최근 가상현실 기술이 대중들에게 인기와 관심을 가지기 시작하면서 다양한 콘텐츠가 등장하고 있다. 특히 가상현실 디바이스를 활용한 가상현실 게임이 사용자와 시장에서 많은 관심을 받고 있으며 가상현실 게임이 많이 개발되고 있는 추세이다. 가상현실 게임의 특징은 가상현실 디바이스를 통해 현존감을 느끼며 몰입감을 극대화 시킬 수 있다는 장점을 가지고 있다. 이러한 장점을 활용하여 가상현실의 공간형 디스플레이 환경에서 디바이스의 인터페이스를 통해 여러 상호작용 아이템과의 상호작용을 할 수 있어 현존감 있는 경험이 가능하다. 이러한 특징을 극대화하여 사용자에게 보다 높은 몰입감과 흥미를 발생 할 수 있는 방안을 연구 하고자 한다. 설계 방안을 제시하기에 앞서 대중화된 가상현실 게임내의 상호작용 아이템과 인터페이스 설계방식을 분석하여 몰입감을 증대 시킬 수 있는 방안을 찾는 것이 본 연구에 목적이다. 연구에서 게임의 인터페이스와 상호작용 아이템간의 관계를 정리하였고 이를 기반으로 가상현실 게임 사례를 들어 가상현실 게임 내의 아이템 인터페이스의 설계 방식을 비교 분석하는 연구를 진행하였다. 연구를 통해 보다 몰입감이 높은 가상현실 게임의 인터페이스 설계 방안의 기반이 되는 선행연구가 될 것으로 기대한다.
교수-학습 현장에서 일반제시형, 전달형의 자료는 컴퓨터 환경에 익숙한 학생들에게 더 이상의 효과를 주기 어렵다. 따라서 학습자 주도적인 학습자료가 필요하다. 이러한 개념에 바탕을 두어 과학 에듀게임을 설계 및 구현하여 제시하고자 한다. 게임의 주인공이 과학의 4영역인 에너지, 물질, 생명, 지구 각각의 영역을 하나의 무대로 사용하여 활동하고 과학수수께끼를 해결하면서 과학의 이론과 개념에 접근하고 미션을 완수하면서 상위개념을 획득하며 피드백을 통해 습득된 이론을 종합하고 경험의 폭을 넓히는 과정으로 설계하였다. 학습자의 흥미와 집중을 유도하기 위해 실시간 전투 RPG의 형식을 도입하였으며 향후 연구에서 스토리 보강과 각 단원의 세부 맵 보강이 요구된다.
프로그램된 정보를 사용하는 자율 가상 캐릭터는 항상 반복된 패턴 행동을 하기 때문에 사용자가 흥미를 잃는 경우가 많고 현실성도 떨어진다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 자율 가상캐릭터가 자율적으로 인지한 정보를 저장하고 저장한 정보를 활용하여 상황에 맞는 행동을 수행할 수 있는 메모리 체계를 제안한다. 본 논문은 자율 가상 캐릭터가 시각 주목으로 인지한 정보를 저장하고 관리하는 메모리 체계의 모델을 제시한다. 메모리 용량을 효율적으로 사용할 수 있도록 게임 환경에 적합한 빠른 시각 주목 알고리즘을 연구하여 중요하고 눈에 띄는 정보만 저장한다. 자율 가상 캐릭터의 인지 메모리를 크게 시각 기억와 공간 관계 기억 구조로 구성한다. 시각 기억은 쿼드그래프로 구현된 저장 구조에 인지한 정보를 저장한다. 공간 관계 기억은 공간 관계 그래프 이론을 기반으로 객체들간의 방향과 거리 정보를 저장한다. 본 논문의 제안 방법을 가상 환경에서 실험한 결과, 자율 가상 캐릭터는 시각 주목 기능으로 3차원 가상 환경의 동적 객체까지 감지하여 자율적으로 정보를 주목하여 저장하고 있음을 확인했다. 자율 가상캐릭터는 메모리 정보를 활용하여 목표 객체를 빠르게 탐색하며 길찾기에 필요한 경로 계획을 수립한다. 성능면에서는 주목맵만들기 위한 특징맵으로 가장 주목할 수 있는 특징들로 구성하여 처리속도가 1.6배 이상 향상됨을 확인했다.
최근 몇 년간 게임인공지능에 대한 관심도가 높아지고 있으며, 이에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 컴퓨터 게임에서 사용하고 있는 인공지능 기술과 MMORPG(Massively Multiplayor Online Role Playing Game)에서 NPC(non-player character)가 가지는 일반적인 특징을 살펴본다. 게임의 흥미를 유발하기 위한 지능형 NPC의 역할과 특징을 고찰하고, MMORPG에 요구되는 지능형 NPC에 관한 인공지능 기술에 대해서 연구한다.
본 논문에서는 주 입력 장치가 펜인 휴대용 컴퓨터에서 사용할 수 있는 다섯 살 전후의 유아 학습게임을 개발하였다. PDAs와 같은 휴대용 컴퓨터는 장소에 구애받지 않고 어디든지 휴대하여 사용할 수 있다는 큰 장점이 있다. 또한 주된 입력 장치가 펜이므로 연필을 가지고 종이에 그리듯이 사용할 수 있어 유아가 사용하기에 다른 입력 장치에 비해 편리한 장점을 가지고 있다. 인터넷이나 기타 특정 프로그램들을 이용한 학습 방법은 많이 나와 있지만 아직 휴대용 컴퓨터에서 사용할 수 있는 프로그램의 개발은 미비한 상태이다. 본 논문에서는 휴대용 컴퓨터의 장점을 최대한 살려서 어디서든지 필요할 때 사용할 수 있는 게임 형태의 유아 학습 프로그램을 개발하고 구현하였다. 또한 데스크 탑 컴퓨터에 비해 하드웨어와 화면 크기의 제약을 가지고 있는 PDAs에서 유아들이 쉽게 익숙해지고 흥미를 느낄 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스를 개발하였다.
