• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제8권6호
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• pp.679-691
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• 2002

과학적 가시화의 한 분야인 볼륨 가시화는 3차원, 혹은 그 이상의 차원의 공간에서 정의된 추상적이고 복잡한 볼륨 데이타로부터 의미 있고 가시적인 정보를 효과적으로 추출하도록 도와주는 다양한 기술에 관한 연구 분야로서, 기상학, 의학, 계산 유체 역학 등 여러 학문 분야에서 점차 그 중요성을 더해가고 있다. 한편 가상 현실은 컴퓨터가 만든 가상의 세상에 사용자가 몰입하여 시각, 청각, 촉각 등의 감각을 이용하여 세상을 경험하고 대화식으로 정보를 주고받을 수 있도록 도와주는 여러 기술에 관련된 연구 분야로서 국내외적으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 CAVE라 불리는 몰입형 3차원 가상 환경 시스템 환경에서 인체 볼륨 데이타를 보다 개선된 볼륨 가시화 방법을 사용하여 실시간으로 입체 영상을 생성해주는 시스템을 설계하고 구현하였다. 이 시스템은 기존 3차원 텍스처 매핑 기반 볼륨 렌더링 방법의 느린 속도를 보완하고자, 영상 기반 렌더링에 기반을 둔 향상된 텍스처 매핑 기법을 사용하여 실시간 볼륨 입체 가시화 기능을 지원하며, 사용자를 위하여 다양한 인터페이스 기능들을 제공한다. 본 시스템의 효용성을 증명하기 위한 테스트 데이터로서 Visible Korean Human 데이타를 사용하였다. 본 논문에서는 실시간 입체 영상 시스템에 필요한 가시화 기법과 라이브러리, 그리고 구체적인 구현 내용에 대해서 설명한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2007년도 학술대회 1부
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• pp.103-108
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• 2007

최근 프로젝터의 보편화로 인해 프로젝터를 증강현실의 디스플레이 장치로 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 관련 연구들을 흔히 프로젝션 기반 증강현실이라고 부른다. 프로젝션 기반 증강현실을 구현하기 위해서는 스크린의 기하(geometry) 및 컬러(photometry) 정보를 획득하는 과정이 선행되어야 하는데, 이는 프로젝터를 이용하여 정해진 패턴 영상을 투사하고 이를 카메라로 캡쳐한 후, 카메라 영상에 다양한 컴퓨터비전 기술들을 적용함으로써 행해진다. 이러한 스크린 기하 및 컬러 정보 획득 기술은 가시적인(visible) 패턴 영상이 사용자의 몰입감을 저해한다는 단점을 가진다. 특히, 스크린의 기하 및 컬러 정보가 수시로 변하는 환경에서는 가시적인 패턴 영상을 사용하는 기존의 스크린 기하 및 컬러 정보 획득 기술은 유용하지 못하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 일부 패턴 영상을 비가시적(invisible)으로 만드는 기술들이 제안되었다. 본 논문에서는 관련 기술들을 비간섭 프로젝션 기반 증강현실이라고 한다. 특히, 보색 패턴(complementary patterns)을 증강현실 영상에 삽입하는 방법은 부가적인 장비없이 간단한 영상처리만으로 효과적으로 패턴 영상을 비가시적으로 만들어 줄 수 있으며, 최근 가상 스튜디오에 활용하는 방안이 모색되고 있다. 그러나, 삽입된 보색 패턴의 세기와 비가시성 사이는 상반관계(trade-off)를 가지므로, 일반적인 환경에서는 보색 패턴의 비가시성을 보장할 수 없다. 본 논문에서는 이러한 보색 패턴의 비가시성을 극대화하기 위해 컨텐츠 적응형 패턴 삽입 기술을 제안한다. 증강현실 영상의 색감 및 텍스처의 복잡도에 따라 크게 4 가지 경우로 분류하여 부분적으로 다른 채널 및 세기로 보색 패턴을 삽입한다. YIQ 컬러 공간에서 표현된 증강현실 영상을 균일한 크기의 영역으로 나눈 다음, 각 영역에 대해 I 성분이 지배적이면 Q 채널에 패턴을 삽입하고 Q 성분이 지배적이면 I 채널에 패턴을 삽입한다. 한편, 각 영역에 대해 텍스처의 복잡도가 크다면 강한 패턴을, 복잡도가 작으면 약한 패턴을 삽입한다. 여기서, 텍스처의 복잡도는 간단한 미분 필터(derivative filter)를 이용하여 계산된다. 다양한 실험 및 사용자 평가를 통해, 제안된 방법은 기존 방법에 비해 크게 두 가지 상반관계를 가지는 장점을 가짐을 확인하였다. 스크린의 기하 및 컬러 정보를 획득하는 성능 면에서 제안된 방법이 기존의 방법과 유사하도록 채널 및 패턴의 세기를 결정한다면, 기존의 방법에 비해 패턴의 비가시성이 크게 개선된다. 반대로, 제안된 방법의 패턴의 비가시성이 기존의 방법과 유사하도록 채널 및 패턴의 세기를 결정한다면, 기존의 방법에 비해 스크린의 기하 및 컬러 정보를 획득하는 성능이 크게 개선된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.222-230
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• 2017

