• The Journal of Korean Institute for Practical Engineering Education
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• v.5 no.1
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• pp.34-39
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• 2013

This paper suggests an input device that allows a user not only to naturally interact with education contents in virtual environment but also to sense haptic feedback according to his/her interaction. The proposed system measures a user's motion and then creates haptic feedback based on the measured position. To create haptic information in response to a user's interaction with educational contents in virtual environment, we develop a motion input device which consists of a motion controller, a haptic actuator, a wireless communication module, and a motion sensor. To measure a user's motion input, an accelerometer is used as the motion sensor. The experiment shows that the proposed system creates continuous haptic sensation without any jerky motion or vibration.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2007.02a
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• pp.500-506
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• 2007

얼굴에 대한 시각적 인지는 오랫동안 인간에게 중요한 문제로 인식되어 왔다. 수 세기 동안 이루어져 왔던 미용 화장과 성형, 치아 교정 등의 다양한 연구는 사람의 얼굴을 감성적 측면에서 어떻게 하면 아름답게 만들 수 있는 가에 초점을 두었다. 본 논문에서는 휴먼 입출력 인터페이스로서 햅틱 장치와 스테레오 디스플레이를 혼합한 다중 감각 인터랙션 기반의 감성적인 3차원 얼굴 메이크업 시뮬레이션 프레임워크를 개발한다. 본 연구는 3차원 스캐너 장비로부터 사용자의 얼굴 모델을 추출하고, 그 데이터를 이용하여 자연스럽고 직관적인 얼굴 메이크업 시뮬레이션을 수행하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 surface elements 표현 기반의 3차원 얼굴 필터링 방법과 얼굴 메이크업을 지원하는 페인팅 방법을 개발한다. 우선 사용자의 얼굴 모델을 3차원 스캐너로 획득한 후, 전처리 얼굴 필터링을 수행하여 조명, 그리고 사용자 얼굴 피부 상태에 기인하는 에러 및 속성들을 보정하고 피부 톤을 사용자가 선호하는 색으로 변경한다. 최종적으로 사용자는 햅틱 및 스테레오 디스플레이 장치를 이용하여 두 개의 레이어로 구성된 페인팅 표면 모델에 메이크업을 수행한다. 본 연구에서 적용한 surface elements 표현 기반의 그래픽 렌더링은 일반적인 메쉬 기반 페인팅의 문제점인 텍스쳐 왜곡 현상을 완화하고, 3차원 스캐너 장치에 기인하는 표면 에러를 보정한다. 그리고 전처리 얼굴 필터링과 메이크업 페인팅 방법은 사용자 중심의 감성적인 3차원 얼굴을 재구성하도록 한다. 결과적으로 본 연구에서 개발한 이러한 기술들이 다중 감각 인터페이스 기반의 메이크업 시뮬레이터의 기본 프레임워크가 되어, 차후 메이크업이나 코디네이션 분야 등의 디지털 콘텐츠 산업에서 활용될 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Korea Multimedia Society
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• v.13 no.11
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• pp.1715-1727
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• 2010

Although a hand haptic interaction which provides direct and natural sensation is the most natural way of interacting with VR environment, the hand haptic interaction has still limitations with respect to the complexity of articulated hand and related hardware capabilities. Particularly, virtual assembly simulation which refers to the verification process of digital mockup in product development lifecycle is one of the most challenging topics in virtual reality applications. However, hand haptic interaction is considered as a big obstacle, because difficulty initial grasping and non-dextrous manipulation remain as unsolved problems. In this paper, we propose that common hand haptic interactions involves two separate stages with different aspects. We present the hand haptic interaction method enables us to stably grasp a virtual object at initial grasping and delicately manipulate an object at task operating by one's intention. Therefore, proposed method provides the robustness using grasping quality and dextrous manipulation using physically simulation. We conducted experiments to evaluate the effectiveness of our proposed method under different display environments -monoscopic and stereoscopic. From 2-way ANOVA test, we show that the proposed method satisfies two aspects of hand haptic interaction. Finally, we demonstrated an actual application of various assembly simulation for relatively complex models.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.10a
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• pp.139-142
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• 2006

본 논문에서는 햅틱 피드백과 스테레오 비쥬얼 큐를 혼합한 다중 감각 기반의 지능형 3차원 형상 분석 방법을 소개한다. 지능형 형상 분석 방법은 3차원 모델의 구조에 대한 보다 상세한 정보를 제공한다. 특히 의료 분야에 사용될 경우 전문가의 개입을 최소화하여 질병 진단 및 치료 등에 사용될 수 있다. 본 연구에서는, MRI나 CT 영상으로부터 생성된 3차원 매개변수형 모델을 이용하여 유사 모델 집단을 대표하는 통계 형상을 구축한 후, SVM (Support Vector Machine) 학습 알고리즘을 이용하여 두 집단간 형상 차이를 분석한다. 3차원 형상에 대한 신속한 시각적 이해와 직관적 조작감은 물체 표면의 형상 변화를 분석하는데 효과적으로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 물체 조작 및 관찰 등의 작업을 수행할 때, 햅틱 피드백과 스테레오 비쥬얼 큐를 혼합한 인터랙션 기법을 사용하여 공간감과 깊이감을 향상시켜 형상 분석 결과를 효과적으로 분석한다. 본 연구에서는 해마, 관상 동맥, 뇌와 같은 인체 장기를 실험 데이터로 사용하여 제안한 SVM 기반의 분석 방법과 인터랙션 환경의 성능을 평가한다. 본 연구에서 구현한 SVM 기반 이진 분류기는 두 집단간 형상 차이를 효과적으로 분석하며, 또한 다중 감각 인터랙션은 사용자가 분석 결과를 관찰하고 카메라 및 형상을 효율적으로 조작하는 데 도움을 준다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2009.02a
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• pp.68-73
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• 2009

