• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제22권7호
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• pp.268-282
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• 2022

One of the most important technologies today is augmented reality technology, it allows users to experience the real world using virtual objects that are combined with the real world. This technology is interesting and has become applied in many sectors such as the shopping and medicine, also it has been included in the sector of education. In the field of education, AR technology has become widely used due to its effectiveness. It has many benefits, such as arousing students' interest in learning imaginative concepts that are difficult to understand. On the other hand, studies have proven that collaborative between students increases learning opportunities by exchanging information, and this is known as Collaborative Learning. The use of multimodal creates a distinctive and interesting experience, especially for students, as it increases the interaction of users with the technologies. The research aims at developing collaborative framework for developing achievement of 6th graders through designing a framework that integrated a collaborative framework with a multimodal input "hand-gesture and touch", considering the development of an effective, fun and easy to use framework with a multimodal interaction in AR technology that was applied to reformulate the genetics and traits lesson from the science textbook for the 6th grade, the first semester, the second lesson, in an interactive manner by creating a video based on the science teachers' consultations and a puzzle game in which the game images were inserted. As well, the framework adopted the cooperative between students to solve the questions. The finding showed a significant difference between post-test and pre-test of the experimental group on the mean scores of the science course at the level of remembering, understanding, and applying. Which indicates the success of the framework, in addition to the fact that 43 students preferred to use the framework over traditional education.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제31권2호
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• pp.21-32
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• 2022

해군은 대한민국의 해양안보를 책임지기 위해서 항공모함 확보를 추진하고 있다. 항모가 주어진 임무를 완수하기 위해서는 운용요원들이 항모를 완벽하게 운용할 수 있어야 하며, 이를 위한 항모 운용요원들의 완벽한 항모 운용술은 끊임없는 훈련에서 비롯된다. 이에 본고에서는 함정에서도 항상 최고의 훈련을 시행할 수 있도록 함정 탑재형 훈련체계(OBTS)를 제안한다. 항모를 위한 OBTS는 함정에 최적으로 적용되고 운용요원들에게 최고의 교육훈련 환경을 제공하는 것이 가능하도록 합성훈련환경(STE) 기반의 철저한 시뮬레이터 형태로 구축되어야 한다. 그리고 항모의 다양한 훈련소요와 시행 조건을 만족시킬 수 있도록, 내장 훈련체계(ETS), VR 훈련체계, AR 정비체계, MR 훈련체계, MR Metaverse 훈련체계, 실감 시뮬레이터(Realistic Simulator) 훈련체계로 구성하는 방안을 제안한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.167-176
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• 2022

본 논문에서는 메타버스 공간을 문화적 인간의 미래를 위한 생활환경으로 바라보고 있다. 메타버스라는 공간은 비록 디지털 '가상' 공간으로 인식되지만 현실과의 연장선상에서 이해되어야한다. 신체를 떠나 살 수 없는 인간이 디지털 공간에서 탈육체화의 욕망을 꿈꾸지만, 신체를 가진 인간은 물리적 환경과 완전히 떨어질 수 없다. 이는 메타버스 공간에서 인간의 활동이 현실과 단절된 것이 아니라, 현실의 사회문화적 맥락 속에서 인간의 실존적 삶의 방향을 찾아야함을 의미한다. 메타버스라는 삶의 양식이 현재 보다 더욱 일상화된다면, 인간은 이 메타버스 세계를 현실 세계의 맥락에서 인간의 생활환경으로 접근할 수 있어야한다. 따라서 본고에서는 창작과 유희, 공감의 세계를 창조하는 메타버스를 호모 쿨투랄리스의 생활환경으로 고찰해보고, 그 세계 내 존재 인간의 욕망과 욕망 실현의 공간 플랫폼으로서 메타버스를 살펴보고자 한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제29권6호
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• pp.31-38
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• 2024

