가상 데스크탑 서비스 사용자는 데스크탑이나 다양한 모바일 기기를 이용해 할당 받은 계정으로 인증하고 로그인하면 언제 어디서든 인터넷용 가상화 PC 또는 업무용 가상화 PC 를 자신만의 가상 데스크탑처럼 사용할 수 있다. 이러한 가상 데스크탑 서비스가 대중화됨에 따라 라이선스 및 구축 비용, 서비스의 최적화와 같은 사항을 만족시키는 대규모 플랫폼 가상화 기술이 요구된다. 본 논문에서는 클라우드 인프라 상에서 가상 플랫폼을 대규모의 모바일 및 경량 단말 사용자에게 네트워크를 통해 끊김없이 전송하는 빅 가상 플랫폼 인프라 시스템을 설계 및 구현한다.
미래 인터넷은 다양한 형태의 네트워킹 기술이 공존할 수 있고 이를 위해 네트워크 가상화 기술이 각광받고 있다. 네트워크 가상화의 핵심 기술은 라우터 가상화 기술이며, 이를 위해 소프트웨어 기반으로 많은 연구들이 진행되어 오고 있다. 본 논문에서는 가상 네트워크를 위한 가상 라우터가 갖추어야 할 요구사항을 정리하고 이를 위해 오픈 소스 가상화 솔루션인 젠 기반으로 독립성, 성능, 그리고 유연성을 지원할 수 있는 가상 라우터를 설계한다.
본 논문에서는 그래픽 기반 인터페이스 환경에서 사용자의 지각과 인지 활동을 가능하게 하는 인터페이스 방식으로 가상공간에서 3차원 캐릭터를 매체로 한 아이콘을 설계함으로써 웹 기반 컨텐츠 제작에 있어서 사용자의 탐험을 유도할 수 있는 인터페이스 구조를 제안하고 그 적용사례로 가상 테마 파크의 인터페이스를 구현하였다.
몰입형 가상현실 시스템의 발전은 더욱 현실감 있는 가상 현실의 구현을 가능케 했으며, 이런 몰입형 가상 현실의 현실감으로 인해 자동차 설계나 시뮬레이션 실험 등의 공학 분야에서부터 의료 분야에 이르기까지, 가상 현실은 그 실용 범위를 꾸준히 넓힐 수 있었다. 최근에는 문화재 복원 분야에 몰입형 가상현실 시스템을 사용하는 연구가 활발하게 이뤄지고 있으며, 가상현실과 네트워크 환경을 접목해서 원거리에 있는 시스템 사용자들 간에 컨텐츠를 공유하고 상호작용을 교류하는 가상 협업 시스템도 실용화 단계에 이르렀다. 본 논문에서는 가상협업환경에 가상 문화재 복원이라는 컨텐츠를 접목시킨 소프트웨어의 설계와 구현에 관해 논한다. 복원에 사용된 컨텐츠는 1868 년 흥선대원군이 중건했을 당시의 경복궁이며, 경복궁의 3D 모델링 데이터를 몰입형 가상 현실 시스템인 CAVE 환경에서 가시화하고 협업 환경을 구축하는데 구현의 초점을 맞추었다. 몰입형 가상 현실을 사용한 협업 시스템은 협업환경을 필요로 하는 모든 응용 분야를 확장해서 사용자의 이해도와 체험도를 최대로 이끌어낼 수 있으므로, 향수 다양한 분야로 그 범위를 확장해서 적용할 수 있다.
데스크톱 가상화 기반 대규모 가상 플랫폼 인프라 시스템은 다양한 모바일 및 경량 단말 사용자에게 네트워크를 통해 가상 플랫폼 서비스를 끊김 없이 제공하는 것을 목적으로 한다. 대규모 사용자 지원 및 적응형 가상 플랫폼 서비스를 위해서는 가상 플랫폼 전송 프로토콜의 경량화를 통한 서비스 부하를 감소시켜 서버당 가상 플랫폼 서비스 댓수의 증가 및 모바일 사용자 지원을 위한 네트워크 대역폭 부하 감소가 필요하다. 본 논문에서는 클라우드 인프라 상에서 사용자의 컴퓨팅 환경에 최적화된 가상 플랫폼 서비스 제공 및 서비스 부하 감소를 위한 네트워크 경량 프로토콜 전송 시스템을 설계 및 구현한다.
일반적인 가상화 플랫폼에서는 가상화 소프트웨어가 소프트웨어적으로 에뮬레이션하여 제공하는 가상 I/O 장치들을 가상 플랫폼에서 사용한다. 소프트웨어 에뮬레이션 기반 I/O 장치들을 사용하는 가상 플랫폼들은 성능이 떨어지고 고사양의 응용 프로그램을 지원할 수 없는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 해당 문제점을 극복하기 위해 PCI 기반 하드웨어 장치들을 가상 플랫폼에 직접 할당하여 고품질의 가상 플랫폼을 제공하는 기술을 설계 및 구현한다.