국민안전처는 2016년 국민의 생활안전 기반 강화를 위한 정책으로 맞춤형 소방안전교육과 소방안전문화 확산을 위한 정책을 추진하고 맞춤형 소방안전 교육체제 마련을 위해 소방안전교육 인프라 확충을 위한 방안을 계획 중이다. 이는 그간 우리사회의 안전에 대한 문제점을 개선하기 위한 방안으로 본 연구가 선행되어진 이유이기도 하다. 현재 안전교육이 시행되고 있으나 실제현장과 같은 상황을 체험할 수 없고 교육에 대한 만족도도 기초적인 수준에 불과하다. 이에 이러한 문제를 해결하기 위한 효과적인 대안으로 VR 소방체험교육콘텐츠를 제안한다. 이는 가상공간에서 화재진압과 대피훈련에 대한 체험교육을 목적으로 1)소방체험교육현장에서 안전하게 활용 2)흥미유발을 위한 인터랙션 UI 제공 3)동작인식기술과 조작 컨트롤러를 개발 사실감 증대 4)예산절감의 경제적 효과를 기대할 수 있다. 이에 VR 디자인 환경요소와 VR 교육콘텐츠 개발사례를 통해 체험교육의 학습적 효과를 알아보고 UX 디자인방법론(Persona, Task Scenario)을 적용하여 VR 소방체험 시스템 구조와 하드웨어를 구성한다. 또한 HMD 환경에서 조작과 몰입 감을 유도할 수 있는 VR 전용 동작인식과 컨트롤러의 통합 플러그인도 개발한다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.1-9
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• 2009

최근 역감, 촉감 피드백을 생성할 수 있고 3 차원 상호작용이 가능한 컴퓨터 인터페이스 기술이 발전하면서 기존의 입출력 장치에 의존하던 컴퓨터 시뮬레이션의 한계가 줄어들어 그 종류가 다양해지고 있다. 특히, 가상현실 기반 수술 시뮬레이터의 수요가 증가 하면서 사실적인 가상환경을 제공하는 방법에 관련된 연구가 활발히 진행 되고 있으며 그 중에서 가상 장기 모델의 사실적인 표현 기술은 사용자의 몰입감을 높여주는데 중요한 역할을 하기 때문에 반드시 필요한 분야이다. 가상 장기 모델의 사실성을 높이기 위해서는 사용자의 상호작용에 따라 변형되는 시각적 피드백과 알맞은 햅틱 피드백을 전달해야한다. 본 연구에서는 이 두 가지 피드백은 사람이 인지하는 방법과 시스템의 요구 사항이 다르기 때문에 보다 효과적인 시뮬레이션을 하기 위하여 서로 다른 두 모델을 구현하고 두 모델간의 동기화를 위한 기술로써 적응성 질량-스프링 모델 기법을 제안한다. 또한, 유연체 변형에 대하여 표면의 세부 형태를 보여주는 시각모델과 사용자의 상호작용에 따른 햅틱 피드백을 전달하는 햅틱 모델, 그리고 이 두개의 모델을 연동시키는 동기화 모델을 통하여 유연체의 거동을 실시간, 사실적으로 제공할 수 있는 가변형 모델 시뮬레이션 프레임워크를 설계한다.

