Korea Digital Contents Society

Current Issue

Journal of Digital Contents Society - Vol. 23 , No. 5

[ Article ]
Journal of Digital Contents Society - Vol. 23, No. 4, pp. 613-620
Abbreviation: J. DCS
ISSN: 1598-2009 (Print) 2287-738X (Online)
Print publication date 30 Apr 2022
Received 15 Mar 2022 Revised 13 Apr 2022 Accepted 13 Apr 2022
DOI: https://doi.org/10.9728/dcs.2022.23.4.613

가상현실기반 FPS게임 탄약 표기 UI에 관한 비교연구: HUDs, Spatial Elements, Diegetic Displays를 중심으로
배주형1 ; 최용순2, *
1서강대학교 아트&테크놀로지학과 석사과정
2서강대학교 아트&테크놀로지학과 교수

A comparative study on the displaying ammo UI in VR FPS game: based on HUDs, Spatial Elements, and Diegetic Displays
Jhoo-Hyung Bhae1 ; Yongsoon Choi2, *
1Master’s Course, Department of Art&Technology, Sogang University, Seoul, Korea
2Professor, Department of Art&Technology, Sogang University, Seoul, Korea
Correspondence to : *Yongsoon Choi Tel: +82-2-3274-4893 E-mail: yongsoon@sogang.ac.kr


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초록

최근 가상현실의 대중화와 함께 다양한 가상현실 기반 게임들이 증가하고 있다. 이에 본 논문에서는 가상현실(Virtual Reality: VR) FPS(First-Person Shooter)게임의 탄약 표기 유저인터페이스를 연구하였다. 기존 PC(Personal Computer)기반 FPS 게임과 VR 게임의 UI(User Interface)연구와 Steam, Oculus에서 현재 서비스하고 있는 VR 기반 FPS 게임의 탄약 표기 방식의 분류를 통해 HUDs, Spatial Elements, Diegetic Displays 타입을 도출하고 세 가지 유형의 FPS 탄약 표기 UI 프로토타입을 제작하였다. 이후 프로토타입을 바탕으로 비교 실험을 진행하여 타입별 집중, 현실감, 게임성, 감각, 인지, 행동에 대한 가설들을 실험하였다. 실험 데이터를 바탕으로 Bonferroni 사후 검정을 이용하여 분석하였다. 본 연구를 통해 가상현실 기반 FPS 게임의 콘텐츠 제작 시 효과적인 탄약 표기 UI를 디자인하는 데 도움이 될 것으로 기대한다.

Abstract

With the recent popularization of virtual reality, various VR(Virtual Reality)-based games are increasing. In this paper, we studied the ammo UI of VR FPS(First-Person Shooter) games. Through existing PC(Persobnal Computer) VR game UI research and VR-based FPS game ammo classification currently in service by Steam and Oculus, it was classified into HUD, Spatial Elements, and Diegetic Display types. Three prototypes of FPS ammo UI were developed, and based on this, comparative experiments were conducted to verify hypotheses about concentration, realism, gameability, sensation, perception and behavior by type. Based on the experimental data, the analysis was performed using the bonferroni post-test. Through this study, it is expected that it will be helpful in designing effective display ammo UI when producing VR-based FPS game contents.


Keywords: Virtual Reality, First Person Shooter, User Interface, Ammo
키워드: 가상현실, 1인칭 슈팅 게임, 사용자 인터페이스, 탄약

Ⅰ. 서 론
1-1 연구의 필요성

코로나19 확산으로 인해 사람 사이에 직접 만나서 할 수 있는 활동은 줄어들고, 온라인을 통한 활동이 증가하고 있다. 특히 HTC사의 VIVE와 Meta(구 Facebook)사의 Quest와 같은 가상현실(Virtual Reality: VR) 디바이스가 많이 보급되면서 다양한 VR 콘텐츠에 대한 필요성이 대두되고 있다. 예를 들어, 한국 콘텐츠진흥원(KOCCA)의 2020년 코로나 발생 전과 발생 후 기기별 이용량 변화에 따르면, VR기기의 경우 코로나 발생 전에 대비하여 37.9%의 역대 최고 수준의 이용량 증가율을 기록했다[1]. 또한, 2020년 158억 달러 규모의 전 세계 VR 시장은 2028년 699억 달러까지 4배 이상 늘어날 것으로 예측되고 있다[2].

VR은 헬스케어, 엔지니어링, 라이브이벤트, 국방, 교육 등 다양한 분야의 콘텐츠를 제공하고 있고 이러한 움직임은 향후 VR은 이용량의 증가율 추세와 시장규모가 확대될 것으로 예상된다. 특히, VR 콘텐츠 가운데 2020년 기준 VR 게임은 전 세계 약 8조 원의 가장 방대한 시장 크기를 보유하고 있으며, 2025년에는 13조 원을 넘는 시장의 크기가 예측되고 있을정도로 VR 시장을 선도하고 있다[3].

