본 연구에서는 사용자 참여를 유도하는 가상공간 스토리 북을 기획하고 구현하여 연구 실험 하였다. 구현한 스토리북은 시나리오를 진행하기 위해서 사용자가 적극적으로 시나리오상의 미션을 수행해야 시나리오가 진행이 되는 것이다. 가상공간 스토리 북의 시나리오를 진행하는 절차는 다음과 같다. 첫 번째, 프로젝션으로 가상공간을 구현한다. 두 번째, 시나리오에 맞추어 사용자는 실제 물체를 가져와 가상의 공간에 실제 물체를 삽입한다. 세 번째, 실제 물체와 대응되는 3D모델이 증강한다. 마지막으로 사용자는 증강된 이미지와 실제 물체를 자유롭게 제어함으로 가상공간에서 이루어지는 시나리오를 체험한다. 구현한 결과물은 3명의 5살 어린이들에게 유저 스터디를 진행하였다. 실험에 참여한 어린이는 가상공간 스토리북을 매우 잘 이해하는 모습을 보였으며 실제 물체를 가상의 공간에 집어넣는 과정을 이해하는 모습이 관찰되었다. 또한 어린이는 현실과 가상을 혼돈하지 않고 실제 물체와 가상 이미지를 구분하는 모습을 확인할 수 있었다. 결과적으로 가상공간 스토리 북을 통해 가상의 공간위에 실제 물체를 증강시키는, 방식을 가진 가상공간 스토리북의 가능성을 확인 할 수 있었다.
최근 3D 그래픽스 기술과 관련된 기기들의 비약적 발전을 통해 가상, 증강, 확장 현실이라는 기존의 현실 세계에 새로운 정보를 더하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 우선 앱 기반의 가상, 증강, 확장 현실을 구현하는 과정에서 기기별 또는 브라 우저별, OS별로 개발 환경이 다름으로 인한 개발비용이 상승하는 등의 애로사항들이 있었고, 이로 인해 Web 환경에서의 가상, 증강, 확장 현실을 구현하기 위한 표준형 통합 플랫폼의 필요성이 대두하였다. OpenXR, WebXR이 가상 증강현실에서의 새로운 표준을 제시하고 기술을 공개하여, 하드웨어와 소프트웨어 산업 모두에서 좋은 호응을 얻기 시작하였다. 따라서 본 고에서는 가상 증강현실에서의 OpenXR과 WebXR 표준에 대한 정의 및 기술에 대하여 살펴보고, 가상 증강 환경에서의 기술 동향과 발전방향에 대하여 살펴보고자 한다.
증강현실(AR: Augmented Reality)은 실제공간에 가상정보를 실시간으로 증강하여 사용자가 증강된 가상정보와 상호작용함으로써 작업 효율성을 향상시키는 기술이다. 현실공간을 직접 다양한 형태의 미디어로 활용하는 증강현실은 가상세계 구성을 위한 3차원 모델링의 부담을 줄인 반면, 사용자 이동과 주변 환경 변화에 대응하여 실시간 정보나 콘텐츠를 제공해야 하는 기술적 어려움이 있다.
본 논문은 증강현실 게임 공간에 대하여 분석하고 기존 게임 공간을 참고하여 모바일 증강현실 게임의 공간에 대한 공간 분석 기준을 제시하고자 한다. 본 연구에서는 기존 게임 공간 분석과 제이슨 제랄드의 개인적, 행동적, 전망적 가상 공간 층위 분류, 가상 공간과 현실 공간의 상호작용성, 그리고 라브로프가 제시한 가상 공간에서 현존감을 결정하는 요인인 몰두, 조작, 탐색을 바탕으로 분류 기준을 제시하고 그에 따른 사례를 분석하였다. 이러한 분석을 통하여 증강현실 게임 공간 분석 기준을 제시하였다는 점에서 의의가 있으며 증강현실 게임 공간에 대한 다층적 연구가 지속되어야 함을 제언한다.
본 논문에서는 현실세계에서 사용되던 오디오 처리 기법을 가상현실과 증강현실로 확장하는 기술에 대해 제시한다. 메타버스 서비스 구축 등에 활용되는 가상현실 공간을 설계할 때에는 오디오 처리를 위해서 가상현실 공간내 사용자가 위치하는 장면에 따른 소리의 회절과 반사에 따른 잔향 효과를 고려해 줄 수 있어야 장면에 몰입된 사용자 경험이 가능하다. 증강현실 응용에서는 실제 정보와 증강된 효과를 제공하기 위해 가상과 실제 정보간의 위치 정합이 영상 또는 위치를 기반으로 하여 제공되어야 한다. 가상현실과 증강현실 지원을 위해 현실세계 오디오 재생 기술에 추가되어야 하는 기술들과 함께 진행중인 몰입형오디오 서비스를 제공하기 위한 국제표준 기술 개발의 현황을 살펴보고, 향후 추가로 기술이 개발되고 보완되어야 할 부분을 제시한다.
