KBO 리그의 디지털 팬 경험 강화를 위한 Unity 기반 VR 시뮬레이션 및 AR 콘텐츠 개발

2.1 가상현실의 스포츠 분야 적용 사례

가상현실은 3차원 가상환경에서 사용자의 몰입감을 극대화하고, 현실과 유사한 경험을 제공하는 기술이다.

특히 Unity와 같은 게임 엔진을 활용하여 제작된 콘텐츠는 HMD(Head Mounted Display), 모션 컨트롤러, 모션 트래킹과 같은 하드웨어 기술과 결합하여 실제 스포츠 환경과 유사한 인터랙티브 체험을 제공한다. 가상현실은 단순한 영상 시청을 넘어 사용자가 직접 상호작용할 수 있도록 하며, 이를 통해 몰입감과 현실감을 극대화한다. 가상현실은 게임, 의료, 교육 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 최근에는 스포츠 산업에서도 적극적으로 도입되고 있다. 특히, 가상현실 기술은 경기 관람 방식의 변화, 선수 훈련 및 전술 학습, 스포츠 팬 체험 콘텐츠 등 다양한 영역에서 스포츠 산업을 혁신하고 있다.

VR 기술은 팬들에게 실제 경기장에 있는 것과 같은 경험을 제공하며, 경기장의 현장감을 극대화하는 데 기여한다[9]. 대표적으로 그림 1의 ‘HomeRun Derby VR’은 MLB에서 개발한 가상현실 기반 야구 체험 콘텐츠이다. Unity 엔진 기반으로 Meta Quest와 같은 VR HMD 및 컨트롤러를 사용하여 사용자가 실제 타석에 선 것과 같은 실감형 체험을 제공한다. 사용자는 VR 환경에서 가상 배트를 휘둘러 홈런을 치는 경험을 하며, 실제 경기장에서 타격하는 것과 유사한 감각을 체험할 수 있다. 이처럼 VR 콘텐츠는 단순한 관람을 넘어 사용자가 스포츠 상황 속 주인공이 될 수 있도록 구성되어 있으며, 팬들은 현실과 유사한 환경에서 타격, 수비, 응원 등의 행동을 직접 수행할 수 있다. 특히 VR 기술은 스포츠의 신체성과 즉각적인 반응을 강조함으로써, 단순한 정보 전달이 아닌 감각적 몰입을 유도하는 실감형 체험을 가능하게 한다.

Fig. 1.

MLB ‘HomeRun Derby VR’

또한, NBA 역시 VR 기술을 활용해 팬 경험을 확대하고 있다. 그림 2의 NBA ‘Xtadium’은 VR 기반 경기 관람 플랫폼으로, 팬들이 경기장에 방문하지 않아도 원하는 시점에서 경기를 감상할 수 있도록 지원하는 서비스이다. 이를 통해 사용자는 단순한 TV 중계를 넘어, 360도 시야를 제공하는 가상 경기장에서 다양한 카메라 앵글을 선택하여 경기를 감상할 수 있다. 또한, 일부 VR 플랫폼에서는 경기장에서 가장 좋은 좌석을 선택하여 관람하는 기능도 제공하며, 이를 통해 팬들은 실제 경기장에 있는 것과 유사한 경험을 할 수 있다. 이처럼 VR 기술을 활용한 콘텐츠는 전통적인 스포츠 관람 방식을 벗어나 팬들의 적극적인 참여를 유도하며, 신규 팬층 유입에도 긍정적인 역할을 하고 있다.

Fig. 2.

NBA ‘Xtadium’

미국 프로 미식축구 리그(NFL, National Football League)의 일부 팀은 VR 기반 훈련 시스템을 도입하여 선수들이 경기 상황을 반복 학습하고, 상대 팀의 전술을 분석할 수 있도록 지원하고 있다. 그림 3의 ‘STRIVR’ VR 프로그램은 쿼터백 선수들이 수비 패턴을 학습하고, 다양한 경기 상황을 체험하며 빠르게 의사 결정을 내릴 수 있도록 돕는다.