VR 게임 가운데 가장 인기 있는 장르는 FPS(First-Person Shooter)게임이다. 밸브 코퍼레이션에서 개발한 디지털 관리 멀티플레이어 플랫폼 Steam의 VR 게임 판매량 Top 10 가운데 가장 많은 4개의 게임이 FPS 게임 장르일 정도로 인기가 높다[4].

FPS 게임 특성상 사용자에게 보다 몰입성과 게임성이 중요하며, 실재감이 높은 FPS 게임 장르에서 중요한 정보 중의 하나인 탄약 정보를 게임성과 몰입성에 UI를 설계하는 것은 중요하다. 그동안 게임 장르적 특성을 고려하여 FPS 게임 정보 중 중요한 정보 중 하나인 탄약 정보를 표시하는 방법에 대해서 여러 연구들이 진행되었다[7-10]. 본 연구는 VR 게임 중 인기를 얻고 있는 FPS 게임에서 사용자의 몰입성과 게임성이 방해받지 않으면서도 중요한 정보 중 하나인 탄약 정보를 어떻게 표시하는 것이 좋은가에 대해 연구한다.

1-2 연구의 목적

Sherman(2018)에 따르면 VR의 경험을 위한 주요 요소는 ‘가상현실 공간’, ‘참여자’, ‘몰입감’, ‘현존감’, ‘상호작용성’이다 [5]. 사용자가 가상의 세계에 빠져들 수 있도록 만들어주는 몰입의 차원은 PC (Personal Computer)와 같은 기존 매체들과의 구분되는 핵심적 특징으로 VR을 통한 FPS 게임은 보다 높은 몰입을 줄 수 있다. 기존 PC 기반 FPS 게임들에서는 게임의 몰입을 높이기 위한 탄약 표기법에 대한 연구가 이루어져 왔다 [6]. 하지만 이러한 연구들을 통한 PC 기반의 FPS UI(User Interface) 표기 방법은 VR 기반 FPS 게임에 바로 적용될 수 없다. VR FPS 게임은 일반 PC FPS 게임에 비해 큰 자유도를 가지고 있다. PC FPS 게임의 경우 게임 속 손의 위치가 화면에 고정되어 마우스의 이동을 통해 시야와 손의 위치가 동시에 이동된다. 이와 달리 VR FPS 게임의 경우 착용된 HMD를 통해 사용자의 시야를 통해 플레이 시야가 이동되며 양손 컨트롤러를 통해 게임 안 손의 위치는 실제 손의 위치를 동해 움직여진다.

따라서 본 연구는 기존 PC 기반 FPS 게임의 UI 이론을 기반으로 상용화된 VR FPS 게임의 탄약 표기 UI 방법을 분류하여, 각 VR 기반 FPS 게임의 탄약 표기 UI를 프로토타이핑한 후 사용성 평가를 통해 몰입감과 사용성이 있는 효율적인 VR 기반의 FPS UI 탄약 표기법을 찾고자 한다.


Ⅱ. 관련 연구
2-1 탄약표시방법 분류체계

FPS 게임의 탄약표시방법 관련 UI 분류방식은 여러 시도가 있었다. 최철원(2011)은 1인칭 슈팅 게임의 UI 분류를 게임의 플레이가 시작되는 시점부터 끝나는 시점까지 정보나 위치가 크게 변동되지 않는 정적방식과 특정 조건이나 상호작용에 의해 생성되거나 사라지는 경우의 동적방식으로 분류했다 [7].

Flensburg(2020)는 슈팅 게임의 UI를 정보의 속성에 따라 화면의 상하좌우에 배치함으로 분류했다[8].

Fagerholt(2009)는 FPS 게임에서 HUD 프로젝팅 방식만이 아닌 HUD를 넘어선 게임환경의 UI를 제시했다. 그는 UI가 게임환경에 보이는지, UI가 게임환경에 존재하는지에 따른 FPS게임의 UI의 분류방식을 제안했다[9]. Fagerholt가 제시한 FPS 게임의 UI 표기 방법은 PC FPS 게임과 VR의 UI 표기 방법에 영향을 미쳤다. VR에서 Raffael(2017)은 Fagerholt가 제시한 분류방식을 VR에 적용하여 Non-Diegetic, Spatial, Meta, Diegetic 네 가지의 가상환경 UI 표기법을 제시했다[10].

PC FPS 게임에서 Peacocke(2018)는 Fagerholt가 제시한 분류방식을 PC 기반 FPS 게임에 적용하여 HUDs, Spatial Elements, Meta Perceptions, Diegetic Displays 네 가지의 FPS UI 탄약 표기 방법을 제시했다[11].

보편적인 VR UI에 집중한 Fagerholt와 PC 기반 FPS 게임의 UI에 집중한 M Peacockesd의 방식을 종합하여 보면 VR FPS 게임의 UI 표기법은 HUDs, Spatial Elements, Diegetic Displays, Meta Perception 네 가지를 통해 분류되고 있는 것을 알 수 있다.

