최근 증강현실 기술이 발전함에 따라 다양한 산업분야에 활용되고 있으며, 특히 건축분야에서 구조물과 인간의 상호 작용에 큰 영향을 미치고 있다. 본 논문에서는 야외 증강현실 기술을 이용하여 구조물을 실감 체험하기 위한 3D 시각화 시스템을 제안한다. 제안된 어플리케이션은 야외 증강현실 기술을 이용하여 현장에서 미래에 건설될 고층빌딩, 교량, 선박 등의 구조물을 주위환경을 고려하여 증강시켜 시각화함에 따라 완공 후의 구조물을 정확하게 사용자에게 제공할 수 있어, 기존의 방식에 비해 훨씬 실감 있는 정보를 제공하며, 몰입감을 줄 수 있다.
본 논문에서는 3차원 공간정보의 질을 향상시키고, 공간정보만으로 표현하기 어려운 부분을 시각화하는 u-GIS 야외 증강현실 시스템 개발 방법을 제안한다. 이 방법은 증강현실 시스템을 개발하기 위해 세 가지 기술을 사용한다. 첫째, 증강현실을 위한 카메라 영상을 포함한 센서 정보측정 및 보정기술과 둘째, 카메라 연동센서 기반 트래킹 기술. 마지막으로, 카메라 영상과 3차원 공간 정보의 정합을 위한 3차원 공간정보 합성기술이다. 본 논문에서는 세 가지 기술을 기반으로 실제 공간정보와 3D GIS 모델을 합성하여 증강하는 시스템을 개발하였다.
증강현실 기술은 실제공간에 가상정보를 실시간으로 증강하여 사용자가 증강된 가상정보와 상호작용함으로써 작업의 효율성을 향상시키는 기술이다. 최근 증강현실 기술이 발달함에 따라 군사훈련에 적용하기 위한 연구도 활발하게 진행되고 있다. 훈련 중 대민피해, 소음 등으로 인한 민원이나 안전사고 등으로 인해 실전적인 훈련이 제한되어 증강현실 기술 기반의 훈련체계 도입이 불가피하나 현재 개발되고 있는 증강현실 기술을 이용한 군사훈련 시스템들은 대부분 실내 훈련 시스템으로 별도의 설치공간이 필요하고 고비용으로 인해 특수훈련 위주로 개발이 진행되고 있어 우리 군의 소대 이하 규모의 소부대 훈련 시스템으로 활용하기에는 제한사항이 존재한다. 본 논문에서는 증강현실 기술을 소대 이하의 소부대가 주둔지의 야외 훈련장에서 활용할 수 있는 방안을 제시하고 이를 통해 얻을 수 있는 효과와 법제도적 측면에서의 고려사항을 제시한다.
군사훈련은 다양한 전장환경에서 발생하는 교전상황에서 신속하고 정확한 대응을 통해서 승리하기 위해 실시하는 것이다. 그러나 현실에서 실전적인 훈련을 하는 것은 상당히 어려운 일이다. 우리 육군은 과학화전투훈련장 및 마일즈 장비를 이용하여 실전적인 훈련을 하기 위해 노력하고 있으나 소대 이하 제대의 구성원인 전투원 개개인이 군복무중 이러한 장비를 이용한 과학화전투훈련을 할 수 있는 기간은 10일을 넘기기 어려운 것이 현실이다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 대안으로 증강현실 및 가상현실 기술을 군사훈련에 적용하기 위한 연구개발이 진행되고 있으나 아직까지 야외에서 활용할 수 있는 증강현실 기반 훈련체계는 개발이 미비한 현실이다. 따라서 본 논문에서는 증강현실 기술을 소대급 이하 부대에서 활용할 수 있는 야외 전술훈련체계에 적용하기 위한 알고리즘을 제안하고자 한다.
