최근 ICT 산업에서는 가상현실과 증강현실에 대한 이슈가 화두로 떠오르고 있다. 본 논문에서는 가상현실과 증강현실의 기술적 성숙도와 적용사례, 최신 기술동향에 대해 소개하고, Oculus Rift를 이용한 게임엔진(Unity3D)에서의 가상현실 구현방법과 Qualcomm사에서 제공하는 증강현실 기술인 Vuforia를 이용하여 증강현실을 구현하는 방법을 소개하고자 한다.
최근 3D 그래픽스 기술과 관련된 기기들의 비약적 발전을 통해 가상, 증강, 확장 현실이라는 기존의 현실 세계에 새로운 정보를 더하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 우선 앱 기반의 가상, 증강, 확장 현실을 구현하는 과정에서 기기별 또는 브라 우저별, OS별로 개발 환경이 다름으로 인한 개발비용이 상승하는 등의 애로사항들이 있었고, 이로 인해 Web 환경에서의 가상, 증강, 확장 현실을 구현하기 위한 표준형 통합 플랫폼의 필요성이 대두하였다. OpenXR, WebXR이 가상 증강현실에서의 새로운 표준을 제시하고 기술을 공개하여, 하드웨어와 소프트웨어 산업 모두에서 좋은 호응을 얻기 시작하였다. 따라서 본 고에서는 가상 증강현실에서의 OpenXR과 WebXR 표준에 대한 정의 및 기술에 대하여 살펴보고, 가상 증강 환경에서의 기술 동향과 발전방향에 대하여 살펴보고자 한다.
가상현실 및 증강현실 기술이 미래 지식서비스 산업으로 각광 받으면서 가상/증강현실 시대를 대비하는 IT 기업들이 증가하고 있다. 본 글에서는 증강현실 분야의 현황, 증강현실의 기본 개념 및 정의, 미래발전 방향으로서의 증강휴먼, 증강휴먼 핵심기술 및 응용을 살펴보고 이를 통해 미래 전망을 도출하고자 한다.
증강현실이란 가상현실을 활용하되 현실세계에 가상현실을 일부 겹쳐 보이게 하는 컴퓨터 그래픽 기법으로, 본 논문에서는 증강현실을 활용하여 여행 가이드북을 설계하고 구현하였다. 스탬프 투어 기능은 별도의 템플릿이나 종이 없이 스마트 폰 어플리케이션만으로 증강현실로 보이는 스탬프를 터치하는 방식으로 스탬프를 모을 수 있게 설계하였다. 문화재 해설 기능의 경우 궁 혹은 박물관 내에서 활용이 가능하며, 가상현실로 궁의 각 시설이나 문화재의 제작 목적, 사용방법에 대해서 영상으로 제공하여 이해도와 관심도를 높일 수 있다는 특징이 있다. 두 기능 모두 스마트 폰 어플리케이션 설치만으로 가능한 기능으로 시간의 제약이나 특별한 장비 없이 가상현실로 활용한 여행을 할 수 있다는 점에서 사용자에게 편리함을 줄 수 있다.
본 논문에서는 현실세계에서 사용되던 오디오 처리 기법을 가상현실과 증강현실로 확장하는 기술에 대해 제시한다. 메타버스 서비스 구축 등에 활용되는 가상현실 공간을 설계할 때에는 오디오 처리를 위해서 가상현실 공간내 사용자가 위치하는 장면에 따른 소리의 회절과 반사에 따른 잔향 효과를 고려해 줄 수 있어야 장면에 몰입된 사용자 경험이 가능하다. 증강현실 응용에서는 실제 정보와 증강된 효과를 제공하기 위해 가상과 실제 정보간의 위치 정합이 영상 또는 위치를 기반으로 하여 제공되어야 한다. 가상현실과 증강현실 지원을 위해 현실세계 오디오 재생 기술에 추가되어야 하는 기술들과 함께 진행중인 몰입형오디오 서비스를 제공하기 위한 국제표준 기술 개발의 현황을 살펴보고, 향후 추가로 기술이 개발되고 보완되어야 할 부분을 제시한다.
