동작 인식은 동작을 인식하여 처리하는 기술로 사용자에게 편이성과 직관성을 제공한다. 이러한 장점 때문에 동작 인식 기술은 군사, 의료, 교육 등 여러 분야에 융합되어 응용되고 있다. 특히, 게임 분야에서 동작 인식은 실제 동작과 유사하게 플레이할 수 있다는 장점 때문에, 의료, 군사, 교육 등의 분야와 융합되어지고 있다. 본 논문은 이러한 배경을 바탕으로 동작 인식 게임의 융합 발전 방향을 논하기 위한 것이다. 이를 위하여 본 논문에서는 동작 인식 기술 현황과 게임을 살펴보고 동작 인식 게임의 문제점과 개선 방안을 기술한다. 본 논문은 국내 동작 인식게임의 융합 경쟁력을 향상시키는데 도움을 줄 수 있다.
본 논문에서는 게임 개발 플랫폼인 언리얼 엔진 4를 사용하여 동작 인식 기반 복싱 게임 콘텐츠를 개발하였다. Google 사의 미디어파이프(MediaPipe) 오픈소스를 통해 웹캠으로 플레이어의 동작을 인식하며, 미디어파이프의 Pose Landmarks를 기준으로 게임 내의 캐릭터와 매핑하여 캐릭터 동작을 제어하여 복싱 게임에 대한 동작, 자세, 반응속도 등을 연습할 수 있는 콘텐츠를 즐길 수 있다. 제안한 동작 인식 기반 게임은 MediaPipe 기술을 이용하여 자신의 동작으로 게임 캐릭터를 제어하여 더 강한 몰입감을 느낄 수 있고, 비싼 VR 기기들 없이 웹캠만 있으면 어디서든 즐길 수 있고, 다양한 콘텐츠를 싼 가격에 즐길 수 있다.
본 논문은 3 차원 게임 제어를 위한 인간의 동작인식에 대하여 기술하고 있다. 사용자의 편의성을 위하여 게임에 직관적으로 적용할 수 있는 인간의 동작들을 마커프리 모션 캡쳐 장비를 이용하여 취득하고, 이를 실시간으로 인식하는 동작 인식 시스템을 개발하였다. 또한, 개발된 동작인식기를 이용한 3차원 게임으로의 응용시스템의 접근 방식에 대하여 기술하고 있다. 개발된 동작 인식기는 LDA 방식에 기반을 둔 확률적 접근 방식으로 실시간으로 빠르고 정확하게 응용 시스템에 필요한 인간의 동작을 구별할 수 있도록 설계되었다. 개발된 시스템에서는 인식된 결과를 실시간으로 실제 어플리케이션에 전달하여 그 결과를 직접 사용자가 판단하여 다음 동작을 수행 할 수 있도록 되어 있다. 본 논문은, 이러한 실제 시스템의 개발을 통하여, 3 차원 인간 동작의 간단하고 유용한 활용 방법에 대한 해법을 제시하고 있다.
본 논문에서는 유아를 위한 체감형 게임 개발에 필요한 요소로 콘텐츠, 디자인, 음향, 동작인식, 음성인식 기술을 제안하였다. 유아용 체감형 게임은 유아의 감성에 맞춘 교육적 요구가 반영된 콘텐츠와 밝고 친근감 있으면서 사용이 편리한 디자인 요소들이 반영되어야 하고 유아가 친숙하고도 쉽게 게임을 할 수 있게 유도할 수 있는 배경음악과 설명 대사가 사용되는 것이 좋다. 만약 동작 인식과 음성인식 시스템을 유아용 체감형 게임에 사용할 경우 게임 사용자의 연령에 맞는 동작 데이터와 음성 데이터를 사용해 인식률을 높여야 한다. 특히, 본 논문에서는 피부색과 유아 신체 모델을 사용하여 유아의 얼굴과 손을 인식한 후 그 위치를 고려하여 유아의 동작을 인식하였고 유아의 음성 데이터를 수집해 신경망을 이용한 음성인식 기술을 게임에 적용해 신체 놀이 중심 활동의 줄넘기 게임인 '신나게 폴짝'을 개발하였다.
키보드나 조이스틱 대신 카메라를 통해 입력되는 사용자의 제스처를 이용하는 시각 기반 비디오 게임 인터페이스를 사용할 때 자연스러운 동작을 허용하기 위해서는, 연속 제스처를 인식할 수 있고 사용자의 의미없는 동작이 허용되어야 한다. 본 논문에서는 비디오 게임 인터페이스를 위한 인식과 분할을 결합한 제스처 인식 방법을 제안하며, 이는 주어진 연속 영상에서 의미있는 동작을 인식함과 동시에 의미없는 동작을 구별하는 방법이다. 제안된 방법을 사용자의 상체 제스처를 게임의 명령어로 사용하는 1인칭 액션 게임인 Quke II 게임에 적용한 결과, 연속 제스처에 대해 평균 $93.36\%$의 분할 결과로써 비디오 게임 인터페이스에서 유용한 성능을 낼 수 있음을 보였다.