최근 국내외에서 역사의 중요성이 대두됨에 따라 문화 콘텐츠 산업이 크게 성장하고 있다. 그 중에서 IT기술을 접목한 분야가 주목받고 있다. 특히, 증강현실 기술을 이용한 문화 유적지, 건축문화재, 유물 복원 디지털 콘텐츠 개발 등 3D 시각화에 대한 연구가 이루어지고 있다. 그러나 기존의 복원 디지털 콘텐츠는 주로 실내에서만 이루어지고 있는 시스템이 대부분이다. 본 논문에서는 실내가 아닌 실외에서 야외 증강현실 기술을 이용한 문화 유적지 3D 모델 시각화 시스템을 제안한다. 제안된 시각화 시스템은 실외에서 스마트폰을 사용하여 입력받은 영상이미지에 문화 유적지 3D 모델을 증강한다.
어린이 증강현실 교육 콘텐츠 개발에서 감성지능교육의 중요성은 간과되고 있다. 따라서 어린이 감성지능의 발달을 위해서는 심층적인 있는 연구가 필요하다. 본 연구는 이론적 고찰과 사례 분석을 통해 진행되었다. 본 논문의 제안은 2~7세 어린이용 증강현실 유형은 마킹 인식 기술을 갖춘 실내 활동에 적합하다. 정서에 대한 이해를 촉진하기 위해 대형 스크린을 선택하고, 학습내용은 이모티콘 인형 또는 이모티콘 도서를 권장한다. 7~11세 어린이는 비 마커 인식 기술 실내 활동에 적합하며 적극적인 조작으로 정서조절과 정서 인식을 유도할 수 있다. 학습 내용은 '입체미술 교수 콘텐츠' '온라인 클래식 뮤지컬'을 권장한다. 11세 이후 아동은 비마커 인식 기술 야외 활동에 적합하고 자연과 사회에 대한 상호작용을 통해 감성지능의 각 요소를 향상시킨다. 학습 내용은 '미술을 통한 숲 놀이 활동' 'EQ 연극놀이'를 권장한다. 본 논문을 통해 어린이 증강현실 감성지능 교육의 발전을 도모하고자 한다.
건설 프로젝트의 관리 측면에서 공사현장의 현황을 신속하고 정확하게 파악하는 것은 효율적인 자원의 배분을 위해 매우 중요한 작업이다. 또한 정밀 시공을 위한 시공 품질의 관리를 위해 도면과 실제 시공현장을 비교해야 할 경우가 있는데 증강현실 기술은 이러한 상황에서 간편하고 직관적인 정보를 제공해줄 수 있다는 장점이 있다. 기존의 건설현장 또는 야외에서의 증강현실의 구현은 카메라의 위치와 방향의 추적을 위해 추가적인 센서나 마커 등의 부착을 필요로 하는 방법들이 주류를 이루었다. 본 연구는 공사 중이거나 시공 완료된 건물의 현황 파악에 응용할 수 있는 증강현실 기법의 개발을 목적으로 하였다. 특히 카메라 이외의 추가적인 장비의 사총을 배제하여 장비의 구성을 간소화 하고 마커의 부착이 불필요하여 접근이 불가능한 지역에 위치한 건물에 사용할 수 있는 증강현실기법을 구현하였다. 이를 위해 사진측량 및 비디오측량 분야에서 카메라의 위치와 방향을 추정하는데 사용되는 외부표정 과정을 통해 카메라의 투영 중심의 좌표와 향하고 있는 방향을 추정한 후 건물 외곽선을 표현하는 가상의 도면을 영상에 투영하였다. 그 결과 수 픽셀 정도의 정확도로 건물 영상과 가상 도면의 정합이 이루어진 것을 확인할 수 있었다. 이 기술은 증강현실의 구현에 있어서 장비의 구성을 간소화하는 효과가 있기 때문에 건설현장에서 공사현황 파악 및 품질관리 목적의 증강현실 기술의 보급을 보다 용이하게 할 것으로 예상된다. 또한 접근이 불가능한 지역에 대해서도 증강현실의 적용을 통해 효과적인 구조물 현황의 파악이 가능할 것이다. 