본 논문은 가상 계측 단말기 (Virtual Instrument) 제작을 위해 만들어진 가상 계기 스크립팅 툴킷 (VIST)의 구현과 설계를 보여준다. 가상 계기는 가상현실에서 휴대용 컴퓨터에 탑재되어 실행되는 응용 프로그램들을 일컫는다. 가상 계기는 가상환경의 특성에 대해 조사하고 보여주는 데 사용되고 가상환경에서 사용자와 가상현실 시스템의 상호 작용을 개선시키는 데에도 사용할 수 있다. VIST 는 가상 계기를 구성하는 컴포넌트를 쉽게 생성하도록 해주고, 그 컴포넌트들을 사용하여 프로토타입을 빠르게 제작할 수 있게 한다. 또한 가상환경 안에서 가상환경의 특성과 가상객체의 속성을 보여 주고 그것들을 쉽게 파악하도록 하는 메커니즘을 제공한다. 본 논문은 VIST 의 설계 원리와 구조를 기술하고, 실제로 어떻게 가상 계측 단말기를 제작하였는지 보여준다.
인간은 누구나 지구상의 수십억 인구 중 하나의 구성원으로 살아가고 있으며, 그 현실은 자신의 마음대로 움직여주지 않을 뿐만 아니라, 그 활동반경 역시 제한적일 수 밖에 없다. 시간과 공간, 그리고 환경이라는 현실적 제약으로부터 탈피하기 위해 우리는 가상이라는 기술을 이용한다. 가상을 통해 우리는 원하는 대로 현실과 동떨어진 세계를 체험하는 흥미나 오락위주의 기술을 발전시켜 왔지만, 현실과 괴리, 게임 중독, 사회 부적응 등의 부작용을 가져왔다. 그러나, 최근 가상기술이 인간의 생활, 경제, 훈련, 교육, 의료, 국방 등에 다양하게 적용되면서 더 이상 가상기술이 현실과 독립적으로 떨어진 것이 아닌 현실과 혼합된 형태의 서비스로 변화해 왔다. 다시 말해 현실의 시공간적 제약을 가상으로만 해결하는 것이 아니라, 현실환경을 배경으로하는 서비스로 진화한 것이다. 가상쇼핑을 통해 실제물건을 구매하고, 가상드레스를 입어보고 맞춤형 의복을 만들어 내거나, 루부르박물관을 가상으로 투어하고, GPS를 이용하여 자신의 위치에서 가장 가까운 커피숍을 찾는 등 점차 가상기술이 현실로 침투해 오고 있다. 이제 보여야 믿는다 (seeing is believing)는 말은 구시대적 발상이 되었다. 보인다고 실제로 있는 것이 아니고, 안보인다고 진짜 없는 것도 아니다. 사람조차도 가상으로 만들어 실제의 사람들과 공존하는 세계를 보여준 "써로게이트"라는 영화가 아직은 먼 미래의 기술처럼 생각되겠지만, 이러한 혼합세계에 다가가기 위한 기술적 접근이 초보단계에서 이루어지고 있으며, 본 고에서는 이를 위한 가상현실 기반기술의 개발현황과 국가 정책방향에 대하여 살펴보고자 한다.
가상 머신은 중간코드로 컴파일 되어 한 프로그램을 여러 플랫폼에서 수행 가능하게 한다. 이러한 가상 머신에는 이미 널리 알려진 썬 마이크로시스템즈의 자바 가상 머신과 구글의 안드로이드 플랫폼의 달빅 가상 머신 그리고 애플이 지원하는 LLVM 등이 있으며, 파이어폭스의 TraceMonkey, 구글 크롬의 v8, 사파리의 SquirrelFish Extreme 같은 자바스크립트 엔진도 일종의 가상 머신으로 볼 수 있다. 가상 머신은 필연적으로 성능 저하를 동반하게 되는데, 이는 가상 머신의 주요 이슈 중 하나이다. 본 논문에서는 간단한 벤치마크를 통해서 이들 가상 머신간의 성능을 비교하고, 각 가상 머신의 특징을 알아본다. LLVM은 여러 단계에 걸친 컴파일 전략으로 JIT 컴파일을 사용하였을 때 높은 성능을 보이나 JIT 컴파일을 사용하지 않았을 경우는 매우 낮은 성능을 보인다. 달빅 가상 머신은 인터프리터 모드에서 자바 가상 머신 보다 조금 나았으나, 아직 개발된 지 얼마 되지 않아 JIT 컴파일러가 없다는 것이 약점이다. 자바스크립트 엔진들은 동적 언어인 자바스크립트를 지원하는 특성상 최적화를 적용하지 못해 비교적 낮은 성능을 보였다.
최근에 축구 중계 방송에서 경기장 바닥에 로고와 함께 득점 상황을 보여주거나 대형의 가상 전광판 같은 그래픽 영상을 경기장에 실레조 존재하는 듯이 합성하여 보여주는 것을 종종 볼수 있다. 이를 가능하게 하는 것이 가상이미징(virtual imaging) 기술이며, 외국에서는 가상광고(virtual advertising)로도 이용하고 있다 본고에서는 새로운 영상합성 기술로 각광받고 있는 가상이미징 시스템에 대하여 살펴 보고자 한다.
