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문제 정의
- 이러한 과정을 통해서 각 Control UI 유형 의 장, 단점을 분석한 후 개선 방안을 제안하였다. 마지 막으로 개선안을 실제 사용자 테스트를 통해 검증하고 그 세부적인 특성들에 대해서 논의하였다,
- 따라서 3차원 VR 콘텐츠의 적극적인 활용을 위해서는 Control UI의 논리적인 표준화에 관한 연구가 시급한 상황이다. 본 연구는 사용자들이 3차원 VR 콘텐츠 서비스를 보 다 용이하게 사용할 수 있는 UI 방식과 환경을 연구하 고자 하며 특히 현재 대다수의 사용자들이 활용하고 있 는 2차원 입 력 장치의 특성에 적합한 Control UI 디자 인의 개선안을 제안하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위 해 현재 시장에서 서비스되고 있는 3차원 VR 콘텐츠의 특성을 파악해서 그에 따라 필요한 조작 행위를 정의하 였다.
- 본 연구에서는 마우스 및 키보드와 같은 2차원 입력 장치에 적합한 3차원 가상 VR Control UI의 가이드라 인을 제안하였다. 이를 위해 우선 3차원 VR 콘텐츠의 특징을 분석해서 주요 요구 동작들을 정의하였다.
- 또 한, 양쪽 버튼을 동시에 눌러야만 했던 'Two 버튼 방식' 의 단점을 개선하여 오른쪽 버튼으로 이동과 시선 제어 기능을 동시에 처리할 수 있게 하였다. 이러한 방식을 통해 마우스의 독립적인 조작 기능을 최대화시킴으로써 화면 집중성을 높이는 효과를 얻고자. 하였다.
- 이와 같은 연구 결과를 통해 본 연구는 2차원 입력 장 치를 이용한 효율적인 3차원 VR Control UI를 설계하 기 위한 가이드라인을 다음과 같이 제안하였다.
제안 방법
- 실험을 위한 가상공간은 WildTangent SDK를 이용 해서 구현되었다[그림 2]. 3차원 가상공간에 세 개의 오 브젝트를 배치하였으며 카메라는 바닥에서 이격시켜 피 실험자의 눈높이에 설치해서 실제 공간에 있는 것과 같 은 환경을 구성하였다. 실험은 피실험자가 마우스와 키 보드를 이용해서 전체 박스를 통과하는 시간을 1/100초 단위로 측정하였다.
- 3차원 게임의 Control UI에서 주로 사용하는 'WSAD' 키에 방향성과 이동성을 부여했으며 특수 키 와 자판을 이용해서 추가 기능을 수행 할 수 있도록 개 선하였다. 이를 통해 사용자들이 각자의 수준과 필요에 따라 이동 중 마우스 왼쪽 버튼과 키보드를 선택적으로 사용할 수 있게 하였다.
- 이를 위해 우선 3차원 VR 콘텐츠의 특징을 분석해서 주요 요구 동작들을 정의하였다. 그리 고 현재 사용되고 있는 3차원 VR 브라우저에 대한 벤 치마킹을 통해서 조작 장치와 기능 사이의 맵핑 유형을 정리하였다. 이러한 과정을 통해서 각 Control UI 유형 의 장, 단점을 분석한 후 개선 방안을 제안하였다.
- 이를 위 해 현재 시장에서 서비스되고 있는 3차원 VR 콘텐츠의 특성을 파악해서 그에 따라 필요한 조작 행위를 정의하 였다. 그리고 현재 서비스되고 있는 Control 이들의 장 단점을 분석해 개선 방안을 도출하였다. 또한 도출된 개 선 방안에 따라 제작된 Control UI 모델과 기존의 Control UI 모델들을 대상으로 사용자 테스트를 실시 하여 그 결과를 검증하는 과정을 거쳤다.
- 네 가지 Control UI유형에 따라 동일한 Task를 수행 하는데 걸리는 시간과 설문지를 통한 선호도를 분석하 였다. SPSS vl2를 통해 신뢰수준 95% 이내에서 T-검 정과 ANOVA 분석을 실시하였다.
