원격 및 가상환경에서 사용자의 동작에 따른 3D 모델을 제공하기 위해 light detection and range (LiDAR)로 측정된 3D point cloud로 사용자의 3D 모델이 생성되어 원격 및 가상환경에 사용자의 모습이 제공된다. 하지만 3D 모델을 생성하기 위해서는 사용자의 신체 전부가 측정된 3D point cloud가 필요하다. 사용자의 신체 전체를 측정하기 위해서는 적어도 두 개 이상의 LiDAR가 필요하다. 두 개 이상의 LiDAR을 사용할 경우에는 LiDAR을 사용할 공간과 LiDAR를 구비하기 위한 비용이 발생한다. 단일 LiDAR로 3D 모델을 생성하는 방법이 요구된다. 본 논문에서는 단일 LiDAR에서 측정된 3D point cloud를 이용하여 3D 모델을 생성하는 방법이 제안된다. End-to-End 기반 Convolutional Neural Network (CNN) 모델로 측정된 3D point cloud를 분석하여 사용자의 체형과 자세를 예측하도록 학습한다. 기본자세를 취하는 동안 수집된 3D point cloud로 기본이 되는 사용자의 3D 모델을 생성한다. 학습된 CNN 모델을 통하여 측정된 3D point cloud로 사용자의 자세를 예측하여 기본이 되는 3D 모델을 수정하여 3D 모델을 제공한다.
새롭게 표준화된 멀티미디어 동영상 파일 포맷인 MPEG-4에는 자연영상과 소리뿐만 아니라 합성된 그래픽과 소리를 포함하고 있다. 특히 화상회의나 가상환경의 아바타를 구성하기 위한 모델링과 에니메이션을 위한 FDP, FAP에 대한 표준안을 포함하고 있다. 본 논문은 MPEG-4에서 정의한 FDP와 FAP를 이용하여 화상회의나 가상환경의 아바타로 자연스럽고 현실감 있게 사용할 수 있는 얼굴 모델 생성을 위해서 보다 정교한 일반모델을 사용하고, 이에 근육 모델을 사용하여 보다 정밀한 표정 생성을 위해서 임의의 위치에 근육을 생성 할 수 있도록 근육 편집기를 작성하여, 표정 에니메이션을 수행할 수 있도록 에니메이션 편집 프로그램을 구현하였다.
최근 모든 공간에서 컴퓨터를 사용할 수 있게 되는 퍼베이시브 컴퓨팅 환경에 대한 관심이 급증하고 있다. 이러한 퍼베이시브 컴퓨팅 환경을 실현하기 위해 실행 환경의 호환성이 요구된다. 이를 해결하기 위해서는 다양한 가상기계들이 필요하다. 그러나 기존의 비교적 큰 임베디드 시스템을 위한 가상 기계는 퍼베이시브 컴퓨팅 환경에서 사용하는 작은 기기에 적합하지 않으며, 소규모 장치에 내장하기 어렵기 때문에 퍼베이시브 컴퓨팅 환경에 맞는 새로운 가상기계 플랫폼이 필요하다. 본 논문에서는 임베디드 시스템을 위한 가상기계에 사용되는 디스어셈블러를 개선하여 퍼베이시브 컴퓨팅 환경에 맞는 가상기계를 위한 디스어셈블러를 설계하고 구현한다. 소규모 가상기계에 적합하도록 EVM의 객체 지향 특성을 제고하고 불필요한 명령어의 축약, 실행 파일에서 메타데이터를 제거한다. 이러한 수정된 새로운 가상기계를 위한 디스어셈블러를 통해서 SIL 명령어 바이트 스트림을 완전한 형태의 문자열로 변환하고, EFF의 메타데이터를 SAF 형식으로 생성한다.
가상현실 시스템에서 체험자가 현실과 같은 몰입을 느끼기 위해서는 하드웨어를 통한 가상환경 구축과 체험자와의 상호작용이 중요하다. 본 논문에서는 위치 추적 시스템(Motion Tracking System), Wand(3D Mouse) 및 HoloPoint 등 다양한 VR 인터페이스를 통해 체험자의 움직임, 위치, 동작을 인식하고 대형 멀티 디스플레이 시스템을 통해 입체영상을 제공하는 가상환경을 구축하고 체험자가 원하는 정보를 상호작용(Interaction)으로 제공할 수 있는 가상 캠퍼스 안내 시스템을 구현하고자 한다. 가상 캠퍼스 구축은 캠퍼스의 지형, 건물 및 구조물들의 정확한 형상을 얻기 위해 3D 스캐너를 이용하였고 획득된 데이터는 일련의 과정들을 거쳐 3D 모델로 생성된다. 이렇게 생성된 모델을 재배치 및 최적화하기 위해 모델링 소프트웨어를 사용하였다. 구축된 가상 캠퍼스와 위치 추적 시스템 및 Wand의 연동을 위해 VR 프로그래밍 하여 체험자의 움직임 및 동작을 콘텐츠에 그대로 적용시켰다. 여기에 키오스크 유형의 HoloPoint를 이용하여 체험자의 손동작으로 상호작용하는 안내시스템도 구축하였다. 상호작용 가능한 가상캠퍼스 안내 시스템은 가상현실 시스템 구축에 대한 또 다른 방법과 활용 예를 제시함으로써 가상전시관 및 가상체험관 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
저 사양 HMD(Head Mounted Display)를 사용하는 가상 환경 네비게이션 시스템은 true-color 이미지를 제한 된 색으로 표현 할 때 이미지를 양자화 해야 한다. 그러한 시스템은 고정된 팔래트를 이용하여 전체적으로 이미지를 양자화하고 사용자에게 주로 이미지의 일부분(시선영역)을 보여준다. 인간의 눈은 시선영역의 색변화에 민감하고 HMD를 통해 이미지의 일부분만을 보기 때문에 시선영역의 색 만을 고려하여 동적으로 팔래트를 생성하고 이을 이용하여 이미지를 양자화 한다면 사용자는 가상 환경을 보다 생동감 있게 느낄 수 있다. 본 논문에서는 사용자가 가상환경을 보다 생동감 있게 느끼게 하기 위한 동적 팔래트의 생성속도 개서 방안을 제안하고 제안 방법을 이용하여 가상환경 네비게이션 시스템을 구성하였다. 네비게이션 시스템은 사용자의 시선영역이 변할 때 마다 팔래트를 생성하고 이미지를 양자화 하여 HMD를 통해 사용자에게 양자화된 이미지를 보여준다. 본 논문에서는 제안 방법을 이용한 시스템의 선호도를 조사 하였으며 대부분의 사용자가 제안 방법을 이용한 시스템을 선호 하였다.
