최근에 국내외 실감형 콘텐츠 산업의 가파른 성장에 따른 실감콘텐츠산업에 대한 관심이 높아지고 있은 상황에서 VR, AR, XR 시장은 혁신적인 변화를 주도하고 있다. 실감형 기잔의 기기의 게임들은 기존의 게임과는 다른 방식의 품질보증(QA) 접근 방식을 요구한다. 전통적인 2D 게임과 달리 물리적 상호작용과 환경 인식 기능같은 부분이 다르기 때문이다. 본 논문에서는 가상현실, 증강현실, 확장현실 기반의 게임에 대해서 테스트 시 각 기기마다 고려해야 할 사항들에 대한 내용들을 제시하고 해당 사항들에 대해서 효과적인 방안을 제시해본다.
본 논문에서는 현실공간에 가상의 정보를 추가하는 증강현실 환경과 산업 전반에 걸쳐 적용되고 있는 다양한 센서가 설치된 운영시스템과 연계하여 정보를 지속적으로 모니터링 및 관리할 수 있는 객체-포인트 관계기반 실시간 증강현실 컨텐츠 플랫폼을 제안한다. 객체-포인트 관계기반 실시간 증강현실 컨텐츠 플랫폼은 설비 및 센서 등 관리의 대상이 되는 객체와 해당 객체에서 받을 수 있는 정보로 구성된 포인트의 집합으로 이루어져 있으며, 이를 가능하게 하는 관리시스템-플랫폼-컨텐츠 간의 API 를 제공한다. 제공되는 API 를 통해 증강현실 컨텐츠와 실시간 관리 대상인 객체와의 연계가 가능하며, 이미 운영되고 있는 시스템의 변경 없이도 증강현실에서 표현할 객체 정보의 수정이 가능하도록 설계되었다. 따라서 제안하는 객체-포인트 관계 기반 실시간 증강현실 컨텐츠 플랫폼은 산업과 증강현실 기술의 융합을 도모하며 산업 전반에 걸친 증강현실 산업 생태계에서 긍정적인 역할을 할 것으로 기대된다.
본 논문에서는 마커 기반의 가상 객체나 opengl 을 이용하여 구현된 가상 객체, 웹 카메라 영상 프레임을 통해 입력된 실물 객체의 충돌처리를 유효화시켜 사용자에게 보다 높은 현실성을 제공하는 증강현실 충돌기법을 제안한다. 증강현실 시스템은 현실의 환경에 가상의 객체를 추가하여 사용자에게 시각적 정보를 제공하는 시스템으로 객체간의 상호작용, 사용자와의 상호작용에 대하여 관심이 높아가고 있다. 그러나 본 논문에서 제안한 충돌처리는 상호작용에 있어서 가장 기본적인 문제가 되기 때문에 선결해야 할 문제이다. 따라서 제안된 시스템에서는 이 문제를 해결하여 마커를 기반으로 구현된 객체와 Opengl을 기반으로 구현된 가상 객체, 웹 카메라 영상 프레임으로부터 입렵된 실물 객체 사이에서 객체간의 충돌을 유효화 시킴으로써 현실성과 몰입도를 증대시킨다.
최근 국내에서도 가상현실 기술에 대한 관심이 높아지면서, 많은 분야에서 가상현실 및 증강현실 기술과의 접목이 시도되고 있으나 시스템 구축에 필요한 전문 기술 인력과 비용 등의 이유로 적극 활용되지 못하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 VRML(virtual reality modeling language)을 이용한 별도의 비용이 발생하지 않은 가상현실 체험시스템을 구현함으로써 보다 다양한 분야에서 가상현실 시스템을 활용할 수 있는 시스템을 제안하였다.
증강현실이란 실세계의 오브젝트에 가상의 오브젝트를 증강시키는 기술로 현실세계에 디지털 정보를 시각화 해주는 기능을 한다. 또한, 증강현실은 실세계와 가상세계를 실시간으로 결합함과 동시에 사용자와 컴퓨터간 상호작용하도록 함으로써 사용자에게 정보전달은 물론 지각능력에 도움을 주며 사용자의 몰입감을 높여주는 기술이라고 할 수 있다. 본 논문에서는 VRML로 모델링된 3차원 객체를 프로그래밍을 통해 3차원 데이터가 증강되는 컨텐츠를 개발하였다. 또한, 가상물체들의 조합을 통해 3차원 아바타 및 다양한 가상의 의상들을 증강시키는 응용기술을 제안하였다. 게다가, 사용자가 직접 마커를 움직여 컴퓨터와 사용자간의 상호작용이 가능한 인터페이스를 제시하여 사용자의 몰입감을 증대 시킬 수 있었다.
