본 연구는 모바일 플랫폼의 가상현실 환경에 적합한 사용자 중심의 상호작용을 제공하기 위하여 시선기반 사용자 인터페이스를 제안한다. 이를 위해 제안하는 인터페이스가 모바일 가상 환경에서 사용자에게 상호작용의 만족도를 높이는지 여부를 실험하기 위하여 모바일 플랫폼 기반의 3차원 대화형 콘텐츠를 제작한다. 그리고 모바일 가상현실 콘텐츠의 입력 처리 방법으로 가장 일반적인 시선을 활용한 인터페이스를 시야 범위, 피드백 시스템의 2단계로 나누어 설계한다. 제안한 인터페이스 방법이 사용자에게 몰입감 향상의 효과, 기존과 차별화된 형식, 콘텐츠를 조작하는데 편리함을 제공하는 지 여부를 실험을 통해 분석한다.
에너지 플랜트, 화학공장 등 대형 기계설비의 복잡도 증가는 그에 따른 위험요소 복잡도를 증가시키고 있다. 대형 기계설비에 대한 위험 관리와 시스템 신뢰도 향상을 위해서는 위험도 기반의 안전 설계/해석, 상태 감시 및 진단을 이용한 설비 모니터링, 인적 신뢰도 향상이 요구되며 설계 단계에서부터 운영 및 유지보수 단계까지의 시스템 생애주기 전반에 걸친 지속적인 활동을 필요로 한다. 인적 신뢰도를 향상시키기 위해서는 설비 운영자가 응급 또는 이상상황에 대처할 수 있는 능력 즉, 안전사고 대응 능력 확보가 필수적이다. 대상 설비에 대한 실제 훈련은 시간, 비용, 훈련자의 안전 확보가 어렵고 반복적인 훈련 및 평가가 어렵기 때문에 가상 환경을 이용한 안전대응 훈련 플랫폼을 설계하였다. 훈련자에게 몰입형 가상 환경을 제공하기 위하여 가상현실 및 안전사고 시뮬레이션 기술을 이용하였으며 이를 통하여 훈련자의 안전을 유지하면서 안전대응 능력을 향상시킬 수 있다.
전범위 복제형 시뮬레이터에 의해 이루어진 원자력 및 화력발전소에서의 운전원교육은 훈련원에게 실제 발전소 주제어실에서 운전한다는 인식을 시켜 실제감을 느끼게 한다는 면에서 장점이 있으나, 막대한 하드웨어 개발비용과 또한 동일 장소에 훈련원들이 모여야 한다는 공간적인 제약성을 가지고 있다. 이에 전력연구원은 3차원 웹기술을 접목하여 가상으로 주제어실을 개발하여 네트워크를 통하여 하나의 사이버 공간에서 공동으로 하나의 작업을 수행케 하는 Collaboration 기능을 탑재한 강의실용 가상주제어실 교육훈련 시스템(VRMCR : Virtual Reality Main Control Room)을 개발하였다. VRMCR은 3차원 웹(Web) 기술을 적용하여 공간을 이동하면서 버튼, 계기판, 경보판 등의 형상을 파악할 수 있으며, 주요 계기들은 시뮬레이터와 연동되어 있어서 특정 스위치를 조작하면 경보판의 울림, 계기판의 변화 등을 감지할 수 있도록 개발하였다. 또한 교육생들이 하나의 팀을 구성하여 네트워크상의 자신의 컴퓨터에서 각종계기의 조작 및 문제 상황 대처 방법을 학습할 수 있을 뿐 아니라, Cyber Glove, HMD 둥의 가상현실 장비를 이용하여 사용자로 하여금 한층 더 몰입감을 느낄 수 있도록 하였다.
최근 멀티미디어 기술과 가상/증강현실 기술의 발전으로 사용자에게 몰입감 있는 콘텐츠를 제공하는 여러 시스템들이 제안되고 있다. 또한 기존의 시각과 음향효과만으로 이루어진 시스템의 한계를 넘어서 실제와 같은 느낌을 전달할 수 있는 햅틱기술을 적용하여 보다 몰입감있는 체험형 실감책들이 고안되고 있다. 본 연구에서는 과학교과서를 중심으로 과학적 이론을 보다 효과적으로 가르치고 배우기 위해 필요한 다양한 촉감(Haptic)을 분류하고, 이를 실감책에 적용하여 책이 담고 있는 주요 내용 또는 삽화와 관련된 다양한 멀티미디어 콘텐츠를 가상/증강환경에서 시청각정보와 함께 촉각콘텐츠를 독자에게 제공함으로써 보고, 듣고 만질 수 있는 적극적인 촉감 상호작용이 가능한 실감책 ('Sil-Gam' Book) 시스템의 기본 프레임워크를 제시한다.
현재 건축 설계 분야에 사용되고 있는 시스템들은 대부분 데스크탑을 기반으로 하고 있고 설계시에 건축물을 입면, 측면, 평면 등으로 분리하는 인터페이스를 제공하고 있다. 그렇기 때문에 현재 설계되고 있는 건축물이 실제 거리에 적용되었을 때의 느낌을 제대로 파악하기 어렵다. 이에 대해, 실재감을 중시한 가상현실을 통한 건축 응용들이 있었으나 3차원에서의 상호작용이 쉽지 않기 때문에 가능한 상호작용이 제한되는 경향이 있었다. 이러한 한계를 극복하기 위해 본 논문에서는 실감 있는 3차원 입체 경관을 보여주면서, 설계에 필요한 상호작용의 특성에 따라 2차원과 3차원의 인터페이스 미디어를 복합 활용하는 이른바 복합 인터페이스를 활용한 거리경관 디자인 시스템을 제시한다. 이 시스템을 사용함으로써 사용자들은 실재감 있는 경관을 몰입형 벽면 디스플레이를 통해 확인하면서 모바일 기기를 활용한 복합 인터페이스를 통해 설계할 수 있게 된다.
