전자 점자의 현재와 미래 1: 디지털 시대의 점자와 표준

안녕하세요. 엔비전스입니다.

이번 연재부터 디지털 시대의 점자에 대해 깊이 다루는 <전자 점자의 현재와 미래>를 시작합니다.

들어가며

점자는 시각장애인을 상징하는 대표적인 문자 표현 형식으로 여겨지고 있습니다. 특히 디지털 기술이 대중화되기 전 점자는 상징적 의미 이상으로 시각장애인이 정보를 접하고, 생각을 표현하는 핵심적인 문자 체계였습니다. 디지털 기술이 발달한 오늘날, 많은 시각장애 사용자가 점자 대신 화면의 내용을 음성으로 출력하는 스크린 리더를 사용하는 비중이 늘었습니다. 그래서 점자를 읽고 사용할 수 있는 인구가 준 것은 물론 점자를 읽고 쓸 수 있는 사용자 사이에서도 이용률이 감소한 것은 사실입니다.

그러나 점자 활용 인구가 줄었다 하더라도 그 유용성은 여전히 존재합니다. 가장 쉬운 예로 상품에 이름과 같은 정보를 레이블링하여 시각장애인이 상품을 구별할 수 있도록 하는 손쉬운 수단입니다. 또는 지하철과 같은 곳에서 주요 목적지를 간결하게 표기하여 길을 올바르게 찾는 데에 도움을 줄 수 있습니다. 디지털 기기가 보편화되어 음성 출력을 많이 사용하는 오늘날이지만, 디지털 시대에서의 점자 또한 중요한 가치를 갔습니다. 대부분의 주요 스크린 리더가 연결된 점자 디스플레이를 통해 화면 내용을점자로 출력하는 기능을 핵심 기능 중 하나로 가지고 있는 이유입니다.

그리하여 이번 <전자 점자의 현재와 미래> 시리즈에서는 디지털 시대에 점자가 어떤 가치를 가지고 있으며 현재 기술 표준에 관해 설명할 것입니다. 아울러 국제적으로 디지털 시대에 맞는 새로운 점자 표준 형식을 개발 중입니다. 그 내용 또한 자세히 소개하도록 하겠습니다. 마지막으로 웹과 모바일 애플리케이션 접근성 가이드라인 중 점자 사용자를 위해 반드시 준수해야 할 내용을 선정해 소개하는 시간을 갖도록 하겠습니다.

전자 점자의 간략한 역사

루이스 브레일(Louis Braille)이 현대식 6점 점자 체계를 만든 이후 시각장애인은 더 자유롭게 문자로 된 정보를 습득하고, 자신생각을 표현할 수 있게 되었습니다. 이 발명은 인류가 알파벳과 같은 효율적인 문자를 만든 사건에 준하는 것이었습니다. 점자는한 칸에 6개 또는 언어에 따라 8개의 점을 서로 조합하여 알파벳, 한글, 숫자, 특수 기호 등을 만듭니다. 한 칸의 점자 문자가 성인의 손가락에 한 번에 인식되기에 빠르게 쓰인 문자를 파악할 수 있습니다. 만약 이런 점자가 없이 일반 문자를 양각해 읽고 써야 했다면 읽기와 쓰기가 모두 쉬운 일은 아니었을 것입니다. 루이스 브레일의 점자가 시각장에인에게 있어 인류의 알파벳 발명과 같은 위치에 있는 이유입니다.

이미지 출처: New Jersey State Library

그러나 디지털 시대가 도래하고, 유통되는 콘텐츠의 양이 비약적으로 늘어나면서 점자는 명확한 한계에 직면했습니다. 전통적으로 점자는 대부분 종이에 구멍을 뚫어 점 패턴을 만들어 인쇄해 왔습니다. 그리고 같은 내용을 표현한다고 했을 때 시각적 문자에 비해 점자는 훨씬 많은 공간을 차지합니다. 점자로 된 책을 제작하는 데에 비교적 큰 노력이 들어가는 이유 중 하나입니다. 이런 물리적 한계 때문에 점자로 제작된 책과 문서는 항상 부족했습니다. 수많은 콘텐츠가 유통되는 오늘날 디지털 환경에서 이 문제가 더욱 심각해졌습니다. 시각적 문자 표현과 달리 실시간으로 점자를 출력할 방법이 제한돼 있었기 때문입니다.