휴대용 게임기의 조작 인터페이스는 처음 등장한 이래로 지금까지 별다른 변화가 없었다. 이렇게 고정된 조작 인터페이스는 는 휴대용 게임기를 통한 사용자의 조작 경험을 제한시켰다. 우리는 이러한 전형적인 조작 방식에서 벗어나 보다 다채로운 상호작용을 할 수 있는 휴대용 게임기의 조작 인터페이스를 디자인했다. 사례 조사와 사용자 조사를 통해 동작 인식 인터페이스를 휴대용 게임기에 도입할 경우 발생할 수 있는 문제점으로는 크게 1. 화면의 가시성 2. 게임 요소의 동작 지각 3. 낯선 인터페이스에 대한 거부감 4. 주위의 시선이 신경 쓰임 5. 무게 등이 제시되었다. 이에 우리는 본체로부터 조작부와 화면부를 분리함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있는 디자인을 제안했다. 사용자는 조작 장치를 본체로부터 분리하여 한 손에 들고 쥔 채 상하좌우로 움직이면, 조작 장치에 내장된 가속도 센서가 움직이는 방향과 속도를 인식, 본체의 처리 장치로 전달한다. 사용자는 나머지 한 손에 본체를 들고 화면을 보면서 게임을 사용할 수 있다. 프로토타입을 통해 사용자 시험을 실시한 결과 예상했던 문제점을 해결할 수 있는 가능성을 볼 수 있었다.
스마트 폰의 일반화로 인해 스마트폰 게임이 많이 출시되고 있지만, 주로 터치 기능을 이용하여 화면 상의 상호작용을 통한 게임이 주류를 이루고 있다. 한편 기존의 가속도센서, 방향센서 외에 자이로센서 등 단말기의 위치와 동작을 인식하는 기능은 나날이 발전하고 있다. 따라서 사용자의 동작을 단말을 통해 인식하여 사용자 단말을 게임도구로 사용하는 게임의 개발이 기술적으로 가능해지고 있으나, 아직 구체화된 사례는 발견되지 않고 있다. 본 논문에서는 단말기의 동작 인식과 단말기간 상호 통신을 결합한 새로운 형태의 게임의 기본 틀과 알고리즘을 제시하고, 그 구현 내용과 결과를 제시한다.
콘솔 게임은 게임시장에서 가장 높은 비율을 차지한다. 그 중에서도 체감형 콘솔게임은 독자적인 시장을 구축해왔다. 하지만, 기존 콘솔 게임 소프트웨어는 쉽게 싫증을 느낄 수 있고, 높은 비용을 요구하여 사용자에게 부담을 준다. 본 논문에서는 저렴하고 쉽게 싫증나지 않도록 계속적인 업데이트가 가능한 키넥트를 사용한 동작 인식 체감형 게임을 개발하였다. 또한, 기존 콘솔 댄스게임에서는 자신을 모습을 볼 수 없을 뿐만 아니라 지정한 동작만을 비교한다. 반면, 본 논문의 댄스게임에서는 자신의 모습을 확인가능하며, 매 초 마다 전체 동작을 비교해 높은 정확도와 흥미를 부여한다.
세계 게임 시장에 있어서 콘솔 게임은 가장 높은 점유율을 차지하고 있고 많은 인기를 얻어왔다. 특히 조작을 위해 몸을 움직여서 동작하는 체감형 콘솔 게임은 독자적인 시장을 구축해왔다. 하지만, 기존 콘솔 게임 소프트웨어들은 쉽게 싫증을 느낄 수 있고, 높은 비용을 요구함으로서 사용자에게 부담을 준다. 본 논문에서는 저렴하고 쉽게 싫증나지 않도록 지속적인 업데이트가 가능한 키넥트를 사용한 동작 인식 체감형 게임을 개발하였고 이에 대하여 설명한다. 기존 콘솔 댄스 게임에서는 자신을 모습을 볼 수 없을 뿐만 아니라 지정한 동작만을 비교하는 반면에 본 논문에서 개발한 체감형 댄스 게임에서는 자신의 모습을 직접 확인 가능하며, 매 초 마다 20회 정도 전체 동작을 비교해 높은 정확도와 흥미를 부여한다. 이와 같은 기능을 제공함에 따라 사용자의 정성적인 평가에 따르면 개발한 시스템의 만족도가 높은 것으로 나타났다.
본 논문에서는 증강현실 게임에서의 동작 기반 상호작용의 설계 및 구현 기법을 기술한다. 증강현실에서는 상호작용의 도구로 고전적인 입력 장치보다 사용자의 동작에 의존한다. 동작 기반 증강현실 게임은 신체적 움직임에 의한 상호작용을 사용하는 실감 게임의 유망한 분야이나 현재의 동작 인식 기술의 불안정성으로 인해서 증강현실 응용에서 동작 인식 장치를 주 입력 장치로 사용하는 데에는 한계가 있다. 이러한 한계에 대처하기 위해서 각 증강현실 응용들은 여러 보완수단들을 동원하고 있고 이로 인해서 증강현실 게임의 구조가 불규칙적이며 비효율적으로 설계되는 경향이 있다. 본 논문에서는 동작 기반 증강현실 게임의 효율적인 개발 방법론을 제시한다. 실제 탁구채를 사용하는 동작 인터페이스를 가지는 증강현실 탁구게임의 프로토타입을 제시된 방법론에 따라서 설계하고 이를 구현하였다. 구현된 증강현실 게임에서의 상호작용에 있어서 탁구채를 고속으로 인식하고 지연 없이 상호작용 됨을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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