• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2003.05a
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• pp.737-740
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• 2003

개인용 컴퓨터의 성능 및 네트워크 속도가 향상됨에 따라 서로 다른 곳에 위치한 다수의 사용자가 동일한 가상 환경을 공유하면서 협업할 수 있도록 해 주는 가상협업환경을 구축하고자 하는 시도가 늘고 있다. 그러나 기존에는 가상협업환경 자체를 구축하기 위한 연구나 단일 시스템에서 사용자와 가상 객체간의 상호작용을 지원해 줄 수 있는 단일 사용자 인터랙션에 관한 연구가 주를 이루었다. 본 논문에서는 가상협업환경을 보다 효율적으로 이용하기 위하여 다수의 사용자가 동일한 가상 환경에서 인터랙션 할 수 있는 방안을 제시하고 있다. 이를 위해 네트워크로 연결된 공유가상 환경에서 한 사용자가 발생시키는 이벤트를 상대방의 가상 환경에서도 반영할 수 있도록 해주는 PC 기반 가상 환경을 구축하였다. 구축된 가상 환경에는 다양한 하이라이트 색을 이용하여 상대방의 행위를 알 수 있는 Awareness 기능 및 동일 가상 객체를 조작하고자 할 때 이를 조정하는 Priority 기능을 포함하고 있다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.11 no.1
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• pp.55-61
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• 2005

본 논문에서는 가상협업환경에서의 텔레프레센스를 제공하기 위하여 실사 기반 사용자 모습을 가상세계에 투영하여 가상객체와 함께 보여주는 사용자 미러링 기법을 제안한다. 가상협업환경 구축 시 널리 이용되는 $CAVE^{TM}-like$ 시스템과 같은 프로젝션 기반 가상환경에서는 스크린으로 투사되는 빛의 변화로 인하여 강건한 사용자 영역 정의가 쉽지 않다. 본 논문에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 적외선 반사 영상을 이용하여 사용자 영역을 정의하고 이 영역의 텍스처 정보를 칼라 카메라 영상을 통해 제공할 수 있도록 하였다. 제안 기법을 이용하면 가상환경 내에 존재하는 사용자를 상대측 가상세계에 미러링 하여 보여줄 수 있으므로 효과적인 텔레프레센스를 제공이 가능하다. 제안된 기법은 이화여자대학교 컴퓨터 그래픽스/가상현실 연구센터에 설치된 $CAVE^{TM}-like$ 시스템 상에서 실험하여 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Emotion and Sensibility Conference
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• 2003.05a
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• pp.70-77
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• 2003

가상환경에서의 실재감을 증대시키는 방법 중에 하나는 상호작용을 이용하는 방법이다. 즉, 사용자가 가상환경에 변화를 줄 수 있게 하여, 사용자와 가상환경 사이의 결속감을 통해, 사용자가 가상환경 속에 있는 듯한 느낌을 주는 것이다. 그러나, Architectural Walkthrough 혹은 Navigation 시스템은 기능적으로 가상객체와에 affordance 와 그 밖의 interactivity cue를 적용하여 사용자로 하여금 시각적으로만 상호작용감을 유발하게 하여, 사용자의 실재감을 높이기 위한 방법에 대한 것이다. 두 개의 가상환경에 대하여 아무런 visual cue가 없는 경우, 텍스트를 이용한 직접 표현 방법, 객체가 simulation 된 trace 그리고 affordance cue 등 총 4가지 방법들, 즉 총 8가지 실험 조합에서 사용자가 느끼는 상호작용성과 실재감을 측정하였는데 interactivity유도를 위한 간접적인 visual cue가 쓰였을 경우 통계적으로 유의하게 상호작용성 및 실재감이 증대하는 결과를 보여주었다. 이는 적은 모델링만의 노력으로, 실제 인터액션에 대한 구현 없이 가상환경에서 어느 정도의 실재감을 높일 수 있는 방법을 제시하고 있다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2006.02a
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• pp.626-631
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• 2006