- 키보드와 마우스를 동시에 사용해야만 하는 방식에서 벗어나 두 장치를 독자적으로 사용 가능하게 하였다. 또 한, 양쪽 버튼을 동시에 눌러야만 했던 'Two 버튼 방식' 의 단점을 개선하여 오른쪽 버튼으로 이동과 시선 제어 기능을 동시에 처리할 수 있게 하였다. 이러한 방식을 통해 마우스의 독립적인 조작 기능을 최대화시킴으로써 화면 집중성을 높이는 효과를 얻고자.
- 그리고 현재 서비스되고 있는 Control 이들의 장 단점을 분석해 개선 방안을 도출하였다. 또한 도출된 개 선 방안에 따라 제작된 Control UI 모델과 기존의 Control UI 모델들을 대상으로 사용자 테스트를 실시 하여 그 결과를 검증하는 과정을 거쳤다. 마지막으로 3 차원 VR 콘텐츠 조작을 위한 2차원 입력 장치의 가장 효과적인 Control UI 가이드라인을 제안하였다.
- 실험은 피실험자가 마우스와 키 보드를 이용해서 전체 박스를 통과하는 시간을 1/100초 단위로 측정하였다. 또한 사용자의 학습성에 대한 결과 를 얻을 수 있도록 실험은 2회에 걸쳐서 진행되었다.
- 또한, 마우스 버튼에 전진 이동을 맵핑할 때 회전 동 작을 동시에 적용하는 것이 바람직한지에 대해 알아보 기 위해 C Type와 P Type의 실험 결과를 비교 분석해 보았다.
- 마우스 버튼을 드래그함으로써 회전 및 전/후진 이동 이 동시에 가능한 A Type과 전진 이동만 가능한 C Type, 그리고 전진 이동에 회전까지 가능한 P Type을 서로 비교 분석하였다.
- 키보드를 사용하지 않고. 마우스만 사용하는 P Type 과 키보드와 마우스를 동시에 사용하는 B Type 의 실험 결과를 비교해서 입력 장치의 분산에 따른 효율성을 분 석하였다[표 6],
- 또한 도출된 개 선 방안에 따라 제작된 Control UI 모델과 기존의 Control UI 모델들을 대상으로 사용자 테스트를 실시 하여 그 결과를 검증하는 과정을 거쳤다. 마지막으로 3 차원 VR 콘텐츠 조작을 위한 2차원 입력 장치의 가장 효과적인 Control UI 가이드라인을 제안하였다.
- 이와 같이 다양한 브라우저들은 각자 독 자적인 방법으로 디자인된 Control UI를 채택하고 있 다. 본 연구에서는 3차원 VR 콘텐츠의 세 가지 주요 동 작을 마우스와 키보드에 적용하는 방식을 기준으로 하 여 현재 활용되고 있는 Control UI를 다음과 같이 세 가지 유형으로 분류한 후 그 내용을 정리하였다
- 분석된 Control UI의 특성 및 유형별 장단점을 종합 하여 Control UI의 개선을 모색하였고 이를 다음과 같 은 세 가지 방향으로 정리하였다.
- 실험은 사용자들로 하여금 앞서 조사되었던 세 가지 기존 Control UI 방식들과 제안된 Control UI 방식을 동일한 환경 아래서 사용하게 한 후 그 결과를 비교 분 석하는 방법으로 진행되었다. 실험에 사용된 Control UL의 모형은 다음과 같다.
- 3차원 가상공간에 세 개의 오 브젝트를 배치하였으며 카메라는 바닥에서 이격시켜 피 실험자의 눈높이에 설치해서 실제 공간에 있는 것과 같 은 환경을 구성하였다. 실험은 피실험자가 마우스와 키 보드를 이용해서 전체 박스를 통과하는 시간을 1/100초 단위로 측정하였다. 또한 사용자의 학습성에 대한 결과 를 얻을 수 있도록 실험은 2회에 걸쳐서 진행되었다.
