• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.49-49
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• 2010

용접은 산업계의 기계 조립 및 접합을 위한 공정의 주요한 작업으로 조선, 중공업, 건설 등 산업현장에서 사람에 의한 수동적인 작업으로 대부분 수행된다. 이러한 용접 작업을 수행하는 용접 기술자는 산업 현장 훈련원과 직업 교육 학교에서 양성되지만 용접 훈련 과정은 실습 초보자에게 위험하고, 장시간 교육하기에 어려울 뿐 아니라 재료 낭비, 의사 소통의 한계, 즉석 결과 평가의 한계, 공간부족 등 다양한 문제가 있다. 그러므로, 안전하고 반복적인 실습 환경 제공하고 장시간 및 다수 교육참여 지원 등이 가능한 시스템을 구축하여 숙련된 우수 인력 조기 확보와 훈련 비용을 절감할 필요가 있다. 본 논문에서는 실제와 동일한 상호작용을 제공할 뿐만 아니라 고품질로 훈련 환경을 가시화하여 용접 상황을 동일하게 모사하는 가상 현실 기반 용접 훈련 시뮬레이터를 제시한다. 이 시스템은 용접의 형상과 환경의 고품질 가시화, 경험 DB를 통한 용접의 비드 형상 데이터 획득, 용접 토치를 이용하는 사용자 상호작용, 용접 훈련 결과 평가 및 최적 작업 가이드, 용접 콘텐츠 저작, 다양한 용접 훈련을 가시화하는 하드웨어 플랫폼으로 구성된다. 고품질 가상 용접 가시화는 경험 DB 기반 비드 형상 데이터와 신경회로망을 이용한 비드 형상 예측을 통해 실시간 비드 표현이 이루어지며 쉐이더 기반 고품질 모재 및 비드 표현, 아크 불꽃 효과 표현을 포함한다. 사용자 상호작용은 현장 작업 도구와 일치된 토치 인터페이스와 위치추적을 이용하여 토치의 작업각, 진행각, 속도, 거리 등을 반영할 수 있으며 진동과 소리 등 용접 훈련의 사실적 상호작용도 재현하였다. 용접 훈련 평가 및 최적 작업 가이드는 훈련자의 용접속도, 거리, 각도 등의 사용자 작업 결과를 그래픽으로 표현하고, 애니메이션을 통한 훈련 자세를 추후 분석할 수 있도록 하였고, 가상토치, 기준선, 수치계기 등을 이용한 최적 작업 훈련 가이드 제시하였다. 훈련 콘텐츠 저작은 메뉴UI 기반으로 용접의 전류, 전압 등의 조건과 상황을 선택하도록 제시하였고, 하드웨어 플랫폼은 워크벤치형 입체 디스플레이 방식으로 용접 환경을 가시화하였고, 위, 정면, 아래보기 등 다양한 용접 자세 변경을 지원 할 수 있도록 구축하였다. 이러한 가상현실 기반 훈련 시뮬레이터는 아크열 발생에 따른 장시간 훈련의 어려움을 극복할 수 있고, 다양한 실습 환경을 바꾸어 가며 반복적인 훈련이 가능하고, 실 재료를 사용하지 않아 재료의 낭비를 줄일 수 있는 환경 친화적인 안전하고 효율적인 훈련 실습 환경을 제공할 수 있다.

• 만화애니메이션 연구
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• 통권22호
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• pp.81-97
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• 2011

가상현실(Virtual Reality) 기술은 우리 시대에 인간의 희로애락(喜怒哀樂)을 담아내는 진보적 수단으로 자리 잡고 있다. 최근에 인지심리학 분야에서 치료도구로서 사용하기 위한 다양한 시도들이 일어나고 있다. 오감을 통한 가상세계속의 실재감은 현실세계의 인지(Cognition) 의 의미를 재해석해야 할 만큼 우리에게 폭넓게 다가오고 있다. 이러한 패러다임의 변화를 바탕으로 가상현실 기술들을 활용한 새로운 치료방법들이 가능해지고 있는데 그 대표적인 경우가 공황장애를 극복하기위한 행동치료 분야라고 할 수 있다. 특히 가상공간 내에서의 유연한 상호작용(Interaction) 기술의 발전은 환자들이 접할 수 있는 물리적 체험환경을 심리체험의 장으로 유도해 낼 수 있다는 장점을 가지고 있다. 상호작용 기술은 사용자의 물리적 오감을 보다 적극적으로 자극할 수 있는 환경을 제공하며, 가상세계로 부터의 체험정보는 인간으로 하여금 잠재된 에너지들을 새롭게 환기(喚起) 시켜 현실적 경험들로 체득시키기에 매우 유용한 것이다. 가상현실치료의 장점은 장애 환자들의 증상에 따른 맞춤형 치료가 가능하고 치료단계별로 차별화시켜 적용할 수도 있다는 것이다. 각각의 증상과 단계별로 이루어지는 치료과정을 거치면서 환자들로 하여금 현실세계 환경과 상황에 점차 익숙해지게 하여 장애를 치료하는 것이다. 감성공학을 기반으로 한 몰입형 가상현실장비와 반작용 되먹임(force-relative feedback)기술과 입체음향, 그리고 후각을 자극하는 기술들은 인간의 오감을 자극하여 경험을 환기(喚起)시키는데 유용하다. 가상세계에 대한 몰입 감이 주는 장점으로는 도전, 상호작용, 사실성, 환상, 협동성과 같은 현상들이 확대 된다는 점일 것이다. 이러한 현실보강(augmented reality)기능을 확장시켜 치료분야에 적용하고 있는 것으로 최근에는 인터넷을 통한 가상공간과 데이터의 공유기술, 그리고 저렴한 가용성이 그 저변을 확대시키고 있다. 인지적 경험을 위한 능동적인 상호작용 환경을 제공하는 가상현실 치료기술은 두려움 때문에 실제 상황에 직면할 수 없는 환자들에게 적절하게 조절된 환경을 제시해 줄 수 있으며, 비밀이 보장되고, 안전하며, 경제적이라는 이점이 있다. 또한, 실시간(Realtime) 내비게이션을 하는 것을 원칙으로 하기 때문에 빠른 수정보완이 가능하며 안경 없이 입체영상을 볼 수 있는 렌티큘라(lenticular)기술의 보급으로 보다 사실적인 실재감(Presence) 구현이 가능해져서 사이버 멀미현상을 줄일 수 있게 되었다. 그리고 대화식 기술의 발전으로 가상공간 속에서 직접 자신의 손을 이용해서 내비게이션을 하거나 물체를 조종함으로서 실세계와 유사한 실재감에 근접해 가고 있다. 본 논문은 제한적이기는 하지만 장애치료에 활용하고 있는 감성공학기반 가상현실 기술의 특성과 적용범위와 문제점들을 살펴보고 미래의 가능성을 조망해 보고자 한다.