Spray Modeling: An Augmented Reality Based Tangible 3D Modeling Interface

스프레이 모델링: 증강현실 기반의 실체적인 3차원 모델링 인터페이스 제안

This paper presents an intuitive 3D modeling interlace based on a field study and prototype development. The process and tools of modeling were observed in workshops of professional design model making, day modeling, wood caning and glass crafting. The Spray Modeling interlace was developed from the observational analysis of the field study. It is a 3D modeling interface which combines particle spraying and day modeling in Virtual or Augmented Reality space. Virtual volume particles are sprayed on frames in Augmented Reality space as day modeling. It adopts a real air spay gun as a tangible interface device which provides coherent sound and air-force feedback. The prototype development and a user study showed that the interface supports new patterns of form development and expression. Control interfaces and requirements of auxiliary devices were found to be improved. This study examines the potential of the new interlace for designers working in 3D virtual and augmented reality. The new spraying interface is also expected to be used as an alternative interface in 3D computer workspace, games, education software and media art.

본 논문에서는 다양한 조형작업의 프로세스 및 도구에 대한 현장조사를 바탕으로 직관적이며 사용자 인지모델에 친숙한 3차원 모델링 인터페이스를 제안한다. 전문적인 디자인 모형제작, 찰흙 조소, 나무 조각, 유리 공예 돈의 모델링 현장을 방문하여 조형작업의 과정, 도구, 작업행태 등을 관찰 분석하였다. 이러한 현장조사를 바탕으로 스프레이 메타포(Spray Metaphor)에 기반 한 스프레이 모델링(Spray Modeling) 인터페이스를 제안하였다. 이는 스프레이 건(Spay Gun)의 입자 분사 방식과 찰흙 조소의 모형제작 프로세스를 결합한 가상 혹은 증강현실 공간상의 3차원 모델링 인터페이스 방식이다. 찰흙 조소에서 덩어리를 덧붙여 가듯이 가상치 단위입자를 대략적인 프레임 위에 분사하면서 형태를 발전시킬 수 있다. 또한 실제 공기분사 반작용을 느낄 수 있는 스프레이 장치를 활용함으로써 실체적 사용자 인터페이스를 제공한다. 프로토타입 개발과 사용자 평가를 통해 스프레이 모델링이 새로운 형식의 형태 발상과 표현을 지원함을 알 수 있었다. 또한 구체적인 조작 인터페이스, 보조적인 도구의 사용 등의 개선 사항을 파악하였다. 본 연구는 가상 및 증강 현실에서의 디자이너들이 활용할 수 있는 새로운 인터페이스에 대한 가능성을 검토하였다는 점에서 의의를 갖는다. 이는 디자인 혹은 예술분야의 3차원 모델링 뿐만 아니라, 컴퓨터 작업공간의 인터페이스 방식으로 응용, 게임, 교육, 미디어 아트 등에 적용할 수 있으리라 기대된다.