이 글에서는 다음의 내용에 대하여 다루었다. 1. 가상 현실 기술은 언제 시작되었나? 2. 가상 현실을 구현하는 요소 기술은? 3. 가상 현실과 CAD/CAM 분야의 관계는 어떠한 부분이 있는가? 4. 국내 사정은? 5. 가상 현실이 아직 널리 보급되어 있지 않는 이유는? 6. 현재 구현 가능한 가상 현실 기술로 당장 설계, 제조업 분야에 적용해서 효과를 볼 수 있는 대상은 어떠한 부분이 있는가? 7. 앞으로 시장 전망은? 8. 가상 현실 기술을 좀 더 알기 위한 참고문헌에는 무엇이 있는가?
본 연구의 주요 목적은 자동 쌀 진공포장기의 3차원 기능적 가상시작기 모델을 개발하여 포장기의 구동시스템을 설계하고 개발하고자 하였다. 개발한 3차원 가상시작기는 주로 압축판부, 테이프부착부 및 진동판부로 구성되었다. 가상시작기의 민감도 분석을 수행하기 위해 제품포대의 두께변수를 이용하여 3차원 가상시작기를 파라미터화하였다 자동 진공포장기의 최대 처리능력 6포/분, 포대규격: 45cm${\times}$35cm을 충족하기 위해 각 주요부를 구동하는 모터 작동제어로직(motion control function)을 적절하게 설계하였다. 설계한 작동제어로직에 의하여 각 모터를 구동할 때 필요로 하는 적정 동력은 각각 100W, 25W 및 90W로 결정하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 자동 진공포장기의 실제 시작기를 제조한 후 설계한 작동제어로직을 각 구동모터에 적용하여 시뮬레이션의 결과를 검증하였다. 개발한 3차원 가상시작기 모델을 시뮬레이션하여 선정한 모터들은 각 주요부를 원활하게 구동할 수 있었다. 제안한 작동제어로직은 주요부의 요구된 작동 시권스를 만족시켰으며 이때 자동진공포장기의 처리능력은 6.7 포/분이었다. 개발한 자동 쌀 진공포장기의 포장성공률은 92.6%이었다.
가상현실은 컴퓨터를 이용하여 만들어진 가상의 환경에서 사용자가 오감을 통해 현실과 유사한 느낌을 경험할 수 있도록 해주는 기술이다. 햅틱 인터페이스는 사용자가 촉각으로 가상 환경과 상호 작용을 할 수 있도록 해주는 기술로서 사용자가 가상 물체를 실제로 만지는 듯한 착각을 불러 일으켜 보다 현실에 가까운 가상 경험을 할 수 있도록 도와준다. 본 논문에서는 다양한 용도로 사용할 수 있는 3차원 햅틱 인터페이스 장치를 설계 및 제작하고, 순발력 재활훈련의 목적으로 가상공간을 시각적으로 보여주는 입체영상 시스템과 연동하여 일부 제한적인 기능을 갖는 가상 테니스 연습 시스템을 구현하였다. 이때 가상 공과 가상 라켓의 간단한 충돌 모델과 햅틱 렌더링을 통하여 가상 공을 칠 때 사용자가 라켓으로 느끼는 충격과 반력을 제작한 3차원 햅틱 인터페이스 장치를 통하여 느낄 수 있도록 하였다. 구현된 시스템의 실험을 통하여 공과 라켓에서 충돌이 일어났을 때의 느낌을 사용자에게 전달할 수 있었으며, 완벽하지는 않지만 공과 라켓의 충돌 후 공의 나가는 방향과 속도가 실제와 유사함을 확인하였다.
가상화는 최근 활발한 연구가 진행되고 있는 시스템 소프트웨어 분야 중 하나이다. 범용 컴퓨터 시스템을 위한 가상화 분야에는 이미 상용화제품들도 다수 존재하는 반면, 임베디드 시스템의 특성을 고려한 가상화에 대한 연구는 상대적으로 미미한 실정이다. 본 논문에서는 임베디드 시스템의 각 하드웨어 자원을 여러 논리적인 하드웨어 자원들로 나누고, 이를 다수의 가상 머신들로 재구성하는 가상 머신 모니터를 설계하고 구현하였다. 제안된 가상 머신모니터는 하나의 임베디드 시스템 상에 다수의 실시간 운영체제들을 동시 수행하는 것을 가능하게 한다. 실제의 임베디드 시스템 하드웨어 상에서 구현된 가상 머신 모니터에 대해 다양한 성능 측정 실험을 수행하였다. 성능 평가결과를 통해 제안된 가상 머신 모니터가 실제의 임베디드 시스템 응용 분야에 적용이 가능함을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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