HUDs 방식은 UI가 게임 세상에 보이지 않으며 게임 세상에 존재하지 않는 방식을 말한다. UI는 가상세계 외부에서 랜더되며 게임 속 플레이어의 시야를 통해서만 볼 수 있는 인터페이스다.

Spatial Elements 방식은 UI가 게임 세상에 보이지 않으며 게임 세상에 존재하지 않는 방식을 말한다. UI는 가상환경에서의 존재 여부와는 상관없이 3D 공간 안에 표시된다.

Meta Perception 방식은 UI가 게임 세상에 보이지 않으나 게임 세상에 존재하는 방식을 말한다. 이는 가상세계에는 존재하지만 공간에 존재하여 시각화되는 것이 아닌 플레이어의 존재를 통해 인지된다. 일반적인 예시들로는 캐릭터가 적으로부터 공격을 받게 될 때 화면에 혈흔과 같이 피격되었다는 표현 방법을 통해 플레이어의 체력상태를 나타내는 방식을 말한다.

Diegetic Displays방식은 UI가 게임 세상에 보이며 게임 세상에 존재하는 방식을 말한다.

이러한 네 가지의 분류체계는 보편적인 VR 게임 UI 표기 구별 방식으로 사용되고 있으며 Tran(2021)은 이러한 분류방식을 이용하여 VR 기반 FPS 게임 체력 UI의 효율적인 표기방법을 연구하기도 했다[12].

2-2 Steam, Oculus, 2021 신작 조사

네 가지 분류체계의 방식의 조사를 위해 Steam 스토어 과 Oculus 오리지널 콘텐츠 내 상용화된 FPS 기반 VR 게임을 조사하였다. 먼저 2021년 8월 4주차 기준 Steam Top Sellers 챕터에 VR, FPS, Shooter 테크 필터링을 통한 상위 11가지 게임의 탄약 UI 표기법을 조사하여 <표1>과 같이 정리하였다[13].

Table 1. 
Steam Virtual Reality Titles Top Sellers
No Name Release year Ammo Type
1 Half-Life: Alyx 2020 Diegetic Displays
2 Onward 2016 -
3 Pavlov 2017 -
4 POPULATION: ONE 2020 Spatial Elements
5 Pistol Whip 2019 Spatial Elements
6 Fallout 4 VR 2017 Spatial Elements
7 Arizona Sunshine 2016 -
8 Into the Radius VR 2020 -
9 BONEWORKS 2019 Spatial Elements
10 Hot Dogs, Horseshoes & Hand Grenades 2016 -
11 DOOM VFR 2017 HUDs

그 결과, 1가지의 Diegetic Displays, 4가지의 Spatial Elements, 1가지의 HUDs 방식이 존재했으며 Meta Perceptions 방식은 존재하지 않았다.

Steam 스토어 Top Sellers 항목은 대부분의 VR 콘텐츠와 대표성을 띨 수 있었지만, Oculus 오리지널 VR 콘텐츠들이 포함되어있지 않으며 판매순위에 따른 지표다 보니 최신 VR 게임의 방식을 포함하고 있지는 않은 단점을 가지고 있었다.

따라서 Oculus 오리지널 콘텐츠와 2021년 신작 게임의 탄약 UI 표기 방식을 포함하기 위해 Oculus 스토어의 오리지널 FPS 게임 4가지를 조사하여 <표 2>와 같이 정리하였고 Oculus 스토어에 발매된 2021년 신작 VR FPS 게임 4가지를 조사하여 <표3>과 같이 분류하였다.[14-15].

Table 2. 
Oculus Originals Experiences
No Name Release year Ammo Type
1 Rovo Recall 2017 Spatial Elements
2 Solaris Offworld 2020 HUDs
3 Phantom : Covert Ops 2020 Diegetic Displays
4 Resident Evil 4 VR 2021 Diegetic Displays

Table 3. 
Steam Virtual Reality Titles 2021 Release
No Name Release year Ammo Type
1 Larcenauts 2021 Diegetic Displays
2 VAR : Exterminate 2021 Spatial Elements
3 Sniper Elite VR 2021 -
4 Zombieland VR : Headshot Fever 2021 Spatial Elements

조사결과 FPS 게임에서 Meta Perception 방식의 표기 방법은 체력 표기 UI 방식으로는 사용되나 탄약 표기의 UI 표기법의 사례로는 찾아보기 어려웠다. PC 기반 FPS에서도 탄약 표기 방법의 논문에서 Meta Perception 방식을 제외한 나머지 세 가지의 방식 간의 연구로 논문을 기록하기도 했다[11].

따라서 본 연구에서는 Meta Perception을 제외한 HUDs, Spatial Elements, Diegetic Displays 방식의 세 가지 VR FPS 탄약 UI 표기법에 대한 실험을 진행하였다.


