• 방송과미디어
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• 제24권2호
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• pp.39-52
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• 2019

본 고에서는 라이트필드 혹은 디지털 홀로그램에 기반한 근안 디스플레이 기술에 대하여 알아본다. 헤드 마운티드 디스플레이로 불리기도 하는 근안 디스플레이는 사용자가 착용하는 안경 형태의 디스플레이 기기를 말하며, 가상현실 및 증강현실 응용의 핵심 기기 중 하나이다. 본 고에서는 라이트필드 및 디지털 홀로그램 기술이 근안 디스플레이에 적용될 경우 갖는 장점들을 살펴보고 관련 연구 동향을 소개한다.

• 한국콘텐츠학회지
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• 제14권4호
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• pp.14-16
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• 2016

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2022년도 제66차 하계학술대회논문집 30권2호
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• pp.549-552
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• 2022

본 논문에서는 가상현실에서 헤드 마운티드 디스플레이(Head mounted display, HMD) 사용자와 Non-HMD 사용자에게 사용자의 걷기, 뛰기, 절름발이 움직임을 몰입감 있게 표현하기 위한 새로운 가상현실(VR, Virtual Reality) 인터페이스를 제안한다. 가상현실에서는 몰입감을 높이기 위해 시각적 감각을 활용한 HMD와 사용자의 자세나 움직임을 추적하는 장비를 활용하지만, 일반적인 사용자들에게 HMD 보급은 많이 이루어져 있지 않으며, 비용적인 측면과 멀미로 인해 가상현실 콘텐츠에 몰입하기 어렵다. 본 논문에서는 효율적으로 몰입도를 높이고 비용적인 부담을 줄여주기 위해 아두이노를 활용한 새로운 보행 인터페이스 장치를 제안한다. 보행 인터페이스 장치는 사용자의 다리 가속도 정보를 기반으로 사용자의 상태 변화에 맞게 패턴을 설정하여 사용자의 걷기, 뛰기, 절름발이 움직임을 통해 사용자 캐릭터의 움직임을 제어하고 표현할 수 있는 새로운 결과를 보여준다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.277-285
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• 2020

본 연구는 헤드 마운티드 디스플레이(Head-Mounted Display; HMD) 사용이 건강한 젊은 성인들의 목관절가동범위(CROM)와 목 근육 두께 및 통증에 미치는 영향을 분석하였다. HMD 군(남자 16명, 여자 7명)은 HMD를 착용하고 30분 동안 정해진 영상을 시청하도록 하였다. 대조군(남자 15명, 여자 8명)은 HMD군과 동일한 자세로 HMD 착용없이 30분 동안 앉아있게 하였다. 실험 전·후에 목관절가동범위, 위등세모근과 어깨올림근의 두께와 압력통증역치를 측정하고 대응표본 t검정과 독립 t검정으로 분석하였다. HMD 군의 목관절가동범위와 양쪽 위등세모근과 어깨올림근의 압력통증역치는 사전 검사 보다 유의하게 감소하였고(p<.05), 양쪽 위등세모근의 두께는 유의하게 증가하였고(p<.05). 반면에, 대조군은 목관절가동범위, 근육 두께 및 압력통증역치에서 유의한 차이가 없었다(p>.05). 분석 결과, 장시간 HMD 사용은 목관절가동범위와 압력통증역치를 감소시키고 근육을 비대하게 하여 목과 어깨의 근골격계 질환을 야기할 수 있으므로, 본 연구는 올바른 자세를 유지하며 적절한 시간 동안만 HMD를 사용할 것을 권장한다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.113-123
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• 2022

광선 추적 기반의 렌더링은 래스터화 기반의 렌더링보다 훨씬 더 사실적인 이미지를 생성한다. 하지만 넓은 시야와 높은 디스플레이 갱신 속도를 요구하는 헤드 마운티드 디스플레이(HMD) 시스템을 대상으로 이를 구현할 때에는 여전히 많은 연산량으로 인하여 부담스럽다. 또한, HMD 화면에 고품질 이미지를 표시하기 위해서는 시각적으로 성가신 공간적/시간적 앨리어스를 줄이기 위해 픽셀당 충분한 수의 광선 샘플링을 수행해야 한다. 본 논문에서는 최근 Kim 등[1]이 제시한 선택적 포비티드 광선 추적법을 확장하여 주어진 HMD 시스템에서 고전적인 Whitted-스타일 광선 추적 수준의 렌더링 효과를 효율적으로 생성해주는 실시간 렌더링 기법을 제안한다. 특히, GPU의 광선 추적 하드웨어를 통한 가속과 시간 제한을 둔 렌더링 방법의 결합을 통하여 고속의 HMD 광선 추적에 적합한 사람의 시각 시스템에 매우 효율적인 적응적 광선 샘플링 방법을 제안한다.

• 한국광학회지
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• 제34권4호
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• pp.157-169
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• 2023

헤드 마운티드 디스플레이(head mounted display, HMD)를 이용한 증강 현실(augmented reality, AR)은 군사, 의료, 제조, 게임 및 교육 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 본 논문에서는 HMD에 가장 필수적인 AR 광학계의 설계 및 제작에 대해 논의한다. HMD용 AR 광학계는 디스플레이의 증강 영상과 현실 세계를 동시에 볼 수 있는 넓은 투명 영역이 필요하다. 이를 위해, AR 광학계를 각각의 특성에 따라 세 부분으로 나누어 설계 및 제작하였다. 그리고 3개의 광학계를 하나의 완전한 AR 광학계로 만들기 위해 필요한 ultra-violet (UV) 접착층의 굴절률을 고려해 설계함으로써 입력 광원이 UV 접착 층을 통과할 때의 광경로 이동(shift) 현상을 최소화하였다. 또한, AR 광학계를 설계할 때 축외 수차를 보정하고 양산에 적합하도록 2개의 비구면을 사용했다. 끝으로 HMD 양산을 위해 두께 11 mm, 대각선 화각(diagonal field of view) 40°, 무게 11.3 g의 비구면 AR 광학계를 설계하고 제작하였다.

