Kim, Young-Youn;Kim, Hyun-Ju;Kim, Eun-Nam;Ko, Hee-Dong;Kim, Hyun-Taek
한국감성과학회:학술대회논문집
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한국감성과학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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pp.78-83
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2003
We investigated the physiological patterns of cybersickness in a Virtual Reality(VR). Subject were exposed to the VR for 9.5 min, and required to detect specific virtual objects. Sixteen electrophysiological signals were recorded before, during, and after the virtual navigation. five questionnaires on the VR experience were acquired form 61 healthy subjects. During the virtual navigation, subjects with the high cybersickness susceptibility showed significant physiological changes, which included increased gastric tachyarrhythmia, eyeblink frequency, and EEG delta wave and decreased EEG beta wave. These results suggest that cybersickness may induce or accompany the changes in central nervous system and autonomic nervous system. Also, these results suggest that there may be increased sympathetic activation in autonomic drive for cybersickness.
최근 Virtual Reality(VR)와 Augmented Reality(AR)가 ICT분야에서 관심분야로 떠오르고 있다. 가상에서 실제와 같은 현실감을 느끼고 그 매력에 많은 사람들이 찾고 있다. 하지만 VR 이미지와 이동 객체의 움직임이 정확하게 들어맞지 않아 멀미를 느끼는 문제점도 발생하고 있다. 이와 같은 문제점을 해소할 수 있는 방안으로 VR 시스템의 어트랙션 적용이 있다. 본 논문에서는 VR 영상과 이동하는 객체의 움직임을 동기화하여 지연시간을 최소화할 수 있는 모듈을 제안한다. 제안하는 모듈은 VR 기기를 통하여 사용자가 바라보는 방향과 가속도 센서를 이용하여 이동 거리를 산출한다. 이 논문에서 제안하는 모듈은 어트랙션의 움직임이 고정된 경로를 따라 움직인다는 점을 주목하여 정확한 이동거리를 계산할 수 있을 것으로 사료된다.
VR애니메이션은 애니메이션 속 공간에 위치하면서 기존 애니메이션 연출에서 볼 수 없는 360도 화면 연출을 볼 수 있다. 2020년에 제작된 VR 애니메이션 <Goodbye Mr Octopus>는 몰입형 단편 영화로 제77회 베니스 영화제에서 선정되었다. 열여섯 번째 생일을 맞은 사춘기 소녀 스텔라와 엄격한 아버지와의 갈등을 어머니의 편지로 해결되는 이야기이다. 총 11개의 씬으로 구성된 서사로 각 씬에는 시선유도, 시간흐름, 공간전환, 외화면 연출 등 VR영상 문법의 새로운 연출적 요소가 분석되었다. 시선유도 연출은 360도 시선의 불편함을 최소화하였으며, 시간 및 공간전환 연출은 서사적 사건에 따른 관객의 몰입도를 높이고, 외화면 연출은 VR공간의 확장 효과로 분석되었다.
We developed nausea, caused by disorder of autonomic nervous system, detection system using bio-signal analysis and artificial neural network in virtual reality enironment. We used 16 bio-signals, 9 EEGs, EOG, ECG, SKT, PPG, GSR, RSP, EGC, which has own analysis methods. We estimated nausea level by artificial neural network.
본 연구는 멀미증상이 동공 리듬에 미치는 영향을 확인하는 것을 그 목적으로 하였다. 본 연구는 2D와 HMD를 통해 동일한 가상현실 콘텐츠를 실험참가자에게 15분 동안 경험하게 한 이후에 동공반응을 비교하였고 본 실험에는 16명(남자 8명, 여자 8명, 평균 나이: $25.67{\pm}2.43$세)의 피험자가 참여하였다. 연구 결과, 영상멀미를 경험한 이후에 동공 리듬이 불규칙한 패턴을 나타내었고 이것은 동공 크기(mPD) 및 동공 리듬의 편차(sPD)가 증가하는 결과로 확인되었다. 이러한 동공 반응의 결과는 인지부하와 밀접한 관련이 있고 영상멀미를 처리해야 할 시각 정보량의 증가 및 감각정보들 사이의 충돌 혹은 불일치로 인한 인지부하 현상으로 해석이 가능하다. 본 연구에서 제안된 방법은 기존의 센서 기반의 평가 방법에 비해 멀미 증상을 카메라 기반의 비접촉식으로 측정할 수 있는 가능성을 확인하였다.
멀미(Motion Sickness)란 전정기관에서 감지된 움직임과 시각적으로 감지된 움직임이 서로 충돌하는 경우에 발생하는 어지럼증 증상이다. 어지럼증이 발생할 경우 사용자는 메스꺼움 및 구토감, 방향 감각 이상과 피로 등의 증세를 호소한다. 이러한 어지럼증 원인이 다양하여 증상에 대한 감별과 치료가 어려운 질환이다. 특히 어지럼증의 유형 중 시각 정보로 인해 유발되는 어지럼증(Visually Induced Motion Sickness)은 발전하는 VR산업에서 해결해야 할 고질적인 숙제로 남아있다. 이러한 VIMS에 대한 분석은 사용자의 활력 징후 측정 및 특징 분석과 EEG 특성 분석을 통하여 가능하다. 이에 본 논문에서는 EEG 신호를 기반으로 시각 정보로 인해 유발되는 어지럼증(VIMS)의 최소화 방안에 대해 고찰하며, 그와 관련된 연구 동향들을 분석한다.
