상호작용 확장을 위한 상황적 UX 기반의 스마트 증강현실 시스템 설계 및 구현 Design and Implementation of the Smart AR System based on Contextual UX for Expansion of the Interaction원문보기
IT융합기술은 점차적으로 인간 중심적, 저탄소 녹색성장을 모토로 하여 진화하고 있다. 증강현실 기술이란 현실 세계의 감각을 유지하면서 가상의 객체를 혼합할 수 있는 융합콘텐츠 기술이다. 시스템과 사용자 사이의 상호작용이 가능하고, 다양한 응용을 할 수 있으며, 확장성이 매우 높다. 본 논문에서는 기존의 상호작용에 대한 범위를 확장하기 위해 상황적 UX 기반의 스마트 증강현실 시스템을 제안하고자 한다. 실세계 환경 변화에 반응하는 가상 객체를 생성할 수 있는 시스템으로써 사용자는 본인의 개인적인 취향을 직접 가상 객체에 적용할 수 있다. 또한 다수의 가상 객체를 한꺼번에 영상 정합할 수 있으며, 조명의 밝기에 따라 낮과 밤에 해당하는 애니메이션을 보여주기도 한다. 이와 같이 복합적인 사용성을 갖는 시스템을 통해 사용자의 만족도를 높이고, 증강현실 콘텐츠에 대한 지속적인 사용을 유도할 수 있도록 한다.
IT융합기술은 점차적으로 인간 중심적, 저탄소 녹색성장을 모토로 하여 진화하고 있다. 증강현실 기술이란 현실 세계의 감각을 유지하면서 가상의 객체를 혼합할 수 있는 융합콘텐츠 기술이다. 시스템과 사용자 사이의 상호작용이 가능하고, 다양한 응용을 할 수 있으며, 확장성이 매우 높다. 본 논문에서는 기존의 상호작용에 대한 범위를 확장하기 위해 상황적 UX 기반의 스마트 증강현실 시스템을 제안하고자 한다. 실세계 환경 변화에 반응하는 가상 객체를 생성할 수 있는 시스템으로써 사용자는 본인의 개인적인 취향을 직접 가상 객체에 적용할 수 있다. 또한 다수의 가상 객체를 한꺼번에 영상 정합할 수 있으며, 조명의 밝기에 따라 낮과 밤에 해당하는 애니메이션을 보여주기도 한다. 이와 같이 복합적인 사용성을 갖는 시스템을 통해 사용자의 만족도를 높이고, 증강현실 콘텐츠에 대한 지속적인 사용을 유도할 수 있도록 한다.
IT convergence technology is gradually becoming anthropocentric and evolving based on the low-carbon green growth. Augmented reality technique is a contents convergence technology that can mix virtual objects while maintaining a sense of the real world. For that reason, interaction between user and ...
IT convergence technology is gradually becoming anthropocentric and evolving based on the low-carbon green growth. Augmented reality technique is a contents convergence technology that can mix virtual objects while maintaining a sense of the real world. For that reason, interaction between user and system is possible, can make various applications, and has a high possibility for expandability. To expand the scope of existing interaction, this paper suggests contextual UX-based augmented reality system. It is a system which creates virtual objects that respond to the changes in the real world environment, and users can directly apply their personal preferences to virtual objects. Also, several virtual objects can be registered all at once, and even shows animations corresponding to either day and night according to the brightness of illumination. As said, it improves user's satisfaction through a system of mixed usability, and leads to a continuous use of augmented reality contents.
IT convergence technology is gradually becoming anthropocentric and evolving based on the low-carbon green growth. Augmented reality technique is a contents convergence technology that can mix virtual objects while maintaining a sense of the real world. For that reason, interaction between user and system is possible, can make various applications, and has a high possibility for expandability. To expand the scope of existing interaction, this paper suggests contextual UX-based augmented reality system. It is a system which creates virtual objects that respond to the changes in the real world environment, and users can directly apply their personal preferences to virtual objects. Also, several virtual objects can be registered all at once, and even shows animations corresponding to either day and night according to the brightness of illumination. As said, it improves user's satisfaction through a system of mixed usability, and leads to a continuous use of augmented reality contents.