Fig. 3.

NFL ‘STRIVR’

가상현실 기술은 스포츠 경기 관람뿐만 아니라 선수 훈련 및 스포츠 교육에서도 활용되고 있다. 일부 스포츠 팀에서는 VR을 이용해 선수들에게 전술 훈련, 경기 시뮬레이션, 상대 팀 분석 등의 교육을 제공하고 있으며, 기존 영상 분석보다 더 직관적인 방식으로 경기 환경을 재현해 선수들의 경기력을 향상시키는 데 기여한다[10].

가상현실 기술의 발전은 스포츠 콘텐츠를 더욱 실감형으로 변화시키고 있으며, 팬들은 단순한 경기 시청을 넘어 가상 경기장에서 스포츠를 직접 체험할 수 있는 기회를 얻게 되었다.

2.2 증강현실의 스포츠 분야 적용 사례

증강현실은 현실 공간 위에 디지털 정보를 실시간으로 덧입혀 직관적인 정보 전달과 상호작용을 가능하게 하는 기술이다. 스마트폰, 태블릿, AR 글래스 등을 활용하여 현실 객체 위에 정보를 시각화하거나 가상의 요소를 추가할 수 있다. 스포츠 산업에서 증강현실 기술은 경기 정보 시각화, 인터랙티브 콘텐츠 제공, 경기 규칙 학습 등 다양한 방식으로 활용되고 있다. 증강현실 기술을 통해 경기 중 실시간으로 제공되는 데이터가 화면 위에 시각적으로 표현됨으로써, 팬들은 경기의 흐름을 더욱 직관적으로 이해할 수 있다[11].

대표적인 예로 그림 4의 MLB ‘Statcast AI’는 경기 중 선수들의 움직임과 공의 속도, 위치, 회전 등을 실시간으로 추적하고 분석하는 시스템이다. Vuforia 엔진과 같은 증강현실 기술을 활용하여 투구 속도, 타구 궤적과 회전율 등의 데이터를 실시간으로 분석하고 시각화하여 경기 중 팬들에게 직관적인 야구 정보 제공 환경을 구축하였다. 이를 통해 경기 해설이 더욱 풍부해지고, 팬들은 보다 직관적으로 경기의 흐름을 이해할 수 있다.

Fig. 4.

MLB ‘Statcast AI’

골프 경기에서도 AR 기반 데이터 분석이 이루어지고 있다. 그림 5와 같이 미국 프로골프 협회 PGA는 TV 중계 화면에서 AR을 활용하여 선수의 스윙 궤적과 공의 예상 이동 경로를 시각적으로 표현함으로써, 팬들이 경기의 흐름을 쉽게 파악할 수 있도록 지원한다.

Fig. 5.

PGA broadcasting with AR

증강현실 기술은 경기장 내에서도 활용된다. 미국 프로 미식축구리그 NFL에서는 경기장에서 팬들이 스마트폰을 통해 AR 기술로 선수들과 함께 사진을 찍거나, 경기 관련 퀴즈를 풀며 보상을 받을 수 있는 팬 인터랙션 기능을 제공하고 있다. 일본 프로축구 J 리그는 AR을 활용하여 경기장 안내 서비스를 제공하고, 경기장 내에서 좌석 위치, 편의 시설, 팀 스토어 등의 정보를 증강현실로 제공하고 있다. 또한, 선수 훈련 및 경기 전략 분석에도 사용되며, 일부 팀에서는 선수들의 움직임을 분석하고, 개선할 부분을 시각적으로 피드백하는 기술을 도입하여 보다 효과적인 훈련 환경을 제공하고 있다. 이처럼 증강현실 기술은 스포츠 경기 중계, 팬 경험, 선수 훈련 등 다양한 영역에서 활용되며, 스포츠 콘텐츠의 새로운 가능성을 열어가고 있다.