• PNF and Movement
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• 제16권2호
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• pp.207-216
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• 2018

Purpose: This study aimed to investigate the fully immersive virtual reality (FIVR) program changes in the autonomic nervous system (ANS) by age according to heart rate variability (HRV). Methods: A total of 44 subjects were classified into group 1(aged 20-30), group 2(aged 40-60), and group 3(aged 70 and above). The study analyzed the HRV using a pulse wave analyzer and compared the ANS changes before and after applying the FIVR of the group. The LF, HF, RMSSD, and SDNN were measured. Fifteen minutes of virtual reality applications were applied to all subjects, and 1 min of rest was given in the middle of the session. A was used for anteroposterior comparisons of the ANS. Results: The HF, LF, RMSSD, and SDNN values were not statistically significant in all groups, but they all increased. The RMSSD value was statistically significant because it increased in group 3 (p<0.05). Those of the other two groups were not statistically significant (p<0.05). Conclusion: An FIVR program does not have a negative effect on the ANS response.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.57-66
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• 2013

재사용 가능한 3차원 가시화 도구의 개발에 대한 요구는 다양한 분야에서 제기되어 왔다. 특히 국방 모델링 및 시뮬레이션 분야에서는 시뮬레이션 결과의 다각적인 검증 및 분석을 통한 효율적인 의사결정을 수행하기 위해 이러한 요구사항에 맞는 시스템들이 개발되어 왔다. 또한 최근에는 이러한 효과를 극대화하기 위하여 VR 및 AR 기술을 적극적으로 활용하는 사례가 늘어나는 추세이다. 본 연구에서는 상업용 게임 엔진을 통한 전투 시뮬레이션 결과의 협업 가시화 도구의 설계 방안에 대해 소개한다. 이를 위해 SIMDIS나 Vega Prime과 같은 기존 도구 및 엔진의 장/단점 분석을 통해 본 연구에서 목표로 하는 협업 가시화 환경의 요구사항을 정의하였고, 이를 만족하는 시스템 개발을 위해 상업용 게임 엔진을 어떻게 활용하며, 어떤 이점을 갖는지를 제시한다. 구현된 프로토타입 시스템은 KAIST의 몰입형 가상현실 시설인 iCAVE, 그리고 스마트 디바이스들과 연동하여 협업 가시화 환경을 제공한다.

• 교육녹색환경연구
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• 제19권1호
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• pp.13-24
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• 2020

본 연구는 미래 교수-학습방법 유형과 학습 공간 유형을 분석하여 교수-학습방법 유형에 적합한 공간 유형을 연결(matching)해보고, 공간 유형별 교수-학습방법과 학습양식의 활용정도를 학교급별로 제안하고자 하였다. 그 결과, 플립 러닝, 디퍼 러닝, 협력 학습, 몰입형 가상현실 학습, 놀이 학습, OER활용 학습 등 6가지의 교수-학습방법 유형과 놀이 및 탐구 공간, 제작 및 거치 공간, 발표 및 전시 공간, 독립된 학습 공간, 학습의 장으로서의 교실, 학습의 내용으로서의 교실 등 6가지의 학습 공간 유형을 도출하였다. 아울러 Table 12와 13과 같이 미래 교수-학습방법 유형에 적합한 공간 유형을 연결해보고, 공간 유형별 교수-학습방법뿐만 아니라 22가지 학습양식의 활용정도를 학교급 또는 학년군별로 제시하였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제38권3호
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• pp.24-40
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• 2001

