Comparative study of representation of the distance in car navigation

2-1. 운전 중 컨텍스트의 특수성

운전 중의 정보 전달은 운전자가 다양한 교통 환경에 집중을 해야 하는 상황에 있어 안전 문제와 밀접히 관련이 있기 때문에, 디자인 접근에 있어 이러한 특수한 상황에 대한 고려가 필요하다. 최근 들어 기술이 급격히 발전하고 다양한 기능이 운전자 정보 시스템에 내장됨에 따라, 운전자 정보시스템이 복잡해지고 사용성 수준이 저하되는 경향을 보이고 있다. (박용성, 2009)운전자에게 이러한 정보들을 어떠한 방식으로 안전하고 효율적으로 전달할 것인가는 매우 중요한 이슈로 부각되고 있다. Bach(2009)는 운전 중 정보와 사용자 간의 인터렉션에 있어 1) 사용자의 빠르고 정확한 판단, 2) 정보의 효율성, 기억, 에러 대처 및 만족 등을 고려, 3)정보의 이해에 있어 부담을 요하지 않는 안전을 고려한 정보 전달 방식이 필요하다고 말하였다.

차 내비게이션은 자동차에서의 여러 정보 전달 수단들 중에서도 가장 널리 쓰이고 있는 제품의 하나로써 그 수요가 점점 많아지고 있다. 운전 중의 매우 다양하고 세부적인 정보를 다루는 내비게이션의 특성상, 매우 직관적이고 쉬운 이해를 바탕으로 하는 정보 전달 방식에 대한 고려는 필수적이다.

2-2. 운전 중 거리 정보의 인지

‘인지 거리’(cognitive distance)는 육안으로 보이지 않는 큰 스케일에서의 공간 거리에 대한 사람의 개인적인 생각 및 인지 방식으로써 (Montello, 1991; Ittelson, 1973; Canter&Tagg, 1975; Cadwallader, 1976), 차 내비게이션에서 거리 인지는 매우 기본적이고 중요한 역할을 차지한다. 내비게이션의 가장 주요한 목적 중 하나인 ‘길찾기’정보의 경우 기본적으로 거리 정보와 위치 정보를 바탕으로 하고 있다. 사용자는 공간의 위치를 이해하고 자기 자신의 위치를 파악하여 경로를 찾는 데에 이를 활용한다. 운전 중의 거리 정보는, 육안으로 확인 가능한 거리부터 매우 먼 거리까지 넓은 범위의 거리 정보를 다루며 빠른 속도의 이동과 회전구간 등 다양한 상황에서 사용된다.

현재 차 내비게이션에서 거리 정보를 표현하는 데에 있어 주로 쓰이는 방식은 미터/킬로미터 등을 사용한 방식으로, 현재 위치한 지점에서 앞으로 다가오는 회전 구간 및 목적 지점까지의 거리를 단위 정보로 표시한다. 이러한 미터 중심의 정보는 합리적이고 정확한 정보 방식이지만, ²⁾ 보통 일상생활에서 사람들이 거리를 이해할 때에 미터 정보만으로는 쉽게 이해하지 못하는 경우가 많다. Wunderlich(1982)에 따르면 사람의 일상적인 공간적 사고에서는 미터법적 개념 및 용량의 표시는 부차적인 역할을 한다고 한다.

