• 한국HCI학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.1-8
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• 2006

본 논문은 새로운 햅틱 API인 "K-$Touch^{TM}$"의 개발에 관한 것으로 역/촉감 상호작용이 가능하도록 설계된 소프트웨어 아키텍처이다. K-$Touch^{TM}$는 햅틱 세부 기술을 잘 알지 못해도 응용분야를 쉽게 제작할 수 있도록 구성되어 있으며, 햅틱 기술을 개발하는 개발자가 쉽게 개발 내용을 추가할 수 있도록 구성되어 있다. 그래픽 하드웨어 기반의 핵심 역감 알고리즘을 기반으로 개발된 K-$Touch^{TM}$ API는 가상 환경을 구성하는 다양한 데이터 형식(2D, 2.5D depth(height field), 3D polygon 및 볼륨 데이터)에 대한 햅틱 상호작용을 가능하게 하고, 새로운 햅틱 알고리즘 및 장치 개발에 필요한 소프트웨어 확장성을 제공함과 동시에 사용자가 쉽고 빠르게 햅틱 응용분야를 개발할 수 있도록 설계되었다. 아울러 햅틱 감각의 중요 요소인 역감 및 촉감 상호작용을 위해 기존의 햅틱 SDK 및 API와 달리 역/촉감을 동시에 렌더링할 수 있는 알고리즘이 개발되었다. 본 논문에서 제안하는 새로운 햅틱 API의 효용성을 검증하기 위해 다양한 응용분야의 예를 구현하였다. 새로운 햅틱 API인 K-Touch는 사용자 및 연구자에게 보다 효율적으로 햅틱 연구를 진행 할 수 있도록 도움을 주는 툴킷(Toolkit)으로써 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권12호
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• pp.161-168
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• 2016

최근 스마트폰의 대중화 및 저가형 헤드 마운트 디스플레이(head mounted display, HMD) 보급으로 가상현실(virtual reality, VR)이 다양한 분야에 응용되고 있다. VR HMD는 시각, 청각 등 인간의 감각기관을 통해 실제와 같은 체험을 가능케하는 인터페이스 기기이다. 양안 디스플레이, 360도 콘텐츠 구현, 깊이 정보에 의해 구현됨에 따라 인간의 여러 감각기능 중 시각과 관련이 있다. 기존의 연구는 주로 멀미, 시각피로와 같은 유해성 측면에 대한 감소 방안 연구가 주로 이루어졌으며, 시각 치료 등에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 논문은 VR HMD 에서의 비전 테라피 활용을 위한 기술 요소 도출 및 활용 가능 분야를 알아본다. 이를 위해 기존 사례연구 및 기술 요소를 분석하여 비전 테라피 16 분야를 도출하였고, VR HMD 시표 활용을 위한 광학적 파라미터를 도출하였다. 본 연구 결과는 VR HMD 기반을 둔 비전 테라피 시표 개발에 활용 될 것으로 기대된다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.9-19
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• 2020

최근 다양한 종류의 가상 현실 기기가 개발되면서 고전적인 사용자 입력 방식 이외에도 사용자의 신체 동작을 인식하여 현실감을 높이려는 기술에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 장치 중의 하나인 립모션 컨트롤러는 사용자의 손동작을 인식하여 가상 현실 환경에서 사용자의 손 모양을 실시간으로 나타낼 수 있다. 하지만 인식한 사용자의 손을 사용하여 가상 현실의 물체를 조작하면 종종 손이 물체를 통과하게 되는데, 이러한 상호작용은 실제 현실과는 거리감이 있다. 본 연구에서는 가상 현실에서 사용자의 손과 물체 간의 상호작용 현실감을 높이기 위한 시각적 피드백 시스템의 구축 방법을 제시한다. 가상의 현실에서 사용자의 손과 가상 물체가 충돌하는지 광선 추적법을 활용하여 정밀하게 검사하고, 충돌하였을 때 부호 거리 장과 역기구학을 통해 물체 내부로 들어간 사용자의 손가락 말단의 위치를 물체 표면 밖으로 이동시켜 사용자의 손을 재구성하는 과정을 통해 시각적 피드백을 준다. 이를 통해 실시간으로 가상 현실에서 현실감 있는 상호작용을 할 수 있다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.55-64
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• 2013