Ⅲ. 실험
3-1 연구 가설

이에, “VR 기반 FPS 게임 탄약 표기 UI의 방식 HUDs, Spatial Elements, Diegetic Displays에 따라 집중, 현실감, 게임성, 감각, 인지, 행동에 관한 차이가 있을 것이다.”라는 연구 문제를 중심으로 연구를 설계하였다.

[H1] VR 기반 FPS 게임 탄약 표기 UI의 방식에 따라 사용자의 집중에 차이를 보일 것이다.[H2] VR 기반 FPS 게임 탄약 표기 UI의 방식에 따라 사용자의 현실감에 차이를 보일 것이다.[H3] VR 기반 FPS 게임 탄약 표기 UI의 방식에 따라 사용자의 게임성에 차이를 보일 것이다.[H4] VR 기반 FPS 게임 탄약 표기 UI의 방식에 따라 사용자의 감각에 차이를 보일 것이다.[H5] VR 기반 FPS 게임 탄약 표기 UI의 방식에 따라 사용자의 인지에 차이를 보일 것이다.[H6] VR 기반 FPS 게임 탄약 표기 UI의 방식에 따라 사용자의 행동에 차이를 보일 것이다.

3-2 실험방법

본 연구는 효과적인 VR FPS 탄약 UI 표기법을 알기 위해 VR UI 표기 방식인 HUDs, Spatial Elements, Diegetic Display 타입의 탄약 UI를 비교하여 사용자 실험을 통해 몰입도와 유용성을 평가하는 데 목적이 있다.

실험은 참여자 30명을 대상으로 프로토타이핑 된 HUDs, Spatial Elements, Diegetic Display 방식의 탄약 표기 UI 게임 체험, 몰입과 사용성에 대한 5점 리커드 척도 기반의 설문지에 응답하고 기타 인터뷰로 진행되었다.

실험 시작 시, 기본 시스템에 대한 안내와 개인정보 수집. 이용 동의서, 기본정보에 대한 설문을 작성한 후 실험을 시작하였다.

그룹에 맞는 순서에 따라 UI 타입에 따른 첫 번째 UI 프로토타입을 5분가량 체험한 후 해당 UI에 대한 몰입감 및 사용성에 대한 설문조사를 진행하고, 3분 정도의 휴식 시간을 가졌다. 이후 두 번째 UI를 5분가량 체험한 후 해당 UI 프로토타입에 대한 몰입감 및 사용성에 대한 설문조사를 진행하였고, 다시 3분 정도의 휴식 시간을 가졌다. 이후 마지막 UI 프로토타입을 5분가량 체험한 후 해당 UI 프로토타입에 대한 몰입감 및 사용성에 대한 설문조사를 진행하고 3분 정도 휴식을 가진 뒤, 실험 시 불편했거나 인상적인 내용들을 중심으로 인터뷰를 5분 정도 진행하였다.

3-3 실험계획
1) 프로토타입

실험 환경은 Unity 게임 엔진으로 개발하였고, 실제와 같은 소총의 인터렉션을 구현하기 위해 VR Interaction Framework를 사용하였다. 보다 몰입감 있는 경험을 주기 위해 Unity Technologies에서 제공하는 Viking Village URP를 수정하여 환경을 만들었으며 현실감 있는 총기류를 구현하기 위해 Blender, Substance Painter를 사용해 모델링과 텍스처를 수정했다.

프로토타입은 PC에 설치되어 Oculus Link 기능을 통해 2020년에 출시된 Oculus Quest 2를 통해 실험에 사용되었다. 프로토타입 콘텐츠는 그랩을 통해 소총 및 탄약집을 집어 들고 트리거를 이용해 총알을 발사하는 조작방식을 선택하였다.

사용자들은 모두 서서쏴 자세로 실험에 참여하였으며 사격장의 공간에 들어와 양손 소총을 이용해 총알을 장전 후 올라오는 10개의 사격 표시판 사격을 하도록 구성되었다. 탄약 표기 UI를 표현한 부분을 제외한 모든 모델링, 텍스쳐링, 인터렉션은 동일하게 구현되었다.

HUDs, Spatial Elements, Diegetic Displays방식의 UI는 모두 동일한 화이트 색상을 사용하였고 VR 화면상 비슷한 크기로 표현되도록 조정하였다. <그림 1>과 같이 HUDs방식 탄약 표기 UI는 Solaris Offworld Combat의 화면과 같이 HUD의 상단에 배치하여 제작하였다[16].


Fig. 1. 
HUDs Type Ammo UI

<그림 2>와 같이 Spatial Elements 방식 탄약 표기 UI는 POPULATION : ONE, Robo Recall과 같이 총의 우측에 배치하여 제작하였다[1718].


Fig. 2. 
HUDs Type Ammo UI

<그림 3>과 같이 Diegetic Displays 방식 탄약 표기 UI는 Resident Evil 4의 시계 디스플레이와 동일한 방식으로 배치하여 제작하였다[19].


