본 논문에서는 인터넷을 이용하여 전기전자 기초실험을 웹상에서 수행할 수 있는 가상 실험실을 개발하였다. 전기전자분야의 기본적인 이론이나 법칙을 학습자가 웹상에 구현된 회로를 이용하여 간단한 마우스 조작을 통하여 가상적으로 실험함으로써 전기전자분야의 기본 이론이나 원리를 쉽게 습득하도록 하였다. 제안된 가상 실험실은 실제 실험과 거의 같은 상황을 묘사하도록 프로그램되어 학습자는 실제 실험과 거의 유사한 실험 결과를 얻을 수 있다. 또한 개발된 가상 실험실은 웹상에서 구현되었기 때문에 학습자가 인터넷을 통하여 언제 어디서나 접속할 수 있으며 실제 실험을 하거나 보조학습 매체로 사용함으로서 그 교육 효과가 클것으로 기대된다.
본 프로젝트는 Unity3D Tool 기반의 가상 체험용 VR 프로젝트를 설계하고 개발하였다. 프로젝트의 핵심 기능 및 환경은 게임 제작용 툴인 Unity를 사용하여 웹과 모바일 앱에서 다양하게 접근할 수 있도록 제작하였다. 웹에서는 키보드와 마우스로 제어하고 모바일 앱에서는 자체 컨트롤러 기능을 활용하여 이동 및 제어 처리하였다. 그리고 VR 장치를 활용한 앱 컨트롤러는 시선으로 제어 할 수 있도록 하였다. 프로젝트 활용환경의 공통적인 기능으로는 화면 중앙에 위치한 이동 포인터를 액션 이미지에 일정 시간 올려놓으면 이벤트가 발생하는 레이케스트 기능을 사용하였다. 건물 내부를 표현한 파노라마 이미지는 해당하는 각 장소마다 360' 카메라를 사용하여 촬영하여 기능을 구현하였다. 본 프로젝트는 다양한 네트워크 및 컴퓨팅 환경에서 활용할 수 있는 가상 체험 프로젝트이다. 가상 체험을 통해 가상공간에서 거리, 공간, 시간에 구애받지 않고 학교 소개 및 홍보를 위한 마케팅 효과를 가질 것이다.
새로운 매체와 접촉 시 발생하는 거부감을 최소화 하고 별도의 학습 없이 사용 가능한 직관적 명령 전달 방식의 매개 인터페이스를 제안한다. 제안하는 매개 인터페이스는 3차원 공간에서 사용가능한 가상 마우스와 TV 리모트 컨트롤러의 기능적 결합을 목표로 하고 실버세대들에게 익숙한 매체인 펜을 형태로 삼아 개념적으로 설계되었다. 구체적인 구현은 가속도계의 신호를 분석하거나 펜촉에 레이저 포인터를 추가하여 레이저 포인터의 좌표 변화를 웹캠으로 추적, 인식하는 방법으로 구분하였고 본 논문에서는 가속도계의 경우를 소개한다. 가속도계 신호분석을 통해 마우스의 기능을 모사하고 동작을 감지하는데 발생하는 문제점과 이를 해결하기 위한 기존 연구를 분석하고 동작 중에 중력방향의 수직축이 바뀌면서 발생하는 가속도계 신호의 오류를 보상하기 위해 제안된 Zero Velocity Compensation 방법을 소개한다. ZVC의 결과에 필수적인 저주파의 시계열 신호 실시간 끝점 추출과 동시에 패턴인식을 위한 특징추출 기능을 수행하는 새로운 알고리즘을 제안하며 기존의 방법과 실험적으로 성능을 비교한다. 또한 입력된 가속도계 신호를 학습된 인식기를 통해 인식하는 기존의 연구에서 더 나아가, 마우스의 좌표변화를 짧은 시간동안 가속도 신호의 실시간 분석을 통해 모사하기 위해 변형시킨 알고리즘을 소개한다.
본 논문에서는 대형 화면의 tabletop display상에서 물리적인 감각을 통해 정보를 직관적으로 조작할 수 있는 스마트 퍽 시스템을 제시한다. 기존의 데스크 탑 PC 환경의 인터페이스는 물리적인 마우스와 디지털 정보의 공간적인 불일치가 생기고 마우스의 물리적인 움직임과 모니터 상 그래픽 커서의 이동을 맵핑하여 간접적으로 정보를 조작하므로, 사용자에게 직관적인 인터페이스를 제공해 주지 못하는 한계가 있다. 스마트 퍽은 물리적인 인터페이스 장치로써 tabletop display상의 디지털 정보를 직접 조작할 수 있고, 스마트 퍽을 끌거나 들어서 옮기거나 회전시키는 등의 물리적인 조작을 통해 사용자에게 디지털 정보와의 직관적인 인터페이스를 제공한다. 또한 대형 화면의 tabletop display는 여러 사용자가 함께 화면에 표시되는 정보를 공유하고 조작하는데 적합하다. 스마트 퍽 시스템은 인간의 아날로그적인 지각과 반응을 통한 물리적인 인터랙션과 가상의 디지털 정보와의 거리를 줄여주는 역할을 한다. 이 시스템은 PDP 기반의 tabletop display 장치와 스마트 퍽, 그리고 tabletop display상의 스마트 퍽의 위치를 추적하는 위치 추적 장치와 스마트 퍽의 입력을 전송 받아 정보를 처리하는 메인 PC로 구성된다. 마지막으로 스마트 퍽 시스템의 인터페이스를 적용한 몇 가지 예시를 보여주고자 한다.
