• 제목/요약/키워드: 가상현실 오디오

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A/V용 고음질 입체음향 재생기 개발. (3D sound reproduction system for A/V.)

  • 이신렬;성굉모
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 제13회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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    • pp.185-188
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    • 2000
  • 본 논문은 인간이 양귀로 3차원 공간상의 음의 위치를 파악하는 원리를 이용하여 만들어진 입체음향을 청취자의 안귀에 가장 효과적으로 재생시킴으로써 완벽한 입체음향을 재현하는 장치로 3차원 게임, 가상현실 시뮬레이터, 놀이공원에서 사용될 수 있는 A/V용 입체음향 재생기 구현 기법이다. 본 개발 품은 전방 30도에 스피커를 배치하는 기존 제품에 비해 안정된 정면 음상 정위와 후면 음상 정위가 가능하고, 청취자의 머리 움직임에 따른 입체음향 효과의 저하를 막을 수 있으며, 인지적 특성을 고려한 역 필터링으로 과도한 신호처리로 인한 음질 저하를 개선할 수 있고, 다중 사용자에게 동일한 음질을 골고루 전달할 수 있어 카 오디오나 영화관에서도 사용되어질 수 있다.

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장면 및 음원 복잡도 축소에 의한 3차원 사운드 재현의 실시간화 기법 (The Realtime method of 3D Sound Rendering for Virtual Reality : Complexity Reduction of Scene and Sound Sources)

  • 성숙정;이정선;오수진;남양희
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (B)
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    • pp.550-552
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    • 2005
  • 실감 재현이 중요한 가상현실 응용에서는 사용자에게 고급 그래픽 환경을 제시하고 사용자의 인터랙션에 즉각적인 피드백을 제공함으로서 실재감과 몰입감을 증대시키는 연구가 진행되어왔다. 실재감, 공간감 전달을 위해 시각과 청각을 함께 활용하는 것이 효과적이나, 가상공간의 특징을 반영한 3차원 사운도 재현 연구는 국내외 통틀어 초기단계에 머물러 있다. 실재감과 공간감을 반영한 3차원 사운드의 재현을 위해서는 음원의 전파, 반사, 잔향 풍의 계산이 사용자의 인터랙션에 따라 새롭게 계산되어야한다. 그러나 사운드 전파경로와 공간을 이루는 모든 폴리곤들과의 충돌을 검사하며 반사 등을 계산하는 것은 실시간성이 중요한 가상현실응용에서는 무리가 따르므로 실 시간성을 보장하기 위한 계산량 축소가 요구된다. 본 논문에서는 다수의 음원이 존재하는 복잡한 가상공간에서의 3차원 사운드를 재현하기 위하여 사운드 신과 계산에 필요한 최소한의 정보를 가지는 오디오 씬 그라프의 공간을 재구성하고 다수의 음원을 대상으로 음원 축소 및 군집화를 적용하여 3차원 사운드효과를 실시간으로 재현하는 알고리즘을 제안한다.

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고성능 실시간 3D 오디오 엔진 (Low Complexity/High-Speed Real-time 3D Audio Engine)

  • 이승희;이교식;류대현;임태성
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2001년도 봄 학술발표논문집 Vol.28 No.1 (A)
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    • pp.220-222
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    • 2001
  • 가상 현실을 요하는 멀티미디어 콘텐츠, DC-Title, 게임기등의 멀티미디어에서는 고급 장비의 사용 없이 2개의 스피커를 이용하여 3차원 효과를 들을 수 있는 입체 음향 기법이 활용된다. 2채널 3D오디오 방식에 있어서 위치음 효과는 머리전달함수(HRTF)를 사용하여 얻을 수 있다. 콘볼루션을 이용하는 기존의 방식들은 많은 계산량과 HRTP DB 저장을 위한 큰 메모리 용량을 요구한다. 따라서 실시간 구현이 어려울 뿐 아니라 고속 DSP를 사용해야 하는 단점을 가진다. 본 연구에서는 주파수 영역 분석법의 하나인 MDCT를 이용함으로써 계산량을 줄임과 도시에 HRTP DB의 데이터 양도 줄인다. 결과적으로 실시간 처리가 가능할 뿐 아니라 저속 DSP를 사용하여 구현 가능하게 함으로써 저가로 구현 할 수 있다. 본 연구 결과는 기존 제품들 중 스펙트럼 분석법을 이용한 오디오 압축 장치에 활용될 수 있는데 예를 들면 MP3/AAC/WMA Player에 적용하여 3차원 입체 음향을 구현 할 수 있다.