우수한 능력의 인공지능 개체로 구성된 게임은 그렇지 못한 게임에 비해 더 나은 흥미를 사용자에게 제공할 수 있다. 미국 Valve사의 Half-Life, Counter-Strike 및 한국 Dragonfly사의 Special-Force와 같은 실시간 FPS 전투게임에서 상대편에 대한 검색 및 목표 화하는(Targeting) 기법은 인공개체의 전투력에 중요한 하나의 요소이다. 하지만 이 같은 경우의Targeting은 정적인 대상에 대한 것이 아니라 동적인 대상에 대한 것이므로 단순한 산술 계산으로는 실용적인 효과를 내기 힘들다. 본 논문에서는 Neural Network를 이용한 학습기법을 사용하여 동적인 개체에 대한 효과적인 Targeting기법을 제안한다. 제안한 기법은 매 순간 변화하는 상황정보와 Virtual bullet이라는 가상 미사일 개념을 활용하여 학습 Data를 모델링한 후 Neural Network로 학습시켜 효과적인 Targeting이 가능하도록 구현하였다. 제안한 기법은 Java기반의 탱크전투 시뮬레이션 Framework인 Robocode에 적용하여 그 성능을 평가하였다. 제안된 기법으로 제작된 Robot(Crystal 1.0)은 ‘2006 Robocode Korea Cup에서 우승을 차지하였다.
학생들에게 흥미와 관심을 가지게 하면서 수학수업을 효과적으로 할 수 있는 방법론에 대한문제는 수학교육의 관심사중 하나이다. 그러나 실상 교사들이 현장에서 쉽게 이행할 수 있는 학습자료의 개발이나 그 활용은 미진한 상태이다. 본 연구에서는 아동들의 발달수준에 맞는 적절한 경험을 제공하여야 한다는 입장엣 수학적 힘을 기르기 위해 수준별, 개인별 수학학습에 바탕을 두고 학습자 중심의 학습능력을 키울 수 있는 웹 기반 게임형 초등 수학 학습 프로그램을 개발한다. 이 시스템은 학습자 진단평가로 학습자 수준을 판단한 다음 단계로 수준 결과에 따라 Story 학습을 통하여 단계별 학습내용의 기본원리를 설명한다. 그 다음에는 story학습에서 배운 기본원리를 응용하여 학습할 수 있도록 설계된 게임학습을 하게 함으로써 학습자는 능동적인 학습참여와 다양한 수학적 사고를 육성시킬 수 있고, 보다 쉽게 학습목표에 도달할 수 있다.
최근 가상현실의 시대가 다시 각광 받고 있는 시점에서 콘텐츠 확산을 위해 노력하는 것은 의미를 가진다. 본 연구에서는 중학교 과학에서 항상성과 몸의 조절 중 1차 면역 반응을 학습하는데 도움을 줄 수 있는 VR 학습 콘텐츠를 개발하였다. VR 게임으로 구현하여 학습자가 직접 몸속에 들어가 1차 면역 반응을 체험하도록 개발하였다. 학습자의 흥미를 높이기 위해 게임이라는 컨텐츠를 이용하여 학습자가 게임을 하며 학습할 수 있어 자기주도적 학습이 가능하다. 또한 최근 디지털 교과서에서 VR/AR 콘텐츠가 제공되기 시작하여 가상현실 기술의 교육적 활용 가능성을 높이고자 하였다.
최근 비행이 자유로운 드론의 활용도가 급격히 증가하고 있다. 드론을 사용함에 있어서 시간 및 공간의 제약, 비용 등의 문제가 있다. 이와 같은 문제는 초급 사용자의 진입을 어렵게 한다. 가상 환경에서 드론을 조종하게 함으로써 초급 사용자의 진입 장벽을 낮추고 사용자의 간접 체험을 유도해서 흥미를 유도할 수 있다. 본 논문에서는 가상현실 기반으로 드론 레이싱 게임을 즐기기 위한 게임 개발사례를 소개한다. 실제로 접하기 힘든 드론 레이싱 체험을 가상현실에 접목함으로써 드론의 관심을 높이고 조종 실력을 배양시킨다.
본 논문은 유아 및 저학년 초등학생의 쓰기 학습을 위한 쓰기 학습용 애플리케이션을 설계하였다. 유아들은 어린 나이에 수동적인 글쓰기를 시작하고 전통적으로 사용된 '정사각형 글씨 교본'의 정형화된 연습으로 학습에 흥미를 잃는다. 쓰기 학습용 애플리케이션은 전통적 글씨 연습의 틀에서 벗어나, 게임 형태의 콘텐츠로 재미를 유지하도록 메인화면, 메뉴, 실행 화면 등의 내용을 기술하였고 설계하였다. 그리고 유아들은 수동적인 글쓰기로 인해 올바르지 못한 쓰기 자세를 형성한다. 이는 어린 아이들의 손에 무리가 가게 된다. 학생용 애플리케이션과 함께 설계한 홀더는 손에 힘이 없는 아이들이 쉽고 편안하게 필기구를 잡는 습관을 기르기 위한 것으로 지렛대 메커니즘을 응용하였다. 다양한 손의 크기에 대응하여 조절할 수 있도록 중지 받침대 조절 기능으로 다양한 연령대가 사용할 수 있다. 학습용 게임 애플리케이션의 재미와 홀더의 효과 등의 내용을 기술하였고 모바일에서 또 다른 아이들의 쓰기 방법을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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