Fig. 3. 
Diegetic Displays Type Ammo UI

2) 사용자

실험은 참여자 30명을 대상으로 진행되었다. 초두효과를 방지하기 위해 10명씩 A, B, C 세 가지의 그룹을 나누어 진행했다. 또한, 실험 전 설문의 기본정보 수집을 바탕으로 연령대와 성별의 비율이 맞도록 그룹 간 특성을 균형 있게 배분하였다.

A 그룹은 HUDs UI 프로토타입에 대한 실험을 시행하였고, 바로 다음 Spatial Elements UI 프로토타입을, 그다음 Diegetic Display 방식의 UI 프로토타입을 체험하도록 지시했다.

B 그룹은 Spatial Elements 타입의 UI 프로토타입에 대한 실험을 시행하였고, 바로 다음 Diegetic Display UI 프로토타입을, 그 마지막으로 HUDs 방식의 UI 프로토타입을 체험하도록 하였다.

C 그룹은 Diegetic Display 타입의 UI 프로토타입에 대한 실험을 시행하였고, 바로 다음 HUDs 프로토타입을, 그 마지막으로 Spatial Elements 방식의 UI 프로토타입을 체험하도록 하였다.

3) 설문지

본 연구를 통해 VR FPS게임의 몰입을 도와주는 탄약표기 UI를 알아보기 위해 설문지를 작성하였다. 설문지는 리커드 척도 5점 척도를 통해 구성되었다. Witmer(1998)의 Presence/Presence Questionnaire(PQ 3.0)과 Han(2021)의 VR UI 유용성 측정을 참고하여 집중, 현실감, 게임성, 감각, 인지, 행동 6가지 평가 요소와 해당하는 세부 항목별 질문을 작성하여 <표 4>와 같이 구성하였다[20-21].

Table 4. 
Survey questions
concentration Was it helpful to focus on the mission by checking the ammo through the UI?
Didn't the method of checking ammo through the UI interfere in the mission?
Realism Did you feel like you were shooting the ammo through the UI?
Did the method of checking ammo through the UI make you feel like you are in real space during the mission?
Gameability Was it fun to perform the mission by checking the ammo through the UI?
Do you want to do the mission again in the same way of checking the ammo through the UI?
sensation Did you like the way you checked ammo through the UI?
Is the method of checking ammo through the UI easily distinguished from the game screen?
Perception Was it possible to quickly recognize the number of ammo by checking the ammo through the UI?
Was it easy to know when the ammuo was needed to exchange by checking the ammo through the UI?
Behavior Was it convenient to check the ammo through the UI to see the remaining ammo?
Was it easy to play the mission by checking the ammo through the UI?

3-4 실험진행

실험은 총 30명의 20~50대 일반인을 대상으로 실시되었다. 여성이 11명(36.6%) 남성이 19명(63.3%)으로 구성되었다. 14명(46.6%)은 VR 체험 경험이 없었으며 16명(53.4%)은 VR 체험 경험이 있었다.

3-5 결과분석

사용자 테스트 결과의 분석을 위해 통계분석 툴인 IBM의 SPSS를 이용하여 analysis of variance(ANOVA)를 시행하였다. 비교 대상 표본 수가 동일하여 Bonferroni 모수 통계 검정 기법을 사용하였다. 현실감, 인지, 행동은 유의한 차이가 있었으며(p < .01) 집중, 게임성, 감각은 유의한 차이가 나지 않았다(p > .01). 각 설문 항목의 평균, 표준편차, Bonferroni 검정을 통한 사후분석의 결과는 <표 5>와 같이 나왔다. 항목별 결과분석은 리커드척도를 통한 정량적인 연구와 사후 인터뷰를 의미단위로 그룹핑한 결과를 통해 진행하였다.

Table 5. 
User evaluation according to VR FPS Ammo method
HUDs Spatial Elements Diegetic Displays F p
concentration 4.50±0.79 4.57±0.74 4.18±0.91 3.752 .025
Realism 2.23±1.18 2.70±0.94 4.72±0.45 125.406 <.001
Gameability 4.27±0.93 4.53±0.74 4.47±0.85 1.603 .204
sensation 4.30±0.97 4.35±0.87 3.92±1.15 3.301 .039
Perception 4.65±0.61 4.33±0.81 2.87±1.18 66.803 <.001
Behavior 4.32±0.85 4.52±0.77 3.35±1.01 30.039 <.001

1) 집중

“[H1] VR 기반 FPS 게임 탄약 표기 UI의 방식에 따라 사용자의 집중에 차이를 보일 것이다.“ 라는 가설1의 경우 유의미한 차이를 보이지 못해(p > .01) 기각되었다.

사용자들은 인터뷰를 통해 탄약 표기 UI 방식의 집중에 대해 분분한 의견을 주었다.

