[논문]향 디스플레이가 가능한 송도 Tomorrow-city 체험관의 상호작용 가상공간

김정도; 박성대; 이정환; 김정주; 이상국

doi:10.5143/jesk.2010.29.4.585

향 디스플레이가 가능한 송도 Tomorrow-city 체험관의 상호작용 가상공간
The Interactive Virtual Space with Scent Display for Song-Do Tomorrow-City Experience Complex 원문보기

Journal of the Ergonomics Society of Korea = 大韓人間工學會誌, v.29 no.4, 2010년, pp.585 - 593

김정도 (호서대학교 전자공학과) , 박성대 (호서대학교 전자공학과) , 이정환 (호서대학교 전자공학과) , 김정주 (호서대학교 전자공학과) , 이상국 (가톨릭대학교 디지털미디어학부 미디어공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, we designed an interactive virtual space for the multi-purpose hall in Songdo Future City, located in Incheon, Korea. The goal of the design is to make a virtual space that is flexible and can be adjusted thanks to its unfixed seats in order to accommodate different and unspecified audience sizes. Virtual images are interactively adjusted according to the distance, position and size of audiences, information about which is detected by 9 photo sensors. To increase the sense of immersion, intensity and reality, we utilized the technology of scent display that can create appropriate scents to match the images on the screen. The intensity and persistence of scents were determined by the size, distance and position of audiences. The virtual image contains background images and reactive images. The background images repeatedly project images of spring, summer, autumn and winter. The reactive images consist of small portraits or pictures or icons that define or characterize the season types, and these are added to the background image according to the distance, position and size of the audiences.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

다목적 홀에 있는 상호작용 가상공간(Interactive Virtual Space)의 설계 목적은 고정된 좌석이 존재하지 않는 불특정 위치의 관람자들에 의해 변화되는 가상공간을 만드는 것이다. 관람자들에 의해 의도 적으로 만들어 지는 것이 아니라, 관람자의 위치, 거리와 수에 따라 상호작용 가능한 가상공간을 제시하는 것을 목적으로 한다. 또한, 불특정 위치의 관람자에게 몰입감을 제공하는 목적으로 한다.
관람자들에 의해 의도 적으로 만들어 지는 것이 아니라, 관람자의 위치, 거리와 수에 따라 상호작용 가능한 가상공간을 제시하는 것을 목적으로 한다. 또한, 불특정 위치의 관람자에게 몰입감을 제공하는 목적으로 한다.

제안 방법

그림 4는 발향장치의 물리적 구조와 시스템 블록도이다. 개발된 발향장치는 제어 서버와 지그비로 연결되고, 초소형 펌프는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 통해 향의 방출 양을 조절하였다. 발향하기를 원할 경우, 펌프를 동작시키고 해당 발향용기의 양쪽에 연결되어 있는 솔레노 이드 밸브 2개를 열어주면 된다.
또한, 향에 인가되는 공기의 잡 냄새를 제거하기 위하여 펌프와 블로워 양쪽에 필터를 설치하였으며, 필터는 활성탄과 실리카겔로 구성되어 있다. 발향할 향이 나오게 되면 블로워는 바람을 통해 향을 멀리 보내게 되는데, 본 발향장치에서 사용된 블로워의 경우, 3초 후에 약 3m 떨어진 사람에게 냄새가 전달된다.
봄, 여름, 가을, 겨울을 배경영상으로 하여 관람자의 위치, 거리와 관람자의 수에 따라 반응영상이 더해지는 형태로 구성되며, 모든 영상은 동적으로 움직인다. 몰입감과 현실감의 증대를 위하여 영상의 감성에 맞는 향을 분사하며, 관람자의 거리에 의해 향의 강도 및 지속성이 조절되도록 설계되었다. 포토센서 밑 부분에 발향장치가 설치되어 있으며, 시연이 이루어지는 상호작용 가상공간이 크기 때문에 총 9개의 발향장치가 사용되고 있다.
본 연구에서는 소수 및 다수의 불특정 관람자에 의해 상호작용 가능한 영상을 제공하기 위하여 관람자의 위치, 수및 거리를 인지할 수 있는 다수의 포토센서를 사용한다. 봄, 여름, 가을, 겨울을 배경영상으로 하여 관람자의 위치, 거리와 관람자의 수에 따라 반응영상이 더해지는 형태로 구성되며, 모든 영상은 동적으로 움직인다.
본 연구에서는 소수 및 다수의 불특정 관람자와 상호작용 하여 반응하는 영상을 제공하기 위하여 관람자의 위치, 수및 거리를 인지할 수 있는 다수의 포토센서를 사용하였으며, 관람자에게 몰입감을 제공하기 위하여 발향장치를 사용하였다.
설계된 상호작용 가상공간은 기존의 VR 극장과는 다르게 고정된 좌석이 존재하지 않는 불특정 위치의 관람자들에 의해 상호작용 가능한 가상영상을 제공하며, 관람자의 몰입감 극대화를 이루기 위해 관람자의 위치와 거리에 따라 발향의 농도 등을 조절할 수 있도록 하였다. 현재 설계된 가상공간이 완벽한 VR 극장이라고 하기에는 여러 가지 제한사항이 존재하기는 하지만, 불특정 관람자의 위치, 수 및 거리 등에 의해 반응영상이 조절되게 하는 방법과 발향장치를 조절하는 방법은 기존의 VR 극장이 참조해야 할 새로운 아이디어를 제시한 것으로 생각된다.
또한 관람자가 불특정 위치에 존재하기 때문에 다양한 몰입감 기구를 설치하는 것도 불가능하다. 이 문제를 해결 하기 위하여, 본 시스템에서는 관람자의 위치, 수 및 거리를 파악하여 이 데이터에 의해 VR 영상이 상호작용 가능하도록 하기 위해 다수의 포토센서를 사용하고 있다. 또한 고정된 좌석이 없는 불특정 관람자에게 몰입감을 제공하기 위해 아로마(Aroma)향을 사용하고 있다.
다른 하나는 더 많은 종류의 향을 사용하지 못한 것이다. 최초 시스템 설계 시에는 12가지 종류의 향을 사용하도록 되어 있었으나, 시공 과정에서 좌석 부분의 설계변경 때문에 발향장치의 설치공간이 좁아지게 되어 향의 종류를 5가지로 제한하였다. 향은 1년 이상 사용하는 것을 전제로 하였기 때문에 향 원액 용기가 큰 편이며, 이 때문에 향의 종류를 늘일 경우 발향장치가 커질 수밖에 없는 단점이 있다.
향의 발생을 위한 발향장치는 5종류의 냄새를 발향할 수있으며, 본 논문의 저자에 의해 설계되었다. 발향장치는 포토센서가 설치된 바로 밑에 설치되어 있으며, 제어 서버에 의해 발향시간, 발향강도, 발향의 퍼짐속도 등이 조절된다.

