4차 산업혁명 시대에 교육산업은 더욱 성장할 것으로 전망된 가운데, 특히 VR/AR 기술을 활용한 미래형 교육의 성장성이 매우 높을 것으로 예상된다. VR/AR 기술을 바탕으로 하는 실감형 콘텐츠는 몰입감, 상호작용, 지능화의 특징을 통해 높은 현실감과 경험을 제공한다. 본 논문은 국내외 실감형 콘텐츠 기술 동향을 분석하고, 실감형 콘텐츠 개발에 대한 사례 분석을 통하여 향후 교육용 콘텐츠에 적용할 수 있는 방안을 마련하고자 한다.
본 논문은 디지털시대의 변화와 코로나 19로 인해 차세대 디지철 시대는 새로운 교육 환경으로 진화하고 변화하는 교육 페러다임이 바뀌고 있다. 최근 지속적으로 성장하고 인기 있는 AR, VR 현장 실감형 콘텐츠를 교육에 활용 할 때 더욱 학습 효과가 있다는 다양한 이론과 사례분석을 통해 교육과정, 비 교육과정에 직접 접목하여 활용하고 그 효과를 통한 모형을 제시하여 수업의 질적 양적 향상에 기여하고자 한다.
실감형 콘텐츠는 사용자의 오감을 극대화하여 실제와 유사한 경험을 제공하는 콘텐츠로 가상현실, 증강현실, 혼합현실 등이 이에 속한다. 실감형 콘텐츠에서 사용자에게 실재감을 제공하기 위해서는 실제와 같은 시각적 이미지와 청각, 촉감 등을 제공해야 한다. 그러나 실감형 콘텐츠를 개발하기 위한 급격한 환경 변화로 인해 인력 양성 교육 전문가는 교육 과정 설계에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 실감형 콘텐츠 인재 양성 전문가에게 도움을 주기 위해 드론을 활용하여 실세계 측정 데이터를 취득·가공하고, 도출된 데이터를 VR/AR/MR에 적용하는 일련의 교육 과정을 제안한다. 설계 과정은 기업과 학생, 지역 사회에 대한 수요조사와 분석을 통해 교과과정을 구성한다. 본 연구는 실감형 콘텐츠 인력 양성을 시도하려는 교육 전문가에게 유익한 자료가 될 수 있다.
HD(High Definition) 방송기술이 보편화 되면서 HD이후의 실감형 방송서비스에 대한 기술개발이 빠르게 진행되어 왔다. 여러 기술들 중에서 UHD(Ultra High Definition)는 HD이후의 실감형 방송으로 가장 주목 받고 있다. 그 이유는 UHD 기술의 표준화가 대부분 진행되어 시장내 서비스에 대한 공감대 형성이 많이 되어 있고 콘텐츠 제작을 위한 솔루션과 서비스를 위한 관련 제품들이 이미 상용화 되어 있기 때문이다. 그리고 UHD를 전송하기 위한 기술 기반들은 성숙단계에 있으며 UHDTV 제품이 시장에 출시되고 있어 실감형 방송서비스 중에서 가장 현실적으로 상용화에 접근한 서비스로 인정받고 있는 것이다. 시청자 입장에서도 다른 실감형 방송 서비스와 달리 시청 거부감이 낮다. 특히 케이블은 경쟁매체에 비해 대용량 고화질 방송서비스에 장점이 있고 전송규격의 큰 변화 없이 UHD 서비스를 할 수 있어 상용서비스 제공에 이점을 가지고 있다. 본고에서는 한걸음 더 다가온 케이블기반 UHDTV의 표준화 현황과 방송기술 동향에 대해서 알아본다.
가상현실 기술의 발전과 환경 정보 수집을 위한 센서 기술의 발전에 따라 실감형 시뮬레이터에 실제 환경과 동일한 실감효과를 재현하기 위한 연구들이 많이 진행되고 있다. 컴퓨터를 이용한 가상환경에서 실감형 시뮬레이션을 위한 MPEG-V 표준에서는 바람, 진동, 속도, 풍향, 풍속, 온도, 안개 등의 효과들을 제공하기 위한 명세를 제공하고 있다. 본 연구에서는 사용된 이동형 환경데이터 수집 장치를 통해 수집된 데이터는 실감 재현 장치에 적용하기 위해서는 재현 장치의 구동 지연 및 성능에 따른 데이터의 보정이 필요하게 된다. 본 연구에서는 이동형 환경데이터 수집 장치를 통해 수집된 환경 데이터의 패턴 분석을 통해 실감 재현 장치에 적합한 실감 환경 데이터를 제공하기 위한 손실 데이터의 보정방법을 제안하고자 한다.
