• 한국CDE학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.20-30
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• 2016

Recently immersive virtual reality (VR) becomes popular due to the advanced development of I/O interfaces and related SWs for effectively constructing VR environments. In particular, natural and intuitive manipulation of 3D virtual objects is still considered as one of the most important user interaction issues. This paper presents a comparative study on the manipulation and interaction of 3D virtual objects using different interfaces and interactions in three VR environments. The comparative study includes both quantitative and qualitative aspects. Three different experimental setups are 1) typical desktop-based VR using mouse and keyboard, 2) hand gesture-supported desktop VR using a Leap Motion sensor, and 3) immersive VR by wearing an HMD with hand gesture interaction using a Leap Motion sensor. In the desktop VR with hand gestures, the Leap Motion sensor is put on the desk. On the other hand, in the immersive VR, the sensor is mounted on the HMD so that the user can manipulate virtual objects in the front of the HMD. For the quantitative analysis, a task completion time and success rate were measured. Experimental tasks require complex 3D transformation such as simultaneous 3D translation and 3D rotation. For the qualitative analysis, various factors relating to user experience such as ease of use, natural interaction, and stressfulness were evaluated. The qualitative and quantitative analyses show that the immersive VR with the natural hand gesture provides more intuitive and natural interactions, supports fast and effective performance on task completion, but causes stressful condition.

• 전자공학회논문지CI
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• 제43권4호
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• pp.103-112
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• 2006

본 논문에서는 방대한 계산량으로 인해 슈퍼컴퓨터나 특수하게 제작된 컴퓨팅 시스템에서만 수행될 수 있었던 기존의 볼입 형 가상 환경(IVE) 시스템과는 달리 확장성과 호환성을 갖는 PC 기반의 몰입 형 가상 환경 시스템(PIVE)을 제안한다. 이러한 개인용 혹은 가정용 컴퓨터 기반의 어플리케이션은 두 가지 장점을 가진다. 첫 번째로 사용할 수 있는 리소스가 다양하다는 것이고, 두 번째로 사용자에게 친근한 인터페이스를 갖는다는 것이다. PC 기반의 몰입 형 가상 환경 시스템은 단순한 인터페이스와 호환성으로 일반 사용자가 IVE 시스템에 쉽고 편리하게 접근할 수 있게 해 준다. 또한 PC 기반의 몰입 형 가상 환경 시스템은 다양한 사용자로 하여금 많은 종류의 주제를 다룰 수 있게 하며, 기존의 복잡한 구조로 되어 있는 햄틱 장치를 PC 기반으로 제작하여 PC와의 호환성을 높여 인터페이스를 보다 쉽게 구현할 수 있게 해준다. 또한 제안된 PC 기반의 몰입 형 가상 환경 시스템은 물리적인 현상들을 계산하고, 시각화하는 시간을 단축시키기 위해서 기하학적인 방법들이 적용함으로써 일반 보급형 PC에서도 구현이 용이하다. 본 논문에서 제안된 PC 기반의 몰입 형 가상 환경 시스템을 사용자가 실내 환경에서 데이터 글러브와 행동 인식 장치, HMD를 착용하고 움직이는 예제에 적용해 보았다.

• 대한인간공학회지
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• 제36권5호
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• pp.385-394
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• 2017

Objective: The aim of this study is to investigate how to design effective virtual reality-based training (i.e., virtual training) in maritime safety and to present methods for enhancing interface fidelity by employing immersive interaction and 3D user interface (UI) design. Background: Emerging virtual reality technologies and hardware enable to provide immersive experiences to individuals. There is also a theory that the improvement of fidelity can improve the training efficiency. Such a sense of immersion can be utilized as an element for realizing effective training in the virtual space. Method: As an immersive interaction, we implemented gesture-based interaction using leap motion and Myo armband type sensors. Hand gestures captured from both sensors are used to interact with the virtual appliance in the scenario. The proposed 3D UI design is employed to visualize appropriate information for tasks in training. Results: A usability study to evaluate the effectiveness of the proposed method has been carried out. As a result, the usability test of satisfaction, intuitiveness of UI, ease of procedure learning, and equipment understanding showed that virtual training-based exercise was superior to existing training. These improvements were also independent of the type of input devices for virtual training. Conclusion: We have shown through experiments that the proposed interaction design results are more efficient interactions than the existing training method. The improvement of interface fidelity through intuitive and immediate feedback on the input device and the training information improve user satisfaction with the system, as well as training efficiency. Application: Design methods for an effective virtual training system can be applied to other areas by which trainees are required to do sophisticated job with their hands.

• Journal of Platform Technology
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• 제9권3호
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• pp.70-77
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• 2021

기능성 게임은 사용자에게 재미와 함께 특정한 학습 목표를 달성하기 위한 훈련 또는 교육의 경험을 제공하는 것이다. 본 연구에서는 몰입형 메타버스 플랫폼에서 여러 훈련생과 감독자 들이 서로 실시간 동기화된 자신들의 아바타들 간 협업을 통해 화재 탈출 훈련을 제공하는 기능성 게임을 제안하고 구현하였다. 제작된 시스템 아키텍처는 착용형 동작 센서와 헤드 마운트 디스플레이로 구성되어 메타버스 사이버 공간에서 각 사용자의 의도된 행동을 사용자의 아바타의 동작과 동기화시킨다. 개인화된 착용형 시스템은 사이버 체험 기반의 화재 대피 훈련 시스템에 편리한 사용자 인터페이스와 몰입형 환경을 저렴한 구성 비용으로 제공할 수 있도록 한다. 본 연구의 기능성 게임은 건물의 화재 현장에 대해서만 구현되었으나 제안하는 플랫폼은 공공의 안전을 위한 다양한 재난 상황에 대해 구성을 확장할 수 있다. 본 시스템의 실험 결과를 통하여 제작된 시스템이 화재 탈출에 필요한 능력을 향상시키는 훈련 효과를 검증하였다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제18권4호
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• pp.116-119
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• 2019