대상 데이터

본 시스템에서 사용된 발향장치는 5개의 냄새가 발향 가능하며, 평소에 냄새가 새어 나오는 것을 방지하기 위해 초소형 밸브가 향 원액 용기 입구와 출구 양쪽에 사용되었다.
본 시스템에서 사용된 향은 아쿠아, 그린, 레몬, 꽃향기 (장미), 민들레향으로, 향은 영상의 감성에 맞추어 분사되어 진다. 발향장치는 포토센서와 동기화 되어 있는데, 만약 포토센서 3, 4번이 사람을 감지하게 되면 발향장치 3, 4번에서만 향을 분사하게 된다.
포토센서의 수는 더 많이 사용될 수도 있다. 본 연구에 사용된 포토센서는 (주)오토닉스 에서 출시된 직접 반사형 BA2M-DDT 모델을 사용하며, 의자 밑에 부착되어 사람 및 물체를 감지한다. BA2M-DDT 모델은 적외선 발광 다이오드 형태로, 검출거리가 최대 2m 이며, 응답속도가 1msec로 빠른 응답특성을 갖는다.
4 지그비(Zigbee) 에 의해 인터페이스 된다. 본 연구에서 사용된 지그비 모듈은 맥스스트림(Maxstream)사의 Xbee-Pro로서, ISM 2.4 GHz 주파수 대역에서 작동되며, 실내 100m, 실외 최대 1.5km까지 데이터 전송이 가능하다. 서버 컴퓨터에 연결된 지그비 모듈은 코디네이터(Coordinator)의 역할을 하며, 각각의 발향장치에서의 지그비 모듈은 엔드 디바이스(End Device)로 동작한다.
영상의 투영을 위한 빔 프로젝터는 해상도 1,024×768픽셀(pixels), 명암비 1000:1과 밝기 5000 ANSI lumens 인 엡손 EB-G5300 멀티미디어 프로젝터를 이용하였다.

성능/효과

6m를 넘어서는 경우, 사람에 따라 냄새를잘 감지하지 못하는 경우가 있어 6m를 한계영역으로 생각하고 있다. 최대 9개의 발향장치가 동작할 수 있기 때문에, 사람이 많은 경우에도 충분히 냄새를 인지하는 것으로 나타났다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	제어 서버의 3가지 역할은 무엇인가?	제어 서버는 크게 3개의 역할을 담당하게 되는데, 첫 번째 영상 서버를 제어하게 되며, 두 번째는 포토센서에서 입력되는 신호를 받아 영상을 변화시키는 역할을 담당하게 되며, 마지막으로 발향장치를 제어하게 된다. 포토센서는 관객 들의 위치와 수를 검출하기 위해 사용되며, 이 포토센서의 신호를 받아 제어신호는 영상을 변화시키게 된다.
	Fragra은 어디에서 개발되었는가?	또한 Fragra라고 부르는 후각 디스플레이 기술이 적용된 VR 게임이 개발된 바 있다. 이것은 Nara Institute of Advanced Science and Technology에서 개발하였다(Mochizuki A, et al., 2004).
	인천 송도 투모로우 시티 체험관은 어떤 곳인가?	인천 송도 투모로우 시티(Tomorrow City) 체험관은 유비쿼터스(Ubiquitous) 기술이 적용된 미래 도시의 홍보와 전시뿐만 아니라 최첨단 u-교통, u-문화 및 u-쇼핑에 대한 기술 이정표를 제시하기 위해 만들어진 복합 체험 및 문화공간이다. 인천 송도는 한국정부와 인천시의 지원에 의해 두바이와 같은 국제 도시로 개발되고 있으며, 도시 자체가 최첨단 유비쿼터스 기술이 접목되고 있다(http:// www.

참고문헌 (16)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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