가상현실 환경에서 감각 주도성이 몰입감, 실재감 및 상호작용성에 미치는 영향 = The Impact of Sensory Dominance on Immersion, Presence, and Interactivity in Virtual Reality Environments

국문 초록 (Abstract)

가상현실 기술의 급속한 발전으로 사용자의 몰입형 체험 품질에 대한 요구가 점점 다양해지고 있다. 하지만 단일한 시각 중심의 상호작용 방식만으로는 고도의 몰입형 환경에서 요구되는 다감각 통합을 충분히 충족시키기 어렵다. 이러한 배경 속에서 감각 주도성은 다감각 체험의 핵심 변수로 주목받고 있으며, 사용자의 지각·인지·행동 반응에 중대한 영향을 미치는 요인으로 간주된다. 그러나 현재 학계에서는 가상현실 환경에서 감각 주도성이 작용하는 구체적 메커니즘에 대한 연구가 아직 부족하며, 특히 시각과 청각이 공존하는 상황에서 감각의 상대적 가중치가 몰입감, 실재감, 상호작용성에 미치는 동적 영향은 체계적으로 규명되지 않았다.
본 연구는 Meta Quest 3/3s 사용자를 중심 표본으로 설정하여, 서로 다른 감각 주도 조건이 가상현실 사용자 경험의 세 가지 핵심 차원(몰입감, 실재감, 상호작용성)에 미치는 영향을 실증적으로 규명하고자 하였다. 이를 위해 ‘감각 귀인’ 변수를 매개 요인으로 도입하여, ‘감각 주도성–감각 귀인–사용자 경험’의 통합적 연구모형을 구축하였다. 본 모형을 통해 감각 가중치의 차이가 몰입·현존·상호작용 경험의 직접 및 간접 경로에 어떠한 영향을 미치는지를 분석하고, 다감각 통합 상황에서의 지각 처리와 주관적 평가 간의 구조적 관계를 밝히고자 하였다.
연구 방법으로는 정량적 분석과 정성적 분석을 결합한 혼합 연구 설계를 적용하였다. 실험은 네 가지 주도 조건(시각 주도, 청각 주도, 다감각 주도, 주관적 지각 주도)을 설정하였으며, 국제 표준 척도인 ITC-SOPI, PQ, IEQ를 연구 목적에 맞게 수정·보완하였다. 또한 연구자가 자체 개발한 ‘감각 귀인 모듈’을 활용하여 각 감각 통로의 주관적 기여도를 측정하였다. 총 300명의 Meta Quest 3/3s 사용자가 실험에 참여하였으며, 유효 표본은 289명으로 분석에 활용되었다. 통계 분석은 신뢰도 및 타당도 검증, 기술통계, 확인적 요인분석(CFA), 상관분석, 구조방정식모형(SEM)을 실시하였으며, PROCESS 매크로와 부트스트랩 기법을 활용하여 감각 귀인의 매개효과를 검증하였다. 또한, 질적 면접 및 분석을 통해 정성적 측면에서 연구 결과를 보완하였다.
연구 결과, 다감각 주도 조건에서 참가자들은 몰입감·실재감·상호작용성의 모든 차원에서 가장 높은 체험 수준을 보였으며, 이는 다감각 간 일관성이 전반적인 사용자 경험의 품질에 긍정적인 영향을 미친다는 점을 확인하였다. 시각 주도 조건은 공간지각과 과제 중심 참여를 강화하였고, 청각 주도 조건은 정서적 몰입과 분위기 형성을 촉진하였다. 주관적 지각 주도 조건의 결과에서는 개별 참가자마다 감각 선호의 차이가 나타났으나, 전반적으로 시각 통로의 주도 경향이 두드러져, 시각 정보가 가상현실 체험 구성에서 여전히 핵심적인 역할을 수행함을 확인하였다. 다른 주도 조건의 감각 귀인 결과 역시 실험 조작 방향과 일치하여, 사용자가 주도 감각을 명확히 인식하고 그 경험 형성에 반영하고 있음을 보여주었다. 또한 장비 모델, 헤드폰 착용, 환경 소음 등 외부 요인은 경험 품질에 부분적 영향을 미쳤으며, 특히 헤드폰 착용과 조용한 환경은 감각 통합과 몰입감을 강화하였다. 체험 시간은 일정 수준까지 상승 후 감소하는 경향을 보였으며, 멀미 수준은 사용자 경험과 유의한 부적 상관을 나타냈다. 전반적으로 다감각 균형 환경은 몰입감·실재감·상호작용성의 세 차원에서 안정적인 경험 향상을 보였으며, 감각 간 시너지 효과를 확인하였다.