물론 사전에 제작된 디지털 점자 파일을 이용해 전용 프린터(Braille embosser)로 종이에 점자 문서를 효율적으로 인쇄할 수있는 기술이 개발됐습니다. 하지만, 점자 프린터는 개인이 사용하기에는 너무 크고, 가격 또한 비쌌습니다. 더욱이 종이에 인쇄되는 것일 뿐 비시각장애인이 실시간으로 화면을 보면서 콘텐츠를 소비하는 것과는 다른 영역의 것이었기에 디지털 기기의 개인화에 완전 적합한 형태는 아니었습니다. 일반적으로 화면과 종이를 인쇄하는 프린터의 역할이 다른 것과 정확히 같습니다. 개인사용자가 쉽게 휴대할 수 있으면서 어디서든 점자로 원하는 내용을 자유롭게 읽을 수 있어야만 디지털 시대에 적합한 점자 활용이라고 할 수 있었습니다.

이미지 출처: ViewPlus

점자 정보 단말기의 발명

이러한 요구에 대응하는 최초의 점자 정보 단말기(refreshable braille device)가 1970년대 말부터 개발 시도되기 시작했습니다. 정확히 표현하자면 현재 점자 출력에 널리 사용되는 피에조 소자(Piezoelectric)를 점자 정보 단말기에 적용하기 시작한 것입니다. Elinfa에서 개발한 Digicassette가 가장 대표적인 제품이었습니다. 이 제품은 피에조 소자를 적용해 점자 핀을 올리고내리는 거의 첫 번째 제품이면서 점자 문자를 자기 카세트 테이프(Magnetic Tape)에 기록할 수 있었습니다. 피에조 소자는 지금까지 가장 안정적으로 동작하는 점자 출력 소재입니다.

이미지 출처: Research Gate

가장 사용자들에게 인기 있었던 모델은 1990년대에 미국에서 개발된 “Braille Lite”였습니다. 먼저, 이 기기는 각 점자 칸에 실시간으로 점을 표시하기 위해 당연하게도 피에조 소자를 사용했습니다. 점을 구성하는 핀에 전류를 흘리면 기계적으로 핀이 올라와 점 패턴을 만드는 방식입니다. 아울러 이 기기는 디지털 형식으로 제작된 점자 전용 문서를 내부에 마련된 스토리지에 저장해 사용자가 원할 때 언제든지 읽을 수 있도록 만들어졌습니다. 6점 점자를 입력하는 퍼킨스식 점자 키보드를 이용해 내용을 입력할 수도 있었습니다.

이미지 출처: Vision Ireland

결론적으로 피에조 소자로 만들어진 새로 고침 가능한 점자 쎌(Refreshable Braille Cells)과 다른 디지털 기술, 점자 전용 파일 형식과 텍스트를 점자로 번역하는 소프트웨어인 점역기(Braille Translator)가 결합하여 오늘날 볼 수 있는 점자 정보 단말기가 만들어졌습니다. 디지털 시대에 적합한 점자의 디지털화이자, 전자 점자 시대의 시작입니다. 이제 점자로 무언가를 읽기 위해 더 이상 새 종이에 해당 내용을 인쇄해야만 하는 불편함이 사라졌습니다. 또한, 점자 인쇄물을 무겁게 가지고 다닐 필요가 적어졌습니다. 그렇다고 하여 종이에 인쇄하는 점자의 효용성이 아예 사라진 것은 절대 아닙니다.

