최근 3D 가상환경에서 아바타를 활용한 분야가 많은 관심을 받고 있으며, 아바타를 이용함으로써 사람들의 흥미를 효과적으로 이끌어 낼 수 있는 장점을 가진다. 현재 이러한 아바타의 행위를 생성하고 제어하기 위해 모션캡쳐 장비를 이용하거나 3D MAX와 같은 전문 그래픽 편집툴, 혹은 자체 개발된 특정 어플리케이션등을 사용하고 있다. 그러나 이와 같은 기존 환경은 비용이 많이 들거나 생성된 아바타 행위의 활용이 특정 어플리케이션 환경에 국한되어 재사용이 어려운 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 기존의 문제점을 해결하기 위해 다양한 도메인 환경에서 필요로 하는 작업레벨의 아바타 행위를 생성, 제어할 수 있는 3D 아바타 행위 편집기를 제안하고자 한다. 본 편집기를 통해서 사용자는 아바타 객체를 직접 조작하여 원하는 작업레벨 행위를 생성하고, 생성된 행위는 표준 아바타형식인 H-anim을 지원하는 XML 스크립트로 저장되어 모든 애플리케이션에서 제약 없이 사용할 수 있다. 또한 저장된 스크립트의 간단한 파라미터 조작만으로 새로운 행위를 생성할 수 있으므로 스크립트의 재사용이라는 측면에서 효과적이다.
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.
가상환경에서의 실시간 캐릭터 애니메이션은 컴퓨터 게임 및 가상현실 분야에서 중요한 문제이다. 최근에는 캐릭터 애니메이션의 사실성을 높이기 위해 대규모 동작 캡쳐 데이터를 활용하고 있다. 그러나 거대하고 복잡한 가상환경을 만들기 위해서는 현실 환경에서 동작을 캡쳐하고 이를 넓은 가상환경에 적용해야하는 어려움이 따른다. 본 논문에서는 애니메이션 캐릭터가 몇 가지 빌딩 블록(building block)들로 건설된 넓은 가상공간에서 자유롭게 활동하게 하는 새로운 방법을 제안한다. 빌딩 블록들은 반복적인 형태로 배열되어 더 큰 환경을 생성할 수 있다. 우리는 이러한 각각의 블록들을 모션 패치(motion patch)라고 부른다. 모션 패치는 해당블록 내부에서 캐릭터가 수행할 수 있는 동작들에 대한 정보를 가지고 있다. 우리는 다수의 캐릭터가 방대하고 복잡한 가상환경 속에서 실시간으로 애니메이션되고 제어되는 예제들을 통해 이 논문에서 제시하는 방법이 다양한 목적에 유용하게 사용될 수 있음을 보인다.
실감형 미디어를 구성하기 위해서는 다시점 영상 또는 비디오들로 구성된 대용량의 콘텐츠가 필수적이다. 이러한 콘텐츠는 다량의 카메라들을 목적에 따라 배치하여 획득하므로 영상 구성의 복잡성과 콘텐츠의 크기가 급격히 커진다는 문제점을 갖고 있다. 3D 미디어 환경에서 카메라의 개수를 최소화하면서도 목적에 맞게 다양한 시점을 제공할 수 있는 가상시점 영상 생성은 핵심적인 기술이다. 본 기고문에서는 다시점 영상과 비디오로부터 학습 기반의 가상 시점 영상 생성 연구들에 대해 체계적인 조사를 통해 그 결과를 다음과 같이 제시한다. 첫째, 가상 시점 영상 생성에 대한 배경 개념을 정의한다. 둘째, 제안하는 분류 방식에 따라 기존의 제안된 방법들을 상세하게 분석한다. 셋째, 가상 시점 영상 생성에 주로 사용되는 관련 데이터셋을 조사한다. 마지막으로는 각 연구들이 갖고 있는 특징들을 분석하고, 정량적, 정성적 평가 결과를 비교한다.
최근, 증강현실(AR) 기술은 국방, 의료, 교육, 엔터테인먼트 등 다양한 분야에서 널리 이용되고 있고, 증강현실 환경에서 사용자는 가상의 객체를 생성할 수 있을 뿐 아니라 가상 객체와 사용자 간의 상호작용도 가능하다. 이러한 증강현실 분야에서는 사용자의 특정 행동에 대한 미리 지정된 가상 객체의 반응에 대한 상호작용 모델에 대한 연구가 주로 이루어지고 있다. 인공지능과 결합된 미래의 증강현실 환경을 생성 및 상호작용을 위해서는 생성된 가상의 객체 간 자동적으로 상호작용하는 모델에 대한 기법이 필요한 상황이다. 본 논문에서는 양자 컴퓨팅에서 사용자하고 있는 양자 얽힘, 중첩 현상을 기반으로 하여 증강현실 환경에서 가상의 객체에 대한 상호작용 모델을 제시하고자 한다. 예를 들면, 증강현실 사용자의 의해 즉각적으로 생성된 객체가 기존 객체들과의 어떻게 상호작용 할 수 있고, 각각의 객체의 특성으로 인한 객체수의 증가 및 감소가 사용자의 개입 없이 자동으로 이루어지도록 양자 얽힘과 중첩을 기반으로 한 기법을 제시하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 숲과 관련된 생태계 환경을 증강현실 환경으로 조성하여 가상의 동물들 간 자동으로 변형되는 콘텐츠를 구현하고자 한다.