가상현실의 높은 몰입감을 활용한 실감형 훈련 콘텐츠가 산업, 교육, 의료 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 특히 현실에서 실시하기 힘든 고위험, 고비용이 발생하는 교육훈련을 최신 가상현실 기술을 적용하여 현실과 비슷한 환경에서 효율적이고 안전하게 체험하여 교육효과를 높일 수 있다. 본 논문은 실감형 가상훈련 콘텐츠를 체계적으로 관리하고 정의된 평가요소를 기반으로 훈련 결과를 도식화된 그림으로 가시화하는 관리 시스템을 소개한다. 관리 시스템은 콘텐츠에서 생성되는 정보를 데이터베이스에 저장하여 각 훈련생의 훈련 기록을 실용적으로 관리할 수 있다. 또한 콘텐츠 기반 시나리오 생성 방법으로 훈련 목표, 참여인원, 평가요소 등을 설정하여 하나의 콘텐츠를 여러 시나리오로 생성할 수 있다. 본 논문은 관리 시스템의 제작 방법과 그 결과를 적용 사례인 가상현실 훈련 콘텐츠 기반으로 설명한다.
Immersive virtual reality (VR) for the manufacturing planning helps to shorten the planning times as well as to improve the quality of planning results. However, VR equipment is expensive, both in terms of development efforts and device. Engineers also spend time to manually repair erroneous 3-D shape because of imperfect translation between 3-D engineering CAD model and VR system format. In this paper a method is proposed to link 3-D engineering CAD model to a multichannel visualization system with PC clusters. The multichannel visualization module enables distributed computing for PC clusters, which can reduce the cost of VR experience while offering high performance. Each PC in a cluster renders a particular viewpoint of a scene. Scenes are synchronized by reading parameters from the master scene control module and passing them to client scenes.
본 논문에서는 반몰입 가상현실 장비인 프로젝션 월(projection wall)가 가상 워크벤치(virtual workbench) 시스템에 적응 가능한 카메라 트래킹 방법 을 제안한다. 제안하는 방법은 측량학에서 거리를 측정하기 위해 사용되어지는 삼각측량법(triangulation)이다. 이 방법은 스테레오 영상을 얻기 위해 사용되는 두 대의 카메라의 기종이 상이할 경우에도 적용이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 넓은 트래킹 영역을 확보할 수 있기 때문에 프로젝션 월과 같은 수직형 스크린에 용할 경우 더욱 적합하다. 그리고, 본 논문에서는 신시간 드래킹 글 수행하기 위하여 변화 벡터(shift vector) 기반 위치 추정 방법을 도입하여 검색 시간을 단축시켰으며, 사용자 헤드 드래킹를 수행하기 위해 적외선 비컨을 서텨 글래스(shutter glass)에 부착하여 사용하였다.
최근 가상현실 기술이 세계적으로 대두되면서 다양한 분야의 기술들과 결합하면서 새로운 트렌드로 형성하고 있다. 광고의 경우, 가상현실에서는 사용자가 화면을 건드리지 못한다는 특성 때문에 사용자가 광고를 시청하였는지에 여부에 대한 탐지와 확인이 어렵다. 그러나 기술의 진화로 가상현실 광고나 가상 쇼룸을 통해 보여 지는 영상을 디텍팅하고 분석이 가능한 솔루션을 통해 소비자의 인지를 확인할 수가 있다. 즉 시선추적(Eye Tracking) 기술은 이러한 가상현실 광고분야에 있어서 사용자가 어떤 광고를 시청하였는지, 얼마나 자주 시청하였는지, 얼마동안 시청하였는지 등에 대한 데이터를 추출하고 분석함으로써 기존의 가상현실상의 광고 탐지와 VR 매체 광고 연구의 어려웠던 부분을 해소할 수 있다. 논문에서는 가상현실에서 광고를 시선추적으로 인식하는 방법에 대해서 제안하고자 한다. 그리하여 새로운 VR플랫폼상 광고효과를 통해 기존의 TV, 인터넷, 지면 광고와 비교 분석을 통한 광고의 몰입도 및 광고 효용성을 연구하고자 한다. 제안된 연구내용은 서버와 VR HMD(Virtual Reality Head Mounted Display)와의 통신 및, 서버 측 출력화면 등이 포함 되어 있다.
지금까지 구현된 대부분의 가상환경 시스템은 헤드마운트디스플레이(HMD), 트랙커, 핸드 글로브, 포스 피트백 센서등의 전문적인 장비를 이용하여 구현되었으며 인터액티브한 장면을 연출하기 위하여 고속의 하드웨어 사양을 필요로 하였다. 현재 이러한 장비는 전문가가 아니면 사용하기가 어렵고 또 장비의 비용이 매우 고가이기 때문에 대중화되기까지 상당한 시간이 소요될 것으로 예상된다. 본 논문은 이와 같은 전문적인 장비가 아닌 범용장비에 속하는 CCD 카메라와 빔 프로젝트를 활용하여 사용자가 인터액티브하게 참여할 수 있는 게임 시스템의 설계와 구현에 관한 논문이다. 이 시스템에서 사용자는 별도의 센스가 부착된 장비가 없이 간단한 색상 마커만을 가지고 컴퓨터가 생성한 가상 공간에서 빔 프로젝트로 구성한 가상 공간에서 캐릭터와의 실시간 게임을 즐길 수 있는 기능을 가지고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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