본 연구에서는 발달 장애가 있는 개인이 사회적 참여를 유도하고 사회활동에 참여하는 방법을 제안했다. 이를 위해 가상 현실 기술을 활용해 발달장애인이 안전하고 편리하게 실내에서 장애인 핸드볼 스포츠 경험을 할 수 있는 메타버스 시뮬레이터를 설계 및 개발했다. 이 시뮬레이터는 발달 장애가 있는 사람이 핸드볼 경기를 연습하고 경험할 수 있는 환경을 제공한다. 이를 위해 핸드볼 선수 캐릭터 모델링과 핸드볼 동작 제작을 위해 3D모델링과 모션캡쳐 기술을 적용했다. 이를 통해 핸드볼 경기에서 사용되는 동작을 메타버스 공간에 재현했다. 메타버스 기술 중 하나인 XR(Extended Reality)을 적용해 기초훈련(기본동작), 페널티쓰루, 타깃 게임을 제작했다. 본 연구를 통해 발달 장애가 있는 개인이 현실에서는 어려운 활동에도 더 쉽게 참여할 수 있도록 하는 체감형 보조 도구로 활용할 수 있다. 이로써, 발달장애인이 사회적 참여의 폭이 넓어지고, 발달장애인 삶의 질이 향상될 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.537-545
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• 2020

본 연구는 회복기 단계에 있는 뇌혈관 질환자를 대상으로 가상현실 콘텐츠를 활용한 인지재활프로그램의 임상적 적용 효과를 알아보았다. 연구방법은 회복기 단계의 뇌혈관 질환자 34명을 대상으로 대조군(16명)과 실험군(18명)으로 나눈 후에 가상현실 콘텐츠 기반의 인지재활프로그램을 적용한 후, 인지기능과 일상생활활동 능력, 상지기능에서의 효과를 비교하고자 하였다. 대조군에는 보편적인 재활치료 프로그램을 실시하고, 실험군에서는 보편적인 재활치료 프로그램과 가상현실 콘텐츠 기반의 인지재활프로그램을 제공하였다. 두 집단 모두 하루 2회(1회 30분씩)씩, 주 5회, 4주간(총 20회기) 실시하였다. 중재 결과, 두 집단 모두 일상생활활동 능력이 모두 유의미하게 향상되었지만(p<.05), 실험군에서의 변화량이 대조군보다 5점정도 더 향상되었다(p<.05). 인지기능에서도 실험군과 대조군이 유의미한 차이를 보였고(p<.05), 변화량에서 실험군이 대조군보다 2점정도의 변화 수치를 보였다(p<.05). 상지기능에서는 대조군과 실험군 간의 유의마한 차이는 없었고(p>.05), 전후 변화량을 비교한 결과 실험군이 대조군보다 0.7점정도 유의미한 변화폭을 보였다(p<.05). 가상현실 콘텐츠를 활용한 인지재활프로그램이 일반적인 재활치료 프로그램에 비해서 일상생활활동 능력과 인지기능에서의 유의미한 향상 폭의 차이가 있다는 것을 확인하는 연구였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.133-142
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• 2020

본 연구는 1대의 프로젝터를 이용하여 360도 파노라마를 구현할 수 있는 방법을 하드웨어적인 부분과, 투사 될 사전왜곡 이미지 제작 부분에 대해 기술하고 있다. 관람객의 위치에 따라 발생하는 그림자를 최소화하기 위하여 공간의 중앙 천정에 프로젝터와 반사경을 설치하는 방법을 제안하고 있다. 유니티 엔진 가상공간에서 프로젝터 및 반구 반사경의 위치를 전시공간과 동일하게 설정한 후, 프로젝터를 가상 카메라로 간주하고 환경을 렌더링하여 프로젝터를 이용하여 투사할 때 사용할 사전왜곡 이미지를 생성하였다. 스크린에 투사할 이미지를 가상공간의 벽면에 맵핑시켜 놓은 뒤 레이트레이싱 기법을 이용하여 가상 카메라에 가상 촬영 (레이 트레이싱)하는 방식으로 사전 왜곡 이미지를 제작 하였다. 본 기법의 특징은 사전왜곡 이미지 생성에 사용자가 최소한으로 개입한다는 것이다. 사전왜곡 이미지를 가상 카메라와 동일한 위치에 설치된 프로젝터에서 반구형 반사경에 투사하면 반구경 거울에 의해 이미지가 사방으로 반사되어 원통형 또는 사각방 모양의 파노라마 스크린에 360도로 투영된다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.35-42
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• 2016