User interface/experience and realistic game manipulation play an important role in virtual reality first-person-shooting game. This paper presents an intuitive hands-free interface of gaming interaction scheme for FPS based on user's gesture recognition and VR controller. We focus on conventional interface of VR FPS interaction, and design the player interaction wearing head mounted display with two motion controllers; leap motion to handle low-level physics interaction and VIVE tracker to control movement of the player joints in the VR world. The FPS prototype system shows that the design interface helps to enjoy playing immersive FPS and gives players a new gaming experience.

• ETRI Journal
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• 제45권6호
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• pp.1046-1055
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• 2023

We introduce a display for virtual-reality (VR) fire training. Firefighters prefer to wear and operate a real breathing apparatus while experiencing full visual immersion in a VR fire space. Thus, we used a thin head-mounted display (HMD) with a light field and folded optical system, aiming to both minimize the volume for integration in front of the face into a breathing apparatus and maintain adequate visibility, including a wide viewing angle and resolution similar to that of commercial displays. We developed the optical system testing modules and prototypes of the integrated breathing apparatus. Through iterative testing, the thickness of the output optical module in front of the eyes was reduced from 50 mm to 60 mm to less than 20 mm while maintaining a viewing angle of 103°. In addition, the resolution and image quality degradation of the light field in the display was mitigated. Hence, we obtained a display with a structure consistent with the needs of firefighters in the field. In future work, we will conduct user evaluation regarding fire scene reproducibility by combining immersive VR fire training and real firefighting equipment.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.19-29
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• 2022

Natural user interface (NUI) is used for the natural motion interface without using a specific device or tool like a mouse, keyboards, and pens. Recently, as non-contact sensor-based interaction technologies for recognizing human motion, gestures, voice, and gaze have been actively studied, an environment has been prepared that can provide more diverse contents based on various interaction methods compared to existing methods. However, as the number of sensors device is rapidly increasing, the system using a lot of sensors can suffer from a lack of computational resources. To address this problem, we proposed a real-time multi-device control system for natural interactive platform. In the proposed system, we classified two types of devices as the HC devices such as high-end commercial sensor and the LC devices such astraditional monitoring sensor with low-cost. we adopt each device manager to control efficiently. we demonstrate a proposed system works properly with user behavior such as gestures, motions, gazes, and voices.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.1-10
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• 2018

본 연구는 비대칭 가상현실 환경에 존재하는 HMD 사용자와 Non-HMD 사용자 모두에게 향상된 현존감을 제공하기 위하여 사용자의 체험 환경에 최적화된 몰입형 상호작용을 제안한다. 제안하는 몰입형 상호작용의 핵심은 HMD 사용자와 Non-HMD 사용자 사이의 비대칭 환경의 차이를 구분하여 사용자에게 최적화된 상호작용을 제시하는 것이다. 그리고 사용자 각각에게 주어지는 비대칭 가상현실 환경에서 향상된 몰입을 제공하여 현존감을 높이기 위하여 HMD 사용자에게는 공간의 몰입을 향상시키는 걷기 상호작용을, Non-HMD 사용자에게는 직접적인 조작을 통해 상황을 전체적으로 이해하고 관리함으로써 몰입을 향상시키는 손 기반 인터페이스를 설계한다. 마지막으로 몰입형 상호작용을 통해 모든 사용자가 향상된 현존감을 제공받으면서 동시에 각각의 체험에 환경에 특화된 경험을 하였음을 설문실험을 통해 검증한다. 이러한 과정들을 통하여 제안한 상호작용이 비대칭 가상현실에서 Non-HMD 사용자도 보조자가 아닌 참가자로써 HMD 사용자와 함께 몰입할 수 있음을 확인한다.

• 한국실천공학교육학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.40-44
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• 2013

본 연구에서는 학습자가 가상공간 내에서 교육 컨텐츠를 자연스럽게 조작할 수 있는 멀티모달 인터페이스 제어모듈을 제시한다. 제안하는 모듈은 사용자가 가상공간과 인터랙션을 할 때 사용자의 모션을 인식하고 인식된 정보를 무선통신을 통하여 가상공간으로 전달한다. 제안하는 입력장치는 햅틱 액츄에이터를 탑재하고 있어 교육 컨텐츠와 사용자의 인터랙션에 따른 햅틱 감각을 생성하여 사용자가 교육용 컨텐츠들을 쉽게 조작할 수 있게 해 준다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제15권1호
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• pp.27-34
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• 2015

본 논문은 기존 립모션 장비에 홀로그램과 햅틱 장비를 결합함으로써 향상된 몰입감과 사용 용이성을 제공할 수 있는 사용자 인터페이스를 제시한다. 립모션은 사용자 손동작의 물리적 행동이 직접 가상의 화면상에 영향을 주는 장치인데, 화면상의 가상 손모양을 제어해야 한다는 점과 가상환경에서의 영향을 사용자에게 전달할 수 없다는 한계를 가진다. 우리는 홀로그램을 립모션과 결합시켜 사용자로 하여금 실제 손과 가상 화면을 같은 공간에 배치함으로써 몰입감을 향상시킨다. 아울러 사용자의 손에 촉각을 전달할 수 있는 햅틱 장비를 장착하여 감각의 상호 작용을 실현하는 프로타입을 제시한다.