가상현실 시스템에서의 가장 기본적인 상호작용은 사용자가 원하는 위치와 방향으로 시야를 이동하는 네비게이션이다. 기존의 관련 연구들은 가상환경 네비게이션의 고전적인 문제인 'lost-in-cyberspace'에 대한 명확한 해결책을 제시하지 못하고 있다. 또한, 직관적이고 사용방법이 쉬운 상호작용에 대한 연구가 충분히 이루어지지 않았다. 본 논문에서는 증강현실 기반의 감각형 오브젝트를 이용한 네비게이션 인터페이스 시스템과, 사용자의 컨텍스트를 활용한 네비게이션 방법을 제안한다. 테이블의 표면에는 프로젝터를 이용한 후면 영사를 통해 가상환경의 지도와 사용자를 위한 네비게이션 정보가 보여진다. 사용자는 테이블 공간에서 카메라를 이용해 추적되는 감각형 오브젝트를 조작함으로써 가상환경을 네비게이션 할 수 있다. 또한, 사용자의 관심 지역 및 가상공간의 중요 지역 등의 컨텍스트는 사용자의 간단한 오브젝트 조작 정보와 결합되어 이동 경로 생성에 이용된다. 제안된 시스템은 본 연구실에서 제작된 Responsive Multimedia System (RMS) 의 인터페이스 시스템으로 연동되어 실험을 수행하였다. 제안된 시스템 및 네비게이션 기법은 사용자에게 전체 가상환경에 대한 인지력을 향상시키고, 직관적인 인터페이스를 제공하며, 최소한의 조작으로 만족스러운 네비게이션을 제공한다.

• Journal of KIISE:Software and Applications
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• v.28 no.4
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• pp.327-337
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• 2001

이 논문에서 제시된 2D Map-Based Navigation (MBN)은 다중 사용자 환경의 가상공간을 이동할 때, 실세계와 유사한 이동방법을 제공하여 사용자로 하여금 가상공간에 대한 현장감 및 현실감의 제고에 초점을 두었다. MBN은 사용자들이 가상공간에서 발생하기 쉬운 spatial loss를 방지하고, 이동 시 부가적인 입력이 없이도 일정한 속도로 이동을 지원하는 Automatic Constant-velocity Navigation, 이동중 장애물 및 다른 사용자(아바타)와의 충돌현상을 감지 및 회피하는 Collision Detection and Avoidance, 그리고 충돌회피 후 기존 방향으로의 계속된 이동을 지원하는 Path Adjustment 등의 기능을 제공한다. MBN은 spatial loss의 방지, 사용자의 부가적인 노력의 감소 및 병행작업의 보장, 현실과 유사한 사용자 중심의 navigation 기법의 제공, 그리고 가상공간과 현실과의 괴리를 줄임으로써 가상현실이 추구하는 현실감 및 현장감을 높일 수 있도록 하였다. 실험을 통하여 본 연구에서 제안한 MBN이 사용자 중심의 매우 자연스럽소, 쉽고 편리한 가상공간 navigation 인터페이사라는 평가를 얻었다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2006.02a
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• pp.219-224
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• 2006