제스처는 사람들의 의사전달의 자연스러운 수단으로 컴퓨터와 사람의 자연스러운 인터페이슬를 제공할 수 있다. 본 연구에서는 적절한 움직임을 생성하기 위한 명령을 내리기 위하여 손제스터 인식 시스템을 이용하였다. 가상환경에서 아바타의 10가지 기본 동작을 생성하기 위해서 16가지의 제스처를 정의하고, 이 제스처의 인식에 의한 아바타의 움직임을 생성한다.
가상 현실(VR: Virtual Reality) 기술은 대표적인 몰입형 미디어 기술로써, 컴퓨터 등을 통해 인공적으로 만들어낸 실제와 유사한 특정 환경, 상황 혹은 그 기술 자체를 의미한다. VR 기술은 비교적 간단한 장비를 착용한 것만으로 가상 세계에 구현된 모든 공간을 체험할 수 있기 때문에 사용자가 신체적 불편하더라도 손쉽게 유명 관광 명소를 여행할 수 있다. 또한, 실제 작전지역을 가상 세계에 반영함으로써, 가상 세계에서 안전한 군사 훈련이 가능하다. 이와 같은 활용을 가능하게 하기 위해서는 가상 세계의 배경 정보가 실제 세계의 모습과 흡사한 실사 그래픽으로 구성되어야 한다. 그러나 실사 그래픽을 제작하는 것은 제작 난이도가 높고 제작비용이 비싸다는 제한 사항으로 인하여 실사 그래픽을 바탕으로 한 VR 콘텐츠의 수는 부족하다. 이에 본 논문에서는 일반 카메라를 통해서 촬영한 단일 영상 또는 다시점 영상을 통해서 Point Cloud 데이터를 생성하고, 이를 가상 세계의 배경 정보로 활용하기 위한 방법을 제안하고자 한다.
증강현실은 실제환경에 가상물체를 합성하는 기술을 이용하고 여러가지 상황정보를 반영하여 가상물체가 실제환경에 있는듯한 느낌을 준다. 기존의 연구에서는 주로 가상물체의 좌표계를 실제환경과 일치시킴으로서 사실성을 주고 있다. 하지만 실제 환경의 주변광원이 가상물체에 사실적으로 적용되지 않으면 몰입감이 떨어지게 된다. 본 논문에서는 증강현실에서 가상물체에 실제환경의 상황정보 중 음영정보를 손쉽게 일치시키는 방법을 제안하여 사실성을 증가 시키고자 하였다. 음영효과는 주변광에 의해서 만들어지므로 가상물체를 합성할 위치 주변의 광원을 미러볼을 사용하여 쉽고 간단하게 획득하고 가장물체에 적용될 광원지도를 생성하는 방법을 제안한다. 또한, 본 논문에 소개될 주변광원 정보 획득 및 음영을 적용 방법은 특수장비가 필요없고 실시간으로 처리가 가능하기 때문에 유비쿼터스 환경, 모바일 환경 등 폭 넓게 적용될 수 있다.
최근 유 무선 통신 기술이 발전하고 소규모 장치의 개발 기술이 향상되면서 퍼베이시브 컴퓨팅 환경에 대한 관심이 높아지고 있다. 퍼베이시브 컴퓨팅 환경에서는 다양한 생활용품에 장착 가능한 소규모 장치와 센서 등을 사용한다. 소규모 장치와 센서들은 다양한 기기로 구성되어 있기 때문에 개발 환경과 실행 환경의 호환성이 낮은 문제점을 가지고 있다. 이는 가상기계 플랫폼을 적용하여 해결할 수 있다. 기존에 개발된 가상기계는 규모가 크고 높은 컴퓨팅 파워를 요구하기 때문에 퍼베이시브 환경에는 사용할 수 없다. 그러므로 퍼베이시브 환경에 적합한 가상기계의 어셈블러가 필요하다. 본 논문에서는 임베디드 시스템을 위한 가상기계인 EVM의 어셈블러를 수정하여 퍼베이시브 컴퓨팅 환경에 적합한 어셈블러를 설계하고 구현한다. 적은 리소스만을 제공하는 소규모 가상기계에 적합하도록 EVM의 객체 지향 특성과 불필요한 명령어를 제거한다. 수정된 새로운 가상기계 플랫폼을 위한 어셈블러를 통해서 가상기계에서 실행 가능한 실행 파일 포맷을 생성할 수 있다.
본 논문에서는 가상화 기술 기반의 가상 컴퓨팅 환경에서 가상 디스크의 내 외부적 결함에 의한 가상 머신 생성 실패 감지 및 원인 분석 기능을 제공하는 도구 (VMBootFailMonitor)를 제시한다. 또한, 본 논문에서는 이러한 가상 디스크 결함으로 초래되는 가상 머신 생성 실패 및 실패 원인의 사례를 제공하며, Xen 기반의 가상화된 시스템 상에서 이를 분석하는 도구의 설계와 일련의 결함 분석 방법을 제공한다. 특히, VMBootFailMonitor는 가상 디스크 분석 모듈, 가상화된 시스템 분석 모듈 및 시스템 로그 분석 모듈을 기반으로 VM 생성 실패에 대한 원인 분석 결과를 제공한다. 그리고 본 논문에서는 가상 머신 운영체제의 정상 부트 시간과 본 논문에서 제시하는 도구를 통한 부트 실패 감지의 시간적 측면에서의 비교 결과를 제공한다. 본 실험 결과, 정상 가상 디스크 기반의 가상 머신 부트 완료 시간 (8~16초) 보다 짧은 3~6초대의 가상 머신 부트 실패 및 가상 디스크 오류 감지 결과를 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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