• 한국광학회지
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• 제25권3호
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• pp.125-130
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• 2014

홀로그래피 광학소자는 투명하고 얇은 필름 또는 플라스틱 형태로 다양한 기능을 포함할 수 있는 장점을 갖고 있어 광학제품, 통신 및 디스플레이 분야에서 다양한 연구 개발이 진행되고 있다. 본 논문에서는 홀로그래피 광학소자의 원리 및 특성, 이를 활용한 회절 광학소자, 홀로그래픽 투영 스크린, HMD 등 응용시스템에 대해 소개한다. 앞으로 홀로그래피 광학소자가 좀 더 보편화되고 활용가치를 높이기 위해 풀어야 할 당면과제에 대해 설명한다.

• 전기학회논문지
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• 제67권6호
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• pp.782-788
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• 2018

This paper proposes a novel method for the omnidirectional camera-based image rendering synchronization system using head mounted display. There are two main processes in the proposed system. The first one is rendering 360-degree images which are remotely photographed to head mounted display. This method is based on transmission control protocol/internet protocol(TCP/IP), and the sequential images are rapidly captured and transmitted to the server using TCP/IP protocol with the byte array data format. Then, the server collects the byte array data, and make them into images. Finally, the observer can see them while wearing head mounted display. The second process is displaying the specific region by detecting the user's head rotation. After extracting the user's head Euler angles from head mounted display's inertial measurement units sensor, the proposed system display the region based on these angles. In the experimental results, rendering the original image at the same resolution in a given network environment causes loss of frame rate, and rendering at the same frame rate results in loss of resolution. Therefore, it is necessary to select optimal parameters considering environmental requirements.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2018년도 추계학술발표대회
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• pp.889-891
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• 2018

가상현실 (Virtual Reality, VR) 컨텐츠가 다양해지면서 사용자들의 관심도 높아지고 있다. 초기 VR 컨텐츠는 헤드 마운티드 디스플레이 (Head Mounted Display, HMD)와 컨트롤러만 사용한다. 사용자의 요구가 높아지면서 현실적인 컨텐츠 구현을 위해서 사용자의 신체 움직임으로 제어하는 풀 바디 트래킹(Full Body Tracking) 기술이 도입되고 있다. 머리에 착용하는 HMD와 양손으로 제어하는 두 개의 컨트롤러 뿐만 아니라 모션캡쳐장비, 트래커 장비를 사용자의 다양한 위치에 착용시켜, 세밀한 움직임 트래킹이 가능해졌다. 본 연구에서 서브 모션 기반의 움직임 추적 방법과 이를 기반한 서브모션 시스템을 제안한다. 서브모션 시스템은 VR 컨텐츠에 사용되는 사용하는 센서 위치를 VR캐릭터의 대응되는 위치에 출력하는 방식이 아닌, 사용자의 움직임에 따라 다양한 센서 위치 변화를 인식하고, 이를 기반으로 VR에서 사전에 지정된 모션을 인식 및 출력한다. 사용자의 움직임을 세분화하여 각각의 연속된 서브모션들로 인식하고, 각각의 서브 모션에서 연속적으로 인식 가능한 서브 모션을 분기를 통해 정의하고 인식함으로써 다양하고 자유도 높은 모션 처리가 가능하다. 선행 기술들의 문제점인 고정된 데미지 방식 및 부자연스러운 모션을 해결하고 사용자에게 실제와 같은 동작을 취하도록 유도하여 몰입감등을 부여할 수 있다. 서브 모션들을 자동적으로 생성하는 시스템을 통해 풀 바디 트래킹 VR 컨텐츠에 적용 가능한 엔진을 연구 및 개발하여 해당 산업의 발전에 이바지하고자 한다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.43-53
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• 2021

본 논문은 자동차 핸들과 가속 페달로부터의 온라인 사용자 입력에 따라 Virtual Reality (VR) 환경에서 인공적인 바람을 생성하는 상호작용형 윈드 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 사용자가 레이싱 자동차 VR 응용 콘텐츠에서 세 방향으로부터 불어오는 바람으로부터 촉감을 느끼도록 하기 위해 머리장착형 디스플레이(Head-Mounted Display: HMD)와 세개의 선풍기로 구성된다. VR 멀미를 개선하는 것에 대한 바람의 효과성을 평가하기 위해, 본 논문은 멀미에 대한 가장 기본적인 척도 중의 하나인 SSQ (simulator sickness questionnaire)를 도입한다. 13명의 피험자들을 대상으로 바람이 있는 경우와 그 다음 그렇지 않은 경우 또는 그 역으로 레이싱 자동차 콘텐츠에 대한 실험을 수행하였다. 실험 결과는 인공적인 바람을 사용하는 경우 긍정적인 사용자 경험을 제공하면서 명확하게 멀미를 개선하는 것을 보여주었다.