오늘날 일상에서의 인터넷과 스마트폰처럼 가까운 미래에는 현실과 가상이 공존하는 혼합현실 환경 속에서 살 것으로 전망된다. 현재 구체화하고 있는 혼합 현실의 개념을 바탕으로 관련 콘텐츠가 확장되고 있으며, 이에 대한 연구가 더욱 필요한 시점이다. 본 연구는 혼합현실 콘텐츠의 현황과 분석을 통하여 발전방향을 고찰하고자 한다. 혼합현실 콘텐츠 방식은 웨어러블 기기 착용 방식과 기기 착용이 없는 방식으로 나눌 수 있다. 웨어러블 기기 착용 방식의 대표적인 사례인 머리에 착용하는 혼합현실 웨어러블 기기인 홀로렌즈(HoloLens)를 분석하고 기기 착용이 없는 방식의 사례인 텔레프레즌스 아바타로 영상을 합성한 커뮤니케이션 시스템인 룸투룸(Room2Room)을 중심으로 살펴보고자 한다. 혼합현실의 콘텐츠는 현실, 가상현실, 그리고 증강현실의 인터랙티브한 결합을 통한 확장된 정보 활용과 더욱 더 자연스러운 현실감을 구현하는 방향으로 발전될 것이다. 혼합현실 콘텐츠의 발전전망으로써, 머리에 착용하는 웨어러블 기술이 발달함에 따라 편의성과 가격 경쟁력을 확보하면 혼합현실 디바이스 사용자의 확대를 통해 대중화될 것이다. 편의성을 증대하기 위해 웨어러블 혼합현실 디바이스를 통합할 수 있는 방식을 구축하고, 여가 활용 콘텐츠의 다양화를 통해 혼합현실을 기반으로 하는 환경이 조성될 것이다. 텔레프레즌스 아바타는 장소의 한계를 벗어나 언제 어디서나 출현 가능한 혼합현실 콘텐츠로써 모바일 홀로그램 아바타 형태로 발전될 것으로 전망된다. 텔레프레즌스 아바타의 다른 발전가능성은 사용자의 생각대로 움직이는 아바타와 증강휴먼기술과 혼합현실의 결합이다.
본 논문에서 혼합현실에서 공동 작업을 위한 환경 구축에 대한 연구와 웨어러블 IOT 디바이스와 연동하기 위한 방법을 제안한다. 혼합현실은 가상현실과 증강현실의 혼합되어진 형태로서 실세계와 가상세계의 물체가 동시에 보이고, 가상현실과 달리 멀미 현상이 일어나지 않고 무선 방식이라 산업현장에서 적용될 기술로 주목 받고 있다. 마이오 웨어러블 디바이스는 삼축 센서, 근전도 센서, 가속도 센서를 이용하여 팔의 회전 트래킹과 손 제스처 인식을 가능하게 하는 디바이스이다. 혼합현실 관련 다양한 연구가 진행되고 있지만 여러 사람이 함께 혼합 현실 참여할 수 있는 환경 구축, 가상 객체를 직접 손으로 조작하는 것에 대한 논의는 미비한 상황이다. 본 논문에서는 실제 산업 현장에서 혼합 현실을 적용하기 위해 공동 작업이 가능한 환경 구축 방법에 대해 연구하였고, 상호작용이 원활하게 이루어지기 위한 인터랙션 방법에 대해 논의하였다. 그 결과 2인이 동시에 혼합현실 환경에 참여하여 객체에 대한 일원화된 객체를 공유할 수 있었고, 마이오 웨어러블 인터페이스 장비를 가지고 각자 인터랙션 할 수 있는 환경을 조성하였다.
디지털 미디어의 발달은 지식 확장과 새로운 소통 등 긍정적인 평가를 하고 있는 반면 예상치 못한 여러 폐해들이 나타나고 있다. 그 중 어린이에게는 개인 고립, 중독 현상, 과잉 집착, 주의력 결핍 등의 문제들이 나타나고 있다. 이에 디지털 환경에 알맞은 어린이를 위한 콘텐츠 개발이 시급하다고 여기고, 그에 맞는 새로운 개념의 혼합현실(mixed reality)을 활용한 어린이용 융합 디바이스와 콘텐츠를 제안한다. 현실 세계와 가상 세계를 융합한 혼합현실은 현실 세계의 만져지는 어린이 장난감 자동차 인터페이스를 이용하고 스마트폰의 가상 세계가 연동하여 새로운 개념의 놀이와 교육을 체험할 수 있는 기회를 제공해 준다. 혼합현실은 기존의 주입식 교육이 아닌 체험의 교육으로 사고력 증진에 도움이 되며 스마트카는 디지털시대에 맞춰 새로워져야 할 놀이 및 교육 방식에 새로운 비전을 제시한 개발이라고 할 수 있다.
The educational benefits and potential of XR as a new medium are well recognized. However, there are still limitations in understanding the specific effects of XR compared to the more widely utilized representation of images on computer monitors. This study therefore aims to demonstrate the differences in effectiveness between the two technologies and to draw implications from a cognitive comparison of three-dimensional objects represented on a flat surface and virtually. The study was conducted a quantitative research method with an experiment involving two independent groups, and the results were tested using regression analysis. The results showed that for low-level, two-dimensional objects, the computer monitor method may be more effective, but above a certain level of complexity, the effectiveness of learning through the monitor tends to decrease rapidly. On the other hand, the group that used extended reality technology showed relatively high comprehension compared to the monitor group even as the complexity increased, and in particular, unlike the monitor group's rapidly decreasing comprehension level, the extended reality technology group showed a trend of decreasing comprehension with the level of complexity, suggesting the potential for compatibility and predictability in the use of technology.