이제까지 물리적인 공간개념은 본질적으로 미터법에 따라 사용되어 왔으나, 사람의 생각에서 공간을 대표하는 방식은 측량을 바탕으로 하는 물리학 또는 지도의 기하학과는 매우 다르다. 물리학, 기하학에서의 공간은 기초적, 측량적, 획일적, 단일적이라면, 사람들이 생각으로 받아들일 때에는 공간을 도식적(구조 및 관계를 그림이나 양식으로 이해)으로 이해한다. 사람이 공간을 표현할 때에 지도, 건축 드로잉, 차트, 다이어그램, 그래프 등으로 표현하는 것과 같다. 사람들은 공간의 많은 요소들과 그의 관계를 포괄적, 은유적으로 전달함으로써 그에 대한 이해 특징을 살린다. (Tversky, 2003)사람들이 미터 방식의 가치에만 의존할 때에, 공간 거리를 판단하는 데에 있어서 잘못된 이해와 왜곡을 할 수 있다. (Huttenlocher Hedges & Duncan, 1991;McNamara, 1986; Tversky, 1981) 이를 고려하였을 때, 거리 정보를 전달하는 데 있어 미터 중심의 정보가 아닌 다른 표현 방식의 가능성과 방안에 대해 생각해 볼 필요성이 있다.

4.1. 유연 구간 / 집중 구간의 정의

주행 중 일정 목적지까지 이동하는 데에 있어 목적지점까지 어느 정도 거리가 남아있는 상태에서의 초반 부분과 목적지점과 매우 근접해지고 있는 후반 부분에서 운전자의 정보인지 방식이 다른 양상 및 특징을 보이는 것을 관찰하였다.

목적지점까지의 어느 정도 거리가 남은 상태인 초기영역에서, 운전자는 내비게이션에서 제공되는 정보를 유연하게 받아들인다. 이 영역에서 운전자는 구체적인 거리정보를 통해 목적 지점까지의 전체적 경로 정보를 습득하고, 앞으로 다가오는 상황 및 태스크에 대한 예측적 정보를 얻고자 한다. 아직 목적 지점까지의 거리가 어느 정도 남아있기 때문에 운전자 스스로 내비게이션의 세부적인 정보를 확인할 수 있고 설명적인(descriptive)정보도 비교적 유연하게 받아들일 수 있다. 따라서 내비게이션에서 제공되는 정보 전달에 있어 운전자들의 정보 인지 상태가 비교적 열려있고 수월한 상태라고 말할 수 있다.

이와 비교하여 후반 영역, 즉 목적지점에 근접해지는 시점에서는 운전자가 긴장감을 느끼고 앞의 전방 상황에 더욱 집중하여 주시한다. 이 영역에서의 운전자는 회전 구간 또는 태스크 지점을 놓치지 않으려 하고, 차선 변경 등의 준비를 하고자 전방 상황에 더 집중한다. 따라서 이러한 상황에서는 운전자의 이해 및 집중을 필요로 하는 세부적이고 설명적인 정보 방식 보다는, 시선 및 집중의 분산을 일으키지 않는 직관적 정보 전달 방식을 요구한다. 목적지점이 가까워지면서 남은 거리에 대한 정보의 이해 및 정확한 태스크 지점을 찾는 일이 매우 중요해진다.

본 연구에서는 이를 유연 구간과 집중 구간이라 정의 내리고 각 구간에서의 정보 제공 방식에 대하여 정리하였다. 유연 구간은 목적지점에서 어느 정도 거리가 남은 초기 영역을 뜻하고, 이 영역에서의 운전자는 내비게이션에서 제공되는 거리 정보를 유연하게 받아들인다. 이 영역에서는 아직 태스크까지의 거리가 어느 정도 남아있기 때문에 세부적이고 설명적인 정보 전달에 있어 운전자들의 정보 인지 상태가 비교적 열려있고 수월한 상태라고 말할 수 있다.

이와 달리 후기 영역, 즉 집중 구간에서의 목적지점에 근접해지는 시점에서는 운전자가 긴장감을 느끼고 앞의 전방 상황에 더욱 집중하여 주시한다. 이러한 상황에서는 시선 및 집중의 분산을 일으키지 않는 직관적 정보 전달 방식이 요구된다. 따라서 유연 구간에서 앞으로 얼마나 먼 거리에 있는가에 대한 거리 정보 전달이 중점적으로 다뤄졌다면, 집중 구간에서는 내가 목적지점에 얼마나 가까워지고 있는가에 대한 ‘근접성’에 대한 정보 전달이 더 중요시된다. 유연 구간에서 설명적이고 예측적인 정보를 중심으로 남은 거리에 대한 정보 전달에 중심을 둔다면, 집중 구간에서는 이와는 다른 근접성에 관한 직관적이고 빠른 이해를 유도하는 심볼 형태와 같은 정보가 더욱 효과적일 수 있다. 이와 같은 각각의 특성은 [표 2]와 같이 정리된다.