본 논문에서는 전투기에 탑재되어 지상표적을 추적하고 레이저를 조사하여 레이저유도 폭탄을 유도하는 등의 기능을 수행하는 타겟팅파드의 성능분석 및 검증을 위한 HILS(Hardware In-the-Loop Simulation) 시스템 구축에 대하여설명한다. 타겟팅파드의실시간 성능분석을위해서는 주간카메라와IR카메라의 모의영상생성기술, 서보제어기술 및 레이저 전달 특성 분석기술이 필요하다. 실시간 모의 영상생성과 레이저 전달 특성 분석에는 검증된 상용 소프트웨어 개발 키트(SDK)인 OKTAL-SE를 활용하였고, 서보구동은 실제 유사과제에서 적용된 서보구동의 메커니즘을 적용하여 정확도를 높였다. 또한, 실제 전투기 인터페이스와 동일한 조건의 성능분석을 위하여 1553B, ARINK818 등의 인터페이스를 실제 구현하여 적용하였다. 본 논문에서 구축한 HILS 시스템을 적용하면 현재 운용되는 전투기 장착 탑재전자체의 성능분석과 검증은 물론 실제 장비 개발 중 각 모듈의 성능이 시스템 전체 성능에 미치는 영향도 분석가능하다. 향후 다양한 비행체의 비행역학을 적용하여 광범위한 분야에 활용가능 함으로 개발요구사항 도출 및 개발 위험을 줄이는 데 큰 기여를 할 수 있을 것으로 예상된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제16권2호
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• pp.221-234
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• 2019

Today, many important concrete face rockfill dams (CFRDs) have been built on the world, and some of these important structures are located on the strong seismic regions. In this reason, examination and monitoring of these water construction's seismic behaviour is very important for the safety and future of these dams. In this study, the nonlinear seismic behaviour of Ilısu CFR dam which was built in Turkey in 2017, is investigated for various reservoir water heights taking into account 1995 Kobe near-fault and far-fault ground motions. Three dimensional (3D) finite difference model of the dam is created using the FLAC3D software that is based on the finite difference method. The most suitable mesh range for the 3D model is chosen to achieve the realistic numerical results. Mohr-Coulomb nonlinear material model is used for the rockfill materials and foundation in the seismic analyses. Moreover, Drucker-Prager nonlinear material model is considered for the concrete slab to represent the nonlinearity of the concrete. The dam body, foundation and concrete slab constantly interact during the lifetime of the CFRDs. Therefore, the special interface elements are defined between the dam body-concrete slab and dam body-foundation due to represent the interaction condition in the 3D model. Free field boundary condition that was used rarely for the nonlinear seismic analyses, is considered for the lateral boundaries of the model. In addition, quiet artificial boundary condition that is special boundary condition for the rigid foundation in the earthquake analyses, is used for the bottom of the foundation. The hysteric damping coefficients are separately calculated for all of the materials. These special damping values is defined to the FLAC3D software using the special fish functions to capture the effects of the variation of the modulus and damping ratio with the dynamic shear-strain magnitude. Total 4 different reservoir water heights are taken into account in the seismic analyses. These water heights are empty reservoir, 50 m, 100 m and 130 m (full reservoir), respectively. In the nonlinear seismic analyses, near-fault and far-fault ground motions of 1995 Kobe earthquake are used. According to the numerical analyses, horizontal displacements, vertical displacements and principal stresses for 4 various reservoir water heights are evaluated in detail. Moreover, these results are compared for the near-fault and far-faults earthquakes. The nonlinear seismic analysis results indicate that as the reservoir height increases, the nonlinear seismic behaviour of the dam clearly changes. Each water height has different seismic effects on the earthquake behaviour of Ilısu CFR dam. In addition, it is obviously seen that near-fault earthquakes and far field earthquakes create different nonlinear seismic damages on the nonlinear earthquake behaviour of the dam.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.9-20
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• 2009

