선형 액추에이터가 게임용 기존 Rumble 햅틱을 대체하는 이유

Apr 23, 2023

럼블 기능을 갖춘 최초의 콘솔 컨트롤러가 게이머의 손에 들어간 이후로 우리는 문자 그대로 화면 반대편의 세계를 느낄 수 있었습니다. 선형 액추에이터는 이 몰입형 기술의 최신 발전입니다.

우리 모두가 알고 사랑하는 럼블 효과는 간단하면서도 독창적인 방법을 사용하여 컨트롤러에 진동을 생성합니다. 일반적으로 각 그립에 하나씩 두 개의 전기 모터가 있어 불균형한 무게를 회전시킵니다. 이는 편심 로터로 알려져 있으며 원리는 불균형 세탁기를 갖는 것과 동일합니다. 불균형한 무게가 회전하면서 흔들리면서 컨트롤러가 덜거덕거리게 됩니다. 모터의 속도를 변경하면 강도와 진동 주파수가 달라질 수 있습니다.

아래 표시된 Xbox One 컨트롤러와 같이 이 디자인을 사용하는 최신 컨트롤러에서는 두 개의 럼블 모터의 무게 크기가 다릅니다.

이를 통해 더 넓은 범위의 럼블 유형과 럼블 유형의 혼합이 가능해졌습니다. 모터 자체도 수년에 걸쳐 훨씬 더 강력하고 정밀해졌기 때문에 Xbox 시리즈 컨트롤러와 같은 최신 컨트롤러의 촉각 경험은 예를 들어 PlayStation 2 DualShock 컨트롤러보다 훨씬 더 세련되고 강력하게 느껴집니다.

그러나 VR 컨트롤러, PlayStation 5 DualSense 및 Nintendo Switch Joy-Con에는 이러한 럼블 모터가 없습니다. 대신 선형 공진 액추에이터라고도 알려진 선형 액추에이터 또는 때로는 "음성 코일 모터"로 알려진 장치를 사용합니다.

선형 액추에이터는 질량을 움직이는 방식에서 그 이름을 얻습니다. 기존의 럼블 모터가 질량을 회전시키는 경우 선형 액추에이터는 질량을 축을 따라 뒤로 이동시킵니다. 선형 액추에이터는 일반적으로 정렬된 축에 따라 라벨이 지정됩니다. 이는 일반적으로 햅틱 피드백을 위해 스마트폰에 사용됩니다.

선형 액추에이터는 스피커에 사용되는 것과 동일한 보이스 코일을 사용합니다. 보이스 코일은 본질적으로 전자석입니다. 스피커에서 보이스 코일은 자기를 이용해 스피커 콘을 구동합니다. 보이스 코일이 콘을 구동하는 주파수를 변경하면 소리가 공중에서 재생될 수 있습니다.

선형 액추에이터에서 보이스 코일은 공진 주파수를 갖는 스프링을 구동합니다. 공진 주파수로 구동되면 스프링은 최대 강도로 액추에이터 내 질량을 이동시킵니다. 코일이 공진 주파수에서 멀어질수록 효율성이 떨어집니다. 선형 액추에이터는 스프링의 최적 공진 주파수를 중심으로 특정 주파수 범위 내에서만 구동될 수 있습니다. 해당 범위를 너무 벗어나면 진동을 사용하려면 너무 많은 전력이 필요하다는 의미입니다.

해당 주파수 범위 내에서 선형 액추에이터는 놀라운 수준의 세부 묘사로 진동을 재현할 수 있습니다. 실제로 Nintendo Switch용 게임 개발자는 말 그대로 오디오 파일을 콘솔의 HD Rumble 기능을 위한 럼블 파일로 변환합니다.

PlayStation 5의 DualSense 컨트롤러에서는 내장 스피커를 사용하여 주파수 범위 가장자리에서 선형 액추에이터를 강화할 수 있습니다. 따라서 스피커는 촉각 진동을 증가시키고 가청 사운드를 생성하는 데 사용됩니다.

선형 액추에이터는 햅틱 피드백을 위한 가장 인기 있는 선택이 되어가고 있는 것 같습니다. 현세대 콘솔 중에서 Microsoft의 Xbox 시리즈 콘솔은 편심 럼블 모터를 고수하는 유일한 시스템입니다. VR 세계에서 현세대 컨트롤러는 모두 선형 액추에이터를 사용하며, 모바일 장치에서는 컴팩트한 크기와 낮은 전력 요구 사항 덕분에 유일한 실용적인 옵션입니다.

무엇보다도 우리는 선형 액추에이터에 대한 추진이 비용, 전력 및 정교한 세부적 장점 그 이상에 의해 주도된다고 생각합니다. 우리가 사용하는 소프트웨어가 너무 세밀하고 정교해지면서 차세대 촉각 기술이 필요합니다.

움직이는 부품이나 기계 구성 요소가 적어 전자 장치가 점점 더 견고해짐에 따라 선형 액추에이터는 얇고 가벼운 시스템을 위한 논리적인 선택입니다. 전통적인 럼블 모터의 강력한 힘과 비교할 수는 없지만 VR에서 손이 무언가에 '충돌'하는 느낌, 컨트롤러를 통해 떨어지는 빗방울의 느낌, 운전 중 손을 통해 도로의 질감을 알 수 있는 것과 같은 것은 없습니다. 시뮬레이션으로 경주합니다.