다중플랫폼 협업 AR을 위한 마이크로서비스 기반 SARA 아키텍처

초록

SARA는 마이크로서비스와 협업 모델 개념을 결합해 iOS와 HoloLens 같은 이기종 AR 디바이스 간의 실시간 협업을 지원한다. 기존에 플랫폼별로 구현해야 했던 통신·데이터·오케스트레이션 로직을 추상화함으로써 개발자는 애플리케이션 로직에 집중할 수 있다. 논문은 턴 기반·무제한 모델을 적용한 협업 voxel 게임 프로토타입을 통해 설계·구현·배포 과정을 제시한다.

상세 요약

SARA 아키텍처는 크게 세 층으로 구성된다. 가장 아래는 디바이스 독립적인 마이크로서비스 레이어로, REST‑gRPC 기반의 통신 엔진, AR 자산 메타데이터 저장소, 그리고 실시간 이벤트 브로커가 포함된다. 이 레이어는 클라우드 혹은 엣지 서버에 배치될 수 있어 확장성과 지연 최소화를 동시에 달성한다. 중간층은 협업 모델 엔진이다. 논문에서 제시한 다섯 가지 모델(턴, 레이어, 소유권, 계층 기반, 무제한)은 각각 사용자 권한, 자산 충돌 해결, 그리고 동기화 정책을 정의한다. 모델은 플러그인 형태로 구현돼 새로운 정책을 손쉽게 추가할 수 있다. 가장 위쪽은 클라이언트 SDK이다. iOS와 Unity‑based HoloLens용 SDK는 동일한 API를 제공해 개발자가 플랫폼 별 코드 중복을 피하도록 설계되었다. SDK는 로컬 캐시, 이벤트 구독, 그리고 협업 모델에 맞는 UI 위젯을 자동 생성한다.

핵심 기술적 인사이트는 ‘협업 모델을 서비스화’한다는 점이다. 기존 협업 AR 시스템은 애플리케이션 내부에 충돌 해결 로직을 하드코딩하는 경우가 많아 재사용성이 낮았다. SARA는 모델을 독립적인 마이크로서비스로 분리함으로써, 동일한 모델을 여러 애플리케이션이 공유하도록 하고, 모델 업데이트 시 전체 시스템을 재배포할 필요 없이 서비스만 교체하면 된다. 또한, 이벤트 브로커는 MQTT와 WebSocket을 복합적으로 활용해 저지연 실시간 전송을 보장한다. 이는 특히 HoloLens와 같은 고해상도 영상 스트리밍 디바이스에서 네트워크 부하를 최소화한다.

보안 측면에서는 OAuth2 기반 토큰 인증과 역할 기반 접근 제어(RBAC)를 적용해 각 협업 모델에 정의된 권한을 강제한다. 데이터 일관성은 결국 최종 상태를 저장소에 기록하고, 클라이언트는 주기적인 상태 스냅샷을 받아 충돌을 해결한다. 이때 레이어 모델은 ‘최신 버전 우선’ 정책을, 턴 모델은 ‘순차적 커밋’ 정책을 사용한다.

프로토타입 구현에서는 Unity 엔진을 활용해 voxel 월드를 생성하고, 각 큐브의 생성·삭제 이벤트를 SARA 서비스에 전송한다. 턴 모델에서는 서버가 현재 턴을 관리하고, 클라이언트는 자신의 턴이 될 때만 입력을 전송한다. 무제한 모델에서는 모든 사용자가 동시에 이벤트를 전송하고, 서버는 충돌을 감지해 최신 이벤트를 적용한다. 실험 결과, 평균 레이턴시는 85 ms 이하이며, 20명 동시 접속 상황에서도 프레임 드롭이 발생하지 않았다.

결론적으로 SARA는 마이크로서비스와 협업 모델 추상화를 통해 이기종 AR 디바이스 간의 협업 개발 비용을 크게 낮추고, 확장성과 유지보수성을 동시에 확보한다는 점에서 향후 상용 협업 AR 플랫폼의 핵심 인프라로 활용될 가능성이 크다.