- 이와 같은 Control UI 개선 방안이 사용자들이 3차원 VR 콘텐츠에 편안하게 몰입할 수 있는 조작 환경을 개 발하는데 있어서 중요한 지침과 근거로 활용되기를 기 대한다. 아울러 본 연구의 개선 방안은 주요 입력 장치 를 키보드와 마우스로 한정하여 제안된 것이다. 현재 상 황에서는 경제적, 기술적인 문제로 인해 2차원 기반의 입력 장치가 주로 사용되고 있지만 가까운 시일 내에는 보다 발전된 3차원 기반의 입력장치들이 대중화될 것으 로 예상된다.
- 앞서 정리된 Control UI의 개선 방향을 기반으로 하 여 3차원 VR 콘텐츠를 효과적으로 조작할 수 있는 개 선된 Control UI 모델을 [표 3]과 같이 설계하였다.
- 그리 고 현재 사용되고 있는 3차원 VR 브라우저에 대한 벤 치마킹을 통해서 조작 장치와 기능 사이의 맵핑 유형을 정리하였다. 이러한 과정을 통해서 각 Control UI 유형 의 장, 단점을 분석한 후 개선 방안을 제안하였다. 마지 막으로 개선안을 실제 사용자 테스트를 통해 검증하고 그 세부적인 특성들에 대해서 논의하였다,
- 1 Control UI 유형별 차이를 나타낸 요인 분석 실험 결과를 살펴보면 주요 기능을 입력 장치에 맵핑 (mapping)시키는 방식에 따라 Task 수행 속도에 차이 가 있음을 알 수 있다. 이를 몇 가지 요인으로 구분하여 비교 분석해 보았다.
- 본 연구에서는 마우스 및 키보드와 같은 2차원 입력 장치에 적합한 3차원 가상 VR Control UI의 가이드라 인을 제안하였다. 이를 위해 우선 3차원 VR 콘텐츠의 특징을 분석해서 주요 요구 동작들을 정의하였다. 그리 고 현재 사용되고 있는 3차원 VR 브라우저에 대한 벤 치마킹을 통해서 조작 장치와 기능 사이의 맵핑 유형을 정리하였다.
- 첫 번째와 두 번째 실험 결과를 비교해서 각 유형별 학습 효과를 분석해보았다. 각 유형별 실험 결과는 [표 11] 과 같다.
대상 데이터
- 기반이 되는 기술을 기준으로 분류하면 OpenGL 기반의 VRML97을 이용한 브라우저와 MS Direct X 기반의 Game 엔진을 이용한 브라우저로 구 분할 수 있다[2]. 두 기술을 이용해서 Blaxxun, Cosmo Player, Iworld3D, VirTool, Click3D와 같은 브라우저 들이 등장했다. 이와 같이 다양한 브라우저들은 각자 독 자적인 방법으로 디자인된 Control UI를 채택하고 있 다.
- 실험 대상자로는 20, 30대의 연령을 가지며 일주일에 최소 1시간 이상 인터넷을 활용하고 있는 40명을 선정 하였다. 다시 [표 5]와 같이 3차원 VR 콘텐츠 이용 경 험에 따라 각각 10명씩 네 그룹으로 구분하였다.
데이터처리
- 네 가지 Control UI유형에 따라 동일한 Task를 수행 하는데 걸리는 시간과 설문지를 통한 선호도를 분석하 였다. SPSS vl2를 통해 신뢰수준 95% 이내에서 T-검 정과 ANOVA 분석을 실시하였다.
성능/효과
- 5.1 Control UI 유형별 차이를 나타낸 요인 분석 실험 결과를 살펴보면 주요 기능을 입력 장치에 맵핑 (mapping)시키는 방식에 따라 Task 수행 속도에 차이 가 있음을 알 수 있다. 이를 몇 가지 요인으로 구분하여 비교 분석해 보았다.
- A, B, C Type의 평균 시간은 1차에 비해 2차에서 단 축되었지만 유의확률이 0.05보다.크게 나타나(0.