MPEG-I Immersive Audio 표준화 동향 (MPEG-I Immersive Audio Standardization Trend)

  • 강경옥;이미숙;이용주;유재현;장대영;이태진
    • 방송공학회논문지
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    • 제25권5호
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    • pp.723-733
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    • 2020
  • 본 고에서는 현재 탐색단계의 표준화가 진행 중인 MPEG-I Immersive Audio 표준화 동향을 소개한다. 이 표준은 5G/6G와 같은 초연결 환경에서 킬러 어플리케이션으로 기대되는 가상현실(Virtual Reality; VR) 및 증강현실(Augmemted Reality; AR)에서, 이용자가 가상환경과 상호작용을 통해 6 자유도(Degrees of freedom; DoF)로 소리를 실감나게 느끼고 실제 환경에서 경험하는 것과 같은 공간음향 체험을 제공하는 것을 목표로 한다. 이를 위하여, MPEG Audio Working Group에서는 가상현실 및 증강현실에서 공간음향 체험을 위한 시스템 구조 및 요구사항을 정의하였다. 이를 기반으로 요구사항에 대한 제안 기술 선정을 위한 오디오 평가 플랫폼(Audio evaluation platform; AEP), 인코더 입력 포맷(Encoder input format; EIF) 및 평가 절차 등에 대한 논의를 진행하고 있으며, 본 고에서는 그 주요 내용을 요약 기술한다.

가상환경의 인터랙티브 사운드를 위한 'EVE-SoundTM' 툴킷 ('EVE-SoundTM' Toolkit for Interactive Sound in Virtual Environment)

  • 남양희;성숙정
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제14B권4호
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    • pp.273-280
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    • 2007
  • 본 논문은 2D/3D 가상환경에서 실감 사운드의 실시간 합성을 위한 $EVE-Sound^{TM}$ 툴킷의 설계와 개발결과를 제시한다. $EVE-Sound^{TM}$는 사운드 효과 계산에 필요한 장면요소를 간추리는 전처리 도구와 실시간 렌더링 API들로 구성되며, 다중 모달리티의 실감 재현을 필요로 하는 가상현실, 게임 등의 각종 인터랙티브 콘텐츠에서 사용자에게 고급 그래픽 환경을 허용하면서 동시에 사운드의 실시간 재현을 가능하게 함을 목표로 하였다. 3차원 사운드 계산이 매우 복잡하기 때문에 기존의 사운드 API들이 간단한 사운드 효과와 재생을 제공하는 것과 달리, 복잡한 가상환경에서 3차원 사운드의 원리를 반영하되 그 렌더링을 실시간화하는 데 초점을 두었고, 이를 위해 새로운 장면 간략화 및 공간사운드 계산 방법이 제시되었다. 응용 사례 및 실험, 알고리즘 분석을 통해 제시된 툴킷의 활용성 및 향상된 실시간성을 확인하였다.

ARM720T core를 이용한 실시간 입체음향 변환기 구현 (An Implementation of Real Time 3-D Audio Engine using ARM720T core)

  • 임태성;윤철환;홍완표;류대현
    • 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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    • 한국멀티미디어학회 2002년도 추계학술발표논문집
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    • pp.421-424
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    • 2002
  • 본 연구에서는 ARM720T core를 사용한 보드에서 머리 전달 함수(HRTF)를 이용한 입체음향 시스템을 구현하였다. ARM720T core를 탑재한 EP7312칩은 저전력 고성능 프로세서로서의 이점을 갖고 있기 때문에 HRTF의 특성을 이용한 입체음향 실시간 구현이 가능하다. 또한 ARM 프로세서를 사용함으로, DAC제어부 부분을 제외한 메인 프로세싱 부분은 ARM 계열의 다른 프로세서에서도 쉽게 사용 가능하단 이점이 있다. HRTF를 이용하여 2채널의 입체음향을 구현하는 방식은 콘볼루션에서 많은 계산량이 소요된다. 본 연구에서는 실시간 구현 시 계산량을 줄이기 위해 시간영역의 콘볼루션을 사용하지 않고 주파수 영역에서의 가중 중복 합산방식을 이용하여 계산하였다. 본 연구의 연구 결과는 가상현실이나 방송음향장비 뿐만 아니라 저전력을 요구하는 휴대용 멀티미디어 기기에서 MP3/AAC/WMA와 같은 오디오 압축 장치부분에 활용되어 질 수 있다.

