• 한국HCI학회:학술대회논문집
• /
• 2007.02a
• /
• pp.58-63
• /
• 2007

본 논문은 현미경이나 카메라 영상 등의 실시간 영상을 이용한 변형체(deformable object)의 햅틱 렌더링을 구현하는 방법에 관한 것이다. 이는 저속으로 변형하는 물체의 영상정보를 실시간으로 추출하여, 그에 대한 영상처리를 통해 변형과 이동에 대한 위치 정보를 제공함으로써 이루어진다. 물체에 변형이 가해지면 카메라를 통해 컴퓨터로 그 영상이 전송되며 얻어진 영상은 스네이크 알고리즘의 영상처리 과정을 거쳐 이차원 모델 구현을 위한 위치정보를 제공한다. 이 가상모델에 대한 햅틱 렌더링을 구현하여 햅틱장치에 힘 피드백을 주게 되며, 안정적인 햅틱 렌더링의 구현을 위해 보간법(interpolation) 및 보외법(extrapolation)을 적용하여 모델과 햅틱장치간의 샘플링 문제를 해결한다. 그래픽 렌더링 또한 구현하여 조작의 용이함을 제공한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
• /
• 2008.02c
• /
• pp.19-24
• /
• 2008

This paper presents a physically-based haptic rendering algorithm for a deformable object based on visual information about the intervention between a tool and a real object in a remote place. The physically-based model of a deformable object is created from the mechanical properties of the object and the captured image obtained with a CCD camera. When a slave system exerts manipulation tasks on a deformable object, the reaction force for haptic rendering is computed using boundary element method. Snakes algorithm is used to obtain the geometry information of a deformable object. The proposed haptic rendering algorithm can provide haptic feedback to a user without using a force transducer in a teleoperation system.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.31 no.8
• /
• pp.855-861
• /
• 2007

Haptic rendering is a process providing force feedback during interactions between a user and a virtual object. This paper presents a real-time haptic rendering technique for deformable objects based on visual information of intervention between a tool and a real object in a remote place. A user can feel the artificial reaction force through a haptic device in real-time when a slave system exerts manipulation tasks on a deformable object. The models of the deformable object and the manipulator are created from the captured image obtained with a CCD camera and the recognition of objects is achieved using image processing techniques. The force at a rate of 1 kHz for stable haptic interaction is deduced using extrapolation of forces at a low update rate. The rendering algorithm developed was tested and validated on a test platform consisting of a one-dimensional indentation device and an off-the shelf force feedback device. This software system can be used in a cellular manipulation system providing artificial force feedback to enhance a success rate of operations.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
• /
• 2006.02a
• /
• pp.219-224
• /
• 2006