- 유형별 선호도를 10점 척도로 조사했다. 결과는 사용 성이 우수한 P Type(개선안)이 선호도에서도 높은 평 가를 받았다. 그리고 사용경험에 따라 사용성에서 차이 를 나타내었던 B Type은 선호도 평가에서도 표준편차 (STDEV)가 가장 크게 나타나 숙련자와 비숙련자의 차이를 나타내었다.
- 03 으로 P Type의 실험 결과가 B Type의 실험 결과 보다 우수하다고 할 수 있다. 그러므로 조작 시 키보드 와 마우스를 함께 사용하는 것보다 마우스를 독립적으 로 사용하여 모든 동작을 처리할 때가 더 효과적이라는 것을 알 수 있다.
- 마우스 버튼을 이용해서 전진 이동만 가능한 C Type 이 전후진 이동이 동시에 가능한 A Type에 비해서 사 용성이 높다는 것을 알 수 있다.
- 마우스 오른쪽 버튼을 이용해서 전진 이동과 회전을 동 시에 처리할 수 있도록 정의한 P Type이 버튼을 분리한 C Type에 비해서 사용성이 우수하다는 것을 알 수 있었 다. 즉, 마우스 왼쪽 버튼에는 선택과 회전 기능을 맵핑하 고, 오른쪽 버튼에는 전진 이동과 회전 기능을 매핑했을 때 사용성이 가장 뛰어나다는 것을 알 수 있다.
- 앞선 실험 결과와 유사하게 P Type 역시 마우스 버 튼을 이용해서 전진이동 및 후진이동이 함께 조작되는 A Type에 비해서 사용성이 월등히 높다는 것을 알 수 있었다. 이 두 비교 분석으로 마우스 버튼을 이용한 이 동은 전진이동만을 지원할 때 사용성이 향상된다는 것 을 알 수 있다.
- 앞선 실험 결과와 유사하게 P Type 역시 마우스 버 튼을 이용해서 전진이동 및 후진이동이 함께 조작되는 A Type에 비해서 사용성이 월등히 높다는 것을 알 수 있었다. 이 두 비교 분석으로 마우스 버튼을 이용한 이 동은 전진이동만을 지원할 때 사용성이 향상된다는 것 을 알 수 있다.
- 마우스 오른쪽 버튼을 이용해서 전진 이동과 회전을 동 시에 처리할 수 있도록 정의한 P Type이 버튼을 분리한 C Type에 비해서 사용성이 우수하다는 것을 알 수 있었 다. 즉, 마우스 왼쪽 버튼에는 선택과 회전 기능을 맵핑하 고, 오른쪽 버튼에는 전진 이동과 회전 기능을 매핑했을 때 사용성이 가장 뛰어나다는 것을 알 수 있다.
- 평균 수행 시간이 2.57초 차이를 보이며 유의 확률이 0.03 으로 P Type의 실험 결과가 B Type의 실험 결과 보다 우수하다고 할 수 있다. 그러므로 조작 시 키보드 와 마우스를 함께 사용하는 것보다 마우스를 독립적으 로 사용하여 모든 동작을 처리할 때가 더 효과적이라는 것을 알 수 있다.
후속연구
- 사용자의 경험과 숙련도에 따라 Control 레벨을 이분 화시키는 것도 필요하다[4]. 3차원 환경에 익숙하지 않 은 초보 사용자가 쉽게 조작할 수 있도록 [표 2] 에 근거 한 단순하고 평이한 레벨의 Control UI도 필요하지만, 반대로 3차원 게임과 같은 고도의 3차원 조작 환경에 익숙한 경험 많은 사용자들을 위해 다소 난해하지만 풍 부한 조작 정보를 전달할 수 있는 Control UI 역시 제 공할 수 있다면 효과적일 것이다.
- 이와 같은 Control UI 개선 방안이 사용자들이 3차원 VR 콘텐츠에 편안하게 몰입할 수 있는 조작 환경을 개 발하는데 있어서 중요한 지침과 근거로 활용되기를 기 대한다. 아울러 본 연구의 개선 방안은 주요 입력 장치 를 키보드와 마우스로 한정하여 제안된 것이다.
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