2.3 최근 VR·AR 스포츠 콘텐츠 연구 사례

최근 가상현실과 증강현실 기술은 스포츠 콘텐츠 개발 및 팬 경험 향상에 있어 핵심적인 기술로 주목받고 있다. 특히 Unity 기반의 개발 환경은 다양한 디바이스와의 호환성, 높은 개발 유연성을 바탕으로 스포츠 분야에서 실감형 콘텐츠 제작에 널리 활용되고 있다.

2024년에 발표한 연구에서는 2014년부터 2023년까지의 축구 훈련 시뮬레이션 관련 실증 연구 18편을 체계적으로 분석하였다[12]. 해당 연구는 HMD, 스크린 기반 시뮬레이터, CAVE 시스템 등 다양한 기술이 축구 전술 및 기술 습득에 미치는 영향을 비교하였으며, VR 시스템이 몰입감과 피드백 중심의 학습 환경을 제공하는 데 효과적임을 제시하였다.

2023년 발표된 연구에서는 VR 기술을 적용한 스포츠 훈련 사례를 종합적으로 분석하였으며, VR 환경이 운동 수행 능력뿐 아니라 인지적, 심리적 역량 강화에도 긍정적인 영향을 미친다는 결과를 제시하였다[13]. 특히 몰입감 및 사용자 동기 유발 측면에서 기존의 훈련 방식에 비해 우수하다는 점이 강조되었다.

2021년에는 축구 코칭을 위한 VR 기술 적용 가능성을 다룬 연구가 발표되었다[14]. 이 연구는 VR 기술이 선수의 전술 판단력 및 시각적 인지 능력을 향상시키는 데 기여할 수 있음을 보여주었으며, 동시에 장비 비용과 실전 적응력 확보 등 도입 과정에서의 현실적 제약 사항도 함께 제시하였다.

국내 연구에서는 VR 시스템의 발전이 스포츠 콘텐츠 산업에 미치는 영향을 고찰한 논문이 2020년에 발표되었다[15]. 이 연구는 VR 기술이 스포츠 훈련, 참여형 스포츠 콘텐츠, 실감형 중계 서비스 등 다양한 영역에 활용될 수 있으며, 스포츠 콘텐츠 소비 방식의 변화뿐 아니라 산업 구조 전반에 영향을 미칠 수 있음을 주장하였다[16].

이처럼 기존 연구들은 VR 및 AR 기술이 스포츠 교육, 훈련, 콘텐츠 소비 방식에 미치는 실질적인 효과를 다방면에서 검토하고 있다. 그러나 대다수의 연구가 특정 기술 훈련이나 경기 정보 시각화에 초점을 맞추고 있어, 실제 경기 관람 경험과 팬의 문화적 참여 요소를 통합한 사례는 제한적이다[17].

본 연구에서는 이러한 한계를 보완하기 위해 KBO 리그의 응원 문화와 국내 야구 팬의 특성을 반영한 VR 타격 시뮬레이션과 AR 기반 경기 정보 시각화 시스템을 결합한 통합형 콘텐츠를 제안한다. 이를 통해 사용자는 실제 경기장을 연상시키는 실감형 환경에서 경기를 체험하고, 직관적인 방식으로 야구 규칙과 상황을 학습할 수 있다. 이러한 통합형 콘텐츠는 KBO 리그의 팬 경험을 한층 향상시키는 데 기여할 것으로 기대된다.

3.1 Unity XR Interaction Toolkit을 활용한 VR 타격 체험 콘텐츠

가상현실 콘텐츠 제작은 Unity 2022.3.5f1 LTS 엔진을 기반으로, 야구장의 3D 환경 및 야구공, 배트는 Unity 에셋스토어의 에셋을 활용하여 제작하였다. 가상 타격 체험의 몰입감을 높이기 위해 Unity 엔진의 Physics Rigidbody 및 Collider 컴포넌트를 활용해 공의 물리적 속성을 실제 KBO 공식 공의 규격과 최대한 동일하게 설정하였다. 이를 위해 가상의 야구 경기장을 3D로 구현하고, VR 기기를 착용한 사용자가 직접 배트를 휘둘러 공을 타격하는 방식의 인터랙티브 요소를 포함하였다.