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문제 정의
뿐만 아니라 사용자가 속한 환경에서 조명의 변화에 따라 가상 객체가 반응할 수 있도록 한다. 낮과 같이 밝은 조명에서는 활기찬 움직임을 보이고, 밤과 낮이 어두운 조명에서는 졸리는 표정이나 잠을 자는 행동을 하도록 하여 상황에 따른 증강현실을 제안하고자 한다.
본 논문에서는 단순한 콘텐츠 사용성을 탈피하고, 사용자의 현재 상황 및 사용자의 고유한 의사를 적용할 수 있도록 하는 OOK AR System을 제안하였다. 컨트롤러를 통해 사용자는 선택 폭이 매우 넓은 가운데 취향에 맞는 항목을 고를 수 있다.
본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하고자 사용자와 증강현실의 상호작용을 확장된 형태로 제공하고, 지속적인 이용이 가능하도록 하는 상황적 UX 기반의 스마트 증강현실 시스템을 제안한다. 2장에서는 증강현실 시스템의 보편적인 구조를 살펴보고, 3장에서는 확장된 상호작용을 제공할 수 있는 상황적 UX 기반의 OOK AR System을 제안하며, 4장에서 결론을 맺는다.
본 시스템에서는 증강현실을 이용하는 사용에게 가상 객체를 선택할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공한다. 가상 객체의 종류와 개수, 가상 객체의 색상 및 디테일 변경, 텍스트 정보, 기하정보 변환, 애니메이션 등의 다양한 선택을 할 수 있다.
제안 방법
먼저 적외선 카메라를 통해 CEM의 영상이 입력되면 깜박이고 있는 빛의 신호를 마커로 인식하기 위한 작업이 필요하다. IR LED의 빛으로 구성된 영상에서 마커의 프레임과 마커의 정보를 담고 있는 디지트 영역을 분리하고, 맥락을 인식하여 전달하고자 하는 마커 정보를 알아낸다. OOK IR LED 마커 알고리즘을 통해 마커 추출 및 맥락 정보 인식이 가능하다.
마지막으로 Real Scene은 카메라에 입력될 실제배경에 대한 환경 모듈로써 현실 세계에 존재하는 모든 배경과 조명의 변화를 기본 요소로 갖는다. Web Cam을 통해 입력되고, 추후 이 Real Scene을 이용하여 가상 객체와 합성한 후 증강현실을 구현한다.
추적 기술은 크게 비전 기반, 센서 기반, 하이브리드 기반 등으로 구분할 수 있다. 간단한 이미지를 비롯하여 얼굴, 손 등의 신체 일부, 미리 등록한 사물과의 매칭, GPS, 광학 센서 등을 마커로 사용하고 이를 추적한다[8]. 현실 세계와 가상 세계(Virtual World)를 이어주기 위한 단계로 마커 정보를 3D 모델에 적용하는 단계가 필요하다.
마커가 가진 값을 인식하여 가상 객체의 종류를 파악한다. 그리고 현실 세계의 3차원 좌표값과 거리, 방향, 회전과 같은 움직임 등의 환경정보를 알아낸다. 추적 기술은 크게 비전 기반, 센서 기반, 하이브리드 기반 등으로 구분할 수 있다.
이러한 정보는 즉석에서 마커 정보로 변환되고, OOK IR LED를 통해 마커로 생성되는 과정을 거친다. 또한 사용자의 현재 조명 상태를 통해 낮과 밤의 연출을 달리할 수 있도록 상황 인식을 적용한다. 가상 객체에 이러한 상황 정보를 합성하여 사용자에게 제공한다.