3 차원 입력 장치는 키보드나 마우스 같은 일반적인 입력 장치로는 받아 들이기 어려운 3 차원 입력을 사용자로부터 간편하고 직관적인 방법으로 받아들일 수 있다는 측면에서 활발히 연구 및 사용되고 있다. 또한 햅틱 장치는 가상 물체의 조작에 따른 시각적인 피드백 외에 가상 물체의 느낌을 피드백 힘을 통해 사용자에게 전달해 줌으로써 컴퓨터와 사용자간의 상호 작용에 큰 도움을 준다. 본 논문은 햅틱 피드백이 적용된 실시간 가변형 모델과 효과적인 3 차원 입력에 대한 기반 연구를 하고자 한다. 그리고 이에 대한 한 가지 사례로써 햅틱 장치를 이용한 가상 판화 시스템을 제작 한다. 가상 판화 시스템은 시각 처리 부분과 촉각 처리 부분, 그리고 사용자의 3 차원 입력을 돕는 인터페이스 부분으로 구성되어 있다. 시각 처리 부분은 3 차원 공간 상에서 사용자의 조각에 따른 판화 표면의 변형을 처리하며 촉각 처리 부분은 실제 판화를 제작할 때 느끼는 촉각을 햅틱 인터페이스를 이용하여 사용자에게 전달한다. 이를 위해 먼저 시각 처리 부분에서는 NURBS 기반의 자유 형상 변형 (FFD)기법을 이용하였는데 가상 조각도에 의한 물체 표면의 지역적인 변형을 구현하기 위해 조각도가 닿는 부분에 대해 기조 격자점 (control point)을 증가시켜 원하는 부분에 대한 지역적인 변화를 용이하도록 하였고 다음으로 촉각 처리 부분에서는 S-chain 모델을 이용하였는데 S-chain 모델을 객체 전체에 적용하지 않고 접촉이 일어날 경우 그 접촉점을 기준으로 S-chain 모델을 지역적으로 적용하는 방법을 고안하여 실제 구현에 이용하였다. 인터페이스 적인 측면에서 사용자의 3 차원 입력장치를 통한 인터렉션은 사용자로 하여금 보다 자유로운 입력을 허용하지만 이에 따른 깊이 지각 문제를 발생시킨다. 이러한 문제를 최소화 시키고 사용자의 깊이 지각을 강화시키기 위해 사용자에게 제공되는 시각적 자극을 변형시키고 다양한 정보를 제공하도록 하였다. 가상 판화 시스템은 가상 환경에서 사용자의 조작에 따른 다양한 결과물을 제작 및 출력해 볼 수 있도록 해준다. 또한 가상 환경에서 이러한 기반을 제공함으로써 가상 환경의 장점인 복사, 이동 및 영구 보존 특성을 동시에 얻을 수 있다. 본 논문은 이러한 작업을 위한 기반 기술로써 햅틱 및 가변형 모델, 3 차원 입력 장치에 대한 시각적 인터페이스에 대해 다루고 이 기반 기술을 바탕으로한 가상 판화 시스템의 구현에 대하여 논하고자 한다.

• Transactions of the KSME C: Technology and Education
• /
• v.1 no.2
• /
• pp.205-210
• /
• 2013

In this research, we have developed a ski-simulation system based on a physics-based simulation model using Newton's second law of motion. Key parameters of the model, which estimates skier's trajectory, speed and acceleration change due to skier's control on ski plate and posture changes, were derived from a field test study performed on real ski slope. Skier's posture and motion were measured by motion capture system composed of 13 high speed IR camera, and skier's control and pressure distribution on ski plate were measured by acceleration and pressure sensors attached on ski plate and ski boots. Developed ski-simulation model analyzes user's full body and center of mass using a depth camera(Microsoft Kinect) device in real time and provides feedback about force, velocity and acceleration for user. As a result, through the development of interactive ski-simulation motion recognition system, we accumulated experience and skills based on physics models for development of sports simulator.

• The Journal of the Convergence on Culture Technology
• /
• v.8 no.2
• /
• pp.367-372
• /
• 2022

With the recent advent of the New Normal era, realistic technologies and non-contact technologies are receiving social attention. However, the hair styling field focuses on the direction of the hair itself, individual movements, and modeling, focusing on hair simulation. In order to create an improved practice environment and demand of the times, this study proposed a non-contact hair styling VR system. In the theoretical review, we studied the existing cases of hair cut research. Existing haircut-related research tend to be mainly focused on force-based feedback. Research on the interactive haircut work in the virtual environment as addressed in this paper has not been done yet. VR controllers capable of finger tracking the movements necessary for beauty enable selection, cutting, and rotation of beauty tools, and built a non-contact collaboration environment. As a result, we conducted two experiments for interactive hair cutting in VR. First, it is a haircut operation for synchronization using finger tracking and holding hook animation. We made position correction for accurate motion. Second, it is a real-time interactive cutting operation in a multi-user virtual collaboration environment. This made it possible for instructors and learners to communicate with each other through VR HMD built-in microphones and Photon Voice in non-contact situations.