Braille Light 이후 여러 기업에서 점자 정보 단말기를 개발하여 상용화하기 시작했습니다. 기업들이 참여한 만큼 점자 정보 단말기는 많은 발전을 거듭해 왔습니다. 단순히 점자 전용 형식의 파일을 읽고 쓰는 것에서 플레인 텍스트는 물론 서식 있는 텍스트 문서인 RTF 형식, MS Word 문서 형식 등 일반적으로 널리 사용되는 다양한 형식의 파일을 읽고 작성할 수 있습니다. 나아가 독서 장애인을 위한 전자책 포맷인 DAISY는 물론 Epub, PDF 같은 전자 문서를 점자로 실시간 변환하여 읽을 수 있습니다. 기기에 따라 오디오 형식의 파일을 재생할 수도 있습니다. 또 네트워크 통신 기능이 추가되어 고사양 점자 정보 단말기에는E-mail 클라이언트와 웹 브라우저 등을 탑재한 기기가 있습니다.

현재 널리 사용되는 점자 정보 단말기를 제조하는 회사로는 Vispero , Humanware , Selvas BLV 등이 있습니다. 특히, 한국에 본사가 위치한 Selvas의 제품인 BrailleSense(한소네)는 점자 정보 단말기를 하나의 스마트폰 또는 태블릿처럼 만들어 사용자가 문서 읽기와 작성부터 인터넷 사용, 간단한 오디오 편집까지 할 수 있는 기기로써 독보적 위치에 있습니다. 점자뿐만 아니라 내장된 TTS를 통해 동일한 기능을 이용할 수도 있습니다.

이미지 출처: HIMS International

처음 점자 정보 단말기가 만들어졌을 때 이 기기는 독립적인 사용성을 염두에 두고 설계되었습니다. 기기 안에서 문서 읽기와 쓰기 등의 작업을 할 수 있도록 만들었다는 의미입니다. 그러나 PC의 확대와 스크린 리더 기술의 발전으로 스크린 리더가 출력하는 화면 내용을 음성뿐만 아니라 점자로도 동시에 읽을 수 있어야 한다는 요구가 있었습니다. 따라서 기존 점자 정보 단말기를PC 스크린 리더와 연결해 화면 내용을 동시에 점자로도 읽을 수 있는 점자 디스플레이 개념이 탄생했습니다.

디지털 시대에 점자의 가치

점자 정보 단말기 나아가 이 기기를 확장하여 PC와 모바일 기기의 스크린 리더와 연결하여 사용할 수 있는 점자 디스플레이 개념이 만들어졌지만, 디지털 환경에서는 특수한 환경을 제외하면 앞서 서술했듯 점자보다 음성 출력을 선호하는 비중이 높습니다. 이유는 PC와 모바일 환경에서 접근성이 개선됨에 따라 이들 기기로 할 수 있는 일이 비약적으로 늘었습니다. 굳이 점자 정보 단말기를 사용해야 할 이유가 많이 준 것입니다. 또 점자 정보 단말기는 가격이 비싸기에 일반 소비자가 쉽게 접근하기 어렵다는 문제가 있습니다. 반면 PC와 모바일 기기는 상대적으로 저렴하면서 더 많은 일을 할 수 있습니다. 점자를 잘 모르는 시각장애인 인구 구조의 변화도 이 흐름에 한몫하고 있습니다.

그러나 화면 내용을 음성 출력을 통해 이해하는 것이 편리하고, 비교적 저렴한 편이지만, 점자를 쉽게 대체하기 어려운 측면이있습니다. 이유는 다음과 같습니다.

정확성 보장

음성 출력은 점자에 비해 내용을 읽고 이해하는 데에 훨씬 빠를 수 있습니다. 그리고 점자를 배워야 한다는 학습 부담에서 벅어납니다. 반면 음성은 점자에 비해 정확한 철자 확인이 어렵습니다. Phonetic feedback 등의 기능으로 이 단점을 보완하고 있으나, 전체 문장을 한꺼번에 읽어나갈 때 이 기능을 언제나 사용하는 것에 무리가 따릅니다. 특히, 문자를 배우는 아동에게는 올바른 철자를 교육받을 필요가 있다는 측면에서 점자는 더욱 중요합니다. 아동에게 디지털 활용 능력 교육에 더해 점자를 함께 사용하는 방법을 철저히 교육한다면 디지털 리터러시는 물론 정확한 문자의 읽기 쓰기를 배움으로써 얻는 이점을 동시에 취할 수있을 것입니다.