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오큘러스 VR (Oculus VR)를 이용한 애니메이션 콘텐츠의 새로운 모색 - VR 플랫폼과 킬러콘텐츠를 중심으로 - (The new explore of the animated content using OculusVR - Focusing on the VR platform and killer content -)

  • 이종한
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권45호
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    • pp.197-214
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    • 2016
  • 최근의 전 세계적으로 주목받고 있는 증감현실(增强現實, Augmented Reality, AR)과 가상현실(假想現實, virtual reality, VR), 그리고 이들을 섞은 혼합현실(mixed reality, MR)등은 과학의 테크놀로지 범주를 넘어 대중문화 전반에 큰 영향을 끼치고 있다. 구글, 애플, 삼성, 마이크로소프트, 소니, LG등 세계 굴지의 IT회사들은 대중을 위한 AR. VR 기술개발에 주력하고 있으며 크고 작은 관련 회사들도 해당 하드웨어, 소프트웨어, 콘텐츠 개발에 박차를 가하고 있다. 특정한 플랫폼이나 프로그램을 이용해 인간의 인지력을 인위적으로 조작 통해 특정한 장소나 상황을 경험하거나 보이지 않는 것을 보이게 해준다는 의미에서 AR, VR, MR은 모두 가상의 공간의 현실화라는 공통적인 기술을 포괄하고 있다. 특히, 기존의 평면적 구도의 한계성을 드러낸 입체영상에서 벗어나 180도, 360도 영상으로 객관적 시야와 감각과 같은 주관적 현상을 동시에 제공하고 참가자들이 이를 선택 할 수 있어 참가와 몰입을 크게 유도 할 수 있는 VR 기술은 업계뿐만 아니라 일반대중에게도 초유의 관심을 이끌어내고 있다. 2015년 선댄스 영화제의 뉴 프론티어 프로그램에서는 10개 이상의 관련 작품이 소개 되었고 열풍이 되어버린 게임인 '포켓몬 고(PoKetmon GO)'는 세계 게임시장을 석권하고 있으며 의료, 건축, 쇼핑, 영화, 애니메이션 등 관련 콘텐츠가 등장하고 있고 관련 모바일 어플리케이션도 이미 수천 개 이상 상용화 되어있다. 또한 시판되는 360도 카메라를 통해 개인이 VR 영상을 제작/공유 할 수 있어 유저간의 쌍방형 터널이 가능해 지고 있다. VR 기술의 적용범위 확대와 다양한 현실화로 앞으로 가능성도 희망적으로 여기고 있다. 이는 세계적인 추세며 우리나라 역시 후발주자로 그 추세를 따르고 있다. 그럼에도 불구하고 일부 학자들은 VR, 즉, 가상공간의 현실화가 주는 윤리적 퇴행과 가치관의 혼란이 내재 되어있음을 지적하고 있다. 4K혹은 HUD, 위치추적, 동작 센서, 연산능력, 그리고 뛰어난 3D그래픽, 촉감, 냄새 등의 4D기술, 3차원 오디오 기술 등이 그 어느 때 보다 발전해 리얼리티에 최대한 접근하고 있고 그에 따른다. 윤리적 퇴행, 정체성, 세대갈등, 현실도피 등이 우려되기 때문이다. 리얼리티를 추구하는 애니메이션 역시 이 범주 안에 든다. 미학적 이미지와 환영성의 특정한 구조를 살펴본다면 오히려 영상이라는 유사점을 가지고 있음에도 불구하고 순수한 애니메이션이 VR 콘텐츠 제작에 가장 뒤쳐져 있는 요인이 될 수도 있다. 하지만 VR기술과 플랫폼이 게임과 오락성에 치중 해 있지만 그 안에는 결국 시각적인 VR영상으로 구성 되어 있다는 점을 감안한다면 평면상에 머물고 있는 애니메이션에도 새로운 모색점을 맞이하게 될 것이 분명하다. 결국 어떻게 VR기술을 이용한 가상공간에서 만들어지는 리얼리티가 애니메이션에 적용 할 수 있을까? 그렇다면 방법과 수단이 무엇이 될 것인가 하는 문제에 대한 연구가 공통된 관심이 될 것이다. 그동안 평면적인 화면에 시간과 공간의 연속성에 제한을 받아온 애니메이션은 VR기술을 통해 제한에서 벗어나고자 하는 움직임이 일어나고 있다.