최근 제한적인 마커기반 증강현실의 여러 가지 단점들을 보완하기 위해 사용자의 얼굴, 발, 손 등을 활용한 비 마커기반 증강현실 시스템에 관한 연구들이 활발하게 진행되고 있는 추세이다. 또한 대부분의 기존 증강현실 시스템들은 사용자에게 보여주는 것과 기본적인 상호작용에 목표를 두고 강체를 증강하여 수행되는 경우가 많았다. 본 논문에서는 단지 보여주는 것에 국한되는 것이 아니라 여러 분야에서 활용이 가능한 변형물체를 사용자와의 상호작용을 바탕으로 시뮬레이션을 제공하는 비 마커기반의 증강현실 시스템을 설계 및 구현하였다. 변형물체는 질량-스프링 모델, 유한 요소 모델 두 가지 방법을 주로 사용하여 구현한다. 질량-스프링 모델은 실시간 시뮬레이션에 장점이 있으며 유한 요소 모델은 변형물체의 정밀함을 나타낼 때 장점을 가진다. 본 논문에서는 실시간으로 시뮬레이션을 목표로 하고 있기 때문에 질량-스프링 모델을 기반으로 하는 테트라헤드론 구조를 이용하여 변형물체를 구현하였다. 변형물체의 자연스러운 움직임을 실시간으로 시뮬레이션하기 위해 키넥트 SDK를 통해 사용자의 손의 위치를 추적 하고, 손의 위치 변화량을 바탕으로 힘을 계산한다. 이를 바탕으로 $4^{th}$ order Runge-Kutta Integration 수치적분법을 이용하여 물체의 다음 위치를 계산하여 시뮬레이션 하도록 하였다. 그리고 자연스러운 동작을 표현하기 위해서 사용자의 손을 통해 물체에 작용하는 힘이 너무 많이 작용하지 않기 위해 제스처에 임계값을 정하였으며 해당 임계값을 넘는 힘이 작용할 경우 임계값으로만 적용되도록 설정하였다. 각 실험을 5회씩 반복하였으며 실험에 따른 시뮬레이션 연산속도를 분석하였다. 본 논문을 통해 구현한 변형물체를 활용한 비 마커기반 증강현실 시스템을 바탕으로 기존의 강체 기반의 증강현실에서 활용하기 힘들었던 의료, 교육 및 다양한 방면으로 시뮬레이션이 가능할 것으로 기대한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권2호
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• pp.191-201
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• 2020

이 연구에서는 증강현실을 활용한 협력적 과학 개념학습에서 나타나는 학생들의 언어적 상호작용과 물리적 상호작용을 심층적으로 조사하였다. 3개의 소집단으로 구성된 고등학교 1학년 학생 12명이 연구에 참여하였다. 이들은 화학 결합 개념 이해를 목표로 개발된 스마트 기기 기반의 증강현실 어플리케이션을 활용한 수업에 참여하였다. 학생들의 수업 과정은 녹음 및 녹화하였으며, 반구조화된 면담을 실시하였다. 연구 결과, 언어적 상호작용 중 개별 진술 단위에서는 정보 질문과 정보 설명 및 방향 질문과 방향 설명에 관한 진술의 비율이 높았고, 상호작용 단위에서는 교정형 및 누적형 상호작용의 비율이 높았다. 학습 진행에 관한 개별 진술 및 상호작용의 비율도 높게 나타났다. 학생들의 물리적 상호작용은 유의미한 언어적 상호작용 없이 단독으로 이루어진 경우가 가장 많았다. 학생들이 지식 구성 언어적 상호작용을 하며 물리적 상호작용을 할 때는 가상 객체를 응시하거나 활동지 관련 활동을 하는 비율이 높았던 반면, 물리적 상호 작용만 수행하거나 운영 관련 언어적 상호작용을 하며 물리적 상호 작용을 할 때는 증강현실의 마커의 조작과 관련한 다양한 탐색적 활동이 주로 나타났다. 연구 결과를 바탕으로 과학 교과에서 증강현실을 활용한 협력적 개념학습이 효과적으로 이루어지기 위한 방안을 제안하였다.