증강현실 기술을 이용하여 데이터 가시화을 통하여 사용자들은 새로운 경험을 할 수 있기 때문에 교육용 어플리케이션에 적합한 미디어라고 할 수 있다. 본 논문에서는 화학실험에서의 위험성을 배제하고 몰입형 실험을 하기 위하여 증강현실을 이용한 실험 시스템이다. 가상 화학 실험 시스템은 사용자의 손을 활용하여 가상의 객체와 상호작용을 이룰 수 있는 인터페이스를 통해, 기존 증강현실의 몰입감 저하의 문제점인 마커를 사용하지 않고, 3D 객체를 컨트롤 하는 기법을 사용했다. 시스템에 대한 몰입감을 극대화하기 위해서 협업이 가능한 가상 화학 실험 시스템을 제안했다.
본 논문에서는 증강현실 환경에서 다중 시스템의 물리 시뮬레이션을 위한 동기화 방법을 제안한다. 증강현실 시스템의 몰입감 증대를 위하여 가상 객체에 물리 법칙에 기반을 둔 실질적인 움직임을 부여하는 방법을 논하고 이를 네트워크로 확장하기 위하여 물리 기반 증강현실 환경의 동기화 방법을 연구하였다. 이러한 연구를 통하여 증강현실 어플리케이션의 몰입감 증대와 네트워크 게임에서의 증강현실 도입이라는 새로운 방향도 제시 할 수 있을 것이다.
경운기 시뮬레이터 운전자가 가상환경에서 교육에 몰입할 수 있도록 현실세계에 가상 물체를 겹쳐 보여주는 증강 현실 기술을 구현하였다. 3D 카메라 입력 장치로부터 초당 30 frame 이상 속도로 경운기 모의 운전 장치의 영상을 획득한다. 획득된 현실 영상을 크로마키 처리하여 가상 현실과 결합하였다. RGB 영상의 HSI 변환 실험결과 색상 최대값 0.52, 최소값 0.153, 채도 최대값 0.57, 최소값 0.16, 명도 최대값 1, 최소값 0.12이 크로마키 처리를 위해 최적값이었다. 본 연구에서는 키패드를 이용하여 크로마키 처리된 현실 영상의 위치를 전 후 상 하 좌 우를 버튼으로 조정하여 초기 결합위치를 조정할 수 있고 최종 조정된 값은 저장하여 유지 관리되도록 하였다. 이를 토대로 초당 30프레임 이상의 속도로 가상현실과 크로마키 처리 영상을 결합한 증강현실 구현이 가능함을 보였다.
오늘날 테마파크는 다양한 테마 적 요소들을 적용한 다양한 신기술로 무장되어있다. 사람들은 복잡한 현실 세계를 떠나 일탈을 꿈꾸며 재미와 감동, 스릴에 목마르다. 현실 세계에서는 느낄 수 없는 판타스틱한 재미와 경험은 현실 세계의 고달픔을 잠시나마 잊고 싶은 사람들의 발걸음을 테마파크로 이끌어 온다. 테마파크는 또 다른 세상(Another World)으로 사람들을 초대하는 현실 속 가상의 공간이다. 테마파크는 언제든지 찾아와 재미있는 경험을 해보고 몇 번을 찾아와도 지루하지 않은 누구나 꼭 한번 가보고 싶어 하는 매력적인 장소이다. 기존의 테마파크는 이러한 소비자의 니즈를 충족하기 위해 새롭고 신선하며 유희적인 테마를 적용한 파크를 끊임없이 개발하고 발전시켜야 한다. 본 논문은 테마파크 어트랙션발전에 유용한 장점을 가지고 있는 가상현실을 테마파크에 적용하는 방법을 제안한다.
ICT 기술발전으로 웨어러블 디바이스(wearable device)와 증강현실(augmented reality: AR) 및 가상현실(virtual reality: VR)등은 차세대 게임 산업에 새로운 재미와 가치를 부여할 기술로 주목받고 있다. 특히 가상현실 기술은 컴퓨터 시뮬레이션으로 창출된 3차원 가상공간으로 사용자가 현실 세계에서는 직접 경험하지 못하는 상황을 간접 체험할 수 있어 실재감과 몰입감을 경험하게 한다. 게임에서의 몰입과 실재감은 게임이용과 만족도에 큰 영향을 미치는 것으로 연구되고 있다. 따라서 본 논문에서는 가상현실을 이용하여 유저와 상호작용하고, 사용자에게 현실과 유사한 긴장감을 줄 수 있는 극한 도망 게임을 개발하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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