• 정보처리학회논문지B
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• 제14B권4호
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• pp.273-280
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• 2007

본 논문은 2D/3D 가상환경에서 실감 사운드의 실시간 합성을 위한 $EVE-Sound^{TM}$ 툴킷의 설계와 개발결과를 제시한다. $EVE-Sound^{TM}$는 사운드 효과 계산에 필요한 장면요소를 간추리는 전처리 도구와 실시간 렌더링 API들로 구성되며, 다중 모달리티의 실감 재현을 필요로 하는 가상현실, 게임 등의 각종 인터랙티브 콘텐츠에서 사용자에게 고급 그래픽 환경을 허용하면서 동시에 사운드의 실시간 재현을 가능하게 함을 목표로 하였다. 3차원 사운드 계산이 매우 복잡하기 때문에 기존의 사운드 API들이 간단한 사운드 효과와 재생을 제공하는 것과 달리, 복잡한 가상환경에서 3차원 사운드의 원리를 반영하되 그 렌더링을 실시간화하는 데 초점을 두었고, 이를 위해 새로운 장면 간략화 및 공간사운드 계산 방법이 제시되었다. 응용 사례 및 실험, 알고리즘 분석을 통해 제시된 툴킷의 활용성 및 향상된 실시간성을 확인하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (B)
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• pp.550-552
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• 2005

실감 재현이 중요한 가상현실 응용에서는 사용자에게 고급 그래픽 환경을 제시하고 사용자의 인터랙션에 즉각적인 피드백을 제공함으로서 실재감과 몰입감을 증대시키는 연구가 진행되어왔다. 실재감, 공간감 전달을 위해 시각과 청각을 함께 활용하는 것이 효과적이나, 가상공간의 특징을 반영한 3차원 사운도 재현 연구는 국내외 통틀어 초기단계에 머물러 있다. 실재감과 공간감을 반영한 3차원 사운드의 재현을 위해서는 음원의 전파, 반사, 잔향 풍의 계산이 사용자의 인터랙션에 따라 새롭게 계산되어야한다. 그러나 사운드 전파경로와 공간을 이루는 모든 폴리곤들과의 충돌을 검사하며 반사 등을 계산하는 것은 실시간성이 중요한 가상현실응용에서는 무리가 따르므로 실 시간성을 보장하기 위한 계산량 축소가 요구된다. 본 논문에서는 다수의 음원이 존재하는 복잡한 가상공간에서의 3차원 사운드를 재현하기 위하여 사운드 신과 계산에 필요한 최소한의 정보를 가지는 오디오 씬 그라프의 공간을 재구성하고 다수의 음원을 대상으로 음원 축소 및 군집화를 적용하여 3차원 사운드효과를 실시간으로 재현하는 알고리즘을 제안한다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2023년도 제67차 동계학술대회논문집 31권1호
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• pp.357-360
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• 2023

본 논문에서는 거품 입자의 물리적 속성을 활용하여 가상 시뮬레이션 장면에 맞는 거품 사운드를 합성하고 사운드의 물리적 현상을 기반으로 사운드의 크기를 효율적으로 제어할 수 있는 기법을 제안한다. 현실에서는 사운드의 근원지와 청중의 위치 관계에 따라 사운드 크기의 차이가 나타타는 것을 쉽게 관찰할 수 있다. 본 논문에서는 이 문제를 효율적으로 풀어내기 위해 복잡한 3차원 유체의 움직임을 분석하는 게 아닌, 2차원으로 투영된 입자의 유동을 분석하여 사운드를 합성하고 제어하는 방식을 소개한다. 우리의 방법은 거품 사운드의 크기를 효율적으로 조절할 수 있도록 스크린 공간에서 계산된 거품 입자의 속도와 위치를 활용하여 청중의 위치 관계 및 사운드의 방향성을 확인하고, 이를 통해 거품 사운드를 사실적으로 합성하였다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
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• pp.632-637
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• 2006