에이전트의 정의와 구현에 관한 연구는 가상현실기술을 이용한 몰입형 교육 시스템 등의 구성에 있어서 매우 중요한 부분을 차지한다. 본 논문에서는 동적인 환경에서 에이전트의 행위의 효율적인 정의와 구현 방법을 제시하되 기존의 연구와 달리 행동의 다양성을 표현에 초점을 맞추고자 한다. 먼저 장이론에 기반하여 공간객체를 정의 한다. 장이론을 도입하여 공간객체를 정의함으로써 공간 객체에 대한 분류적 접근이 아닌 구조적인 접근이 가능해 지고, 공간객체의 동적인 생성 및 소멸과 전체적인 시공간 상황의 변화를 유도할 수 있게 된다, 다음으로 동적인 planning이 가능하도록 에이전트의 행위를 복합행위와 단위행동으로 구분한다, 마지막으로 에이전트와 관련된 객체의 관계에 따라 지식 베이스를 에이전트와 관련 객체들에 분산한다, 이를 통해 에이전트의 지식베이스의 효율적인 관리와 동적인 환경의 구축이 가능하다. 공간객체 내에서의 에이전트의 이동에 관한 상황을 구현함으로써 장이론에 기반한 공간객체의 정의와 행위의 복합행위와 단위행동으로의 구분, 그리고 에이전트와 관련 객체간의 지식 베이스의 분산의 효율성을 검증하였다.

• PNF and Movement
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• 제18권2호
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• pp.265-273
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• 2020

Purpose: The purpose of the study was to investigate the effects of HMD (head mounted display)-based virtual reality balance training on static balance in young adults, and whether appropriate balance training can help healthy adults to improve balance ability in daily living. Methods: The study subjects were 14 healthy adults. Subjects received 20 minutes of HMD-based virtual reality balance training 3 times per week for 4 weeks. Static balance was measured before, during, and after training and after one month. Static balance was measured in a total of 8 conditions, and the results were classified as visual (F1), somatosensory (F5-6), vestibular (F2-4), and central nervous system (F7-8). Results: The test results showed no significant difference in pre-training, post-training, and follow-up results under all conditions at Fourier index F1, F5-6, and F7-8 frequencies. For the F2-4 frequency, there was a significant difference before and after training under NC (neutral head position, eyes closed, firm surface) and PC (neutral head position, eyes closed, elastic surface) conditions. The NC condition returned a significant decrease of F2-4 frequency in post-training testing as compared to pre-training, and the PC condition showed a significant decrease of F2-4 frequency between the pre-training and mid-training tests, and between the pre-training and post-training tests. Conclusion: These results indicate that HMD-based balance training can improve balance ability, even in normal adults, and seems especially effective for vestibular function training.

• 대한물리의학회지
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• 제18권1호
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• pp.87-97
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• 2023

PURPOSE: The purpose of this study was to investigate the effect of multimodal intervention through VR (virtual reality)-based immersion program on the cognitive function and brain activity of patients with mild cognitive impairment. METHODS: The subjects of the study were 10 people in the experimental group who applied a complex intervention that performed cognitive tasks using the movement of the upper extremities through the VR program, and 10 people in the control group who received traditional occupational therapy. After the study intervention was applied 5 times a week, 30 minutes a day for a total of 8 weeks, LOTCA-G(Lowenstein Occupational Therapy Cognitive Assessment for Geriatric Population) and NIRSIT LITE were used to compare. RESULTS: Significant differences in cognitive function and brain activity were noted between the pre- test and post-test in the experimental group. Brain activity showed statistically significant differences in four channels of the working memory domain and one channel of the metacognitive domain (p < . 05). Comparative analysis of the difference between the two groups revealed statistically significant differences in cognitive function and brain activity. The brain activity showed statistically significant differences in three channels of the working memory domain and one channel of the metacognitive domain (p < .05). CONCLUSION: Through the results of this study, it was found that the complex intervention of performing cognitive tasks using upper extremity movements through the VR program had a positive effect on the cognitive function of patients with mild cognitive.