소규모 가구 증가로 인하여 홈퍼니싱에 대한 관심이 집중되면서 이를 위한 가상의 시뮬레이션 시스템의 필요성이 증대되고 있는 추세이다. 그러나 기존의 가상 시뮬레이션 시스템들의 경우 가상의 공간에서 가상의 객체를 이용하여 시뮬레이션을 수행하기 때문에 정확한 시뮬레이션 결과를 도출할 수 없으며 증강현실을 이용한 시뮬레이션의 경우 현실 공간의 대한 정보가 포함되지 않아 증강되는 객체가 공간의 부정합을 발생시키는 문제가 있었다. 본 논문에서는 현실 공간의 특징 좌표를 이용하여 객체를 정합하는 과정에서 이를 변형하여 증강시켜 홈퍼니싱 시뮬레이션을 수행하는 시스템을 제안한다.
최근 공간디자인은 온 라인과 오프라인이 융합된 혼합현실 공간으로 진화하고 있다. 그러나 혼합현실 공간의 기준과 척도는 제시된 바 없으며 융합체계로서의 미디어환경과 표현방법 또한 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 미디어환경 특성 연구는 유비쿼터스 기술 기반, 혼합현실 공간에서의 임계점으로서 중요한 위치를 차지하는 동시에 다양한 체험공간의 구축방법으로서 혼합현실 공간적 분별을 위한 기준점으로서 네 가지 미디어 환경과 표현특성을 제안하고자 한다. 1)현실공간은 인간의 시 지각에만 의존하여 보여지는 미디어환경으로 디지털 기술기반의 새로운 소재와 LED 등을 이용한 표현방법으로 발전하고 있다. 2)증강현실공간은 정보기기를 이용한 보여 지는 미디어환경으로 다양한 2D, 3D 콘텐츠가 증강되어 표현된다. 3)가상공간은 미디어 기기에 완전히 의존하여 구현되는 환경으로 공간적, 물리적 제약 없이 완벽한 그래픽정보로 표현된다. 4)증강가상공간은 가상의 스튜디오를 구성, 디스플레이를 통해서만 시청할 수 있는 환경으로 실제의 사물과 그래픽정보가 융합되어 표현된다. 혼합현실공간의 미디어 환경과 표현특성은 체험의 목적에 따라 융합, 혼합, 조합되어 공간적, 시간적, 정보적으로 제약 없이 체험 가능한 지능형정보공간으로 구현 가능하다는 것이다. 향후 미디어환경 특성에 따른 콘텐츠의 유형적 특성 연구가 필요시된다.
본 고에서는 증강현실 오디오에 대한 개념을 기술하고, 이를 실현하기 위하여 필요한 요소 기술들을 논한다. 먼저, 실사 오디오의 객체화를 위하여 실사 오디오의 획득 방법 및 이를 객체화하는 방법에 대하여 서술한다. 또한, 실사 오디오와 가상 오디오의 혼합을 위하여 필요한 실사 오디오의 공간 정보 추출 및 가상 오디오의 공간 정보 부여 기술을 설명한다. 그리고 오디오 증강을 위한 객체 오디오의 렌더링 기술에 대해 소개한다. 마지막으로 이러한 요소 기술들을 통합한 증강현실 오디오 시스템의 사례를 기술하는 것으로 본 고를 마무리한다.
전통적인 공간 정보 기술인 GIS는 최근 첨단 정보통신 기술들과의 융 복합을 통해 유비쿼터스 환경을 구축하기 위해 진화하고 있다. 한편, 증강현실 기술은 (Augmented Reality) 가상의 그래픽 환경을 실제 환경에 합성하여 사용자가 실제와 가상을 동시에 인식하게 하는 기술이다. 최근 휴대기기의 발달로 전통적인 사용자 위치 기반 서비스에 증강현실을 접목하여 다양한 정보를 실제 환경에 더해 보여주는 기술들이 증가 하고 있다. 전통적인 GIS에서의 공간 질의는 최소 정계 사각형을 사용하지만 증강현실이 적용되는 공간 질의는 삼각형의 형태를 가진다. 본 논문에서는 이러한 증강현실 응용을 위한 공간 질의 검색 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 데드 스페이스 발생으로 인한 노드의 추가 검색 시간을 감소시킴으로서 기존의 R-tree 기반의 공간 색인들의 성능 향상을 꾀한다. 마지막으로 PostGIS를 이용한 실험을 통해 성능을 입증하였다.
디지털 트윈은 현실 세계를 복제한 가상 공간을 만들고 현실 공간과 가상 공간을 통합하여 효율적으로 현실 공간을 관리하는 기술이다. 건물에 설치되어 있지만 시각적으로 보이지 않는 수도관 설비를 가상 공간에 구현하고 이를 건물의 실내 공간에 증강함으로써 현실 세계의 수도관을 효과적으로 관리하는 것이 수도 설비에 대한 디지털 트윈 개념이다. 제안하는 방법에서는 Unity 3D 게임 엔진을 이용하여 건물의 실내에 디지털 트윈 기술을 적용하는 방법을 구현하며, 디지털 트윈 구현에 필요한 증강현실 기술은 ARCore 기반의 AR Foundation 툴 킷을 사용한다. 디지털 트윈 응용은 현실 세계와 가상 세계를 정합하는 것이 필수적이다. 제안하는 방법에서는 2D 이미지 마커를 이용하여 현실 세계와 가상 세계를 정합한다. 또한 증강된 오브젝트를 시각적으로 현실감 있게 표현하기 위하여 Unity 쉐이더 프로그램을 적용한다. 구현 결과는 제안하는 방법이 간단하지만 정확하게 수도관을 현실 공간에 배치하고, 시각적으로도 효과적으로 벽면 위에 수도관을 표현하는 것을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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