시청각 장애인의 접근성 보장

시청각 장애를 가진 사용자가 디지털 환경에 접근하도록 하기 위해서는 화면 내용을 음성뿐만 아니라 점자로 실시간 출력하는것은 선택이 아닌 필수입니다. 대부분의 스크린 리더는 점자로 화면 내용을 출력할 때 화면 객체 유형 이를테면 button과 같은요소에서 사전에 정의된 기호 패턴을 사용합니다. 따라서 점자 디스플레이를 스크린 리더와 사용하면 시청각 장애 사용자도 디지털 기기 화면의 내용을 입체적으로 이해할 수 있을 것입니다.

정교한 읽기 보장

음성 출력은 기본적으로 선형적입니다. 하나의 문장을 읽을 때 문장 처음에서 끝으로 진행하는 단방향성을 가지고 있다는 의미입니다. 이에 비해 점자는 끝에서 처음 방향으로 가는 되돌아 읽기가 비교적 수월합니다. 음성 출력 역시 키보드 내비게이션으로이런 읽기가 불가능한 것은 아니지만, 점자보다 약간 번거로울 수 있습니다. 복잡한 내용을 읽을 때 점자의 이런 수월한 가역성이 장점이 됩니다. 특정 문장을 읽다가 문장의 처음 방향 또는 원하는 위치의 단어로 쉽게 점프할 수 있기 때문입니다. 나아가 점자 디스플레이에 있는 커서 라우팅 키(Cursor Routing Key)를 이용하면 수정을 원하는 위치의 문자로 빠르게 이동할 수 있습니다. 이것은 정확한 문서 편집에 도움을 줄 수 있습니다.

소음으로부터 자유로운 기기 활용

소음이 많은 환경에서 PC와 모바일 기기를 사용하거나, 회의나 발표에서 내용을 읽어가며 발표해야할 때 점자를 함께 사용하면유리합니다. 주변 소음에 방해받지 않고, 점자로 화면의 내용을 읽기 때문입니다. 또 회의 중 발표에서 음성 출력을 함께 사용하는 것이 곤란한 경우 점자는 훌륭한 보조 수단이 됩니다. 최근 ANC(Active Noize Canceling)와 무선 헤드폰 기술의 발전으로 음성 출력의 위와 같은 제약 조건은 많이 완화되엇습니다. 그러나 언제나 이런 기기의 도움을 받을 수 있는 것은 아니며 정교한 읽기를 동반한 발표를 해야할 때는 점자는 유용합니다.

정리하면 점자는 여전히 시각장애 사용자에게 철자의 정확한 읽기 보장과 정교한 내용 읽기, 소음으로부터 자유로운 수단이기에지금까지도 그 가치가 살아있다 할 것입니다. 무엇보다 음성 출력 사용에 어려움을 겪는 시청각 장애 사용자의 정보 접근성을 높이는 핵심 수단이기에 전자 점자는 중요합니다. 다음에 이어질 글에서 다룰 새로운 전자 점자 표준은 디지털 시대에 점자의 가치를 새로운 방향으로 이끌 것이기도 합니다.

점자 디스플레이를 위한 전자 점자 통신 표준 프로토콜: Braille HID

점자 디스플레이가 연결된 PC 또는 모바일 스크린 리더와 통신하여 점자를 출력하고, 반대로 점자 디스플레이의 있는 키보드로부터 문자 따위를 입력받아 호스트 기기로 전달하려면 표준화된 통신 프로토콜이 있는 것이 좋습니다. 현재 이러한 역할을 하는것이 Braille HID 입니다. 이름에서 짐작하셨듯 USB로 연결할 수 있는 HID 장치 즉, 키보드, 마우스, 터치 입력 장치 등의Human Interface Device를 점자 디스플레이에 맞게 확장한 규격입니다. 여느 HID 장치가 그렇듯 Bluetooth로도 사용할 수있습니다.

