본 논문에서는 시공간 그래프를 이용하여 가상세계의 구성요소인 상황들에 역사적 맥락을 부여하고, 온톨로지를 사용하여 상황의 구성요소인 객체와 관계 및 사건에 관한 체계적 표현이 가능하게 하였다. 이를 위해 시간적 측면에서 과거, 현재 뿐 아니라 미래까지 포괄적으로 표현하고, 공간을 효율적이면서도 직관적으로 표현할 수 있는 방법을 개발하였다. 이 표현구조는 전체적으로 물리적 계층, 논리적 계층 그리고 개념적 계층들로 구성하되 계층들 간의 상호연관성을 종합적으로 표현하여 각 계층에 상응하는 세계들 속의 사건들을 역사적으로 의미있게 시뮬레이션할 수 있게 한다. 이러한 지식표현구조는 가상세계를 이루는 상황들을 시뮬레이션하는 바탕으로 사용하는 동시에, 가상세계 거주자들이 상황을 판단하고 평가를 내리는데 필요한 개별적인 지식을 구현하는데도 사용한다. 다층적 구조의 가상세계에다 시간적 변화를 추가로 수용할 수 있는 다차원의 복합지식구조를 개발함으로써 역사 속에서 상황의 다양성을 극대화 할 수 있는 가상세계 시뮬레이션의 기본 토대가 마련되게 된다.
본 논문에서는 시공간 그래프를 이용하여 가상세계의 구성요소인 상황들에 역사적 맥락을 부여하고, 온톨로지를 사용하여 상황의 구성요소인 객체와 관계 및 사건에 관한 체계적 표현이 가능하게 하였다. 이를 위해 시간적 측면에서 과거, 현재 뿐 아니라 미래까지 포괄적으로 표현하고, 공간을 효율적이면서도 직관적으로 표현할 수 있는 방법을 개발하였다. 이 표현구조는 전체적으로 물리적 계층, 논리적 계층 그리고 개념적 계층들로 구성하되 계층들 간의 상호연관성을 종합적으로 표현하여 각 계층에 상응하는 세계들 속의 사건들을 역사적으로 의미있게 시뮬레이션할 수 있게 한다. 이러한 지식표현구조는 가상세계를 이루는 상황들을 시뮬레이션하는 바탕으로 사용하는 동시에, 가상세계 거주자들이 상황을 판단하고 평가를 내리는데 필요한 개별적인 지식을 구현하는데도 사용한다. 다층적 구조의 가상세계에다 시간적 변화를 추가로 수용할 수 있는 다차원의 복합지식구조를 개발함으로써 역사 속에서 상황의 다양성을 극대화 할 수 있는 가상세계 시뮬레이션의 기본 토대가 마련되게 된다.
We develop the Spatio-Temporal Graph to imbue the historical context to the situations in a virtual world, and an ontology to enable a structural description of their elements such as the objects, relationships, and activities. In the time dimension the graph models all the temporal phases of the fu...
We develop the Spatio-Temporal Graph to imbue the historical context to the situations in a virtual world, and an ontology to enable a structural description of their elements such as the objects, relationships, and activities. In the time dimension the graph models all the temporal phases of the future besides the past and present in a comprehensive manner, and all the spatial aspects in an intuitive but efficient fashion. The overall architecture composing the Physical Layer, Logical Layer and Conceptual Layer which are integrated according to their interrelations allows events occurring in their corresponding worlds to be simulated in historical context. The S-T Graph could be used both to simulate the situations in the virtual world and to realize the knowledge systems of the virtual inhabitants to be used in judging and evaluating those situations. By adding temporal changes to the multi-layered architecture of our virtual world, this model lays a foundation for maximizing the diversity of situations in the simulation of a virtual world.
