[기고문] 햅틱 전문가들에게 듣는다 – 작지만 강한 스마트폰 필수요소에 대한 몇 가지 진실

이제 여러분은 스마트폰 사용자 경험에서 햅틱의 중요성을 알게 되었지만, 얘기는 여기서 끝나지 않는다. 최근 우리는 시러스 로직 팀과의 온라인 대화를 통해 프리미엄 햅틱에 수반되는 가격적 제약, 스마트폰의 진화로 인해 마주하게 되는 실행 상의 난제 등에 대한 이해를 돕고자 하였다. 대화 내용을 소개한다.

좋은 햅틱은 비용이 얼마나 드나?

햅틱의 성능을 비용만으로 설명할 수는 없다. 액추에이터 채용이나, 진동이 다양한 물질들을 통과하는 기계적 원리 등 다른 요소들도 중요하다.

최상의 햅틱은 좋은 액추에이터를 기본으로 시작한다. 스마트폰에 사용되는 여러 유형의 액추에이터 중에는 웅웅 소리를 내는 저가의 ERMS, 햅틱 이벤트가 발생한 후에 울림이나 떨림이 따라오는 저가의 Z축(Axis) LRA 등도 있는데, 두 유형 모두 사용자 경험이 좋지는 않을 것이다.

하이엔드 스마트폰에서는 점점 더 횡축(Lateral Axis) LRA를 채용하는 추세이다. 이 액추에이터는 비용이 높은 편이지만 점점 저렴해지고 있다. 시러스 로직이 채택하는 것과 같은 고급 스마트 햅틱 드라이버 IC는 고급 폐쇄루프(closed loop) 제어를 사용한다. 이러한 설정을 통해 저가형 LRA는 성능이 향상되고, 고급 LRA는 성능이 더욱 극대화되어, 프리미엄 제품들에 요구되는 풍부한 고해상도 햅틱이 구현된다.

최근 몇 년 간 햅틱의 변화는?

최근 수 년 간 스마트폰 햅틱 발전을 견인한 것은 ERM에서 LRA 방식 액추에이터로 전환됨에 따라 구축된 햅틱 서브시스템이다. 햅틱 드라이버는 이제 이 설정의 기본적인 요소로, 이전에는 제조사들이 외부에서 똑똑하지 않은 부품들을 개별 구성하여 사용하거나 PMIC를 활용해 액추에이터를 구동하였다.

전용 햅틱 드라이버를 어떻게든 사용하지 않으려는 제조사들이 간혹 있는데, 이 경우 햅틱 성능은 타격을 받게 된다. 일부 상세한 리뷰들에서는 비용절감을 위한 제조사들의 이러한 궁여지책을 지적하고 있다. 현재 대부분의 제조사들은 부스트, DSP, 알고리듬 저장 메모리를 포함한 전용 스마트 햅틱 드라이버를 채용하고자 하는 추세이다.

시러스 로직의 폐쇄루프(closed loop) 아키텍처는 햅틱이 LRA에 발생하는 실시간 변화를 모니터링하여 파형(waveform)을 자동 조정할 수 있게 함으로써 고해상도 효과를 구현한다. 이것이 시러스 로직이 타 경쟁사들과 차별화된 강점이며, 사용자 경험의 기본이 되는 선명하고 깔끔하며 일관된 햅틱, 보다 다채로운 햅틱이 가능해진다.

좋은 햅틱에서 소프트웨어의 중요성은?

좋은 햅틱은 소프트웨어 의존도가 크다. 좋은 햅틱을 구성하는 몇 가지 소프트웨어 요소가 있는데, 그 중 하나가 우리의 폐쇄루프(Closed Loop) 제어 알고리듬이다. 소프트웨어는 햅틱 파형을 환경 변화에 맞게 역동적으로 조정하고 전기기계적 변화를 LRA에 맞게 조정하여, 일관되고 깔끔하며 실제 버튼을 누르는 느낌을 구현하는 사용자 경험을 창출할 수 있어야 한다.

또한 소프트웨어는 오디오 스트림 분석을 통해 햅틱 이벤트 발생 시점을 결정함으로써 햅틱 사용 경험을 향상시키기도 하는데, 우리는 이것을 “오디오 투 햅틱(audio to haptics)”이라고 부른다. 스마트폰 게임플레이나 컨텐츠 감상 등 화면에서 벌어지는 사건들(폭발, 총격 등)에 햅틱이 적용되어 몰입감을 높이고자 할 때 이 기술을 사용한다.