Braille HID, 왜 만들어졌나?

Braille HID 표준이 정의되기 전까지 스크린 리더와 점자 정보 단말기를 연결하여 디스플레이로 사용하려면 스크린 리더는 각각 점자 정보 단말기에 서로 다른 통신 프로토콜을 따라야 했습니다. 점자 정보 단말기마다 별개의 드라이버는 필수였습니다. 점자 정보 단말기 측면에서도 운영체제마다 다른 스크린 리더 환경에 대응해야 하는 문제가 있었습니다. 사용자는 자신이 사용하는 점자 정보 단말기가 원하는 스크린 리더와 호환되지 않으면 해당 기기를 점자 디스플레이로써 사용할 수 없었다는 의미입니다. 스크린 리더와 점자 정보 단말기의 종류가 늘어날수록 이 문제는 심각하게 다가왔습니다. 소프트웨어와 기기 사이에 연결 구성을 위한 공통 규약이 필요했던 것입니다.

따라서 스크린 리더와 점자 정보 단말기 사이에 공통된 통신 규약을 정해 별도의 드라이버 설치 없이 프로토콜을 준수하는 기기끼리는 쉽게 연결해 사용할 수 있도록 하자는 노력이 시작됐습니다. 결국, USB의 표준 규격을 관리하는 USB-IF(USB Implementers Forum) 을 중심으로 Apple과 Google, Microsoft, 주요 점자 정보 단말기 제조 기업, 스크린 리더 개발 기업및 프로젝트 그룹이 참여해 기존 HID class 표준을 확장한 Braille HID를 개발했습니다. 이제 사용자는 점자 정보 단말기가Braille HID 표준을 준수한다면 스크린 리더에 상관없이 자유롭게 점자 디스플레이로써 이용할 수 있습니다. 이것은 운영체제가 달라도 Braille HID 프로토콜을 준수하는 한 운영체제에 상관 없이 사용할 수 있다는 의미이기도 합니다. 또 HID에서 지원하는 plug-&-play 등의 기본 기능을 당연히 사용할 수 있습니다.

Braille HID의 구성 요소

기본적으로 Braille HID는 다음 구성 요소를 통해 호스트 장치(PC 등)와 점자 정보 단말기 사이에 연결을 구성합니다.

장치 식별: 연결된 장치가 점자 디스플레이 장치이며 HID Class에 속한다는 것을 확인합니다. Device Descriptor의교환을 통해 이루어집니다. 해당 Descriptor에는 Vendor ID와 Product ID가 포함되어 있습니다.

데이터 교환: report라는 단위로 데이터가 교환되며 호스트 장치에서 점자 정보 단말기로 전송하는 output report와 점자 정보 단말기의 키 입력을 수신하는 input report가 있습니다.

쎌 길이: 연결된 점자 정보 단말기가 몇 개의 쎌을 가졌는지 호스트 기기에 전달합니다. 예를 들어 점자 정보 단말기는20개 또는 40개, 32개의 쎌을 가지고 있을 수 있습니다. 각 쎌의 데이터는 8비트로 표현됩니다.

Report의 구성

호스트 기기와 점자 정보 단말기 사이에 데이터는 report라는 단위로 전송된다는 것을 앞서 언급했습니다. 그럼, report의 구조를 좀 더 자세히 살펴보겠습니다. 다음과 같습니다.

Report ID: 호스트 기기에서 점자를 출력하기 위해 내보내는 것인지, 점자 디스플레이에서 입력된 데이터인지를 식별하는 식별자가 있습니다. 1바이트의 길이를 갖습니다.