[표 2]

유연 구간과 집중 구간의 특성 비교

집중 구간에서의 직관적이고 쉬운 정보의 전달은, 운전 중 긴급성을 알리는 정보 전달의 특징과 연관지어 생각할 수 있다. 긴급한 정보 전달의 경우, 사용자로 하여금 매우 빠르고 쉬운 이해를 통하여 신속한 대응을 이끌어내는 것이 목적이기 때문에, 이는 집중 구간에서 운전자가 정보를 빠르게 인지하고 태스크에 대한 인지적•행동적 대응을 이끌어내어야 하는 것과 의미가 상통한다. 운전 중 긴급성과 관련한 정보를 제공하기 위해서는 다음과 같은 기본적인 조건들이 충족되어야 하는데, 첫째, 운전자가 쉽게 이해하며, 둘째, 이용하기 쉽도록 기능을 단순화하여야 하는 것이다. (허성관, 2006)

이러한 정보의 단순성 및 인지의 정확성 등의 조건을 바탕으로, 본 연구에서는 이를 집중 구간에서의 청각적 근접성 정보(proximity sound), 즉 아날로그적 방식을 활용한 정보 전달 방식을 제시하였다. 정보 빈도를 통해 의미를 전달하는 아날로그적 정보 전달 방식은 이미 매우 많은 분야에서 사용되고 있는 정보 방식으로써, 앞의 집중 구간에서의 정보 디자인 요구 사항을 고려하였을 때 적합한 방식으로 평가되었다.

4-2. 아날로그 정보 방식 활용의 의의

아날로그 거리 정보 방식은 거리의 근접함을 정보의 빠르기의 변화를 통해 알려주는 정보 방식이다. 예를 들어, 어떠한 물체 또는 상황 등을 탐지하는 탐지기(detector)는 소리 및 빛의 빈도를 통하여 물체가 가까이 있음을 알리는 것과 같다. 이 정보 방식은 근접성과 관련한 매우 다양한 분야 및 제품에서 활용되고 있다. 이러한 아날로그적 정보 방식은 정보의 이해를 위한 별도의 노력이 필요하지 않고, 정보가 매우 직관적으로 명확히 전달된다는 장점이 있다. 아날로그 방식의 정보는 다양한 감각 요소를 통하여 전달이 가능하다. 시각적, 청각적, 촉각적 요소를 통하여 정보를 표현할 수 있고 각각의 요소들은 각기 다른 특성 및 장단점을 가지고 있다.

시각적 정보는 불빛의 깜박임으로 천천히 깜박이다가 빨리 깜박이는 정도의 변화를 통해 근접성에 대한 정보를 전달한다. 불빛의 강도 및 색상에 따라 매우 다양한 정보 표현이 가능하다. 하지만 운전 중의 시각적인 정보 전달은 어떤 이유에서든 위험을 유발할 수 있고(Jensen, 2010), 정보를 전달받고 이해하는데에 비교적 오랜 시간이 걸리고 운전자의 시선을 빼앗을 때의 안전 문제를 항상 지니고 있다는 단점을 가지고 있다.