가상현실 기술에는 공간상에 가상현실을 구현하기 위한 파노라마 기술과 사물의 가상현실을 구현하기 위한 오브젝트 기술 두 부분으로 나누어진다. 현재까지의 기술 중 오브젝트 가상현실에 대하여서는 관찰자가 오브젝트론 상, 하, 좌, 우로 회전, 이동시키면서 확대, 축소 가능한 상태로 볼 수 있는 입체적인 접근 방법을 제공하지만, 파노라마 가상현실의 표현에 있어서는 제작 방식의 제한된 상황으로 천장과 바닥의 표현이 왜곡되거나 표현되지 못하는 단점을 보이고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 파노라마의 기본적 개념과 파노라마 가상현실 제작과정을 통하여 상하 표현의 제한되는 단점을 파악하고, 상하의 표현을 근본적으로 가능하게 하는 정육면체 타입의 새로운 데이터 형식을 제안하여 파노라마 가상현실 공간을 구성하도록 한다.
본 논문에서는 가상세계를 구축하는데 기반이 되는 가상환경을 설계하고 구현한다. 가상환경의 설계는 지금까지는 체계화된 구조화 방법이 없이 이루어져 왔다. 하지만 본 논문에서는 실세계를 구성하는 환경변수의 분류를 바탕으로, 가상환경을 기능과 범위에 따라 6개의 계층으로 구조화한다. 이 구분된 각 계층들은 각기 독립적으로 동작하며, 주기적으로 정보를 교환하여 전체환경을 구성하게 된다. 설계된 가상환경은 실세계 환경과 같이 다양한 상황을 보여주며 확장에 있어서도 유연함을 보여 준다. 마지막으로 제안된 가상환경의 구조화 방안을 바탕으로 가상세계를 구현하여 시험함으로써 그 가능성을 보였다.
가상현실(Virtual Reality)의 응용분야는 지금까지의 연구성과로 인하여 연구와 활용분야가 다양해지고 있을 뿐만 아니라 지금도 많은 연구가 활발히 진행 중에 있다. 그러나 통신의 발달로 인해 네트워크 사용이 생활화됨으로써 더이상 VRML(Virtual Reality Modeling Language) 이 Netscape Navigator Microsoft Internet Explorer같은 웹 브라우져상에서 단순한 3차원 오브젝트만을 보여주는 시기는 지났다. 사용자들은 3차원 오브젝트를 사용해서 공간적, 지역적으로 멀리 떨어져있는 상대방과의 실시간 대화는 물론 상대방의 행위를 보고 그에 대한 자신의 행위를 보여중으로써 현실감을 느끼고 싶어한다. 더욱이 가까운 미래에 수많은 사용자들은 3D를 기반으로 자신을 분신인 아바타를 사용하여 하나의 가상세계를 공유하고 가상 이벤트를 사용하여 하나의 가상세계를 공유하고 가상 이벤트에 참석을 하게 될 것이다. 이러한 종류의 어플리케이션을 제공하기 위해서는 3D그래픽스처리와 사용자 인터페이스 및 네트워크 환경을 제공해야만 한다. 이에 본 논문에서는 기존의 다중사용자용 VRML브라우저중의 하나인 OZ Virtual의 여러가지 비능에 대해서 살펴보고, VRML이 어떻게 대화식, 분산, 다중사용자 가상 세계에 적합하게 확장될 수 있는지를 두중사용자용 VRML시스템의 구조를 통해서 증명해 본다.
가상가치평가법은 비시장재 가치평가를 위한 중요한 도구이나 가상편의가 존재할 수 있어 그 유효성에 대한 논쟁이 지속되어 왔다. 그러나 가상가치평가 응답자가 그 상황을 완전히 가상적이라고 믿지 않을 수 있는데, 이러한 경우 결과수렴성이 존재한다고 한다. 결과수렴성이 충분히 크다면 추정된 가치가 가상편의로부터 자유로울 수 있다는 점이 최근 해외 연구에 의해 제시되었다. 본 연구에서는 한국 대학생을 대상으로 가상가치평가법으로 추정된 기부금 지불용의액의 결과수렴성이 상대적으로 높은 집단과 낮은 집단의 가상편의를 실험을 통해 비교분석한다. 본 연구의 결과는 결과수렴성이 상대적으로 높은 집단의 가상편의 존재 확률 및 크기가 모두 유의하게 낮아, 결과수렴성이 가상가치평가법의 가상편의를 결정짓는 중요한 요인임을 보여준다. 이러한 결과는 환경정책 등 실제 정책과 관련하여 수행되는 가상가치평가법의 경우 가상편의로부터 자유로울 수 있는 가능성을 제시해 준다는 점에서 그 중요한 정책적 함의를 가지므로, 필드실험 등을 통해 결과수렴성과 가상편의의 관계를 확인해 보는 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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