“탄약 표기가 바로 눈앞에 보여 다른 화면의 전환 없이 미션에 집중할 수 있었어요”

“탄약 표기가 화면의 밖에 있어 미션을 하는데 일관적인 시선으로 집중에 도움이 됩니다.”

2) 현실감

“[H2] VR 기반 FPS 게임 탄약 표기 UI의 방식에 따라 사용자의 현실감에 차이를 보일 것이다.”의 가설2의 경우 유의미한 차이를 보여(p < .01) 채택되었다.

현실감 항목에 대한 사후 사용성 점수의 사후 비교분석 결과 HUDs와 Spatial Elements의 평균 차이는 0.46667이고 유의 확률은 0.017로 유의미한 차이가 있었다. Spatial Elements와 Diegetic Displays의 평균 차이는 2.01667이고 유의 확률은 <.001로 유의미한 차이가 있었다. HUDs와 Diegetic Displays의 평균 차이는 2.48333이고 유의확률은 <.001로 유의미한 차이가 있었다.

현실감 항목에서는 Diegetic Displays가 가장 높은 점수를 받았고 그다음으로는 Spatial Elements, HUDs의 순서로 점수가 기록되었다.

“현실에서도 이용되는 화면을 통해 남은 총알을 볼 수 있어 좋았어요.”

인터뷰를 통해 현실감의 측면에서 스마트워치와 같이 현실 세상에서 실재하는 디스플레이를 통한 UI 방식인 Diegetic Displays 방식이 가장 현실감 넘친다는 응답을 얻을 수 있었다.

“나무나 총 그리고 모든 사물은 실제와 비슷한데 총알 표기화면이 그 앞을 지나다닐 때마다 현실 같은 느낌이 깨는 것 같아요”

그에 비해 HUDs와 Spatial Elements 방식은 현실에 존재하는 화면이 아니기에 화면을 인지하는 과정에서 상대적으로 현실감이 떨어진다는 응답을 받았다.

3) 게임성

“[H3] VR 기반 FPS 게임 탄약 표기 UI의 방식에 따라 사용자의 게임성에 차이를 보일 것이다.”라는 가설3의 경우 유의미한 차이를 보이지 못해(p > .01) 기각되었다.

사용자들은 인터뷰를 통해 UI 표기 타입에 따른 게임성에 따라 다양한 의견을 주었다.

"HUDs타입을 통해 총알 표기를 보는 과정은 마치 아이언맨이 홀로그램을 통해 정보를 보는 것과 비슷한 느낌이 들어 재미있어요"

“Diegetic Displays타입은 손목에 총알 표기가 있어 보는 방법이 재미있어요”

등 여러 의견이 분분했다. 사용자들은 과거의 경험에 빗대어 UI를 인지하는 과정에서 재미를 찾기도 했고 행동을 통해 UI를 인식하는 방식을 통해 재미를 느끼는 등 다양한 응답을 주었다.

4) 감각

“[H4] VR 기반 FPS 게임 탄약 표기 UI의 방식에 따라 사용자의 감각에 차이를 보일 것이다.” 인 가설4의 경우 유의미한 차이를 보이지 못해(p > .01) 기각되었다.

사용자들은 탄약 표기 UI를 감각적으로 구별하는데 UI의 방식에 영향을 받는 것보다 폰트의 색과 크기에 영향을 받았다는 기타 의견을 주었다.

“세 타입 모두 비슷한 크기와 색상이기에 배경과 잘 구별된 것 같아요”

5) 인지

“[H5] VR 기반 FPS 게임 탄약 표기 UI의 방식에 따라 사용자의 인지에 차이를 보일 것이다.”라는 가설5의 경우 유의미한 차이를 보여(p < .01) 채택되었다.

현실감 항목에 대한 사후 사용성 점수의 사후 비교분석 결과 HUDs와 Spatial Elements의 평균 차이는 0.31667이고 유의 확률은 0.168이었다. Spatial Elements와 Diegetic Displays의 평균 차이는 1.46667이고 유의확률은 <.001로 유의미한 차이가 있었다. HUDs와 Diegetic Displays의 평균 차이는 1.78333이고 유의 확률은 <.001로 유의미한 차이가 있었다. 인지 항목에서는 Spatial Elements와 HUDs가 높은 점수를 받았고 Diegetic Displays는 가장 낮은 점수를 받았다.

“눈앞에 바로 총알 표기가 나타나 있어 남은 총알이 얼마나 있는지 알기 쉽습니다.”

인지의 측면에서는 HUDs와 Spatial Elements 방식이 Diegetic Displays 방식에 비해 사격 타겟과 함께 탄약 UI가 한 시야에서 함께 보여 더욱 인식이 잘 된다는 응답을 얻을 수 있었다.

“조정간을 보는 시야에서 탄약 표기가 멀어질수록 남은 총알이 얼마나 있는지 빠르게 인식하기 힘들어요 ”

반면 Diegetic Displays 방식의 경우 디스플레이의 위치가 총의 중심부에서 조금 더 멀리 떨어져 있어 인식이 어렵다는 의견을 들을 수 있었다.