청각적 정보는 근접성 정보 전달 방식 중 가장 많이 쓰이는 방식의 하나로, 거리나 위치의 근접성에 대한 정보뿐 아니라 경각심을 주는 알람의 역할도 한다. 청각적 정보는 시선의 집중을 필요로 하는 시각적 정보의 전달과는 달리 시선의 집중이 필요 없다는 것이 운전 중 정보 전달에 있어서는 큰 장점이라 할 수 있다. 이러한 장점들로 인하여, 청각적 정보는 위험요인에 대한 경각심을 일깨우거나 안전에 관련한 정보를 전달하는 데에서 많이 활용되고 있다. 관련 실험으로 Holland(2002)는, 거리를 표현 (represent)하는 방식에 있어 빠른/느린 속도에 따른 소리의 리듬을 메타포(metaphor)로 활용하기도 하였다. 그리고 Jensen(2010)은 운전 중의 시각과 청각 정보의 비교 실험을 하였는데, 청각 정보가 주어졌을 때 시선을 빼앗기는 일이 더 적고 운전 수행에 있어 더 나아졌다는 결과를 얻었다.

마지막으로 촉각적 정보는 청각과 마찬가지로 운전자의 시선을 빼앗지 않고 진동을 통해 정보전달을 할 수 있는 특징을 가지고 있다. 특히 자동차의 경우, 핸들이나 의자 등 다양한 곳에 사용될 수 있고, 일반적으로 정보를 필요로 하는 대상에게만 선택적으로 제공(천재민, 2008)될 수 있다는 장점이 있다. 하지만 시각과 청각에 비교하여 정보의 다양성이 매우 제한되어 있고 다른 두 방식에 비하여 의미의 전달이 불분명하다는 단점이 있다.

위의 세 가지 정보 전달 요소의 각각의 장단점의 분석을 통하여 집중 구간에서의 근접성 정보 전달에 있어서의 적합 여부에 대하여 알아보았다. 시각 정보의 경우 다양한 정보의 표현이 가능하고 태스크 수행도가 좋지만, 집중 구간에서의 정보 제공 방식으로는 운전자의 집중 및 시선을 빼앗는다는 단점이 있다. 그리고 촉각의 경우, 운전자의 집중이나 시선을 방해하지 않고, 가장 빠른 반응 시간을 이끌어내지만 진동을 통한 정보의 의미를 바로 빠르게 이해하려면 운전자의 충분한 훈련이 먼저 필요하고, 정보의 종류에 따라 의미 전달의 표현에 있어 한계가 있다. 이와 비교하여 청각 정보 방식은 매우 직관적이고 정보전달력이 강하다는 점에서 적합한 방식으로 판단되었다. 정확한 의미 전달이 가능한 동시에 운전자의 시선을 빼앗지 않는다는 점에서, 직관적이고 정확한 판단을 요구하는 집중 구간과 같은 상황에서 가장 효과적으로 활용될 수 있다.

시각, 청각, 촉각 정보 방식에 대한 관련 문헌 및 특성 분석을 토대로 각각의 장단점을 [표 3]과 같이 정리하였다.

[표 3]

시각/청각/촉각 정보 방식 장단점 비교

이를 바탕으로 본 연구에서는 집중 구간에서의 거리 정보 전달에 있어 청각 정보 방식을 채택하여, 현재 내비게이션에서 미터 기반의 디지털 거리 정보 방식과 템포 기반의 아날로그 거리 정보 방식과의 비교 실험을 구성하였다.

5.1. 실험 자극물 설계

실험에서 쓰인 청각 정보 자극물과 정보 제공 시점 설계는 기존문헌을 참고로 하여 구성하였다. 디지털 청각 자극물은 기존 내비게이션 제품에서 제공하는 방식을 참고하여 ‘100미터, 50미터, 30미터, 10미터’단위의 음성 정보를 제작하였고, 아날로그 청각 정보 자극물은 기존의 음향 디자인(sonification design)관련 문헌에서 사용한 음의 박자수(bpm: beat for minute)를 참고하였다. 본 연구에서는 Walker(2002)의 실험에서 사용된 템포 세트의 bpm을 참고로 하여 60, 210, 600bpm의 빠르기로 아날로그 청각 자극물을 설계하였다. 목적 지점에서 멀리 떨어져 있을 때에는 60bpm의 느린 템포를 제공하고, 지점에 가까이 다가갈수록 210bpm, 600bpm의 빠른 템포의 청각 자극물을 구성하였다.

