An Implementation of Spatio-Temporal Graph to Represent Situations in the Virtual World

가상현실 속의 상황 표현을 위한 시공간 그래프의 구현

In this paper, we develop a Spatio-Temporal graph as of a key component of our knowledge representation Scheme. We design an integrated representation scheme to depict not only present and past but future in parallel with the spaces in an effective and intuitive manner. An event in general occupies not only a space but a time. Hence a crucial premise for the simulation of virtual situations is to position events in the multi-dimensional context, that is, 3-D space extended by the temporal dimension. Furthermore an event tends to have physical, social and mental aspects intertwined. As a result we need diverse information structures and functions to model entities and relations associated with events and to describe situations in different stances or perspectives of the virtual agents. These structures and functions are implemented in terms of integrated and intuitive representation schemes at different levels such as Ontology View, Instance View, ST View, Reality View. The resulting multi-dimensional comprehensive knowledge structure accommodates multi-layered virtual world developing in the time to maximize the diversity of situations in the historical context. The viability of this knowledge representation scheme is demonstrated with a typical scenario applied to a simulator implemented based on the ST Graph. The virtual stage based on the ST graph can be used to provide natural contexts for situated learning or next-generation simulation games.

본 논문에서는 가상 상황속의 사건들에 역사적 맥락을 부여하기 위한 통합적 직관적 정보표현구조로서 시공간 그래프(Spatio-Temporal Graph)를 설계하고 구현하였다. 일반적으로 사건은 공간뿐 아니라 시간을 점유함으로써 역사적 사실이 된다. 따라서 가상 상황을 시뮬레이션하기 위해서는 공간적 측면을 표현하기 위한 삼차원 정보구조에 시간적 측면을 더한 다차원적인 맥락에 사건들을 위치시키는 일이 핵심적 기초가 된다. 이러한 다차원적 맥락은 온톨로지 뷰, 인스턴스 뷰, 시공간 뷰, 실제 뷰 등과 같은 여러 수준에서의 통합적 직관적 지식표현수단들을 통해 구현된다. 이와 같이 구현된 시공간 그래프에 기반한 시뮬레이션 시스템에 예제 시나리오를 적용하여 실용성을 검증한다. 본 기술은 지능형 교육시스템이나 차세대 시뮬레이션 게임 등에 필수적인 다양한 상황들을 제공하는 시뮬레이션 시스템의 중심요소가 된다.