6) 행동

“[H6] VR 기반 FPS 게임 탄약 표기 UI의 방식에 따라 사용자의 행동에 차이를 보일 것이다.” 가설6의 경우 유의미한 차이를 보여(p < .01) 채택되었다.

현실감 항목에 대한 사후 사용성 점수의 사후 비교분석 결과 HUDs와 Spatial Elements의 평균 차이는 0.2이고 유의 확률은 0.647이었다. Spatial Elements와 Diegetic Displays의 평균 차이는 1.16667이고 유의확률은 <.001로 유의미한 차이가 있었다. HUDs와 Diegetic Displays의 평균 차이는 0.96667이고 유의확률은 <.001로 유의미한 차이가 있었다.

행동 항목에서는 Spatial Elements와 HUDs가 높은 점수를 받았고 Diegetic Displays는 가장 낮은 점수를 받았다.

“정면을 보며 사격을 해도 게임의 플레이가 가능하기에 편했어요.”

행동의 측면에서 HUDs와 Spatial Elements 방식이 Diegetic Displays 방식에 비해 게임을 수행하는 과정 가운데 시선의 이동이 적어 행동에 도움 된다는 응답을 얻을 수 있었다.

“총을 쏘기 위해 조준을 하는 시야 안에서 탄약 표기를 보려면 고개를 조금 내렸다 올려야 해서 고개의 움직임이 많은 것 같아요”

반면 Diegetic Displays방식의 경우 타겟 조준과 남은 탄알의 확인을 한 시야에서 확인하기 어렵기에 많은 행동을 요구받는다는 응답을 얻을 수 있었다.


Ⅳ. 논의 및 결론

본 연구는 다음과 같은 후속 연구의 필요성과 논의점을 갖는다.

첫째, VR의 컨트롤러의 다양한 위치에 따른 UI의 연구가 필요하다. 본 실험을 진행하기전 실시했던 파일럿 테스트에서 VR환경 사용자의 사격자세에 따른 UI시야각이 상이 하다는 것을 알 수 있었다. 실험 참여자들은 지속적으로 손을 들고 있는 것이 힘들어 팔을 내린다거나 서서쏴 자세가 아닌 지향사격 자세로 사격을 하는 경우가 있었다. 이러한 자세는 HMD에 UI가 고정되어있는 HUDs타입을 제외하고는 HMD의 시야 안에 총과 손이 들어오지 않아 정확한 실험을 위해 참여자의 총기사격 자세의 통일이 요구되었다. 변인 통제를 위해 모든 연구 참여자들의 사격 자세를 총기류를 얼굴 가까이에 둔 서서쏴 자세로 고정하였다. 하지만 VR환경에서는 총기를 허리 가까이에 둔 지향사격 자세와 같은 다양한 사격 자세가 가능하다. 따라서 다양한 자세에 대한 UI의 사용성 평가방식도 고민해볼 필요가 있다.

둘째, FPS UI의 복합적 구성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 VR FPS게임의 탄약표기에 대한 UI에 대한 논의가 이루어졌다. 하지만 보편적인 VR FPS게임의 UI는 탄약만이 아닌 체력, 지도, 이동 거리, 미션과 같은 다양한 요소로 이루어져 있다. 따라서 탄약표기만이 다른 UI 요소에 대한 개별 연구와 함께 모든 요소들이 동시에 이루어지는 VR FPS UI에 관한 연구들의 보완이 필요하다.

본 연구는 VR기반 FPS게임 탄약 표기 UI의 방식에 따른 몰입감과 사용성에 관한 연구를 진행하였다. 기존 PC기반 FPS게임과 VR게임의 UI연구를 바탕으로 HUDs, Spatial Elements, Diegetic Displays, Meta Perception 네가지의 UI표기법을 알 수 있었다. Steam 스토어 과 Oculus 오리지널 콘텐츠에서 현재 서비스하고 있는 VR기반 FPS게임의 탄약표기 UI를 분류하는 과정을 통해 Meta Perception 유형은 체력표기 UI에는 효과적이지만 탄약표기로 이용되지 않는것을 알 수 있었다.

이를 바탕으로 Meta Perception을 제외한 HUDs, Spatial Elements, Diegetic Displays 세 가지 유형의 탄약 표기 UI 프로토타입들을 개발하였고 이를 이용하여 비교 실험을 진행하였다. 그리고 설문조사 결과와 사후인터뷰를 통한 결과 데이터를 수집하여 가설들을 검정하였다.

결론적으로, Diegetic Displays는 현실에 존재하는 모니터를 통해 정보를 전달받는 과정과 유사한 방식을 통해 사용자에게 정보를 전달해주었다. 그 결과 Diegetic Displays는 현실감 항목에서 유의미한 차이를 보였다. HUDs와 Spatial Element는 UI가 총의 조정간과의 거리와 비교적 가까운 거리에 위치해 있었으며 비교적 시야를 크게 움직이지 않고 탄약 정보를 인지할 수 있었다. 그리고 HUDs와 Spatial Elements는 인지와 행동 면에서 유의미한 차이를 보였다.