본 논문에서는 컴퓨터 내부 신호 전달 체계를 정확히 묘사할 수 있는 플래시 애니메이션과 교수자와 학습자 간의 상호 작용성이 뛰어난 플래시 프로그래밍 언어인 액션스크립트를 이용하여 가상학습실을 구축하였다. 제안한 가상학습실은 학습자 스스로 애니메이션을 조작하는 방식을 도입하여 사용자가 직접 입력한 키보드 또는 마우스 값에 따라 적절히 반응하는 비선형 애니메이션을 구현하여 자율적인 학습이 발생하도록 플래시 액션 스크립트 기반의 가상학습실을 구현하였다.
기존 대다수의 가상모델하우스는 비몰입형태의 가상현실 기술을 사용하였기 때문에 키보드, 마우스와 같은 직접 입력방식의 장치로 컨트롤 하도록 되어 있다. 그러나 본 논문에서는 모델링을 기반으로 하는 가상모델하우스를 보편화된 웹캠을 통해 시선추적 기술을 이용하여 직접 데이터 입력 방식뿐만 아니라 간접적인 데이터 입력 방식을 구현하였다. 웹캠으로부터 입력받은 사용자의 영상데이터 내 동공 영역을 추출한 후 그레이 값을 비교하여 동공의 상대적인 움직임에 따라 포인터의 위치를 컨트롤하거나 장치의 입력과 관련된 이벤트 함수 일부를 호출하도록 하였다. 이러한 방식을 통해 사용자에게 네비게이션과 인터페이스의 편리성을 제공하였다.
정보화 기기가 소형화 됨에 따라, 언제 어디서나 다양한 고성능의 정보화 기기를 사용할 수 있게 되었다. 이러한 환경 하에서 이 기종간의 자유로운 인터페이스의 필요성이 점점 부각되고 있다. 본 논문은 PDA를 이용한 이기종 컴퓨터의 작동과 통신 방법의 제공에 관한 연구 논문이다. 지능형가상작업공간 상에서 각종 정보 기기들은 카메라와 프로젝터를 통해 자신의 뷰를 확장하며 공동작업에 참가하게된다. 이때 PDA를 데스크탑의 입력장치로 사용함으로써 이 기종간의 정보교환을 편리하게 해주며, 이를 이용한 카메라 기반 3D 마우스를 구현함으로써 실용성을 보인다.
이 논문에서는 비전 시스템 기반 동작 인식 인터페이스 시스템으로 스테레오 카메라와 동적 제스처를 이용한 방식을 제안한다. 스테레오 카메라로부터 얻은 영상으로 손의 3차원 위치를 검출하고 이를 바탕으로 손의 동작을 추적하고 이를 인식함으로써 동적 제스처에 기반 한 동작 인식 방법을 제시한다. 이러한 깊이에 따른 제스처 동작을 인식하는 방법으로 단순한 컨트롤러부터 IPTV 제어나 가상의 마우스 제작이 가능한 본질적으로 편하고 자연스러운 인터페이스 구현 방향을 제시한다.
본 논문에서는 웹 페이지 제작을 위한 기본지식이 전혀 없는 초보자나 비전공자라 할지 라도 간단한 마우스 조작과 최소한의 필요정보 입력만으로 가상강의 홈페이지를 사용자의 요청에 따라 제작할 수 있고, 제작 완료한 홈페이지는 지정한 임의의 서버에 자동으로 설치할 수 있으며, 홈페이지의 운용과정에서 요구되는 홈페이지의 수정은 웹 페이지 소스를 직접 수정하지 않더라도 손쉽게 유지보수 할 수 있도록 하는 주문형 페이지 자동화 시스템과 이의 구현방법에 관해 연구하였다.
Virtual Reality의 많은 응용 분야 중 중요한 한가지는 collaboration 분야이다. collaboration이란 거리적으로 떨어져 있는 사람들이 네트워크를 통해 상호 작용하고 공동의 작업을 할수 있게 해 주는 것으로, 시스템은 사용자의 의지를 있는 그대로 표출할 수 있도록 다양한 멀티미디어 서비스를 제공해 주어야 한다. 본 논문에서는 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하여 네트워크상의 사용자들이 collaboration work을 수행할 수 있게 해주는 시스템인 Webber에 대해서 설명한다. Webber는 서버/클라이언트 구조를 기반으로 구현되었고, 네트워크로 연결된 사용자들이 가상의 환경에서 키보드, 마우스, 펜 입력 장치 또는 마이크를 사용하여 의사소통을 할 수 있는 환경을 제공한다. Webber는 시스템에서 제공되는 서비스를 담당하는 Service-PUP(Processing Unit Plug-in)이라는 서비스 블럭(Service Block과 이들PUP들을 관리하고 이들간의 통신을 담당하는 Framework로 구성되어 있다. 각 ,Service-Pup들은 하나의 기계에 다중 프로세스로 구축되거나 네트워크로 연결된 서로 다른 기계에 분산될 수 있고, 이들 PUP의 독립성으로 인해 서비스의 유지 보수, 새로운 서비스의 추가 삭제가 간편하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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