As various haptic algorithms and haptic equipments have developed, the computer simulation includes the haptic simulation. Basically, the haptic simulation requires very fast refresh rate approximately 1000 Hz. The traditional haptic simulations have satisfied that requirement by simplifying the target model. In soft body simulation, simplifying the deformation is not good because the visual feedback is important. Separating haptic model from deformable model can be solution of that problem. However, the user may feel a subtle distiction because the relationship between two models are not clear. In this paper, we propose the hybrid model to manipulate haptic rendering and deformation and define the relationship between two models.

• The Journal of Korean Institute for Practical Engineering Education
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• v.5 no.1
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• pp.40-44
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• 2013

This paper suggests a multimodal interface control module which allows a student to naturally interact with educational contents in virtual environment. The suggested module recognizes a user's motion when he/she interacts with virtual environment and then conveys the user's motion to the virtual environment via wireless communication. Futhermore, a haptic actuator is incorporated into the proposed module in order to create haptic information. Due to the proposed module, a user can haptically sense the virtual object as if the virtual object is exists in real world.

• Journal of the HCI Society of Korea
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• v.2 no.2
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• pp.53-59
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• 2007

Several researches in 3D interaction have identified and extensively studied the four basic interaction tasks for 3D/VE applications, namely, navigation, selection, manipulation and system control. These interaction schemes in the real world or VE are generally suitable for interacting with small graspable objects. In some applications, it is important to duplicate real world behavior. For example, a training system for a manual assembly task and usability verification system benefits from a realistic system for object grasping and manipulation. However, it is not appropriate to instantly apply these interaction technologies to such applications, because the quality of simulated grasping and manipulation has been limited. Therefore, we introduce the intuitive and natural 3D interaction haptic interface supporting high-precision hand operations and realistic haptic feedback.

• Journal of the Korean Society for Computer Game
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• v.31 no.4
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• pp.197-203
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• 2018

As people's interest in Virtual Reality has recently increased, peripherals have also made many progress. There is a lot of research being done from VR environment to VR configuration through scanning at room level with various interface devices that can interact with objects in the environment. According to current VR research Home VR uses multiple haptic interfaces to interact with objects configured in the VR environment, the method uses room scanning to some extent is beyond the spatial constraints and may use tracking equipment to interact with real objects. And advances in 3D printers have enabled the distribution of commercial 3D printers and home 3D printers, and made it easy for 3D printers to create models of their choice at home or at home. Considering the above two factors, We think it is necessary to study the difference between a model's object that people feel when interacting directly with an easy-to-create model in a VR environment. Therefore, in this paper, we are going to implement objects produced by 3D printers in VR space and study the differences between using real objects and other general interaction equipment through user testing with those that are actually implemented.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2008.02a
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• pp.397-402
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• 2008

본 논문에서는 햅틱 인터랙션 기반의 3차원 가상 얼굴 메이크업 시뮬레이션에서 메이크업 대상에 대한 정교한 페인팅을 적용하기 위한 자동화된 마스크 생성 방법을 개발한다. 본 연구에서는 메이크업 시뮬레이션 이전의 전처리 과정에서 마스크를 생성한다. 우선, 3차원 스캐너 장치로부터 사용자의 얼굴 텍스쳐 이미지와 3차원 기하 표면 모델을 획득한다. 획득된 얼굴 텍스쳐 이미지로부터 AdaBoost 알고리즘, Canny 경계선 검출 방법과 색 모델 변환 방법 등의 영상처리 알고리즘들을 적용하여 마스크 대상이 되는 주요 특정 영역(눈, 입술)들을 결정하고 얼굴 이미지로부터 2차원 마스크 영역을 결정한다. 이렇게 생성된 마스크 영역 이미지는 3차원 표면 기하 모델에 투영되어 최종적인 3차원 특징 영역의 마스크를 레이블링하는데 사용된다. 이러한 전처리 과정을 통하여 결정된 마스크는 햅틱 장치와 스테레오 디스플레이기반의 가상 인터페이스를 통해서 자연스러운 메이크업 시뮬레이션을 수행하는데 사용된다. 본 연구에서 개발한 방법은 사용자에게 전처리 과정에서의 어떠한 개입 없이 자동적으로 메이크업 대상이 되는 마스크 영역을 결정하여 정교하고 손쉬운 메이크업 페인팅 인터페이스를 제공한다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2010.07a
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• pp.205-207
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• 2010

본 논문에서는 버블포핑을 구현하는 증강현실 기법을 제안한다. 제안 기법은 진동촉각햅틱 마우스, 비디오 입력용 웹캠, 마커 패턴 영상, 그래픽 구 버블 객체, 그래픽 마우스 등으로 구성된다. 마우스의 이동에 따라 그래픽 마우스가 3차원 공간상에서 이동하면서 버블과의 충돌이 발생하게 되면, 충돌시 발생하는 버블의 이벤트로 fade-out과 diverge and fade-out의 버블 효과를 구현한다. 제안 시스템은 ARToolkit 및 OpenGL을 기반으로 제작되었으며, 시각적인 마커 기반 시스템으로 버블의 움직임과 사용자의 인터랙션을 통해, 버블 포핑의 증강현실을 전달한다.