결론적으로, 감각 주도성은 가상현실 사용자 경험의 ‘몰입–현존–상호작용’ 구조를 연결하는 핵심 기제로 작용하며, 다감각 일관성 통합과 시각 통로의 주도적 영향은 사용자 심리적 실재감과 참여감을 동시에 강화하는 것으로 확인되었다. 본 연구는 다감각 통합 이론을 가상현실 분야로 확장하여 몰입형 경험 모델의 새로운 해석 틀을 제시하였으며, 실무적으로는 VR 콘텐츠 설계, 몰입감 향상 및 감각 피드백 시스템 개발에 실증적 근거를 제공하였다. 향후 연구에서는 촉각·후각·온도감 등 추가 감각 요소를 포함하여, 다감각 주도성의 포괄적 메커니즘을 심층적으로 탐색할 필요가 있다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성과 목적 1
• 1.1 연구의 필요성 1
• 1.2 연구의 목적 4
• 2. 연구문제 5
• Ⅱ. 이론적 배경 6
• 1. 가상현실 사용자 경험 관련 이론 6
• 1.1 가상현실 7
• 1.2 몰입감 11
• 1.3 실재감 14
• 1.4 상호작용성 17
• 2. 가상현실에서의 감각 주도성의 이론적 기초와 동적 메커니즘 20
• 2.1 감각 주도성의 이론적 기초 20
• 2.2 다감각 통합과 주도 채널의 동적 전환 23
• 2.3 감각 주도성이 가상현실 사용자 경험에 미치는 영향 26
• 3. 선행 연구 28
• 3.1 몰입감 연구의 다감각 확장 28
• 3.2 실재감 연구의 다차원 경로 확장 34
• 3.3 상호작용성 연구의 동적 피드백 메커니즘 38
• 3.4 감각 주도성 연구의 통합적 진전 43
• 3.5 척도 및 측정 연구 49
• Ⅲ. 연구 방법 54
• 1. 연구모형 및 가설 54
• 1.1 연구모형 54
• 1.2 연구가설 55
• 2. 실험 설계 및 조건 설정 57
• 2.1 실험 설계 57
• 2.2 실험 조건 설정 57
• 2.3 실험 절차 64
• 3. 연구대상 67
• 3.1 연구대상 67
• 3.2 모집 방법 67
• 3.3 표본 수 및 데이터 구성 69
• 3.4 연구 윤리 및 데이터 관리 69
• 4. 변수의 조작적 정의 및 측정 도구 69
• 4.1 매개변수 – 감각우세성 및 감각귀인 70
• 4.2 종속변수 – 사용자 경험 차원 70
• 4.3 조절변수 72
• 4.4 개방형 피드백 및 반구조화 면담 72
• 4.5 데이터 수집 및 설문 구조 73
• 5. 데이터 분석 방법 75
• Ⅳ. 연구 결과 77
• 1. 표본 및 데이터의 기술통계 분석 77
• 1.1 인구통계학적 특성 78
• 1.2 VR 사용 및 실험 조건의 특성 80
• 1.3 주요 변수의 기술통계 81
• 2. 실험 조작 타당성 검증 82
• 3. 신뢰도 및 타당도 검증 83
• 3.1 신뢰도 분석 83
• 3.2 타당도 분석 85
• 4. 상관관계 분석 89
• 5. 가설 검증 91
• 5.1 주효과 분석 91
• 5.2 감각 귀인이 사용자 경험에 미치는 영향 분석 93
• 5.3 매개효과 검증 97
• 5.4 외부 조건의 영향 효과 분석 99
• 5.5 개방형 인터뷰 및 주제 분석 결과 106
• 5.6 연구 가설 검증 결과 요약 112
• Ⅴ. 결론 116
• 1. 주요 연구 결론 116
• 2. 연구의 의의와 학술적 기여 121
• 3. 실천적 제언 및 응용 가치 124
• 4. 연구의 한계 및 향후 과제 127
• 참고문헌 131
• Abstract 144