올해 구글, 애플, 페이스북 등 글로벌 IT 기업들은 모바일 증강현실 플랫폼을 연이어 출시하였다. 기존 증강현실 기술은 AR글래스 또는 탱고폰과 같은 전용 디바이스가 필요하였으나, 이제는 일반 안드로이드폰과 아이폰에서도 쉽게 증강현실을 경험할 수 있게 되었다. 포켓몬고 게임 이후 관심이 높아진 모바일 증강현실 게임 시장도 더욱 활성화될 전망이다. 본 고에서는 모바일 증강현실 게임을 위한 증강현실 플랫폼 기술과 ETRI 프로토타입을 포함한 모바일 증강현실 게임 개발 사례를 사용자 인터페이스를 중심으로 소개한다.
본 논문에서는 스마트폰의 위치 정보를 활용한 모바일 증강현실에서 사용자 상황에 적합한 가상 정보를 제공하기 위한 상황인지 기반 증강현실 플랫폼을 제안하였다. 기존 증강현실 응용들과 플랫폼 분석을 통해 3가지 문제점을 추출하고 이를 바탕으로 플랫폼 아키텍처와 6개 구성요소별 기능과 정보 전달 체계를 설계하였다. 제안하는 상황인지 기반 증강현실 플랫폼은 사용자 적합 정보 추출을 위해 상황추론서비스 요소를 포함하며, POI(Points of Interest) 데이터 호환 문제를 해결하기 위해 가상세계 정보가 저장된 외부 가상세계 네트워크로부터 내부 플랫폼을 분리하였다.
최근 증강현실에 대한 관심이 높아지면서 다양한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 스마트폰과 같이 고성능 모바일 장치가 대중화됨에 따라 모바일 플랫폼 기반의 증강현실 어플리케이션이 급증하고 있다. 본 논문에서는 모바일 플랫폼 기반의 증강현실을 구현함에 있어 사용자에게 증강된 가상 모델과의 촉각적 상호작용을 제공하기 위한 효과적인 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 모바일 환경을 고려하여 손 위에 올려놓을 수 있는 패드 형태의 진동-촉감 전달 장치를 비주얼 마커와 결합하고 마커를 이용해 증강된 가상의 모델의 움직임에 맞춰 촉감 신호를 사용자에게 전달한다. 따라서 본 시스템은 증강된 가상 모델에 대한 사용자의 시각적 상호작용과 동시에 촉각적 상호작용을 통해 보다 실재감 있는 증강현실을 제공한다. 본 논문에서는 안드로이드 플랫폼 기반의 모바일 증강현실 시스템에 이를 구현하고 그 유용함을 보인다.
본 논문에서는 기존의 모바일 증강 현실의 한계점을 간단히 설명하고, 이를 극복할 수 있는 대안으로 맥락인식(Context-aware) 모바일 증강 현실 프레임워크인 CAMAR (Context-Aware Mobile Augmented Reality) Core 플랫폼을 제안한다. 최근 모바일 장치의 기능 향상과 증강 현실과 관련된 기술의 발전으로 모바일 증강 현실에 관한 많은 연구들이 진행 중에 있다. 그러나 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 모바일 증강 현실을 활용하기 위해서는 다양한 컨텍스트 활용, 사용자에 따른 개인화된 콘텐츠 증강, 그리고 여러 사용자가 공유할 수 있는 기능들이 제공되어야 한다. 따라서 제안된 CAMAR Core플랫폼은 이와 같은 기능들을 개발자들이 쉽게 활용하여 맥락인식 모바일 증강 현실 시스템을 구현할 수 있는 프레임워크를 제공한다. 제안된 프레임워크의 유용성을 보이기 위해서 제안된 프레임워크로 구현된 시스템을 소개한다.
문화유산이 많은 지역의 경우 관광산업이 지역경제에서 차지하는 비중이 크기 때문에 문화유산을 활용한 지역관광 활성화가 중요한 이슈 중 하나이다. 본 논문은 관광객 유도를 위해 문화유산을 활용한 체험형 콘텐츠를 제공하여 관광 경험을 향상할 필요가 있어 모바일 증강현실을 기반으로 한 역사탐방 게임 플랫폼을 제안한다. 제안하는 플랫폼은 고대 백제의 왕도였던 부여를 배경으로 증강현실로 구현된 역사 속 인물과 만나며 문제를 해결해나가는 방식의 게임 플랫폼으로, 관광객에게 디지털 경험을 제공하여 문화유산의 가치 재발견과 지역관광 활성화를 꾀하고자 한다.