자동차 내비게이션 시스템은 경로탐색 및 길안내 등의 기능을 제공하는 대표적인 운전자 지원 시스템의 하나로서 그 사용성이 크게 증가하고 있다. 대부분의 자동차 내비게이션 시스템은 2차원 지도에 기반하고 있는데 이는 기본적으로 지도가 지니는 함축화된 정보 표현 패러다임에 기반하고 있음으로 인해 실세계 정보로의 변환에 인지적 부담이 작용하게 된다. 최근에 개념적으로 대두되고 있는 새로운 내비게이션의 형태는 자동차에 장착된 카메라로부터 실시간으로 취득되거나 자동차 전면 유리창에 투영되는 실제 영상위에 내비게이션 정보를 그래픽으로 표현하는 증강현실의 모습을 취하고 있다. 차량 내에서의 정보 제공 장치로서 내비게이션 시스템은 그것이 함축화된 그래픽이든 아니면 실사 영상이든 궁극적으로 운전자의 운전부하를 줄이고 빠른 직관력을 제공함으로써 주의분산을 최소화 시킴이 중요하다 할 수 있다. 본 논문에서는 증강현실 내비게이션 시스템인 RACE(Reality-Augmented Car-navigation Environment)를 설계 및 구현하고 그것이 실제적으로 운전자의 운전 수행과 인지 및 주의 분산에 어떠한 영향을 미치는지, 그리고 증강현실 내비게이션이 기존의 2차원 지도 기반 내비게이션에 비해 갖는 효용성이 무엇인지에 대하여 운전자 행동에 기반한 인지심리학적 실험을 통하여 분석한다. 이러한 작업들을 바탕으로 정보처리 관점에서 운전자의 운전 수행과 인지적 수행을 위한 최적의 내비게이션 정보 제공 방법은 무엇인지 고찰해본다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제9권3호
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• pp.322-331
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• 2003

3차원 게임은 게임 시나리오의 다양한 요소에 의한 복잡도가 증가함에 따라 게임 객체들의 상호 관계를 제어하기 위한 문제점을 가진다. 그러므로, 게임 시스템은 각 게임 객체들의 응답을 조정하는 방법의 필요성을 가진다. 또한, 게임 시나리오의 결과에 따라 게임 객체들의 행동 애니메이션을 제어하기 위한 개념들도 필요하다. 사실적 게임 시뮬레이션을 생성하기 위해 시스템은 게임 객체들의 상호작용을 디자인 할 수 있는 구조를 포함해야 한다. 본 논문에서 게임 시나리오상에 게임 객체들의 상호작용 설계를 위해 동적 제어를 디자인하는 기법을 소개한다. 이 방법을 위해 특정 규칙을 이용한 의사결정이 가능한 지능적 에이전트 기반 구조로써 게임 에이전트 시스템을 제안한다. 게임 에이전트 시스템은 환경 데이터 처리, 게임 객체 시뮬레이션, 게임 객체들간의 상호작용 제어, 게임 객체들의 다양한 상호 관계를 정의할수 있는 시각 저작 인터페이스를 제공하기 위해 이용되어진다. 이들 기술들은 게임 객체의 자율성과 연관된 충돌 회피 기법 등을 처리한다. 또한, 장면의 변경으로부터 게임 객체들의 일관된 의사 결정력을 가능하게 한다. 본 논문에서는 규칙기반 행동 제어가 게임 객체의 시뮬레이션을 안내하기 위해 디자인되어졌다. 시각적 요소들로 구성된 에이전트 상태 결정 네트워크는 정보전달과 게임 객체들 사이의 현상태를 추론할 수 있다. 이들 기법들은 실시간으로 게임 객체들간의 동작 상태 변이를 체크하고 모니터링 할 수 있다. 마지막으로 간단한 사례 연구 예와 함께 제어 기법의 타당성을 제시한다.