3 차원 입력 장치는 키보드나 마우스 같은 일반적인 입력 장치로는 받아 들이기 어려운 3 차원 입력을 사용자로부터 간편하고 직관적인 방법으로 받아들일 수 있다는 측면에서 활발히 연구 및 사용되고 있다. 또한 햅틱 장치는 가상 물체의 조작에 따른 시각적인 피드백 외에 가상 물체의 느낌을 피드백 힘을 통해 사용자에게 전달해 줌으로써 컴퓨터와 사용자간의 상호 작용에 큰 도움을 준다. 본 논문은 햅틱 피드백이 적용된 실시간 가변형 모델과 효과적인 3 차원 입력에 대한 기반 연구를 하고자 한다. 그리고 이에 대한 한 가지 사례로써 햅틱 장치를 이용한 가상 판화 시스템을 제작 한다. 가상 판화 시스템은 시각 처리 부분과 촉각 처리 부분, 그리고 사용자의 3 차원 입력을 돕는 인터페이스 부분으로 구성되어 있다. 시각 처리 부분은 3 차원 공간 상에서 사용자의 조각에 따른 판화 표면의 변형을 처리하며 촉각 처리 부분은 실제 판화를 제작할 때 느끼는 촉각을 햅틱 인터페이스를 이용하여 사용자에게 전달한다. 이를 위해 먼저 시각 처리 부분에서는 NURBS 기반의 자유 형상 변형 (FFD)기법을 이용하였는데 가상 조각도에 의한 물체 표면의 지역적인 변형을 구현하기 위해 조각도가 닿는 부분에 대해 기조 격자점 (control point)을 증가시켜 원하는 부분에 대한 지역적인 변화를 용이하도록 하였고 다음으로 촉각 처리 부분에서는 S-chain 모델을 이용하였는데 S-chain 모델을 객체 전체에 적용하지 않고 접촉이 일어날 경우 그 접촉점을 기준으로 S-chain 모델을 지역적으로 적용하는 방법을 고안하여 실제 구현에 이용하였다. 인터페이스 적인 측면에서 사용자의 3 차원 입력장치를 통한 인터렉션은 사용자로 하여금 보다 자유로운 입력을 허용하지만 이에 따른 깊이 지각 문제를 발생시킨다. 이러한 문제를 최소화 시키고 사용자의 깊이 지각을 강화시키기 위해 사용자에게 제공되는 시각적 자극을 변형시키고 다양한 정보를 제공하도록 하였다. 가상 판화 시스템은 가상 환경에서 사용자의 조작에 따른 다양한 결과물을 제작 및 출력해 볼 수 있도록 해준다. 또한 가상 환경에서 이러한 기반을 제공함으로써 가상 환경의 장점인 복사, 이동 및 영구 보존 특성을 동시에 얻을 수 있다. 본 논문은 이러한 작업을 위한 기반 기술로써 햅틱 및 가변형 모델, 3 차원 입력 장치에 대한 시각적 인터페이스에 대해 다루고 이 기반 기술을 바탕으로한 가상 판화 시스템의 구현에 대하여 논하고자 한다.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.18 no.3
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• pp.11-18
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• 2018

To interact with a virtual object in immersive virtual environment, the target object should be selected quickly and accurately. Conventional 3D ray casting method using a direction of user's hand or head allows the user to select an object quickly. However, accuracy problem occurs when selecting an object using conventional methods among occlusion of objects. In this paper, we propose a region of interest based selection method that enables to select an object among occlusion of objects using a combination of gaze tracking and hand gesture recognition. When a user looks at a group of occlusion of objects, the proposed method recognizes user's gaze input, and then region of interest is set by gaze input. If the user wants to select an object among them, the user gives an activation hand gesture. Then, the proposed system relocates and visualizes all objects on a virtual active window. The user can select an object by a selecting hand gesture. Our experiment verified that the user can select an object correctly and accurately.

• Proceedings of the Korean Society for Emotion and Sensibility Conference
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• 1997.11a
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• pp.123-128
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• 1997

가상현실(Virtual Reality)의 응용분야는 지금까지의 연구성과로 인하여 연구와 활용분야가 다양해지고 있을 뿐만 아니라 지금도 많은 연구가 활발히 진행 중에 있다. 그러나 통신의 발달로 인해 네트워크 사용이 생활화됨으로써 더이상 VRML(Virtual Reality Modeling Language) 이 Netscape Navigator Microsoft Internet Explorer같은 웹 브라우져상에서 단순한 3차원 오브젝트만을 보여주는 시기는 지났다. 사용자들은 3차원 오브젝트를 사용해서 공간적, 지역적으로 멀리 떨어져있는 상대방과의 실시간 대화는 물론 상대방의 행위를 보고 그에 대한 자신의 행위를 보여중으로써 현실감을 느끼고 싶어한다. 더욱이 가까운 미래에 수많은 사용자들은 3D를 기반으로 자신을 분신인 아바타를 사용하여 하나의 가상세계를 공유하고 가상 이벤트를 사용하여 하나의 가상세계를 공유하고 가상 이벤트에 참석을 하게 될 것이다. 이러한 종류의 어플리케이션을 제공하기 위해서는 3D그래픽스처리와 사용자 인터페이스 및 네트워크 환경을 제공해야만 한다. 이에 본 논문에서는 기존의 다중사용자용 VRML브라우저중의 하나인 OZ Virtual의 여러가지 비능에 대해서 살펴보고, VRML이 어떻게 대화식, 분산, 다중사용자 가상 세계에 적합하게 확장될 수 있는지를 두중사용자용 VRML시스템의 구조를 통해서 증명해 본다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2007.02a
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• pp.915-919
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• 2007

