본 논문에서는 혼합현실 기술과 관련된 국내 외의 최근 연구개발 동향과 사례들을 살펴보고, 사용된 기술내용과 기술적 한계 극복을 위한 발전 방향을 논한다. 혼합현실 기술은 실 세계와 가상 세계를 실시간으로 혼합하여 사용자에게 제공함으로써 정보 사용의 효율성과 효과성을 극대화하는 기술이며, 이는 향후 IT 기술 전분야의 발전과 변화에 많은 영향을 줄 '주목해야 할 기술'이다. 혼합현실 기술이 사용자들에게 쉽게 받아들여지고, 보다 적극적으로 널리 활용되기 위해서는 HMD(Head Mount Display), 트래킹 시스템, 실시간 랜더링 및 정합 등 기술적 한계의 극복과 혼합현실에 특화된 사용자 상호작용 기술 개발 및 응용 서비스 창출 그리고 사회적인 용인 한계의 극복 등이 요구된다.

영화나 애니메이션의 초기 제작 단계에서 스토리보드는 줄거리를 시각적으로 설명하기 위해 사용된다. 스토리 보드는 스토리의 텍스트 뿐 아니라 사람과 사물의 배치, 카메라 위치 등의 설정을 위해 그림이나 사진을 사용되기도 한다. 본 논문에서는 스토리보드 제작을 용이하게 그리고 직관적이 되도록 하기 위하여 증강현실 기반의 스토리보드 시스템을 제안한다. 본 시스템을 사용하면 경험이 없는 사용자라도 미리 만들어진 3차원 모델을 사용하여 사용자 자신의 실제 환경에서 모델들을 배치하고 애니메이션을 실행시킬 뿐 아니라 카메라의 위치와 방향까지도 제어할 수 있다.

본 논문은 증강현실 기반 제품 디자인환경에서 전자 제품의 프로토타이핑 (prototyping)을 제작을 위한 저작 도구를 제안한다. 이 저작도구는 하드웨어에 관한 전문적인 지식이 없는 일반 저작자를 위한 것이다. 제안된 저작도구는 시/청/촉각 피드백 각각에 대한 저작을 동일 플랫폼에서 할 수 있는 환경을 제공하여 실질적인 제품 디자인이 가능하게 한다. 뿐만 아니라 모듈 각각에 대한 추상화된 속성 명시파일을 통해 사용자 인터페이스 재구성이 가능하여 특정 플랫폼에 독립적 구조가 가능하고 잦은 하드웨어 변경에 유연하게 대처할 수 있도록 한다. 마지막으로 제안된 사용자 인터페이스는 GUI 및 TUI 기반 저작 방법의 장점을 취합하여 GUI를 이용한 정밀한 조작과 TUI를 이용한 직관적인 저작이 가능하도록 한다. 제안된 저작 방법들은 전자 제품 프로토타이핑 저작뿐만 아니라 다감각 피드백을 사용할 수 있는 전시, 에듀테인먼트 콘텐츠와 같은 증강현실 응용프로그램의 저작의 경우에도 응용될 수 있다. 향후 연구로써 제안된 저작도구의 정량/정성적인 사용성 평가가 수행되어야 한다.

게임 문화는 오프라인에서 온라인으로 중심축이 급격하게 바뀌었다. 급격한 변화는 온라인 게임의 발전으로 이어졌지만 게임 문화의 획일화를 불러 일으켰다. 이러한 게임 문화는 유저의 피로회복 및 스트레스 해소에 도움이 되지 못한 채 유저들에게 게임중독, 강박감, 편집증, 체력저하를 심어주고 있다. 그러나 몇 해 전부터 보드게임 붐이 일면서 보드게임카페를 통해 보드게임이 활발히 보급되었다. 보드게임을 통해 유저들은 과거의 추억과 사람사이의 유대감을 다시금 불러일으키게 되었고, 흥행 타이틀을 중심으로 저변이 확대되고 있다. 하지만 보드게임에 대한 유저들의 지식 부족과 한정된 타이틀 수, 부담스러운 타이틀 가격은 보드게임의 저변확대에 걸림돌이 되고 있다. 본 논문은 이 문제를 해결하기 위해 증강현실을 사용하여 보드게임과 온라인 게임의 장점을 융합하고 단점을 보완할 수 있는 증강현실 기반의 가이스터 게임을 제안한다. 이 게임은 보드게임 가이스터를 다양한 AR(Augmented Reality) 환경에서 구현하였다.

본 논문에서는 HMD 기반의 증강현실(Augmented Reality) 응용을 위한 인터페이스로 핸드폰이나 PDA 등의 모바일 장치를 사용하는 것을 제안한다. 최근 모바일 장치는 사람들 대부분이 가지고 있고, 이를 가지고 영화를 보고 인터넷을 하는 등 생활의 필수품으로 자리 잡아 가고 있어서 사용자에게 익숙한 인터페이스 기기이다. 또한, 기술의 발전으로 모바일 장치의 성능이 높아지고 있으며 프로그래밍도 가능하여 사용자에게 익숙한 인터페이스 장치로 사용하기에 적합하다. 더욱이 모바일 장치의 화면은 다양한 마커의 디스플레이를 통하여 가변 마커의 효과를 낼 수 있기 때문에 다양한 증강현실이 가능하여 모바일 장치는 사용자에게 익숙한 증강현실 인터페이스로 적합하다. 본 논문에서는 모바일 장치를 HMD 기반의 증강현실 인터페이스로 구성하는 방법을 제안하고 데모를 통해 이의 효용성을 보인다.

본 논문은 두 대의 카메라로부터 들어온 영상을 보여주는 see-through 장치의 사용 환경하에서 일반적인 사용자도 쉽고 편리하게 컴퓨터 시스템 또는 여러 프로세스들을 제어할 수 있는 사용자 인터페이스를 제안한다. 이를 위해 AR기술을 접목하여 영상이 보이는 화면에 가상의 버튼들을 합성하였으며, 화면상에 보이는 손의 위치를 추적하여 손가락에 의한 버튼의 선택 유무를 판단하고 각 상황에 따른 버튼의 색상 변경을 통해 결과를 나타내었다. 사용자는 단순히 화면을 보며 공중에서 손가락을 움직여 버튼을 선택함으로써 관련 작업을 수행 할 수 있다.

본 논문은 프로젝터를 이용한 색상 및 기하 보정기술과 영상완성(image completion)기술을 결합하여 감소현실(diminished reality, DR)을 체험 할 수 있는 시스템을 제안한다. 감소현실은 증강현실(augmented reality)과 반대되는 개념으로 실세계에 존재하는 불필요한 객체 혹은 정보를 가상으로 은닉함으로써 사용자에게 시각적 편의를 제공하는 기술이다. 기존에 데스크탑 혹은 HMD 기반의 감소현실 기술은 개발된 사례가 있으나, 프로젝션 기반의 감소현실 기술에 대한 개발 사례는 없었다. 최근 고화질, 경량의 프로젝터의 일반화와 함께 프로젝션 기반 디스플레이의 응용분야가 크게 증가하고 있음을 감안해 볼 때, 프로젝션 기반의 감소현실 기술에 대한 요구는 크게 증가할 것이다. 본 논문에서는 프로젝션 기반의 감소현실을 구현하기 위한 기술적 과제들을 해결하고 그 응용사례를 제시함으로써 프로젝션 기반의 감소현실 시스템의 필요성 및 가능성을 제시하고자 한다.