나아가 이 기술과 4차원 CAD가 결합되면 스케줄에 따른 공정의 진행상황을 간편하게 비교할 수 있어서 공정관리 및 모니터링 작업을 효과적으로 지원할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구는 전통적인 건축물인 '탑'에 대한 형태와 특징을 더 잘 이해하기 위해 WebXR 기술을 활용하여 웹 상에서 3D 모델로 확인하고 가상현실에서 경험할 수 있도록 하는 데 중점을 두었다. 우리 나라의 전통 탑은 직접 방문해서 확인하기 어렵고, 탑의 규모로 인해 각 층의 구조와 특징을 파악하는 것도 어려움이 있다. 이런 문제들을 해결하기 위해 본 연구에서는 지리적이고 시간적 제약 없이 사용자가 WebXR 형태의 서비스를 통해 탑을 확인하고 분석할 수 있도록 했다. 연구방법으로는 WebAR을 활용하여 스마트 기기 및 현장에서도 직접 3D 모델을 웹에서 확인할 수 있도록 서비스를 제공한다. 그러나 야외에서는 카메라 품질과 외부 조건에 따라 성능이 차이가 있을 수 있다. 이러한 문제를 개선하기 위해 탑의 원형을 검출하고 매칭하는 기술을 적용했다. 이를 통해 현장 방문 없이 전국의 다양한 전통 탑에 대한 정보와 특징을 웹-상에서 확인하고 분석할 수 있는 원격지원 서비스를 제안하며, 현장에서는 스마트 기기를 활용한 증강현실 형태의 탑을 확인할 수 있을 것으로 기대된다.
코로나로 인해 비대면 생활이 지속되면서, 사람들은 실외 운동 및 만남 장소로 한강과 같이 탁 트인 야외를 찾고 있다. 이는 MZ 세대들의 건강과 몸매 가꾸기 등 자기관리에 대한 관심이 증가하는 트렌드와 시너지 효과를 내고 있다. 이러한 현상은 등산, 바디프로필, 필라테스, 헬스, 홈 트레이닝 등 운동에 대한 활동의 비약적 증가로 이어진다. 본 연구에서는 위의 두 가지 트렌드 흐름을 기반으로, 러닝을 시작하고 싶은 초보자들이 한강 공원에서 가볍게 시작할 수 있도록 하는 모바일 운동 앱인 'OnTheRiver'를 설계 및 구현하게 되었다.
지금까지 대부분의 군사훈련은 통상 야외에서 진행되는 경우가 많았으며, 날씨나 기후, 지형이나 훈련지역의 소음 등에 대한 민원 등 다양한 변수에 의해 영향을 받았다. 또한 군사훈련에 사용되는 무기체계를 기동하기 위해서는 상당한 시간과 비용, 무기체계의 정비 등에 많은 자원이 투입되고 있는 것이 현실이다. 군사훈련 기간 중 발생할 수 있는 인명 사고 등 안전상의 문제도 또한 간과할 수 없는 중요한 요인이다. 최근 5G 통신망 상업화와 XR 기술의 발전으로 XR 기술이 다자가 참여하는 다양한 영역에 활용되고 있으며 군사기술 및 군사훈련 분야에도 적용되고 있다. 본 연구에서는 가상현실 세계에서 군사교육을 실시하기 위해 5G 통신망과 군사교육훈련 시스템을 구축하였다. 군사교육훈련시스템에서는 10명 이상의 요원이 대항전투, 산악전투, 도심전투, 해안전투 등 다양한 상황에서의 훈련이 가능하도록 구성하였다. 또한 AI 전투원과의 대항전투도 가능하고, 총기 분해조립과 다양한 사격훈련을 실시하도록 시스템을 구성하였다. XR 기술을 활용한 군사교육훈련시스템을 다자가 참여하는 군사훈련에 적용하였고, XR 시스템 체험자의 만족도 조사 결과를 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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