본 논문에서는 협업 가상 환경이 보다 더 높은 현실감을 제공하도록 고해상도 tiled-display 에 기반을 둔 촉감 협업 시스템의 구조 및 구현 방법을 제안한다. 또한 이 시스템에서 QoE (quality of experience)의 수준을 높일 수 있는 기법을 제안한다. 촉각 기반 시스템과 고해상도 tiled-display를 위한 시스템은 각각 컴퓨터의 자원에 대한 요구조건이 있다. 촉각 시스템의 요구조건은 햅틱 디바이스의 햅틱 렌더링 반복 속도이다. 1kHz 이상의 렌더링 속도를 만족시키지 못하면 햅틱 장비는 불안정해지며 촉감 기반 협업을 방해한다. 그리고 tiled-display는 동영상을 디스플레이하기 위해서 일정 속도 이상으로 새로운 화면을 갱신 시켜야 한다. 일반적으로 햅틱 시스템과 tiled-display 시스템을 각각 사용하면 각각의 요구들을 만족시킬 수 있지만 두 시스템을 함께 사용하면 컴퓨터의 지원 부족에 의해 전체 시스템 성능이 저하되고 사용자의 QoE를 만족시키기 어려워진다. 따라서 본 논문에서는 QoE 를 높일 수 있는 구조로 tiled-display 기반 햅틱 협업 시스템을 구현하고 또한 상황에 따른 사용자의 감각적 우선순위를 파악하여 디스플레이 업데이트 주기와 햅틱 렌더링 주기를 선택적으로 조율함으로써 제한된 지원을 효율적으로 이용하고 시스템 전체의 QoE를 높일 수 있는 기법을 제안한다.
타일드-디스플레이 시스템은 다수의 디스플레이 디바이스를 그리드 형태로 연결하여 큰 화면과 높은 해상도를 제공해줄 수 있는 시스템이다. 타일드-디스플레이 시스템은 공동 협업 분야에서 다양하게 응용할 수 있는데, 그러한 시스템들은 일반적으로 사용 로그 정보를 기록한다. 이러한 로그 정보는 시스템의 유지 및 관리 보수를 위한 용도 뿐만 아니라, 공동 협업 상에서의 진행상황을 다시 열람할 수 있는 회의록이 된다. 타일드-디스플레이 기록기는 크게 세 단계를 거치게 되는데, 첫 번째는 각 타일에서 기록에 필요한 데이터를 기록 및 전송하는 과정이다. 두 번째는 각 타일에서 전송한 데이터를 조합하여 완성된 하나의 캡쳐 프레임을 만들게 되며, 마지막 단계에서는 조합한 결과물을 인코딩하여 저장하거나 스트리밍과 같은 서비스를 제공하게 된다. 이 과정에서 로그 정보를 저장할 때 화면 캡춰 시간 오차로 인해 전체 로그 영상의 품질이 떨어지게 되는데, 본 논문에서는 각각의 타일 이미지를 병합하여 만들어진 전체 로그의 품질을 측정하는 타임 스탬프 기반의 평가함수를 정의하고, 정의한 평가 함수를 이용하여 로그 품질을 향상 시킬 수 있는 타일 이미지 병합 알고리즘을 제안한다.
한국정보디스플레이학회 2007년도 7th International Meeting on Information Display 제7권2호
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pp.1239-1241
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2007
In this paper, we present a tiled display system for tangible meeting. We built our system as a distributed system and use GPU based warping and image blending technique for real-time processing. For efficiency, we update specific area only, where the remote user exist, in real-time and blended it with static panoramic image of remote site.
본 논문에서는 고해상도 타일 가시화 시스템의 성능 향상을 위해 전 분류 기법과 후 분류 기법을 조합하여 두 가지 병렬-타일 가시화 알고리듬을 제안하였다. 전 분류에서는 디스플레이 리스트와 시각 절두체 선별 기법을 이용하였으며, 후 분류에서는 선 탐색 부분 후 분류기법을 이용하였다. 벤치마킹 테스트를 통해 제안된 두 병렬-타일 가시화 기법의 성능을 고찰하였으며, 이 결과를 기반으로 제안된 두 가지 병렬-타일 가시화 알고리듬 중에서 주어진 가시화 모델에 대해 더 효율적인 알고리듬을 선정하는 방안을 제시하였다.