그리고 정보 제공 시점의 설계에 있어서는, Ross(1997)의 청각 정보 제공 시점에 관한 연구의 결과를 참고로 하여 구성하였다. 이 실험에서는 차의 속도에 따라서 어느 시점이 거리 정보를 전달하는 데에 가장 적절한지에 대해 실험을 구성하고 이를 통해 정보 제공 시점의 계산식 [표 4]을 산출하였다. 음성 안내가 이루어지는 시점이 언제가 가장 적절한가에 대해서 ‘1: 너무 빠르다 ~ 6. 너무 늦다’로 평가를 하게 하여 적절 시점을 정의하였다. 본 연구에서는 이 실험에서 제공하고 있는 속도에 따른 정보 제공 시점을 참고로 하여 실험을 계획하였다.

[표 4]

운전 중 청각정보의 제공 시점 계산식

5.2. 실험 프로세스

실험에는 평균 20대 초반의 총 16명의 참가자가 참여하였다. 카이스트 공대생 내에서 참가자를 모집 하였고, 남자 12명, 여자 2명의 피실험자가 참여하였다. 운전경력은 약 2개월부터 4년까지 다양한 경력대가 있었고, 내비게이션을 항상 사용하는 사용자뿐만 아니라 내비게이션을 한번도 사용해보지 못한 사용자 또한 포함되었다.

실험은 약 180미터정도의 직선거리에서 디지털과 아날로그 두 가지 청각정보 안내를 들으면서 주행하다가 0m라고 생각되는 지점에 멈춰서는 것으로 진행되었다. 청각 자극물은 두 가지 모두 동일한 시점에서 주어지도록 계획하였다. 디지털 청각 정보의 경우, ‘100미터, 50미터, 30미터’, 마지막으로 ‘10미터’가 주어지고, 피실험자는 이를 듣고 0미터라고 생각되는 지점에서 정지하였다. 아날로그 청각 정보의 경우에도 미터법 정보와 마찬가지로, 60bpm(100미터지점), 210bpm(50미터 지점), 600bpm(30미터 지점), 그리고 마지막 10미터의 같은 지점에서 ‘삐-‘소리가 나도록 하였다. 실험을 시작하기에 앞서, 피실험자가 각각의 정보에 익숙해지고 충분한 이해를 할 수 있도록 하기 위하여 두 가지 청각 정보를 미리 들려주었고, 마지막 단계의 정보인 ‘10미터‘소리와 ‘삐-’는 같은 10미터를 남겨둔 시점에서 제공된다는 것에 대하여 사전에 충분히 이해하도록 하였다.

5.3. 실험 결과

총 16명의 피실험자의 결과를 종합하였다. 이 중 첫 번째 피실험자는 지정해 놓은 정지 범위 밖 대한 답을 하여 결과의 분석에서 제외하였다. 따라서 총 15명의 피실험자의 실험 결과 내용이 다음 [표 5]와 같이 정리되었다. 표에서의 정답 구간은 실제 정지지점을 의미하고, 결과는 피실험자가 청각 자극물을 듣고 0m라고 생각하고 정지한 지점을 말한다. 예를 들어 첫 번째 피실험자의 경우, 디지털 청각 정보의 계획된 정지 지점이 20m 지점이었지만 실험에서 피실험자가 정지한 지점은 15m 지점이었다. 이 경우 정담 지점과 5m의 오차범위을 보이게 된다.