• 만화애니메이션 연구
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• 통권19호
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• pp.161-181
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• 2010

인간이 외부세계를 지각하는데 70%이상을 의존하고 시각을 통한 지각경험은 3차원 입체 영상기술의 발전으로 실재감 재현의 주축이 되고 있으며 다양한 연구 분야의 접목을 통해 발전하고 있다. 3차원 입체지각 기술은 양안시차의 지각요인의 원리를 경험적 지각요인과 결합하여 실재감을 재현하는 기술로, 인간이 지닌 시각의 생리적 특징을 메카니즘으로 한 것이다. 하지만 인간의 지각요인은 생리적인 요인으로만 설명하기엔 부족함이 많다. 대상을 지각하는데 있어 일정하게 지각하는 것이 아니라 인간의 심리적인 요인이나 물리적인 상태에 따라 다양하게 인지된다는 특성이 있기 때문이다. 따라서 시지각 요인간의 상관관계가 3차원 입체지각에 영향을 미치는지를 프로토타입을 제작하여 검증하고자 한다. 특히 3차원 입체를 지각하는 경험적, 생리적 요인과 형태를 지각하는 물리적, 심리적 요인을 중심으로, 게슈탈트의 집단화 및 단순화 현상과 3차원 입체지각 간의 관계를 실험을 통해 살펴볼 것이다. 본 연구를 통해 3차원 입체의 지각특성을 을 일부 파악하고 이는 실재감 재현을 위한 3차원 입체 콘텐츠제작에 기초연구가 될 것으로 본다.

• 만화애니메이션 연구
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• 통권43호
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• pp.363-386
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• 2016

본 연구는 대학의 미술 디자인계열 전공 실습 교과목의 실습수업을 위한 이러닝 교수학습법을 개발하기 위해 기본 틀이 될 프레임워크를 디자인하는 연구이다. 특히 일방향적인 이러닝 교육방식에서 탈피하여 증강현실(AR)의 콘텐츠 재현 과정을 학습방법으로 적용함으로써 가상적 상황을 현실상황에 증강시켜 학습자로 하여금 학습환경에 대한 현실감을 높이는 데에 초점을 두고 있다. 본 프레임워크 구축 과정 및 교수학습법 개발은 이전에 발표된 "증강현실을 이용한 대학 e-Learing 실습교육"의 학습효과 실험연구를 위한 증강현실 기반의 실습교육 교수학습법 개발 과정에 관한 논문으로써 시기적으로는 이전 논문의 선행연구임을 밝히며, 기 발표 논문과 본 논문을 기반으로 본격적인 학습효과 실험에 들어가기 위한 교과과정 개발에 목적을 둔다. 학습방식에 따른 구분은 기본 학습유형에 따라 대면학습(FFL), 블랜디드학습(BL), 완전이러닝(EL), 그리고 증강현실 기반 이러닝(AREL) 4개 교수 학습방법으로 구분한다. 본 연구를 위해 FFL, BL, EL의 각 교수학습 프레임을 비교 분석하고 AREL의 교수학습유형과 비교분석 및 종합적 결합을 통해 효과적인 증강현실 기반의 교수학습 프레임워크 구축하였다. 또한 향후 학습효과 실험을 위한 AREL 실습교과목 교수학습 과정 설계 틀을 제시함으로써 연구를 마친다.