본 논문에서는 가상현실 환경에서 방위각, 고도, 거리 등의 위치 정보를 인지할 수 있는 3 차원 사운드를 생성하기 위한 구조적 머리전달함수(Head-Related Transfer Function, HRTF) 모델을 제안하고 이를 구현한다. 이를 위해 우선 기존에 연구된 방위각과 고도에 관한 head model 과 pinna model 을 근간으로 거리의 변화를 고려하도록 하는 HRTF 모델을 제안한다. 제안된 거리 변화에 따른 HRTF 모델은 거리 차이에 따른 음압의 변화 모델과 근거리에서 사람의 머리에 의해 생기는 shadowing 모델로 구성된다. 본 논문에서는 제안한 모델로 부터 mono 사운드를 방위각, 고도, 거리를 인지할 수 있는 stereo 사운드로 변환하여 생성하는 3 차원 사운드 생성기를 구현하였고, 일반인을 대상으로 거리에 대한 청취 실험을 통하여 제안한 모델의 성능을 측정하였다. 그리고 제안된 모델을 가상현실의 실감모델인 MP3 에 구현하여 그 효과를 입증하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2001년도 추계학술발표대회 논문집 제20권 2호
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• pp.259-262
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• 2001

인간이 실제 생활에서 느끼는 입체음향을 녹음해서 재생기를 통해 듣고자하는 시도는 역사적으로 이미 한 세기가 지났으나 아직도 실감 있는 입체음향 녹음 및 재생기법 연구는 계속진행 중에 있다. 스피커 혹은 헤드폰으로 전후, 좌우, 상하의 모든 방향 및 거리감까지도 재생시킬 수 있는 있어야 진정한 입체음향이라 말할 수 있겠지만 많은 오디오 기기 제조업체들이 홍보효과를 위해 입체음향을 부적절하게 사용함으로써 일반 사용자들은 입체음향에 대해 많이 혼돈하고 있는 실정이다. 정확한 의미로 오늘날 대부분의 오디오 기기를 차지하고 있는 스테레오 사운드는 1차원(좌우 축)사운드라고 말할 수 있으며, 극장 사운드는 2차원(좌우, 전후 축)사운드이며 상용화된 3차원 사운드 제품은 아직 존재하지 않는다고 말할 수 있다 본 논문에서는 현재 연구 중인 "방송을 위한 입체음향 생성 및 재생 기법" 중 대표적인 바이노럴 기법과 Ambisonic 기법 및 문제점에 대해 알아보았다

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2008년도 학술대회 1부
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• pp.184-189
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• 2008

본 연구는 기존에 저장되어 있는 응원이나 입력되는 사운드 데이터를 사용하여 게임 플레이상에 지형을 생성함으로서 사운드의 적극적인 황용을 도모하고 렌더링되는 화면과 입출력되는 오디오 간의 동기화를 통해 사용자들에게 공감각적인 상호작용을 제공한다. 사용자가 직접 사운드를 발생시키거나 원하는 음원을 입력하면 그 입력받은 사운드 진폭 데이터를 푸리에 변환하여 주파수 데이터로 변환하고 취득한 데이터로 분석 및 재가공하여 시간에 따라 변화하는 3차원 지형을 만든다. 지형이 생성될 때는 여러 가지 보간 처리를 통하여 에이전트들과 오브젝트들이 활동 가능하도록 지형을 보정하며, 확장 역시 용이하도록 디자인한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2007년도 학술대회 1부
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• pp.447-454
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• 2007

본 논문에서는 사용자의 가상환경 내의 위치 정보에 대한 감각을 향상시키는 방법론으로서 햅틱 피드백(haptic feedback)과 사운드 피드백(sound feedback)의 모달리티를 활용한 그리드(grid)를 제안한다. 제안된 그리드는 사용자의 3차원 공간 내의 움직임(explorative procedure)에 추가적인 비 시각적인(non-visual) 위치정보 피드백을 부여하는데 그 목적을 두고 있다. 햅틱 모달리티를 활용한 3차원 그리드는 SensAble사의 PHANTOM(R) Omni$^{TM}$ 를 활용하여 설계되었으며, 사운드 모달리티를 활용한 경우 저주파 배경음의 주파수 특성(frequency characteristics of sound source)을 사용자 손의 공간 좌표값에 근거하여 재생 시의 표본 추출 비율(sampling rate)를 연속적으로 바꾸는 방식으로 설계되었다. 이러한 공간 그리드는 두 모달리티 각각의 독립적인 제시 및 동시 제시/제거를 통해 평가되었으며, 동시 제시의 경우 두 모달리티간의 어긋남(cross-modal asynchrony)이 없도록 설계되어 사용자의 공간 작업 시 모달리티간의 조화 (manipulating congruency)를 확보할 수 있도록 하였다. 실험을 통해 얻어진 결과는 그것의 통계적 유의미성을 분석하기 위해 다원변량분석과 사후검증(Turkey. HSD)을 거쳐 해석이 되었다. 공간 내 특정 좌표 선택을 기준으로 하는 그리드의 사용자 평과 결과, 3차원 내의 움직임에 대해 햅틱 및 사운드 피드백의 비 시각적 피드백은 사용자의 공간 작업의 오차를 줄여 주고 있음이 확인되었다. 특히 시각적인 정보만으로 확인하기 어려운 Z축 상의 움직임은 그리드의 도움으로 그 오차정도가 50% 이상 줄어 드는 것으로 확인되었다(F=19.82, p<0.01). 이러한 시각적 정보를 보존하는 햅틱, 사운드 피드백 방식을 HCI의 중요한 요소인 사용성과 유용성과 연관시켜 MMHCI(multimodal human-computer interaction) 방법론으로의 적용 가능성을 검토해 본다.

