최근 VR/AR/MR 기술과 3D 주변 장치의 발전에 의해 3D 가상현실 응용 서비스 개발이 증가하고 있으며 이에 따라 3D 데이터의 호환성과 이식성에 대한 요구가 증가하고 있다. 여러 장치의 응용 프로그램의 데이터를 공동으로 사용할 수 있도록 하기 위해서는 3D 표준 데이터 형식의 파일 처리가 요구된다. 이 때 가상환경 장면 처리에 필요한 공통의 파일 형식과 함께 함수와 변수 클래스들을 표준화된 라이브러리와 데이터구조를 제공한다면 응용 별로 서로 다른 파일 형식과 데이터구조의 사용으로 인해 발생하는 불필요한 처리 과정을 생략할 수 있어서 보다 효율적인 시스템 구성이 가능할 것이다. 본 연구에서는 이러한 공통의 데이터 파일과 데이터구조 사용 기능을 위해서 특정의 프로그래밍 언어를 이용하여 공용의 3D 표준 파일에 접근하여 다양한 서비스를 개발할 수 있도록 표준화된 데이터를 생성하고 저장할 수 있는 프로그래밍 바인딩 도구를 제공하는 것이 목적이다. 이를 위해 본 논문에서는 Python 프로그래밍 언어를 이용하여 X3D 파일을 표준화된 방식으로 접근할 수 있도록 클래스와 함수를 포함하는 공통의 데이터구조를 정의하며 이 언어 바인딩 인터페이스를 기반으로 X3D 장면 데이터 파일을 렌더링 하는 X3D VR 뷰어인 Python 언어 바인딩 뷰어 구현에 대해 기술한다. 이 뷰어는 X3D 오브젝트의 생성, 변경, 교환 및 전송을 위한 Python 기반의 3D 장면 라이브러리들과 데이터구조를 포함한다. 그리고 이를 이용하여 X3D 오브젝트를 디스플레이하고 이벤트들을 처리한다.
본 논문의 목적은 기존의 정적인 정보검색의 형태를 탈피하여 동적이면서 사용자 지향적인 범용 3D모델 데이터 렌더링을 인터넷 사용자들에게 제공할 수 있는 환경을 설계 및 구현하는 것이다. 이는 3차원 렌더링 프로그램을 실행하여 사용자가 원하는 정보의 결과를 확인하거나 변경하는 등의 동적 정보를 제공하는 웹 서비스를 구현하는 것이다. 이를 위해 가장 보편적인 3차원 모델 데이터, 3D 스튜디오 맥스의 텍스트 출력물인 ASE 포맷 파일을 파싱하여 렌더링 해주는 3D Viewer 프로그램을 제작하고, 이를 ActiveX 컴포넌트인 OCX로 만들어 웹 페이지 상에서 실행 가능하게 한다. 데이터의 효율적 관리와 사용자와의 상호작용을 위하여 ASE 모델들을 위한 데이터베이스를 구축하여 사용자 상호작용적인 Web 3D 웹 서비스를 실현한다. 이를 통하여 인터넷을 통한 실시간적인 정보 교환이나, 네트워크상의 가상공간 내에서의 공동 업무 작업의 가능성을 내다본다.
영상 콘텐츠가 2D와 3D의 다른 차원에서 재현되었을 때 수용자의 심리적 반응에는 어떠한 차이가 있는지 보다 종합적으로 알아보기 위하여 본 연구는 유인가와 각성과 같은 콘텐츠의 내용적 특성이 영상의 입체성과 연계되어 수용자의 자기보고식(self-report) 설문과 수용자의 생리심리학적(psychophysiology) 반응에 미치는 효과를 살펴보았다. 연구 결과, 동일한 영상이라도 3D로 시청하였을 때 수용자의 피부전도계수(SCL)는 유의미하게 높았던 반면, 심장박동(HR)의 경우 유의미한 차이를 나타내지 않았다. 또한 3D 영상에서 수용자의 실재감 인식이 더 높게 나타나는 것으로 분석되었으나, 인지적 정보처리를 표식하는 회상기억에서 입체성에 따른 효과는 발견되지 않았다. 흥미롭게도 수용자의 실재감과 이용의사에서 콘텐츠의 내용적 특성 중 유인가가 입체성과 상호작용효과를 보였다. 부정적인 콘텐츠는 3D 영상에서 긍정적인 콘텐츠는 2D 영상에서 보다 높은 실재감과 이용의사를 이끌어내는 것으로 나타났다. 3D 영상 산업의 발전을 위해 영상의 입체성과 콘텐츠의 속성이 가지는 상호관계에 대한 논의가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.