최근 초고속 인터넷 망의 확대와 통신 위성의 개발 보급에 힘입어 정보의 디지털화가 가속되면서 방송과 통신기술이 융합되고 그 경계가 점차 모호해지고 있다. 이에 따라 다양한 멀티미디어에 대한 요구가 날로 늘어나고 있으며, 각종 방송 서비스에 대한 시청자의 참여가 활발하다. 증가하는 시청자의 요구를 수용하고 보다 나은 서비스를 제공하기 위해 2010년경에는 지상파 아날로그 방송이 모두 디지털화 될 예정이며, 그 이후에는 입체TV를 비롯한 실감방송이 서비스될 예정이다. 이러한 시대적 흐름에 발맞춰 본 논문에서는 실감방송과 차세대 실감형 미디어인 다시점 비디오 기술에 대해 살펴보고자 한다.
본 연구는 'Tamed Cloud'라는 군집형 데이터 알고리즘을 활용한 데이터 시각화 기술을 가상공간에 적용한 사례를 연구하며 다양한 형태의 실감형 전시콘텐츠 구현 가능성을 모색한다. 이를 위해 먼저 코로나-19를 기점으로 가상현실(VR) 전시콘텐츠의 분류화를 시도하며 여기에 적용되었던 기상현실 기술들을 정리한다. 나아가 다양한 실감형 전시콘텐츠들이 관람객들에게 온라인과 가상전시를 통해 작품들을 감상할 기회를 제공하고 있다. 이러한 흐름 속에서, 가상현실과 증강현실(AR) 기술이 도입되어 관람객들은 작품을 보다 몰입감 높게 감상할 수 있게 되었으며 작품과 사용자 간 인터렉션이 가미된 실감형 전시콘텐츠의 가능성도 실증되고 있다. 본 연구에서는 이러한 배경을 바탕으로 가상현실 기술 등장 이전과 이후로 나누어 전시콘텐츠들의 변천사를 돌아보고, Tamed Cloud라는 군집형 알고리즘 기술이 어떻게 가상공간에 적용되어 <70mK> 라는 실감형 전시콘텐츠로 구현되었는지 그 사례를 연구한다. 이를 종합하여 데이터 시각화와 가상현실 및 실감형 콘텐츠의 융합 방식을 제안하며, 가상공간 내에서의 실감형 전시콘텐츠의 새로운 대안으로써 제안한다.
본 논문에서는 실감형 요리 시스템의 제작에 대하여 기술한다. 실감형 요리 시스템은 요리를 만드는 과정을 컴퓨터를 이용해 가상적으로 체험해 볼 수 있게 한다. 증강현실 기술을 이용, 모의부엌에서 요리 재료 카드를 인식함으로써 요리재료를 요리 용기에 투입하고 투입된 요리 재료는 증강현실 부엌에 나타나게 된다. 또한 멀티 터치가 가능한 지능형 인터페이스 플랫폼인 테이블 탑 디스플레이를 기반으로 증강현실 오브젝트와 사용자가 서로 상호작용할 수 있도록 한다. 테이블 탑 디스플레이에서의 터치와 hand gesture를 인식하여 맨손의 손동작에 의해 상호작용을 구현한다. 이 시스템은 특히 어린이들을 대상으로 하여 실감나는 요리 체험을 할 수 있으며, 요리 과정을 보다 효과적으로 학습하는데 활용될 수 있다.
본 논문에서는 3D 컨텐츠 서비스에 대한 사용자의 욕구를 만족시킴과 동시에 미래 컴퓨팅 환경에 적합한 새로운 동영상 코딩 방법으로서 실감형 다시점 스케일러블 비디오 코딩 방법을 제안하였다. 미래의 비디오 코딩 방법은 스테레오 스코픽 또는 다시점 비디오를 통하여 삼차원 실감형 입체영상을 사용자로 하여금 느끼게 하는 실감형 서비스를 지원함과 동시에 다양한 통신환경 및 다양한 종류의 단말을 통합적으로 지원하기 위한 'One-source Multi-use'를 달성할 수 있어야 한다. 지금까지 2차원 디스플레이만을 지원하는 동영상 코딩 방법과는 다르게 본 논문에서 제안하는 실감형 다시점 스케일러블 비디오 코딩 방법은 그러한 실감 서비스를 지원할 수 있는 방법이다. 제안된 코딩 방법은 다시점 비디오 코딩 방법과 스케일러블 비디오 코딩 방법의 기능을 통합하는 방향으로 설계되고 구현된 후 성능 평가를 통해 실제 3D 서비스에서의 응용 가능성을 살펴보았다. 성능 평가를 통해 본 논문에서 제안하는 코딩 구조가 코딩 효율을 효율적으로 유지하면서 시점간의 랜덤 액세스 성능을 크게 높여 주는 것을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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