최근 초고속 인터넷과 디지털미디어의 획기적인 발전으로 전통적인 시청각미디어의 한계를 뛰어넘어 인간의 오감을 자극할 수 있는 실감방송이 차세대 방송기술로 등장하고 있다. 본 논문은 인간의 오감 중 촉각을 중심으로 하여 시청자들이 시청각미디어를 만지고 느낄 수 이는 촉각방송시스템은 전체적으로 촉가미디어의 획득 및 생성하는 단계 다양한 촉각미디어를 한 화면에 편집하고 저작하는 단계, 저작된 콘텐츠를 압축 및 전송하는 단계, 전송된 콘텐츠를 단말장치를 통해 재현하는 단계로 이루어진다. 촉각방송에서 촉각미디어는 시청자가 미디어를 능동적으로 만지고 조작하거나 미디어에서 제공하는 움직임을 따라하거나 촉감을 피부로 느낄 수 있도록 3차원 현상, 조작기능(버튼, 슬라이더, 조이스틱 등), 촉각 표면 특성(딱딱함, 정적 마찰계수, 동적 마찰계수, 거칠기 등), 움직임(위치, 속도, 가속도 등), 촉감 정보 등을 포함한 매체로 정의한다. 제안한 촉각방송 시스템에서는 3차원 객체 만지고 조작하기, 3차원 영상 만지기, 역감 재생, 촉감 재생 등의 네 가지 촉각 상호작용이 가능하며 적용례로써 홈쇼핑, 촉감효과가 가미된 영화, 지휘 교육 시나리오를 제시하였다.
본 연구에서는 인간의 촉감 메커니즘을 반영하여 햅틱 인지 요인을 적용할 수 있는 진동 촉감 인터페이스 설계 프로세스를 제안하였다. 본 프로세스는 총 4단계로 햅틱 감각의 요구사항 분석 단계, 햅틱 요소 분석 단계, 햅틱 인지 요인분석 단계, 햅틱 요구사항 상세 설계 및 시제품 구현 단계로 구성된다. 본 설계 프로세스의 장점은 햅틱 인지 요인 분석을 적용함으로써 사용자 요구사항 도출 및 구현 시 불필요한 작업들을 배제할 수 있으며, 가장 큰 특징은 인체공학적 특징을 설계에 반영할 수 있고, 사용자 평가와 사용성 테스트, 햅틱 기능 최적화 작업을 동시에 수행함으로써 시제품 개발이 완료됨과 동시에 햅틱 요구사항 명세서가 완료된다는 것이다. 본 설계 프로세스는 사용자의 요구사항에서부터 햅틱 기능 상세설계 및 시제품 구현에 대한 전체 단계를 포함하고 있어 햅틱에 대한 전문 지식이 부족한 일반 개발자들도 사용자 중심의 설계가 가능하여 일정 수준 이상의 햅틱 기능 설계 및 구현을 가능케 할 것으로 기대된다.
본 논문에서는 햅틱 렌더링을 위한 동영상의 장면을 정의하고 그 중 정지 상태의 객체와 단일 객체가 충돌하는 상황에 대한 햅틱 렌더링 알고리즘을 제안한다. 객체의 움직임을 크게 네 가지 상황으로 분류하였으며 동영상에서 쉽게 볼 수 있는 장면들을 활용하였다. 제안하는 알고리즘은 움직임 예측과 객체 추적을 활용하여 객체의 방향 변화와 모양 변화를 검출함으로써 햅틱 렌더링을 하기에 적합한 프레임인지 판별할 수 있도록 하였다. 알고리즘 실행을 통해 샘플 동영상에서 총 13개의 프레임을 추출하였으며 해당 프레임이 재생되는 시간을 계산하였다. 햅틱 편집 프로그램을 통해 상황에 알맞은 햅틱 생성 파형을 추가함으로써 계산된 재생 시간에 햅틱 효과가 나타나는 것을 확인하였다.
본 논문은 난타 음악과 상호작용하는 햅틱 포스 피드백기술의 활용 가능성을 조사했다. 촉감처리기술을 포함하는 VR기술과 사용자에게 원기둥 객체들과 컵 객체의 터치를 제공하는 햅틱 디바이스를 사용했다. 햅틱 디바이스는 VR 공간에서 터치 모델을 이용하는데 활용되었다. 실험을 위한 Matlab/Simulink와 Handshake의 proSENCE Virtual Touch Toolbox는 프로그램 툴로 사용되었다. 각각 x, y, z축의 움직임을 나타내는데 필요한 함수는 3D로 모델화한 컵속에 물의 자연스런 움직임을 묘사하도록 적용했다. 컵속의 정해진 물의 양은 다른 소리를 갖는다. 실험에서 3D 객체의 외형을 인지하는 것과 터치에 의해서 촉감을 느끼는 것은 Haptic의 인지와 함께 난타음악과 연결하여 표현되었다. 또한, 포인터를 활용해서 VR공간에서 게임이나 콘텐츠 개발이 가능함을 확인하였다.