[표 5]

디지털 방식 거리 청각 정보 vs 아날로그 방식 거리 청각 정보 비교 실험 결과

아날로그 거리 청각 정보의 경우 6명이 0m 지점의 bar에 멈춰선 반면 디지털 거리 청각 정보의 경우 아무도 정답 지점을 맞추지 못했다. 그리고 전체 결과를 종합하여 보았을 때, 더 많은 피실험자가 디지털 방식의 정보일 때보다 아날로그 방식의 거리 청각 정보를 들을 때에 0m 지점에 더 가깝게 정지하였다. 오류범위의 평균을 계산해 본 결과, 디지털 방식 거리 정보가 주어졌을 때에는 평균 12.36m, 아날로그방식 거리 정보가 주어졌을 때에는 평균 5.71m의 오류범위를 보였다. [그림 2]는 실험 결과의 평균 그래프를 나타낸다.

[그림 2]

디지털 방식 거리 청각 정보와 아날로그 방식 거리 청각 정보 실험 결과 평균

이 실험 결과를 종합하여 대응표본 T 검정을 통해 분석하였고, 그 검정 결과 유의확률 .029로 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 따라서 디지털 방식 거리 청각 정보가 주어졌을 때보다 아날로그 방식 거리 청각 정보가 주어졌을 때 운전자들이 목적 지점에 대한 더 정확한 판단을 하였다는 것을 유의미하게 밝혀내었다.

디지털 방식 거리 청각 정보와 아날로그 방식 거리 청각 정보에 관해 인터뷰에서 피실험자들이 언급한 내용을 바탕으로 각 정보의 특성을 분석하였다. 디지털 거리 정보의 경우 매우 객관적이고 정확한 정보인 반면에, 직관적으로 이해하는 데에 어려움이 있다는 것이 가장 큰 단점으로 언급되었다. 그와 비교하여 아날로그 거리 정보의 경우 직관적인 정보 전달이 되는 반면, 정보가 정확히 어느 정도의 거리를 의미하는건지 알기 힘들고 상황에 따라서 알람음과 같은 소리 정보가 너무 경각심을 높이거나 위협적으로 들릴 수 있어 부정적인 느낌을 유발한다는 의견이 있었다.

각각의 장단점에 대한 분석은 [표 6], [표 7]과 같이 정리되었다.

[표 6]

디지털 거리 청각 정보의 장단점 분석

[표 7]

아날로그 거리 청각 정보의 장단점 분석

이와 같은 결과는, 유연 구간에서 현재의 미터를 기반으로 한 디지털 정보가 더 유용하게 사용될 수 있다면, 집중 구간에서는 아날로그식 거리 청각 정보가 더 적합하게 사용될 수 있음을 시사한다. 유연 구간에서 현재의 위치에서 목적 지점까지의 거리가 얼마나 멀리 떨어져 있는가에 대한 객관적이고 합리적인 정보가 필요하다는 것을 고려하여 보았을 때, 디지털 방식의 정확한 숫자 정보는 운전자에게 매우 유용할 수 있다. 하지만 목적지점에 가까워지는 집중 구간으로 갔을 때에는 목적 지점과과 얼마나 근접해지고 있는지에 대한 아날로그 거리 정보를 통하여 운전자가 정확한 지점을 인지하는 데에 도움이 될 수 있을 것으로 보인다. 또한, 아날로그 청각 정보가 매우 직관적이고 정보의 이해를 위한 노력이 필요하지 않다는 것을 고려하였을 때, 집중 구간에서 운전자가 전방 상황을 주시하면서 정보를 바로 전달받을 수 있어 적합한 방식으로 활용될 수 있다.

이와 같은 디지털 방식과 아날로그 방식의 거리 청각 정보의 장단점 및 특징은 정량적으로 증명된 것이 아닌 본 실험에서의 피실험자 각각이 언급한 의견을 바탕으로 한 것으로써, 이러한 발견점을 통해 디자인의 향후 방향이 어떠한 방식으로 접근될 수 있는지에 대한 가능성을 제시하는 데에 도움이 될 것으로 보인다.