본 논문에서는 항공고등학교 정비실습 교육과정에서 Solidworks를 이용하여 제작한 3D 학습 자료를 활용하는 방법에 대해 연구하였다. 현행 교과서는 연소실분해조립 실습과정을 2D 사진을 기반으로 설명을 하고 있기 때문에 학생들이 입체로 조립되는 가스터빈 기관 연소실의 분해조립순서를 익히고, 부품 내부의 상호관계를 이해하는데 많은 어려움이 있다. 연소실은 가스터빈기관을 구성하는 주요 구성품중에서도 가장 중요한 핵심부품으로써 연소실 분해 조립 실습교육은 학생들이 정확하게 이해하고 학습해야만 한다. 제작된 3D 학습 자료에서는 정투상도 기법을 응용하여 연소실 부품과 같은 3차원 객체를 X, Y, Z 축을 기준으로 부품이 $360^{\circ}$ 회전하는 애니메이션을 제작해 학생들이 다양한 각도에서 회전하는 물체를 관찰할 수 있도록 하였으며, 학습효과를 높이기 위해 물체의 정면, 평면, 측면을 동시에 관찰할 수 있는 등각보기에서 부품의 회전 영상을 애니메이션으로 추가하였다. MS office power point 2007을 기반으로 전용 viewer를 제작하여 제작된 3D 학습 자료를 학생들이 쉽게 이용할 수 있도록 하였으며 3D 학습 자료를 활용한 학습지도안을 제안하였다.
웹상에 가상테마파크와 같은 가상공간을 구축하기 위한 도구들로는 2차원 파노라마 영상을 이용한 QuickTime VR이나 3차원 모델링에 기반 한 VRML 등이 이용되어 왔다. QuickTime VR은 영상의 왜곡현상과 오브젝트의 실감 있는 조작 및 네비게이션이 어렵다는 단점을 가지고 있으며 VRML의 경우는 다양한 3차원 요소들을 사용자에게 제공이 가능하나 뷰어 제공이 어려워 사용자 접근이 용이하지 않았다. 따라서 본 연구에서는 웹상에서 가상테마파크와 같은 콘텐츠에 X3D의 컴포넌트와 프로파일 개념을 도입하여 사용자 접근을 용이하게 하고 시장성을 확보하는 3차원 가상공간을 구축하고자 한다.
컴퓨터 그래픽스 기술은 모든 물체를 화면 안에 표현 가능하도록 발전되어 왔다. 여러 물체를 화면 안에 동시에 표현할 때 컴퓨터 디스플레이 해상도의 제한으로 인해 물체들의 크기의 차가 클 경우에는 정확한 크기의 차가 표현되지 않는다. 그리고, 현재의 그래픽스 기술에서는 실제 물체의 길이 단위와 같은 물리적 속성으로 물체를 정확하게 화면에 표현할 수가 없다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 논문에서는 물리적 속성 중 하나인 길이 표현을 위해 웹 가상환경에서의 3차원 물체 표현 기술인 X3D(Extensible 3D)를 기반으로 하여 물체를 실세계 길이 단위로 정의하고 구현하는 방법에 대해 기술한다. 이를 위해 서로 다른 도구로부터 생성된 서로 다른 크기의 물체를 실세계 길이 단위 명세에 따라 크기 변환을 하여 렌더링하는 K3D 기반의 3차원 뷰어를 개발하였다.
인터넷 사용자들이 정적인 정보 페이지 검색의 형태를 벗어나 인터넷상에서 프로그램을 실행하여 정보를 해석하고 볼 뿐만 아니라, 변경하고 새롭게 창조할 수 있는 동적인 정보를 제공하기 위해 가장 보편적인 3차원 데이터, 3D MAX-Studio의 텍스트 출력물인 ASE 포맷 파일을 파싱하여 렌더링 해주는 3D Viewer 프로그램 구현 하고, 이를 ActiveX 컴포넌트인 OCX로 만들어 웹 페이지 상에서 실행 가능하게 한다. 그리고 데이터의 효율적 관리와 사용자와의 상호작용을 위하여 ASE 모델들을 위한 데이터베이스를 구축하여 사용자 상호작용적인 3D View Web Service를 실현한다. 이를 통하여 인터넷을 통한 실시간적인 정보 교환이나, 네트워크상의 가상공간 내에서의 공통 업무 작업의 가능성을 내다 보았다.
종래의 문화유산 디지털 아카이브는 사지이나 자료를 디지털화하여 보관되고 있는 것이 대부분이었으나, 최근에는 3차원 컴퓨터 그래픽을 이용한 3차원 디지털 아카이브의 구축이 확산되고 있다. 이러한 차원에서, 본 연구는 가상현실(Virtual Reality:VR)기술을 이용한 3차원 디지털 아카이브 열람 시스템의 개발에 관한 내용들로 구성되어 있다. 본 연구의 목적은, 이용자가 보존된 아카이브의 열람을 통하여 문화유산을 보다 쉽게 이해하고 지식을 습득할 수 있는 시스템의 개발이다. 시스템 개발에 활용된 기술은 DirectX기술의 가상현실이며, 각 콘텐츠의 이해를 돕기 위하여 두 가지 이상의 콘텐츠를 같은 화면에 제시하여 비교하면서 볼 수 있는 인터페이스를 개발하였다. 이러한 시스템은 터키공화국의 Gemiler섬에 있는 교회의 데이터를 이용하여 현재 남아있는 유적과 창건당시의 모습을 복원하여 비교하면서 콘텐츠에 대한 이해를 높이고 보다 많은 지식을 얻을 수 있도록 구축되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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