3D게임엔진을 이용한 물 흐름 재현 (Reproducing water flow using 3D game engine)

  • 강우철;장은경
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.432-432
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    • 2023
  • 한국건설기술연구원(Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology, KICT)의 안동하천연구센터(Andong River Experiment Center, REC)는 다양한 하천 관련 실규모 실험을 수행하기 위해 3개의 수로를 보유하고 있다. 본 연구의 주목적인 실증 실험 계측 결과를 기반으로 3D 게임엔진을 이용하여 물 흐름을 재현하기 위해 A1 수로를 대상구간으로 설정하였다. 실증 실험의 경우 2개의 수문 개도율 조건에서 ADV와 ADCP를 활용하여 계측된 유량 및 유속 결과들을 비교하였으며, 추가적으로 영상 데이터로 부터 표면유속(LS-PIV)을 산정하였다. 3D 게임 엔진은 렌더링 엔진, 물리 엔진, 오디오 엔진, UI 시스템, 게임플레이 프레임워크 등이 잘 융합된 소스코드들과 개발자들이 이용하기 쉬운 방식으로 변환된 툴(tool)로 제공하여 현실 세계를 가상 세계에 시각화하여 구현하는데 큰 장점을 가지고 있다. 또한 기존의 흐름 재현이 가능한 수리/수문 모델링의 경우 특정한 목적으로만 이용가능하고 연산에 소용되는 시간 때문에 실시간 흐름재현이 어렵지만, 3D 게임엔진을 이용하는 경우 다양한 목적과 여러 분야와의 고려가 동시에 가능하며 연산의 단순화를 통해 실시간 흐름 재현이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 언리얼 엔진의 Niagara Fluids와 Fluid flux 툴들을 활용하여 하천실증실험 시설 일부 구간에 대해 물 흐름을 재현하였다. 먼저 하천실험실증시설을 드론과 RTK-GPS를 이용하여 촬영된 결과를 정합하여 3D 게임엔진 기반 흐름 재현을 위한 지형 기초 자료를 구축하였다. 지형 계측 결과를 기반으로 A1 수로 전체 구간을 대상구간으로 설정한 이후 수문 조절을 통해 흐름 조건을 제어할 수 있도록 제작하였으며, 실제 흐름에 대한 계측 결과를 기반으로 재현된 흐름을 대상으로 material 값의 조정(방향 X, Y값을 RGB값으로 변환한 뒤 벡터 길이 값으로 환산)을 통해 0~100 사이 값을 이용하여 유속을 표현하였다. 최근 가상공간 (i.e. 디지털트윈) 관련 시장 성장이 매우 빠르고 다양한 사업에서 해당 기술의 수요가 증가하고 있으며, 본 연구를 통해 물 흐름의 디지털 트윈화를 위한 수단으로서 3D 게임 엔진의 활용 가능성을 확인하였다. 다만 실제 하천의 적용과 하천관리를 위한 실용화를 위해서는 추가적인 연구와 분석이 이루어져야 할 것이다.

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반도체 검사 장비를 위한 지능형 전자 성능 지원 시스템 (An Intelligent Electronic Performance Support System for Semiconductor Testing Equipment)

  • 이상용
    • 인지과학
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    • 제9권1호
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    • pp.31-39
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    • 1998
  • 본 논문은 HELPS라는 반도체 검사 장비를 위한 전자성능지원시스템(Electronic Performance Support System)에 대하여 기술한다. 본 시스템의 목적은 운영 지원, 훈련, 지식 기반 고장 진단 및 수리를 위한 just-in time. on-the-job 멀티미디어에 기반을 둔 정보를 제공함으로써 오퍼레이터의 생산성을 향상시키는데 있다. HELPS는 운영 모듈과 고장 진단 모듈로 구성되어 있다. 운영 모듈은 사용자에게 장비에 관한 자세하고 쉽게 접근이 가능한 정보를 제공하기 위하여 멀티미디어와 하이퍼미디어를 사용한다. 멀티미디어는 정지 화상, 동화상, 에니메이션, 텍스트, 그래픽, 오디오를 포함하는 다매체 형식을 통합한다. 하이 퍼미디어는 계층적인 정보 구조를 통하여 숙련된 오퍼레이터에게는 작업을 수행하는데 필요한 특정한 정보만을 제공할 뿐만 아니라, 초보 오퍼레이터에게는 자세한 시스템 안내와 정보를 제공한다. 고장 진단 모듈은 오퍼레이터가 장비의 고장을 진단하고 수리하는 것을 자원하기 위하여 전문가 시스템과 멀티미디어를 통합하여 구성하였다. 전문가 시스템을 사용하여 진단한 다음, 멀티미디어에 의한 어드바이스가 텍스트를 포함한 정지 화상이나 음성을 포함한 동화상에 의해 제시된다. HELPS는 훈련 시간과 고장 진단 및 수리 시간의 측면에서 평가되었고, 본 시스템 사용 전에 비하여 약 30%이상의 시간을 절감함으로써 생산성 향상에 크게 도움이 된다는 것을 확인하였다. 앞으로 본 시스템은 ICAI와 가상현실 기법 등을 이용하여 확장된다면 더 많은 생산성 향상을 기대할 수 있을 것이다.

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