게임의 주요 구성은 그림 6과 같이 구성된다. 사용자는 투수가 던지는 공을 예측하고 적절한 타이밍에 배트를 휘둘러 타격하며, 타격 결과에 따라 홈런, 안타, 헛스윙 등이 판정된다. 본 콘텐츠는 몰입감을 극대화하기 위해 실제 야구의 물리적 특성을 반영한 물리 엔진을 적용하였다. 공의 속도, 회전, 충돌 반응 등을 현실적으로 시뮬레이션하여 현실적인 타격감을 구현하였고, 사용자의 스윙 각도와 속도에 따라 타구의 방향과 비거리가 결정되도록 설계하였다. 또한, 난이도 조절 기능을 추가하여 초보자부터 숙련자까지 다양한 사용자층이 적절한 난이도로 플레이할 수 있도록 하였다. 아울러 직구와 슬라이더 두 구질과 시속 110, 125, 140 km/h의 세 단계 속도를 마련해 참가자가 체험 전에 원하는 조합을 선택하도록 함으로써 개인 숙련도 차이를 반영하였다.

Fig. 6.

Main components of the VR batter game

VR 환경 구축에는 Unity XR Interaction Toolkit을 적용해 Meta Quest 2 컨트롤러 움직임을 실시간으로 추적하고, 배트 스윙 시 생성되는 Collider 충돌 이벤트를 감지한다. 충돌 이벤트가 발생하면 충돌 위치와 상대 속도 정보를 기반으로 타구 결과를 산출한다. 또한, 햅틱 피드백 기능을 추가하여 공과 충돌할 때의 감각을 시뮬레이션함으로써 현실감을 극대화하였다. 이를 통해 사용자는 가상의 배트를 손에 쥐고 실제 타격하는 것처럼 조작할 수 있으며, 가상의 공과 상호작용하는 생동감 있는 체험을 얻게 된다.

그림 7은 사용자의 모션 컨트롤러 입력을 기반으로 한 배트 스윙부터 충돌 감지, 물리 엔진 처리, 결과 판정 및 피드백 제공에 이르는 일련의 타격 시뮬레이션 과정을 단계별로 나타낸다. 특히 배트의 스윙 속도와 각도에 따라 공의 궤적과 비거리가 결정되며, 물리 기반 엔진과 햅틱 피드백을 통해 현실감 있는 타격감을 구현하였다. 이러한 과정을 통해 사용자는 실제 경기장에서 타격하는 것과 유사한 몰입형 경험을 가상현실 속에서 체감할 수 있다.

Fig. 7.

Simulation process of the bat-ball collision in VR

3.2 Unity AR 기반 야구 정보 시각화 콘텐츠

증강현실 콘텐츠는 Unity AR Foundation과 Vuforia 엔진을 기반으로 제작되었으며, 특히 AR 마커 인식 정확도 향상을 위해 Vuforia 이미지 타겟 중 Star Rating이 높은 이미지를 선정하여 활용하였다. 이미지 타겟 기능을 활용해 Star Rating 점수가 높은 이미지를 데이터베이스에 등록하여 인식률을 향상시켰다.

그림 8과 같이 모바일 기기의 카메라가 이미지를 타겟으로 인식하면, Vuforia의 트래킹 알고리즘이 마커 위치를 감지하고, Unity AR Foundation에서 경기 규칙, 타구 분석 등의 데이터를 증강하여 화면에 표시한다. 마커 인식 정확도를 높이기 위해 Star Rating 점수가 4점 이상인 이미지 타겟을 선택했으며, 마커의 크기를 표준화하고 이미지 품질을 고해상도로 설정하였다. 포지션별 역할과 경기 상황을 시각적으로 제시하여, 야구 입문자에게 효과적인 학습 도구로 활용될 수 있다. 인터페이스는 정보의 계층화를 통해 주요 정보를 먼저 강조하고, 세부사항은 선택적으로 탐색할 수 있도록 구성하였다.