증강현실은 실제환경에 가상물체를 합성하는 기술을 이용하고 여러가지 상황정보를 반영하여 가상물체가 실제환경에 있는듯한 느낌을 준다. 기존의 연구에서는 주로 가상물체의 좌표계를 실제환경과 일치시킴으로서 사실성을 주고 있다. 하지만 실제 환경의 주변광원이 가상물체에 사실적으로 적용되지 않으면 몰입감이 떨어지게 된다. 본 논문에서는 증강현실에서 가상물체에 실제환경의 상황정보 중 음영정보를 손쉽게 일치시키는 방법을 제안하여 사실성을 증가 시키고자 하였다. 음영효과는 주변광에 의해서 만들어지므로 가상물체를 합성할 위치 주변의 광원을 미러볼을 사용하여 쉽고 간단하게 획득하고 가장물체에 적용될 광원지도를 생성하는 방법을 제안한다. 또한, 본 논문에 소개될 주변광원 정보 획득 및 음영을 적용 방법은 특수장비가 필요없고 실시간으로 처리가 가능하기 때문에 유비쿼터스 환경, 모바일 환경 등 폭 넓게 적용될 수 있다.
본 논문에서는 항공소프트웨어 인증 규정 발전 동향을 파악하고, 증강현실 및 가상현실 소프트웨어의 항공정비 산업 적용을 위해 항공에 최적화된 인증 규정을 소개한다. 이 규정은 항공정비 산업에 적용된 증강현실 및 가상현실 소프트웨어에 엄격한 인증 규정을 적용함으로써 항공정비 산업에 적용된 증강현실 및 가상현실 소프트웨어의 안정성과 신뢰성을 제공할 것으로 기대된다. 기존에 사용되는 DO-178B, DO-178C가 규정하기 힘든 문제들을 고려한 인증 규정을 제시하고자 한다.
증강현실은 가상현실과는 구별되는 개념으로, 실제 세계와 가상 세계의 요소가 혼합된 상호작용 환경이다. 본 연구는 가상현실 또는 일상에서 노출될 수 있는 일반적인 콘텐츠를 활용하여, 증강현실이 사용자 경험에 미치는 영향을 검증하였다. 본 연구에서는 증강현실 사이버 멀미를 유발하기 위해서 조건에 따라 증강현실 노출 시간과 콘텐츠의 움직임 속도를 조작하였다. 실험 과정에서 참가자는 증강현실 기기를 120분 동안 착용하고 30분씩 시뮬레이션 레이싱 게임을 시청하며 색 변화 탐지 과제를 수행하였고, 그로 인해 유발된 주관적인 불편감을 SSQ 설문지를 이용해 보고하였다. 실험 결과, 증강현실 노출 시간이 길어질수록 사이버 멀미는 점진적으로 증가하였으며 기기를 해제한 후에도 사이버 멀미는 지속되었다. 하지만, 움직임 속도는 사이버 멀미에 미미한 영향을 미쳤다. 특히, 메스꺼움 증상과 방향 감각 상실 증상이 높게 유발되는 가상현실과는 다르게 증강현실은 안구 운동 불편감에 대한 보고가 높게 관찰되었다. 본 연구는 증강현실 경험이 가상현실 경험과는 구별됨을 보여주며, 증강현실 경험으로 유발될 수 있는 인체 영향성을 다면적으로 측정했다는 점에서 의의가 있다.
증강현실은 가상현실과 달리 완벽한 가상공간이 아닌 실제 환경과 융합된 환경을 제공하여 줌으로써 수용자들과의 상호 작용성을 한층 더 강화시켜주고 있다. 게임을 비롯한 가상현실에 대한 컨텐츠의 활용은 최근 미디어 아트, 스마트 폰과 같이 매체와 결합을 하면서 증강현실 형태로 다양한 분야에 적용되고 있다. 특히 학습하고 있는 내용에 대한 직접적인 정보 제공과 콘텐츠 제공을 통한 실시간 상호 작용성이 가능해짐에 따라 이를 활용하고자 하는 교육적 수요가 증가하고 있다. 이러한 산업적 요구에도 불구하고 증강현실 시스템에 관한 선행된 연구들의 많은 부분이 리얼리티의 증가, 렌더링 및 트랙킹 기술, 입체 영상으로의 변환등과 같이 기술적인 부분으로 한정되어 있으며, 증강현실을 교육적으로 활용하기위한 연구는 미비한 편이다. 즉 기술적인 면에서 어떻게 적용할 것인가에 대한 연구가 선행되었을 뿐 수용자의 입장에서 적용 방법 및 적용 범위에 따른 다양한 논의가 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 증강현실 경험을 최적화하기 위한 구현요소를 수용자 시각과 인식에 중점을 두어 파악하고 적용하고자 한다.
본 논문에서는 상호작용형 증강현실 색칠공부의 설계방법을 제안한다. 제안된 방법은 현실공간, 증강현실공간, 그리고 가상현실 공간을 모두 활용하여 사용자의 참여와 흥미를 높이는 방법이다. 제안된 방법에 따라 증강현실 색칠공부인 플레잉하우스(PlayingHouse)를 구현하였다. 미래에는 증강현실 색칠공부가 하나의 도서분류로 자리매김하길 바란다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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