Abstract
In this paper, we propose a physics simulation for augmented reality (AR) billiards content. The characteristics of the physics simulation for the proposed AR billiards content are as follows. First, physical equations are derived by calculating the force and moment of inertia applied to the billiards ball to realize the motion of the billiards ball similar to the real one in the AR environment. Then, we determine the velocity and angular velocity of the virtual billiards ball associated with the rotation of the virtual billiards ball with respect to the impact point. Second, using some vectors such as incidnet vector, normal vector, reflection vector, the trajectory of the virtual billiards ball would be implement. these equations are applied to AR environment so that AR billiards content could be implement. This physics simulation allows users to feel like the real world using a virtual pool table and induce them to interact with the real environment. As a result of the experiment, the accuracy range between the path of the real billiards ball and the path of the virtual billiards ball was calculated to be 97.75% to 99.11%. Therefore, it was determined that the performance of the physics simulation for the AR billiards content proposed in this paper performs similarly to the path of the real billiards ball.
본 논문에서는 증강현실(AR) 당구 콘텐츠를 위한 물리 시뮬레이션을 제안한다. 제안하는 증강현실 당구 콘텐츠에 대한 물리 시뮬레이션의 특징은 다음과 같다. 먼저, 증강현실 환경에서 실제와 비슷한 당구공의 움직임을 구현하기 위해 당구공에 적용되는 힘과 관성모멘트 계산을 하여 물리식을 도출한다. 다음에 타격 지점에 대한 가상 당구공의 회전과 관련된 가상 당구공의 속도와 각속도를 구한다. 다음으로, 가상 당구공의 움직임 궤적이 실제 당구공과 비슷한 움직임을 구현하기 위하여 입사벡터, 법선벡터, 반사벡터 등의 물리식을 도출하게 된다. 이러한 방정식을 증강현실 환경에 적용하여 AR 당구 콘텐츠를 구현할 수 있다. 이러한 물리 시뮬레이션은 사용자가 가상 당구대를 사용하여 실제와 유사함을 느낄 수 있도록 하며 실제 환경과 상호 작용하게 돕는다. 실험 결과 실제 당구공의 경로와 가상 당구공의 경로 사이의 정확도 범위는 97.75%~99.11%로 계산됐다. 따라서 본 논문에서 제안하는 증강현실 당구 콘텐츠에 대한 물리 시뮬레이션의 성능은 실제 당구공의 경로와 유사함을 확인하였다.