마지막으로, 퍼포먼스 튜닝에 사용되거나 스마트폰 UX 팀이 제품에서 구현하고자 하는 햅틱 효과 디자인을 지원하는 소프트웨어 도구들도 있다.

시러스 로직의 제품들은 이들 요소를 모두 제공한다.

스마트폰 햅틱 튜닝의 최대 난제는?

LRA를 이해하고 특성을 파악하는 것이 무엇보다 중요하다. 각각의 LRA는 서로 다른 특성을 가지므로, 소프트웨어를 사용해 전기적 특성을 파악함으로써 파형 디자인을 최적화하고 성능을 높인다.

LRA의 전기기계적 물성을 파악하지 못한다면 햅틱 LRA 튜닝은 굉장히 어려울 수 있다. 각각의 LRA는 고유하며, 시간에 따라 변하는 서로 다른 임피던스와 최적의 공진주파수를 갖는다. 시러스 로직은 LRA의 주요 물성 파악이 가능한 모니터링 ADC와 알고리듬을 보유하고 있기 때문에 주어진 LRA에 맞도록 파형을 튜닝하여 성능을 극대화할 수 있다. 여기에 실시간 폐쇄루프(Closed Loop) 피드백이 더해져, 늘 일정한 퍼포먼스를 보장하는데, 이는 사용자 경험의 중요한 요소이다.

시러스 로직이 개발한 혁신적인 툴체인(toolchain)은 튜닝 프로세스를 간소화하고 LRA 특성 파악 작업을 실제로 자동화함으로써 제조사의 UX팀은 우리의 툴을 사용해, 자신들이 원하는 햅틱 경험을 얼마든지 디자인할 수 있다. 어떤 경험이든 가능하다. 시러스 로직은 제조사들을 대신해 복잡한 부분들을 처리하고 프로세스를 전반적으로 간단하게 만든다.

유리, 알루미늄 등 스마트폰 원자재의 변화가 햅틱에 미친 긍정적 또는 부정적 영향은?

이것은 스마트폰의 질량과 LRA의 위치에 따라 달라진다. 시러스 로직이 보유한 고급 아키텍처에서는 짧고 강렬한 떨림을 LRA에 전달하여 드라이브 강도를 높이는 한편, 폐쇄루프(Closed Loop) 제어를 사용함으로써 필요시 LRA를 즉시 중단시킬 수 있다. 또한 LRA가 개발 플랫폼을 떠나 시스템에 통합되면 공진주기가 변할 수 있는데, 이 때 시러스 로직은 햅틱 시스템 튜닝을 수행한다. 현재 시러스 로직의 동일한 햅틱 드라이버가 노트북 트랙패드와 같이 더 큰 사이즈의 어플리케이션에 채용된 사례들을 볼 수 있는데, 이는 시러스 로직 IC의 전반적인 역량 덕분이다.

요즘 스마트폰들의 사이즈가 커지고 있는데 이것이 햅틱 성능에 미치는 영향은?

스마트폰 크기는 햅틱 성능에 별다른 영향이 없다. 우리는 어떤 LRA가 주어져도 최상의 성능을 이끌어내고, 앞서 언급했듯 더 큰 어플리케이션용 LRA도 제공할 수 있기 때문이다.

반면에 폴더블폰은 기존 스마트폰보다 크고 부피가 커서 어려움이 따른다. 폰을 펼쳤을 때와 접었을 때 전기기계적 물성도 달라진다. 이러한 변화에 역동적으로 대응할 수 있는 능력은 시러스 로직의 폐쇄루프 아키텍처가 가진 특장점이다. 드라이브 세기를 자동으로 증감하여 사용자가 인지하는 햅틱의 느낌은 일정하기 때문이다. 따라서 우리의 햅틱은 스마트폰이 어떻게 쥐어져 있느냐, 심지어 접느냐 펴느냐에 상관 없이 일관성을 유지한다.

시러스 로직에 대해 더 알아보기

프리미엄 햅틱 기술에 대해 더 알고 싶다면? 시러스 로직의 전문가들을 만나보자. 시러스 로직의 기술은 구글, 삼성 등 제조사의 햅틱 성능 좋기로 유명한 기기들에서도 찾아볼 수 있다. 자세한 내용은 시러스 로직 홈페이지 참조

 전자신문인터넷 유은정 기자 (judy6956@etnews.com)