Fig. 8.

Baseball information system using AR

그림 9는 증강현실 콘텐츠에서 사용자가 마커를 인식했을 때 나타나는 UI 구성을 보여준다. 포스터를 스캔하면 해당 위치의 선수 정보, 경기 규칙 설명, 포지션 역할 등이 시각적으로 증강되어 화면에 렌더링되며, 실제 콘텐츠의 출력 형식을 직관적으로 나타낸다. 이러한 구성은 단순한 데이터 나열이 아닌, 팬이 실시간으로 야구 규칙 및 포지션 정보를 탐색할 수 있도록 유도하는 인터랙티브 학습 환경을 제공한다. 특히 야구 초보자도 손쉽게 이해할 수 있도록 아이콘, 색상, 간결한 텍스트로 구성된 UI를 설계하여 사용자 경험을 향상시켰다.

Fig. 9.

Example of augmented image rendering

본 콘텐츠는 스마트폰이나 태블릿으로 포스터를 스캔하면, 해당 위치의 정보를 실시간으로 증강하여 표시하도록 설계하였다. 이를 통해 AR 기술이 단순한 정보 전달을 넘어, 팬들에게 몰입도 높은 야구 콘텐츠를 제공하는 도구로 활용될 수 있음을 확인하였다.

4.1 체험 기반 사용자 평가 설계

본 연구에서는 VR 타격 체험 콘텐츠와 AR 정보 제공 콘텐츠의 사용성, 몰입감, 학습 효과를 평가하기 위해 사전 안내 후 설문조사를 실시하였다. 평가의 객관성과 신뢰성을 높이기 위해 참가자는 최근 1년 이내 최소 1회 이상 KBO 리그 관람 경험이 있는 일반 성인 30명으로 선별하였다. 각 참가자는 VR 콘텐츠와 AR 콘텐츠를 각각 15분씩 충분히 체험한 후 설문조사에 응답하였다. 설문 항목은 참가자 기본 정보, VR 콘텐츠 평가, AR 콘텐츠 평가, 전반적인 만족도 및 개선 사항으로 구성되었다. 참가자 기본 정보에서는 야구 경기 관람 경험과 이전 VR 및 AR 콘텐츠 사용 경험 유무 등을 조사하여 평가자의 배경과 콘텐츠 친숙도를 파악하였다. VR 콘텐츠 평가는 몰입감, 현실감, 조작 편의성, 학습 효과, 타격 경험의 현실성 등을 평가하였으며, AR 콘텐츠 평가는 정보 전달력, 콘텐츠 직관성, 학습 효과, 인터페이스 사용 편의성 등을 중심으로 평가하였다.

4.2 VR·AR 콘텐츠 평가 및 결과분석

본 실험은 직구와 슬라이더 두 가지 구질에 대해 시속 110, 125, 140 km/h의 세 단계 속도를 설정하고, 참가자가 사전 선택한 조건에 따라 체험을 진행하였다.

그림 10은 VR 타격 체험 콘텐츠에 대한 응답 결과를 시각화한 것이다. 전체적으로 타격감과 몰입감 측면에서 ‘매우 그렇다’ 또는 ‘그렇다’에 응답한 비율은 각각 평균 83% 수준으로 나타났다. 실제 경기장에서 타격하는 듯한 생생한 경험을 제공한다는 응답도 전체의 약 80% 이상을 차지하였다. 특히 배트 움직임과 공 충돌 시의 반응이 현실적이라는 점에서 높은 만족도를 보였으며, 응답자의 76%가 ‘현실감이 높다’고 평가하였다. 반면, 참가자의 약 17%는 컨트롤러 조작의 민감도와 공간 인식 정확도 측면에서 개선이 필요하다고 응답하였다. 예를 들어, 너무 빠르게 스윙할 경우 컨트롤러가 위치를 정확히 추적하지 못하거나, 주변 환경에 따라 충돌 판정이 달라지는 상황이 발생했다는 의견이 제시되었다. 이러한 문제는 VR 환경 설정과 컨트롤러 추적 알고리즘을 최적화함으로써 개선할 수 있을 것으로 보인다.