본 논문에서는 촉감 처리기술의 특징인 VR기술과 햅틱디바이스인 Omni를 이용하여 VR공간에서 멀티 터치 포인터에 어류객체의 촉감을 제시하는 모델을 제안하고 가능성을 실험하였다. 본 실험을 위하여 Matlab/Simulink와 Handshake사의 proSENSE Virtual Touch Toolbox을 프로그래밍 툴로 사용하였고, 3D로 모델링 된 물고기 객체들의 자연스런 움직임을 묘사하기 위해 x, y, z축 각각의 움직임을 표현하는데 필요한 함수들을 사용하였다. 이러한 움직임들은 2명의 사용자가 각각 제어하는 멀티 포인트에 사실적인 물리 작용을 제공한다. 실험결과 3D 객체의 외형을 촉감만으로 인지하는 것과 숨 쉬는 상태를 촉감으로 느낄 수 있게 하는 것이 잘 표현되었고, 두 개의 멀티 포인터를 활용함으로 VR공간에서의 다중참여를 통한 게임이나 콘텐츠 개발이 가능함을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 가상낚시시스템(VFS, Virtual Fishing System)을 위해 제작된 햅틱장치인 FishBot을 개발한다. FishBot는 XY테이블에 휠축을 장착한 3자유도 로봇으로 구성된다. 물고기의 동작을 모사하기 위해 XY 축 제어는 토크값을 가변적으로 제한하는 모션 위치 제어 모드로 하고 휠 축은 힘제어 모드로 하였다. 낚싯대는 실제 낚싯대에 LED를 장착하고 웹 카메라를 튜닝하여 낚싯대의 위치를 인식할 수 있도록 하였다. 결과적으로 제작된 Fishbot은 물고기와 같이 위치와 속도를 변화하고 DAC를 통해 낚는 힘을 제어할 수 있으며 낚싯대 끝단의 위치를 관측하여 가상현실시스템(Virtual Reality System)상에서 연동할 수 있게 하였다.
International journal of advanced smart convergence
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제3권1호
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pp.11-14
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2014
We have been designing human interactions for some learning support system or education system. The design is based on a symbol grounding model. The model is applicable to many learning domains using virtual reality technology. The design policy is simple and compact. In order to realize the policy we use/reuse some devices from the viewpoint of virtual reality. This paper introduces basic ideas and explains several example cases based on the idea.
본 논문에서는 가상현실과 증강현실에서 다양한 정보와 촉감을 통한 인지심리학 적인 측면의 햅틱이 사용된 에너지 안전교육을 위한 가상공간을 창출하고, 그 가상공간에서의 안전한 교육을 위한 햅틱기술을 적용한 교육 프로그램 개발을 논 하고자 함이다. 이를 위하여 가상현실 공간에 관하여 논하였으며, 가상공간을 제어할 수 있는 햅틱기술에 관하여 논하고자 한다. 이를 위하여 개발되고 있는 소프트웨어를 통해 안전에 관하여 연구함이 목적이다.
본 논문은 가상현실과 증강현실에서 다양한 정보와 촉감을 통한 인지심리학 적인 측면의 햅틱이 사용된 영상에 관하여 알아보고자 한다. 미래를 그리는 공상과학영화에서 햅틱의 사용은 근간에 많이 이루어지고 있는 것 같지만 영상에서 표현되는 부분은 극히 드문 실정이다. 이에 헵틱의 기술의 발전과 영상에서 표현되고 있는 햅틱의 기술에 대해 알아보고, 현재 어떤 제품들이 사용되고 있는지 살펴보고자 한다. 본 논문은 먼저 연구동향을 통해 햅틱의 역사와 기술에 대하여 알아보고, 이를 통해 햅틱 기술의 전망을 조사하였다. 영상에서의 햅틱 구현은 어떤 모습을 통해 구현이 되었는지 조사하였으며, 이를 통해 현재 상용화 되고 있는 기술에 대하여 알아보았다. 또한 이를 통해 가상의 세계를 표현한 영상에서 햅틱의 기술이 어디까지 구현이 되고 있으며, 햅틱의 현재기술은 어디까지 전개되고 있는지에 대한 경향을 알아보고자 하였다. 이러한 연구를 바탕으로 햅틱 기술이 사용될 수 있는 부분은 어디까지 인지 예측하여 보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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