문화기술대학원 이병주 교수와 핀란드 알토 대학 김선준 연구원 공동연구팀이 한 개의 버튼으로 플레이하는 단순한 게임에서의 레이턴시*(Latency) 효과를 보정할 수 있는 기술을 개발했다. 이번 연구는 지난 5월 4일 <The 2019 ACM Conference on Human Factors in Computing Systems>에 발표됐다.

사용자간 판정 오차 만드는 레이턴시

모든 컴퓨팅 시스템에는 처리, 전송 등 과정에서 발생하는 시간 지연 값인 레이턴시가 존재한다. 레이턴시는 입력장치, 출력장치, 네트워크 등 다양한 층위에서 개별적으로 정의될 수 있으나 이 연구는 플레이어가 버튼을 눌렀을 때 결과가 화면에 나타날 때까지 걸리는 시간 지연 값인 엔드-투-엔드 레이턴시(End-to-End Latency)를 다뤘다. 레이턴시는 특히 1인칭 슈팅 게임과 같은 온라인 게임들에서 타이밍 판정을 어렵게해, 게임의 재미와 공정성에 큰 문제를 일으킨다. 
기존의 레이턴시 해결법으로는 ‘쏜 사람을 기준으로 판정하기(Favoring the Shooter)’이 있다. 이는 플레이어 A가 플레이어 B에게 총을 쏜 순간 두 플레이어의 게임 상황이 레이턴시로 인해 다르게 보인다 하더라도, 총을 쏜 플레이어 A의 시점에서 보였던 게임 상황에 근거해 판단하는 것이다. 이는 플레이어 B의 입장에선 분명 총알에 맞지 않았음에도 갑작스레 죽음을 맞이하게 되는 억울한 상황을 초래해 플레이어들의 게임 몰입을 방해해왔다. 
레이턴시 효과의 본질은 시간 지연으로 인한 플레이어의 타겟 명중률 변화이다. 하지만 레이턴시로 인한 플레이어의 명중률 변화를 게임 내 물체들의 기하학적 형상 변화를 통해 역으로 보정할 수 있다면 어떨까. 예를 들어 플레이어 B의 크기를 약간 변경함으로써, 플레이어 A가 레이턴시를 고려해서 총을 쏘더라도 여전히 같은 수준의 명중률을 보이도록 할 수도 있을 것이다. 연구팀은 버튼 하나로 플레이하는 가장 간단한 게임들에 있어 그 가능성을 증명했다. 

세계 최초로 시간성 포인팅 개념 제시

앞서 이병주 교수 연구팀은 2016년 시간성 포인팅**(Temporal Pointing)이란 상호작용 과업을 세계 최초로 제시한 바 있다. 이는 기존 공간성 포인팅(Spatial Pointing) 과업이 공간상의 타깃을 획득해야 했던 것과 달리 시간상에 존재하는 시간 타깃(Temporal Target)을 획득해야 하는 과업으로 정의된다. 연구팀은 사용자들이 시간성 포인팅을 수행하는 인지적 메커니즘을 모델링하고 결과적으로 사용자들의 성공률을 높은 정확도로 예측하는 수학적 모델을 제시하는 데 성공했다.
이번 연구가 갖는 첫 번째 학문적 기여는, 앞서 발표된 시간성 포인팅 모델로부터 시스템의 엔드-투-엔드 레이턴시 변수가 추가된 새로운 모델을 구축한 것이다. 그 새로운 모델은 게임의 기하학적 설계 혹은 레이턴시의 값이 달라질 때 플레이어의 타깃 명중률이 어떻게 변화할지를 높은 정확도로 예측한다. 
이를 거꾸로 활용하면 게임의 레이턴시 변화로 인한 타깃 명중률 변화를 상쇄시키는 게임의 기하학적 형상 변화를 계산할 수 있다. 연구팀은 인기 게임     플래피 버드(Flappy Bird)에서 새가 통과해야 하는 기둥들 사이의 간격을 시간성 포인팅 모델로부터 계산되는 만큼 조절해 플레이어들이 서로 다른 레이턴시 상황에서도 항상 비슷한 게임 성적을 보임을 증명했다.

이 교수는 “시간성 포인팅 모델은 단지 게임 내 레이턴시의 보정뿐만 아니라, 플레이어들의 게임 능력에 대한 구체적 분석 등에도 활용될 수 있다”며, “아직은 단순한 게임에만 적용할 수 있지만 추후 공간성 포인팅 모델과의 통합을 통해 1인칭 슈팅 게임과 같은 보다 복잡한 게임들에 대해서도 레이턴시 효과를 보정할 수 있는 기술을 개발할 수 있을 것”이라 전했다.
 

레이턴시*
컴퓨터에서 연산 처리, 데이터 전송 등 과정에서 발생하는 시간 지연 값.

시간성 포인팅**
한정된 시간 동안 창에 타깃이 나타나며, 공간적 포인팅과 다르게 사용자는 언제 반