가상현실은 컴퓨터를 이용하여 만들어진 가상의 환경에서 사용자가 오감을 통해 현실과 유사한 느낌을 경험할 수 있도록 해주는 기술이다. 햅틱 인터페이스는 사용자가 촉각으로 가상 환경과 상호 작용을 할 수 있도록 해주는 기술로서 사용자가 가상 물체를 실제로 만지는 듯한 착각을 불러 일으켜 보다 현실에 가까운 가상 경험을 할 수 있도록 도와준다. 본 논문에서는 다양한 용도로 사용할 수 있는 3차원 햅틱 인터페이스 장치를 설계 및 제작하고, 순발력 재활훈련의 목적으로 가상공간을 시각적으로 보여주는 입체영상 시스템과 연동하여 일부 제한적인 기능을 갖는 가상 테니스 연습 시스템을 구현하였다. 이때 가상 공과 가상 라켓의 간단한 충돌 모델과 햅틱 렌더링을 통하여 가상 공을 칠 때 사용자가 라켓으로 느끼는 충격과 반력을 제작한 3차원 햅틱 인터페이스 장치를 통하여 느낄 수 있도록 하였다. 구현된 시스템의 실험을 통하여 공과 라켓에서 충돌이 일어났을 때의 느낌을 사용자에게 전달할 수 있었으며, 완벽하지는 않지만 공과 라켓의 충돌 후 공의 나가는 방향과 속도가 실제와 유사함을 확인하였다.

• Journal of KIISE:Information Networking
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• v.28 no.1
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• pp.154-163
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• 2001

인터넷으로 연결된 다수의 참여자를 지원하는 대규모 분산 가상 환경을 위한 확장성 있는 예측 기반 동시성 제어 방법을 제안한다. 예측 기반 동시성 제어 방식은 낙관적(optimistic) 방식과 같이 참여자들에게 실시간 상호 작용 성능을 제공함과 동시에 비관적(pesimistic)방식과 같이 잠금 허가를 받은 사용자에게만 객체 조작을 허용하므로 충돌을 확실히 방지할 수 있다. 본 논문에서는 사용자 수의 증가에 따른 확장성 있는 예측 알고리즘을 위하여 객체 중심 다중 전송그룹을 도입했다. 객체에 관심있는 객체주변의 사용자들만 객체에 할당된 다중 전송 그룹에 소유권 요청 메시지로서의 참여 메시지를 보냄으로써 소유자 후부가 된다. 현재 소유자는 소유자 후보들 중 다음 소유자를 예측한다. 가상 영역내의 모든 사용자 대신 객체의 할당된 다중 전송 그룹에 소유권 요청 메시지로서의 참여 메시를 보냄으로써 소유자 후보가 된다. 현재 소유자는 소유자 후보들 중 다음 소유자를 예측한다. 가상 영역내의 모든 사용자 대신 객체의 다중 전송 그룹에 참여하고 있는 사용자로부터만 소유권 요청 메시지를 받으므로 소유자가 받는 메시지 수는 가상환경의 전체 사용자의 수에 관계없이 상수값을 갖는다. 이는 소유자의 소유권 요청메세지 처리 시간을 줄여 보다 더 정확한 예측을 하고 사용자의 객체 조작 시간 전에 소유권이 전달되도록한다. 제안한 예측 알고리즘은 라이브러리로 구현되어 기존의 가상 환경 시스템에 적용되었고 실험을 통해 제안한 알고리즘이 대규모 가상 환경에서 갖는 효율성과 확장성을 증명한다.