본 논문에서는 가상공간 협업 환경의 현실감을 향상시키는 초고해상도 타일드 디스플레이에 기반한 촉감 협업 시스템을 다룬다. 먼저 고해상도의 화면과 촉감 (힘)의 디스플레이를 조율하는 기법을 제안하고, 가시화 측면에서 제안 시스템을 모델링하여 성능 평가하는 기준을 제시한다. 그래픽으로 구성된 가상 환경이 힘에 대한 정보를 반환하기 위해서는 햅틱 렌더링을 처리해야 하고, 이 렌더링은 1kHz 이상의 속도로 반복되어야 한다. 또한 그래픽 환경의 고해상도 화면 출력을 위해서는 적정 수준의 프레임 율을 제공하여야한다. 하지만 시스템의 하드웨어적 성능은 제한되어 있기 때문에 두 프로세스를 안정적으로 실행하기에는 한계가 있다. 따라서 초고해상도 타일드 디스플레이에 기반한 촉감 협업 시스템의 안정적인 동작을 위해서는 자원의 효율적인 사용이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 통합 시스템의 안정성 향상을 위하여, 효율적인 고해상도 디스플레이 방법을 제안함으로서 고해상도 디스플레이의 자원 요구량을 감소시킨다. 제안된 기법은 가시화 대상 화면을 가상 물체를 기준으로 분할하여 타일드 디스플레이로 전송함으로써 분할된 그래픽들을 독립된 프레임 율로 조절할 수 있도록 한다. 각 가상 물체 별로 프레임 율을 조절할 수 있게 하면, 움직이지 않는 물체에 대해서 업데이트를 줄여 전송되는 데이터의 중복성을 효과적으로 줄일 수 있다. 마지막으로 제안된 효율적 디스플레이 방법의 성능을 평가하기 위하여 일반적인 가시화 시스템의 모델링을 제시하고, 제안된 기법과 기존의 다른 가시화 시스템들의 성능을 비교한다.
본 논문에서는 저가의 클러스터 컴퓨터 시스템과 저해상도 영상장비들을 이용하여 초대형 해석 데이터를 정밀하게 분석할 수 있는 고해상도 타일 가시화 시스템을 개발하였다. 타일 가시화 하드웨어 구축 시 유의점을 고찰하고, 화면왜곡 현상을 제거할 수 있는 빔프로젝터 위치조절장치를 설계/제작하였다. 타일 가시화 소프트웨어 개발에서 그래픽 사용자 인터페이스와 렌더링을 위해서는 Qt와 OpenGL 라이브러리를 이용하였다. 또한 LAM-MPI 라이브러리를 통해 각각의 클러스터 컴퓨터 노드로부터 얻게 되는 조각적인 화면들을 전체의 한 화면으로 동기화시켜 왜곡 없는 전체 타일 영상을 만들도록 하였다.
In this paper, we present an efficient tiled stereo display system for tangible meeting. For tangible meeting, it is important to provide immersive display with high resolution image to cover up the field of view and provide to the local user the same environment as that of remote site. To achieve these, a high resolution image needs to be transmitted for reconstruction of remote world, and it should be displayed using a tiled display. However, it is hard to transmit high resolution image in real time due to the limit of network bandwidth, and so we receive multiple images and reconstruct a remote world with received images in advance. Then, we update only a specific area where remote user exists by receiving low resolution image in realtime. We synthesize the transmitted image to the existing environmental map of remote world and display it as a stereo image. For this, we developed a new system which supports GPU based real time warping and blending, automatic feature extraction using machine vision technique.
In recent years, the use of high-resolution tiled display system which does not have restrictions on the size of the screen and implements various layout of tile is increasing in order to evaluate the digital mock-up in physical scale or explore large engineering data set in detail. In this study, we developed multi-channel distributed visualization system which provides a virtual reality-based visual contents using 3D open-source graphics engine. Efficient data structures and exchange methods were proposed as a scene synchronization technology in PC cluster environments. DLP-Cube based tiled visualization system which provides $5{\times}2$ layout of display wall was developed and we validated our approach using this system. In addition, we introduced integrated control program that administrates PC cluster environment in remote and controls the layout of display channels.
기존 타일드 디스플레이 시스템들이 주로 사람들이 함께 모여 작업하는 공용 작업 모델을 지원한 것과 다르게 본 연구에서는 대형 타일드 디스플레이 시스템에서 혼합형 협업 응용프로그램의 개발을 쉽게 도와주는 ICE 디스플레이 프레임워크 기술을 개발하였다. 혼합형 협업이란 다중 사용자들의 공동 작업과 개인 작업이 동시에 자연스럽게 전환 가능한 협력 모델이다. 본 프레임워크를 사용하면 공동작업 뿐만 아니라 다른 사용자들을 방해하지 않는 개인 작업을 위한 콘텐츠를 제공할 수 있는 프로그램의 개발이 가능하다. 본 논문에서는 ICE 디스플레이 프레임워크를 기존의 연구와 비교하고, 세부 구현 내용을 설명한다. 그리고 이를 적용시켜 개발한 응용 프로그램을 소개하고 프레임워크의 성능을 평가 및 분석한 결과를 보여준다.
본 논문은 고화질 과학적 가시화의 표출을 위해 개발된 iTABLE 테이블탑 타일드 디스플레이 시스템을 설명한다. iTABLE 시스템은 기존의 프로젝션 기반의 단일 디스플레이로 구성된 테이블탑 시스템들과 비교하여 고해상도 자료 가시화 및 공유에 적합하며 테이블 위에서 상호작용적인 가시화의 그룹 인터랙 션과 분산 협업 가시화를 지원한다. 본 논문에서는 먼저 테이블탑 디스플레이 및 타일드 디스플레이 시 스템과 과학적 가시화에 활용된 관련 연구들을 살펴보고, iTABLE 시스템의 설계 및 구현과 iTABLE을 위한 미들웨어와 적외선 카메라 기반의 탠저블 인터페이스를 활용한 사용자 인터랙션의 지원에 대해서 설명한다. 그리고 iTABLE 시스템의 활용을 위해 개발한 고해상도 과학적 가시화 응용프로그램 사례들을 논하고 결론과 추후 연구에 대해 설명한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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