가상현실(Visual Reality) 기술은 사람들의 흥미를 유발하며 그 관심으로 점점 발전하고 있다. VR 기술은 게임, 애니메이션, 교육 등 다양한 시장에서 활용되고 있다. 하지만 VR영상을 체험한 후 영상을 보내는 기기와 영상을 재생하는 HMD 등의 하드웨어 간의 지연시간 때문에 어지러움, 두통 등 멀미현상을 겪는 사람들이 많았다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 어트랙션의 이동보다는 환경에 주목하여 경로에 존재하는 구분선을 근접센서로 검출하여 사용자의 운동에 따른 경로 위의 위치를 정확히 계산한다. VR 영상과 사용자의 위치를 동기화하므로 사용자의 위치오차가 0.2%로 개선되었다.
본 연구는 가상현실을 사용한 영어 회화 학습 프로그램을 개발하고 그 효과를 모니터형 가상현실과 몰입형 가상현실 조건에서 비교하였다. 대학생들을 대상으로 학습 전후의 언어불안감을 측정하고, 학습 내용에 대한 기억을 검사하였다. 가상현실에서의 영어 회화 학습 경험 후 학습자들의 언어불안감이 유의미하게 감소되었으나, 두 가상현실 조건간의 차이는 존재하지 않았다. 두 조건의 학습 결과의 차이도 유의하지 않았다. 본 연구의 결과는 가상현실이 학습자의 언어불안감 감소에 효과적일 수 있음을 보여주나, 몰입형 가상현실이 비몰입형 가상현실 보다 더 효과가 우수한지는 아직 분명하지 않은 것으로 보인다. 몰입형 가상현실의 가능성이 적절하게 구현되기 위해서는 몰입형 가상현실에서 종종 보고되는 멀미 문제의 개선과 함께 효과적인 학습 컨텐츠 개발이 우선되어야 할 것으로 보인다.
본 논문에서는 가상현실에서 헤드 마운티드 디스플레이(Head mounted display, HMD) 사용자와 Non-HMD 사용자에게 사용자의 걷기, 뛰기, 절름발이 움직임을 몰입감 있게 표현하기 위한 새로운 가상현실(VR, Virtual Reality) 인터페이스를 제안한다. 가상현실에서는 몰입감을 높이기 위해 시각적 감각을 활용한 HMD와 사용자의 자세나 움직임을 추적하는 장비를 활용하지만, 일반적인 사용자들에게 HMD 보급은 많이 이루어져 있지 않으며, 비용적인 측면과 멀미로 인해 가상현실 콘텐츠에 몰입하기 어렵다. 본 논문에서는 효율적으로 몰입도를 높이고 비용적인 부담을 줄여주기 위해 아두이노를 활용한 새로운 보행 인터페이스 장치를 제안한다. 보행 인터페이스 장치는 사용자의 다리 가속도 정보를 기반으로 사용자의 상태 변화에 맞게 패턴을 설정하여 사용자의 걷기, 뛰기, 절름발이 움직임을 통해 사용자 캐릭터의 움직임을 제어하고 표현할 수 있는 새로운 결과를 보여준다.
최근들어 제품을 개발하는 과정 중, 디자이너와 개발자, 의사 결정권자들이 FEM, CFD 시뮬레이션 결과를 리뷰할 때에 가상현실기술을 도입하는 사례가 늘고 있다. 몰입감을 높여주는 가상현실환경은 모델에 대한 해석 결과물을 정확하고 효과적으로 분석할 수 있도록 돕는다. 데이터의 실제 크기와 같게 혹은 그보다 더 크고 자세한 이미지를 제공하는 가상현실 몰입환경은 사용자가 데스크탑 환경만을 사용할 때 경험할 수 없는 높은 사실감을 제공함으로써 사용자에게 시각적인 만족감을 줄 수 있다. 하지만 데스크탑 환경에 비해 해상도가 낮고, 어두운 곳에서 스테레오 안경이나 HMD(Head Mounted Display), Data glove등을 착용해야 하는 불편함과 멀미, 시각적인 피로, 방향감각 상실로 대표되는 가상멀미 등으로 인해 장시간 사용에 어려움이 있다. 데스트탑 환경에서의 데이터 리뷰는 고해상도 이미지 분석은 가능하지만, 입체감이 떨어지기 때문에 리뷰 데이터의 실제감이 떨어진다. 이와 같은 문제점들을 보완하기 위해서 본 논문에서는 데스크탑 환경과 가상현실 환경 간의 협업이 가능한 FEM/CFD 가시화 시스템을 제시한다. 본 시스템은 가상현실 몰입환경에서 해석 데이터를 단순히 가시화하는 것뿐만이 아니라, 데스크탑 시스템과 동일한 3D 인터페이스 구조를 제공한다. 따라서, 해석 결과 분석을 위한 동일한 post-processing 작업이 네트워크로 연결된 원격 공간의 사용자들이 사용하는 시스템들 사이에서 실시간으로 진행될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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