• 디지털융복합연구
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• 제14권7호
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• pp.331-337
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• 2016

본 연구의 목적은 사운드 데이터를 3차원 입체 이미지로 시각화하는 방법을 제공하는 것이다. 사운드 데이터의 시각화는 사운드데이터의 음역채널을 텍스트베이스형태의 스크립트 제작한 후 설정된 알고리즘에 따라 수행한다. 알고리즘은 음역 채널 설정단계, 사운드 시각화용 화면프레임 설정단계, 단위 입체이미지 구현체 특성정보 설정단계, 사운드 데이터 음역 채널 검출단계, 사운드 시각화단계등 총 5단계로 이루어지며, 마우스등의 입력장치로 최소한된 입력신호조작으로 3D 시각화를 수행한다. 일반적인 방법으로 애니메이터가 할 수 없는 양을 가진 사운드 파일을 이용해, 애니메이터가 작업하는 시간과 제시한 연구방법을 이용한 작업시간을 비교하여, 본 연구에서 제시한 3D 시각화 방법이 창의적 예술적 이미지를 제작에 저비용, 고효율 방법임을 부각하였다. 향후, 게임엔진에서 렌더링 과정을 거치지 않는 방법으로 사운드 데이터의 실시간 시각화 방법을 연구할 예정이다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2015년도 하계학술대회
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• pp.429-432
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• 2015

본 논문에서는 기존의 채널기반의 오디오 기술에 대해 다양한 서비스가 가능하고, 재생환경에 독립적인 객체기반 실감음향 기술에 대해 논하고자 한다. 현재, 극장 사운드를 중심으로 객체기반 오디오 기술이 적용된 사운드가 점차 확산되고 있으며, 미국, 유럽 등 차세대 방송용 오디오에 객체기반 오디오 기술의 도입을 적극적으로 고려하고 있다. 객체기반 오디오 기술은 콘텐츠의 제작단계에서 재생환경을 고려할 필요가 없고, 현장의 음향을 신호와 3 차원 공간 정보로 구분하여 음향 공간의 정보를 그대로 표현함으로써, 재생환경에서는 3 차원 공간 정보를 활용하여 다양한 3 차원 음향 재생 기술을 활용하여 재생할 수 있다. 이러한 객체기반 실감음향 기술 개발을 위해서는 편리한 제작 및 3 차원 공간 정보 표현 기술이 필요하며, 청취환경에서는 객체기반 실감음향 콘텐츠를 제작자의 의도대로 렌더링할 수 있는 재생 및 제어 기술이 필요하다. 이에 객체기반 실감음향 기술의 기술동향과 객체기반 실감음향 서비스를 위한 콘텐츠 표현/제작 및 재생 기술에 대하여 고찰해 보고자 한다.

• 전자통신동향분석
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• 제31권3호
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• pp.81-90
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• 2016

현재, 극장 사운드를 중심으로 객체기반 오디오 기술을 포함하는 하이브리드 포맷의 사운드 서비스가 점차 확산되고 있으며, 미국, 유럽, 한국 등에서는 차세대 방송용 오디오에 객체기반 오디오 기술의 도입을 적극적으로 고려하고 있다. 객체기반 오디오 기술은 콘텐츠의 제작단계에서 재생환경을 고려할 필요가 없고, 현장의 음향을 신호와 3차원 공간정보로 구분하여 음향공간의 정보를 그대로 표현함으로써, 재생단말에서 3차원 공간정보를 활용하여 재생할 수 있게 한다. 이러한 객체기반 실감음향 기술개발을 위해서는 편리한 제작 및 3차원 공간정보 표현 기술이 필요하며, 청취환경에서는 객체기반 실감음향 콘텐츠를 제작자의 의도대로 렌더링할 수 있는 재생 및 제어 기술이 필요하다. 이에 객체기반 실감음향 기술이 포함되는 하이브리드 오디오 기술의 현황에 대하여 살펴보고자 한다.