연구개발특구진흥재단의 2021년 모바일 증강현실 시장 보고서에 따르면 스마트폰의 발전과 더불어 모바일 증강현실 시장의 성장으로 인해 최근 증강 현실 시장이 성장하고 있다. 증강현실 서비스를 모바일 사용자에게 제공하기 위해서는 기기별 네이티브 앱을 제작해야 한다. 하지만 이에는 멀티 플랫폼 대응에 소비되는 유지보수 비용과 앱 다운로드로 인한 낮은 접근성 등의 문제점이 존재한다. 최근에는 WebXR Device API를 활용하여 웹 환경에서 증강현실 시스템을 구축이 진행되는 추세이나, WebXR Device API를 사용한 시스템은 아직 연구단계에 있다고 판단된다. 본 논문에서는 WebXR Device API, Three JS, React를 이용하여 반응형 멀티 플랫폼 환경을 구축하여, 모바일 및 웹 사용자에게 증강현실 서비스를 제공하는 기능을 구현하였다. 실험 결과 반응형 웹 환경에서 증강현실의 연동을 성공적으로 구현되었음을 확인하였으며, 향후 웹 기반에서 동작되는 증강현실 서비스를 기대해본다.
본 논문에서는 다중 플랫폼을 지원하는 증강현실 콘텐츠 저작 시스템을 소개한다. 소개하는 저작 시스템은 일반 PC 환경과 모바일 환경에서 구현되었으며 같은 오픈 소스 엔진을 사용하여 상호 호환이 가능하다. 또한 시스템에 콘텐츠 파일의 저장 및 전송을 담당할 서버를 함께 구성하여 사용자의 증강현실 콘텐츠 저작에 대한 파일 접근성을 높였다.
본 논문에서 제안하는 모바일 어플리케이션은 증강현실 기술을 적용한 정보공유 플랫폼으로 일상 혹은 특별한 여정에서 찍은 사진에 대한 확장 정보를 제공한다. 이 정보들을 통해 자신의 위치를 기준으로 지역을 구체적으로 알아볼 수 있으며 개인의 지역명소를 찾아 공유한다. 누구나 친숙하게 활용할 수 있도록 개발된 모바일 어플리케이션은 지역경제 및 전통시장 활성화에 대한 솔루션으로 제공이 가능하다.
비전기반 인간컴퓨터 상호작용은 컴퓨터와 인간의 상호소통을 자연스럽게 제공하는 측면에서 과학과 산업분야에서 주목받는 연구 분야이다. 특히 최근 모바일 증강현실의 활용에 대한 수요증대는 증강된 가상 객체와 사용자간의 효과적인 상호작용 기술 개발을 요구하고 있다. 본 논문에서는 안드로이드기반 모바일 플랫폼에서 비 마커기반의 새로운 모바일 증강현실 객체생성 및 제어 방법을 제시하였다. 전통적인 마커를 대신하여 비 마커기반 모바일 증강현실 시스템에서는 사용자에게 친숙한 손 인터페이스를 이용하였다. 기존의 데스크 탑 기반의 증강현실에 비하여 제한된 시스템 사양을 이용하는 비 마커기반 모바일 증강현실을 구현하기 위하여 마커의 역할을 수행할 손의 최적영역을 모바일 장치의 카메라로부터 실시간으로 검출 하여 객체를 증강시키는 방법을 제시하였다. 손의 최적영역의 추출은 YCbCr 스킨컬러 모델을 이용한 손영역 검출과 Rotating Calipers 알고리즘을 적용한 최적 사각형 추출에 의해 구현하였다. 이때 추출된 최적 사각형은 통상적인 마커기반 증강현실에서의 마커역할을 수행할 수 있도록 하였으며, 기존의 손끝추적에 의한 마커 생성 시 발생하는 손의 회전이나 가려짐에 의한 문제를 해결하였다. 실험을 통하여 제안된 방법이 비 마커기반 모바일 객체를 효과적으로 생성 제어할 수 있음을 입증하였다.
본 연구에서는 여러 플랫폼에서 실행가능하며 누구나 손쉽게 증강현실을 구현하는 앱을 설계하고 개발하였다. 크로스 플랫폼 형태로 PC와 모바일(안드로이드, iOS)에서 동작하며 사용자들이 앱 안에서 증강현실의 좌표가 되는 마커와 구현될 모델을 선택할 수 있도록 하여 증강현실 구현의 진입장벽을 낮추고자 한다. 앱은 Unity 3D 엔진과 오픈소스 증강현실 SDK인 ARToolkit으로 구성된다. Unity 3D는 UI와 마커, 그리고 모델 오브젝트를 구현하고 ARToolkit과 연동되어 크로스 플랫폼 개발을 위한 메인 엔진으로써 사용된다. 본 논문은 증강현실 구현 앱의 설게 및 제작 방식을 제시하고 앱의 사용 예시를 설명한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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