혼합현실 기술(MR)은 4차산업혁명 요소기술 중의 하나로 크게 부각되고 있다. MR 기술은 단순한 디지털 콘텐츠 산업으로서 만이 아니라 건축분야, 관광분야, 의료분야, 각종 교육분야에서 널리 적용되고 있으며 그 활용성을 넓혀가고 있다. 본 논문에서는 MR 단말기와 PC, 모바일 단말기 등 이기종 기기를 연동하는 건축분야 활용을 위한 협업 서비스 플랫폼을 제안하고 시작품 개발과 이의 검증을 수행하였다. 결과, 건축에서 주로 사용되는 skp확장자를 이용하는 3D 모델을 서비스 시작품을 이용하여 MR 단말기인 홀로렌즈를 대상으로 한 MR 콘텐츠 생성을 수행하여 변환시간 및 정상 동작을 확인하였다.
모바일상의 혼합현실 기반의 소프트웨어 기술은 현재 국내외적으로 시작 단계에 있다. 하지만 급속한 모바일 인터넷 인프라의 확산, 모바일 기기의 성능 향상 및 개방형 모바일 OS의 등장으로 인해 모바일 혼합현실과 같은 새로운 융합형 IT기술이 사용자의 요구에 부흥하여, 수요가 급신장 되고 있다. 모바일 혼합현실 기반 기술 중 하나인 마커의 검출과 추적은 혼합현실의 가장 기본이며 매우 중요한 과정이다. 본 논문에서는 낮은 CPU를 이용하는 모바일 환경에 최적화된 실시간 마커 추적 방법에 대하여 제안한다. 낮은 CPU의 처리속도를 보완하기 위하여 처리영역을 축소하여 가변 탐색영역내의 공간에서 처리를 수행하고, 좌표변환정보를 이용하여 추적을 수행하는 캘리브레이션 과정을 대신하여 캠 시프트 알고리즘을 이용하여 효과적인 추적 방법을 제안한다.
As the 4th industrial revolution progresses, the application of several cutting-edge technologies such as the Internet of Things, big data, and mixed reality (MR) in relation to autonomous ships is being considered in the maritime logistics field. The aim of this study was to apply the concept of a digital twin model based on Human Machine Interaction (HMI) including a digital twin model and the role of an operator to a ship. The role of the digital twin is divided into information provision, support, decision, and implementation. The role of the operator is divided into operation, decision-making, supervision, and standby. The system constituting the ship was investigated. The digital twin system that could be applied to the ship was also investigated. The cloud-based digital twin system architecture that could apply investigated applications was divided into ship data collection (part 1), cloud system (part 2), analysis system/ application (part 3), and MR/mobile system (part 4). A Mixed Reality device HoloLens was used as an HMI equipment to perform a simulation test of a digital twin system of an 8 m battery-based electric propulsion ship.
Qin, Zi Jie;Li, Ao Xuan;Lim, Hyotaek;Lee, Byung Gook
한국멀티미디어학회논문지
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제24권9호
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pp.1261-1267
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2021
Currently, the application of virtual reality technology is becoming more and more popular in all aspects of life. From virtual entertainment to industrial simulation, the new operation and working methods brought by virtual reality visualization technology have greater appeal and advantages. With the renewal and iteration of related equipment, more and more functions make its limitations continue to decrease, but its applicability continues to improve. Take the optically transparent head-mounted device as an example. It integrates more computer functions, presents and interacts in a virtual way, further integrates with daily behaviors, and shortens the distance between users and digital information.
In Korea, various policies are implemented so that the socially disadvantaged (disabled, elderly, pregnant women, temporary disabled, etc.) can easily access individual facilities and areas. As the nation's interest in the socially disadvantaged increases, the need for BF certification is also emerging in buildings in private facilities. However, this system requires a lot of cost and time in the examination process, so if certification fails, social costs and time losses are high. To solve this problem, this paper presents a measurement plan for mixed reality devices using HoloLens, a mixed reality device hardware that can pre-check BF certification based on augmented reality, and Unity 3D, MRTK, a development tool.
이 연구에서는 증강현실을 활용한 소집단 학습에서 도구 공유 정도에 따른 학생들의 현존감, 몰입, 상황흥미의 차이를 조사하였다. 중학교 2학년 학생 84명이 각각 4명씩 소집단을 구성하여 연구에 참여하였다. 각 소집단을 마커와 스마트폰의 공유 여부에 따라 공유 환경(마커와 스마트폰 공유 사용), 혼합 환경(마커 공유 및 스마트폰 개별 사용), 개별 환경(마커와 스마트폰 개별 사용)으로 무선 배치하였다. '물질의 특성' 단원에서 증강현실을 활용한 소집단 학습을 3차시 동안 실시하였다. 종속 변인에 대한 일원 분산 분석 결과, 공유 환경 대비 혼합 환경에서는 현존감과 상황흥미가, 개별 환경에서는 몰입과 상황흥미가 각각 통계적으로 유의하게 더 높았다. 각 종속 변인의 하위요소에 대한 다변량 분산 분석 결과, 현존감에서는 실제성, 몰입에서는 선행요소와 경험요소, 상황흥미에서는 순간적 즐거움, 새로움, 전체 흥미에서 각각 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 면담 및 수업 관찰 결과, 공유 환경과 개별 환경의 학생들은 증강현실을 활용할 때 개별적으로 스마트폰을 사용하는 경향이 있었지만 혼합 환경의 학생들은 스마트폰을 협력적으로 사용하며 더 활발하게 상호작용하는 경향이 나타났다. 연구 결과를 바탕으로 도구 사용 환경의 측면에서 증강현실을 활용한 소집단 학습의 효과를 높이기 위한 방안을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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