 컬러 진단 실습을 통해 표준화 된 퍼스널 컬러 실습 교육프로그램을 개발하는 것을 목적으로 진행되었다. 인간을 대상으로 진행되는 교육에서 발생할 수 있는 다양한 문제, 즉 피부질환, 윤리적 문제, 모델 수급, 인건비 등의 문제들을 해소하기 위함이다.
연구 결과 색채와 관련된 학습에서 매우 중요한 부분인 시각적 요소에 있어 실제와 유사한 3차원 가상환경 안에서 실습을 진행하여 몰입감을 향상시킬 수 있었다. 또한 초기 하드웨어 등의 설정비용을 제외하면 추가 비용 없이 반복적으로 실습을 진행할 수 있고 시간과 장소의 제약 없이 교육이 가능하였다. 실제와 유사한 다양한 인종, 연령대, 성별의 가상인 물을 생성할 수 있어 실습에 필요한 다양한 인체 케이스를 무한히 제공할 수 있고, 현실에서 접하기 어려운 다양한 케이스를 경험할 기회를 제공하여 퍼스널 컬러 진단의 전문성을 향상시키는데 도움이 되었다고 판단한다. 무엇보다 실제 사람을 대상으로 하지 않아 개인정보 보호 등의 윤리적 문제를 우려할 필요가 없으며, 동일한 실습을 여러 번 반복하거나 다양한 변수를 조정하여 다른 조건에서의 결과도 살펴볼 수 있고, 실수로 인한 부담 없이 다양한 시도를 할 수 있다는 것이 본 프로그램의 가장 큰 장점이 될 것이다.
본 연구는 VR을 기반으로 하는 퍼스널 컬러 교육 프로그램 개발이라는 점에서 혁신적이라고 할 수 있으나 VR기반 퍼스널 컬러 교육 프로그램 개발의 기초 단계이고, VR전문가, 퍼스널 컬러 교육 전문가, 사용자 등을 통한 검증이 이루어지지 않았으므로, 후속 연구에서는 개발된 프로그램을 실제 퍼스널 컬러 관련 수업에 적용하여 검증하는 과정이 진행되어야 할 것이다. 본 연구는 제 61회 한국미용학회 학술대회에서 발표한 결과물을 심화·발전시킨 연구임을 밝히는 바이다.