Fig. 10.

Survey results of the VR batting experience content

그림 11과 같이 AR 콘텐츠 평가에서는 경기 규칙과 선수 정보를 직관적으로 학습할 수 있었다는 응답이 전체의 약 87%로 집계되었다. 특히 야구 초보자 중 70% 이상이 ‘AR 화면에서 시각적 정보를 한눈에 확인할 수 있어 경기 이해도가 높아졌다’고 응답하였으며, 이는 실감형 학습 효과에 대한 긍정적 평가로 해석된다. 반면, 참가자의 약 20%는 AR 콘텐츠의 UI가 다소 복잡하다고 지적했으며, 16%는 정보 출력 속도 지연으로 체험 흐름이 끊겼다고 응답하였다. 이러한 문제는 UI 요소를 간소화하고, Vuforia 엔진의 마커 인식 및 렌더링 과정을 최적화하여 데이터 로딩 속도를 단축함으로써 개선이 가능할 것으로 판단된다.

Fig. 11.

Survey results of the AR match information content

설문 결과, 전체 응답자의 85%는 본 VR·AR 콘텐츠가 야구 체험을 더욱 흥미롭게 만들었다고 평가하였으며, 78%는 향후 다시 체험할 의향이 있다고 응답하였다. 다수의 참가자들은 실제 경기 데이터와 연동된 AR 기능 추가(60%), VR 타격 난이도 조절 옵션 강화(53%) 등을 개선 방향으로 제안하였다. 예를 들어, KBO 리그 실시간 투구·타구 정보를 AR 화면에 반영할 경우, 팬들이 경기 흐름을 보다 생생하게 이해할 수 있을 것으로 기대된다는 의견이 있었다. VR 콘텐츠의 경우에도 난이도를 세분화하거나 투구 구종을 다양화함으로써 다양한 숙련도의 사용자가 지속적으로 콘텐츠를 즐길 수 있는 환경 조성이 필요하다는 의견이 다수 제시되었다.

종합적으로 볼 때, 본 연구의 설문조사 결과는 VR 및 AR 기술을 활용한 야구 체험 콘텐츠가 몰입감과 학습 효과를 동시에 향상시킬 수 있으며, 기존의 관람 방식과는 차별화된 팬 경험을 제공한다는 점에서 높은 평가를 받은 것으로 나타났다. 특히 VR 타격 체험은 현실감 있는 타격감과 높은 현장감으로 인해 전체 응답자의 80% 이상이 긍정적으로 평가하였고, AR 콘텐츠는 야구 규칙 및 선수 정보를 직관적으로 제공함으로써, 입문자의 진입 장벽을 효과적으로 낮췄다.

향후에는 사용자 피드백을 반영하여 조작 편의성, UI/UX, 시스템 안정성 등을 개선하고, 실시간 경기 데이터 연동이나 인터랙티브 기능을 강화함으로써 보다 확장된 팬 경험을 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 특히 AR 콘텐츠의 복잡하다는 의견에 따라, 정보 계층화를 통해 주요 정보를 우선 제공하고 화면 내 상호작용 요소를 최소화하여 사용자 몰입도와 직관성을 높일 계획이다. 이러한 방향은 야구에 대한 이해도를 제고하고, 경기 외적인 흥미 요소를 강화함으로써 KBO 리그의 디지털 전환을 지속적으로 촉진하는 데 기여할 수 있을 것이다.