Acknowledgments

본 연구는 산업통상자원부 산업 혁신 인재 성장지원(R&D) 과제 “가상 증강현실 전문인력 양성사업”의 지원에 의하여 이루어진 연구입니다. (P0012746, 2021년 산업혁신인재성장지원사업)


References
1. Lee Hyunwoo, COVID-19 and Content Use: Changes and Prospects - Focusing on the results of the content user survey -, Korea Creative Content Agency(KOCCA), Naju, Jeollanam-do: KOR, KOCCA focus 128, 14, 8 2020.
2. Grand View Research, Virtual Reality Market Size, Share & Trends Analysis Report By Technology (Semi & Fully Immersive, Non-immersive), By Device (HMD, GTD), By Component (Hardware, Software), By Application, And Segment Forecasts, 2021 - 2028, Grand View Research, GVR-1-68038-831-2, 14, 3 2021.
3. Statista Research Department, Forecast size of the augmented and virtual reality (VR/AR) market worldwide in 2020 and 2025, by segment, Statista Research Department, Hamburg: GER, 6 2016.
4. Steam Virtual Reality Titles Top Sellers [Internet]. Available: https://store.steampowered.com/vr/#p=0&tab=TopSellers.
5. Sherman, W. R., & Craig, A. B., Understanding Virtual Reality, Morgan Kaufmann Publishers, 2018.
6. Peacocke, M., Teather, R. J, Carette, J, and MacKenzie, I. S., “Evaluating the effectiveness of HUDs and diegetic ammo displays in first-person shooter games,” IEEE Games Media Entertainment, Toronto: Canada,, Oct 2015.
7. Choi, C. W., HUD factor classification of online FPS Game for 3D stereoscopic application, MS, Graduate School of Information Sciences, Soongsil Univ, 2011.
8. Flensburg, A., & Nilsson, S., Player-Driven UI Design for FPS-Games, BS., Malmö University, 2020.
9. Fagerholt, E., & Lorentzon, Magnus, Beyond the HUD-user interfaces for increased player immersion in FPS games, MS, Chalmers University of Technology, Göteborg: SWE, 2009.
10. Raffaele, R., Carvalho, B., & Silva, F., “Evaluation of immersive user interfaces in virtual reality first person games”, 24º Encontro Português de Computação Gráfica e Interação, Guimarães: PORTUGAL, pp. 123-126, 2017. http://hdl.handle.net/10400.6/7474
11. Peacocke, M., Teather, R. J., Carette, J., MacKenzie, I. S., and McArthur, “An empirical comparison of first-person shooter information displays: HUDs, diegetic displays, and spatial representations”, Entertainment Computing, Vol. 26, pp. 41-58, 2018.
12. Tran, Thien and Samuel Berg, User Interfaces and Gaming Performance: How the Type of UI Elements Impact Player Performance in FPS Games, BS, Jönköping University, 2021.
13. Steam Virtual Reality Titles Top Sellers(VR, Shooter Tag) [Internet]. Available: https://store.steampowered.com/.
14. Oculus Originals Experiences [Internet]. Available: https://www.oculus.com/experiences/quest/.
15. Steam Virtual Reality Titles New & Trending [Internet]. Available: https://store.steampowered.com/vr/#p=0&tab=NewReleases
16. Solaris Offworld Combat [Internet]. Available: https://www.oculus.com/experiences/quest/2245426295493320/?locale=en_US
17. POPULATION : ONE [Internet]. Available: https://store.steampowered.com/app/691260/POPULATION_ONE/
18. Robo Recall [Internet]. Available: https://www.epicgames.com/roborecall/en-US/home
19. Resident Evil 4 [Internet]. Available: https://www.oculus.com/experiences/quest/2637179839719680/?locale=en_US
20. Witmer, B. G., & Singer, M. J., “Measuring Presence in Virtual Environments: A Presence Questionnaire”, PRESENCE, Vol. 7, No. 3, pp. 225-240, 1998.
21. Han, S., Jeong, H., Lee, H. and Lee, J, “Development of Evaluation Scheme for Usability of AR/VR Contents”, Journal of Convergence for Information Technology, Vol. 11, No. 3, pp. 236-249, 2021.

저자소개

배주형(Jhoo-Hyung Bhae)

2021년~현 재: 서강대학교 대학원(예술공학석사)

※관심분야 : 가상현실(Virtual Reality), 인간-컴퓨터 상호작용(HCI), 게임(Game), 메타버스(etaverse)

최용순(Yongsoon Choi)

2013년~현 재: 서강대학교 교수

※관심분야 : 웨어러블 인터랙션, 멀티 모덜, 멀티 센서리 인터랙션, 미디어 디자인 등