마지막으로 현실 세계와 동기화 되는 움직임을 부여 받게 된 가상 객체와 실제 장면을 합성(Synthesis) 한다. 영상 정합(Registration)이라고도 하며 이로써 증강현실이 완성되어 사용자에게 HMD나 스마트폰, 모니터 등의 디스플레이 장치를 통해 현실 세계와 합성된 가상 세계를 보여준다.
증강현실 콘텐츠의 사용성 측면에서 확장된 상호작용이 가능하도록 하기 위해 마커의 성능을 개선시켜 사용자의 현재 상황을 인지하고, 고유한 의도를 콘텐츠에 반영시킬 수 있도록 하는 OOK AR System을 제안한다. OOK AR System 또한 현실 세계와 가상세계를 합성하여 증강현실을 구현하는 구조이나 기존 AR System과는 다르게 Direct & Dynamic Marker Create Module과 Real time Virtual Objects Change Module을 포함한다.
후속연구
또한 가상 객체의 확장된 상호작용은 해당 콘텐츠 분야 자체로의 관심으로 이어져 스스로 지식을 찾아 습득하도록 유도할 수 있게 된다. 기존의 증강현실은 제공되는 콘텐츠가 제한적이고, 디테일 변경이 불가능했기 때문에 적용 범위가 넓지 않았으나 본 시스템의 응용 및 활용분야는 광범위한 적용 및 지속적인 콘텐츠 사용을 기대할 수 있다.
본 논문에서 제안하는 OOK AR System은 실내 및 비교적 큰 규모의 실물 대상에 설치되어 사용하는 것에 최적화되어있다. 응용 및 활용분야로는 실험교구, 의류, 박물관 및 전시장 및 홍보용 등으로 광범위하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
증강현실 기술은 무엇인가?
IT융합기술은 점차적으로 인간 중심적, 저탄소 녹색성장을 모토로 하여 진화하고 있다. 증강현실 기술이란 현실 세계의 감각을 유지하면서 가상의 객체를 혼합할 수 있는 융합콘텐츠 기술이다. 시스템과 사용자 사이의 상호작용이 가능하고, 다양한 응용을 할 수 있으며, 확장성이 매우 높다.
증강현실 콘텐츠를 접하는 사용자는 무엇을 토대로 의사를 결정하게 되는가?
주로 인간이 느끼는 감각과 IT기술을 융합한 형태로 발전되어 왔으며, 가상객체와 현실공간을 합성하여 보여주기 위한 표현 및 제어 기술을 필요로 한다. 증강현실 콘텐츠를 접하는 사용자는 자신이 속한 현실 세계에 겹쳐 보이는 가상객체의 행위(Behavior)나 반응(Response)을 토대로 자신의 의사(Intention)를 결정하게 된다. 이러한 현상은 인간과 컴퓨터의 상호작용을 촉진시키는 원동력이 된다[1-3].
증강현실 기술의 장점은?
증강현실 기술이란 현실 세계의 감각을 유지하면서 가상의 객체를 혼합할 수 있는 융합콘텐츠 기술이다. 시스템과 사용자 사이의 상호작용이 가능하고, 다양한 응용을 할 수 있으며, 확장성이 매우 높다. 본 논문에서는 기존의 상호작용에 대한 범위를 확장하기 위해 상황적 UX 기반의 스마트 증강현실 시스템을 제안하고자 한다.
Feng Zhou, Henry Been-Lim Duh, and Mark Billinghurst, "Trends in Augmented Reality Tracking, Interaction and Display: A Review of Ten Years of ISMAR," IEEE Int'l Symp. on Mixed and Augmented Reality, pp.193-202, 2008.
Takuji Narumi, Shinya Nishizaka, and Takashi Kajinami, "Augmented Reality Flavors: Gustatory Display Based on Edible Marker and Cross-Modal Interaction," CHI 2011, pp.93-102, 2011.
김영선, 김정현, "증강현실 기반 컨텐츠 및 서비스의 확산을 위한 인터페이스 사용성 제고 및 인터액션 디자인", 정보과학회지, 29권, 8호, pp. 31-37, 2011.
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