Payload: 점자 쎌에 실제 표현할 데이터가 들어가는 필드입니다.

다음은 20쎌을 가진 점자 정보 단말기에 첫 번째 칸과 두 번째 칸에 점을 표시하는 output report의 예시입니다.

0x01 // (Report ID)

0b10100001 0b11000000 0b00000000 ...// (20바이트 데이터)

점자 정보 단말기의 입력을 수신하는 Input report에는 다음과 같은 필드가 포함됩니다.

Report ID: 출력을 위한 것인지, 입력을 위한 것인지 식별하는 식별자입니다. 1바이트의 길이를 갖습니다.

Button states: 점자 정보 단말기의 키 눌림 상태를 수신합니다. 1바이트의 길이를 갖습니다.

Key codes: 실제 키의 키 코드 값을 저장합니다. 길이는 16비트입니다.

⁃ 다음은 1, 3점이 눌린 input report의 예시입니다.

0x02 // (Report ID)

0b00000101 // (Button states)

호스트 기기에 USB 장치가 연결되었을 때 장치 정보를 교환하는 Descriptor의 경우 Braille HID는 기본적으로 HID 0x0001 // (Key codes)

Descriptor의 구성 방식

class의구조를 공유합니다. HID Class의 Descriptor는 다음 다섯 개의 필수 필드를 포함해야 합니다.

Device Descriptor: 장치 식별 등의 전체 내용을 기술합니다.

Configuration Descriptor: 전원 관리 방식 등의 Configuration을 기술합니다.

Interface Descriptor: 연결된 장치의 기능 목록을 그룹화하고, 기술합니다.

Endpoint Descriptor: 각 유형의 데이터 Endpoint를 기술합니다.

40쎌의 점자 정보 단말기를 예로 들면 descriptor의 내용은 다음과 같습니다.

String Descriptor: 장치의 제조사 정보, Serial Number, 언어 인코딩 정보 등을 기술합니다.

점자 정보 단말기의 Descriptor의 차이가 가장 뚜렷한 부분은 Device Descriptor에 Usage Page와 Usage 필드입니다. Usage Page에는 해당 기기가 Braille HID를 지원한다는 고유의 식별자인 “0x05, 0x41”가 있어야 합니다. Usage 필드에는점자 쎌의 행렬을 나타내는 “0x09, 0x01”과 같은 값이 있어야 합니다. 그밖에 report Count에는 기기가 가진 점자 쎌의 수를기술합니다.

 

0x05, 0x41, // Usage Page (Braille Display)

0x09, 0x01, // Usage (Braille Row)

0xA1, 0x01, // Collection (Application)

0x15, 0x00, // Logical Minimum (0) // 셀 데이터 최소값

0x26, 0xFF, 0x00, // Logical Maximum (255) // 셀 데이터 최대값

0x75, 0x08, // Report Size (8비트) // 각 점자 셀의 데이터 크기

0x95, 0x28, // Report Count (40셀) // 점자 셀의 개수

0x09, 0x20, // Usage (Braille Cell Data)

0x91, 0x02, // Output (Data, Variable, Absolute)

0xC0 // End Collection

글을 마치며

지금까지 디지털 시대를 맞아 점자의 가치를 조명해 보고, 오늘날에 적합한 점자 표준인 Braille HID에 대해 간략하게 살펴보았습니다. 루이스 브레일의 6점 점자는 시각장애인에게 인류의 알파벳 발명과 같은 사건이었으며 디지털 시대가 된 지금에도 여전히 그 가치는 유용합니다. 정확히 철자를 읽을 수 있고, 정교하게 문장을 탐색할 수 있기 때문입니다. 더욱이 시청각 장애 사용자가 디지털 환경에 접근하도록 하기 위해서는 점자는 매우 중요합니다. 다음 이어지는 글에서는 점자를 디지털로 변환하기 위한전용 점자 형식 파일을 살펴보도록 하겠습니다.

긴 글 읽어주셔서 감사합니다.