게임이나 가상현실에서 캐릭터의 보행 동작의 움직임은 일정한 동작만을 생성하여 가상공간에 표현한다. 지형이나 다른 주변 환경에 의한 적응적인 동작을 실시간으로 자동 생성하는데 있어서 자연스러운 동작을 표현하기에는 매우 어려움이 따른다. 본 논문에서는 지질에 따른 캐릭터의 걷기 동작을 생성하는 방법에 대해 제안한다. 우선 캐릭터의 기본 걷기 동작 생성은 inverse kinematics방법을 적용하고, 지형 성질을 분석하여 이를 캐릭터의 걷기 동작 생성하는데 적용한다.
자바가상기계는 기계독립적인 바이트코드, 즉 자바 컴파일러가 자바 원천코드로 생성한 클래스 파일의 정보를 읽어 응용 프로그램을 실행한다. 클래스 파일의 내부정보는 동적인 클래스 적재를 지원하기 위한 각종 심볼명과 클래스, 상수, 필드, 메소드 등으로 구성되어 있으며 여러 가지 링크 정보와 디버깅 정보로 인해 메모리 낭비와 클래스 파일에 대한 정보를 접근하는데 비효율적인 요소가 많다. 이런 이유로 인해 메모리 사용에 제한을 받는 내장형 시스템 환경에서 동작하는 자바가상기계에서 클래스 파일을 그대로 이용하기에는 적합하지 않다. 따라서 클래스 파일을 다른 새로운 형태인 클래스 이미지 파일로 변환이 요구되는데 이를 지원하는 자바가 상기계로 simpleRTJ와 leJOS등이 있다. 클래스 이미지 파일의 지원은 내장형 시스템에서 동작하는 자바가상기계의 메모리 절감과 함께 클래스 정보의 접근 효율성을 높이는데 있다. 본 논문에서는 simpleRTJ 및 leJOS의 클래스 이미지 파일을 분석한 후 자바가상기계의 메모리 절감과 접근의 효율을 높여주기 위한 목적에 의해 클래스 이미지 파일을 생성하는 응용 프로그램인 cls2bin 이라는 클래스 이미지 변환기로 생성한 이미지 파일과 비교하여 cls2bin이 생성한 클래스 이미지 파일이 얼마만큼의 효과를 가지는지에 대해 검증해 보고자 한다.
메타버스 환경에서 주인공이 될 아바타의 생성과 관련하여 몰입도와 프라이버시 사이에서 detail을 조절을 통하여 상황과 위치에 따라 자동으로 아바타의 형상이 결정되는 시스템을 설계한다. 본 연구에서는 metaverse환경의 다양한 가상환경에서 몰입도를 조절하기 위한 방안으로 원객체를 얼마나 자세하게 표현하는가에 따라 몰입도가 결정된다는 가설을 도출하고, 서비스 형태와 가상공간에서의 아바타의 활용 행태에 따라 아바타의 표출정보를 적응적으로 조절할 수 있는 연구를 수행한다.
본 연구는 스케치기반의 인터페이슬 통해 큐빅스플라인 곡선을 자동으로 생성하는 방법을 제시한다. 또한 탐색항해에서 많이 발생하는 이동중 관심영역으로의 뷰포인트를 자동으로 변환하기 위한 방법을 제시한다. 스케치기반 인터페이스는 일반인에게 친숙한 종이환경과 유사한 인터페이스를 통해 가상환경의 탐색항해를 위한 투어패스를 설정하고 관심영역을 중심으로 뷰포인트가 자동적으로 변환하는 기법을 제시함으로써 가상환경에 전문적인 지식이 없거나 전문개발자에게도 시간과 노력을 절약할 수 있는 방법을 제시한다.
본 논문에서는 가상현실 환경에서 방위각, 고도, 거리 등의 위치 정보를 인지할 수 있는 3 차원 사운드를 생성하기 위한 구조적 머리전달함수(Head-Related Transfer Function, HRTF) 모델을 제안하고 이를 구현한다. 이를 위해 우선 기존에 연구된 방위각과 고도에 관한 head model 과 pinna model 을 근간으로 거리의 변화를 고려하도록 하는 HRTF 모델을 제안한다. 제안된 거리 변화에 따른 HRTF 모델은 거리 차이에 따른 음압의 변화 모델과 근거리에서 사람의 머리에 의해 생기는 shadowing 모델로 구성된다. 본 논문에서는 제안한 모델로 부터 mono 사운드를 방위각, 고도, 거리를 인지할 수 있는 stereo 사운드로 변환하여 생성하는 3 차원 사운드 생성기를 구현하였고, 일반인을 대상으로 거리에 대한 청취 실험을 통하여 제안한 모델의 성능을 측정하였다. 그리고 제안된 모델을 가상현실의 실감모델인 MP3 에 구현하여 그 효과를 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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