We develop the Spatio-Temporal Graph to imbue the historical context to the situations in a virtual world, and an ontology to enable a structural description of their elements such as the objects, relationships, and activities. In the time dimension the graph models all the temporal phases of the future besides the past and present in a comprehensive manner, and all the spatial aspects in an intuitive but efficient fashion. The overall architecture composing the Physical Layer, Logical Layer and Conceptual Layer which are integrated according to their interrelations allows events occurring in their corresponding worlds to be simulated in historical context. The S-T Graph could be used both to simulate the situations in the virtual world and to realize the knowledge systems of the virtual inhabitants to be used in judging and evaluating those situations. By adding temporal changes to the multi-layered architecture of our virtual world, this model lays a foundation for maximizing the diversity of situations in the simulation of a virtual world.
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문제 정의
본 논문에서는 가상세계를 구축함에 있어서 기본이 되는 개체와 관계를 기초로 실세계와 유사한 2.5차원 세상을 구현하기 위한 토대로 ST그래프를 개발하였다. 시공간 상황을 표현하기 위한 높이 정보를 개략화하고 시간의 정보를 추가하여 2.
본 시스템 구현의 목표는 위에서 제시한 ST 그래프를 이용하여 추상화된 시공간적 정보를 기초로 2.5차원으로 가상세계를 구축하고 그 속에 가상거주자가 경험하는 다양한 상황을 체계적으로 표현하게 하는데 있다. 시뮬레이션 시스템은 Visual C++(MFC)를 기반으로 하였으며 필요한 데이터를 저장하기 위해 Microsoft Access를 데이터베이스로 이용하여 구현하였다.
가설 설정
본 논문에서 사용한 2.5차원의 표현 방법은 실제 세계와 근접한 상황의 표현이 가능하지만 가상거주자가 획득하는 지식의 수준에 관해서는 따로 정의할 필요가 있을 것이다. 현재의 시스템은 가상거주자가 획득한 지식은 사라지지 않고 지식구조 속에 영원히 남아 있게 된다.
제안 방법
특히 사용자가 가상세계에서 바로 접하게 되는 가상환경이 얼마나 실제 현실과 유사한가, 즉 현실에서 항상 느끼는 만유인력이나 수시로 변하는 밤낮의 변화, 기상현상 등의 자연 및 사회 환경들이 가상환경에 얼마나 적절히 반영되는가는 사용자의 몰입감에 중요한 변수가 된다[19]. ST 그래프에서는 환경을 표현하기 위해 지역을 일정한 크기로 나누어 각 지역을 하나의 객체로 보고 객체별로 환경변수(environmental variable)들을 속성으로 가지는 구조를 사용하였다. 이러한 다양한 환경변수들을 이용하여 각 지역에 고유한 시간적 변화를 탄력적으로 구현할 수 있게 됨으로써 실제 세상과 더욱 유사한 환경을 제공해 줄 수 있다.
객체가 특정시간과 장소에 생성되고 사건의 발생(occurrence)에 따라 성격(property)이 변화되는 과정은 모두 시간과 공간에 기반을 두고 일어나기 때문에 가상현실의 실제적인 토대로서의 시공간 좌표의 표현방안으로 ST 그래프를 개발한다. ST 그래프는 물리적 및 논리적 개체에 주어진 시간과 공간에 한 위치를 표시하여 가상현실에 존재하게 되는 객체들의 시공간 위치를 추상적으로 표현하기 위하여 사용되며, 가상거주자가 상황을 인식할 때 사용하는 지식을 저장하기 위한 지식구조의 바탕으로서도 이용된다.
예를 들면, 가상거주자인 Human1이 Diamond1을 "possess"하는 관계가 생겼다면, Human1이 관계의 주체이고 Diamond1 이 객체가 된다는 사실을 표시한다. 그리고 Human1과 Diamond1사이의 관계를 온톨로지의 관계클래스에 규정된 Possess라는 관계클래스의 ID와 연결함으로써 관계를 구체적으로 표현한다.
이러한 개념들은 크게 구성(composition), 기능들(functions), 제약조건들(constraints) 그리고 속성들(descriptive attributes)의 성질(property)들로서 특성 지어진다. 본 논문에서 사용되어지는 온톨로지는 [그림 1]에서 처럼 클래스 계층구조를 근간으로 구성되어있다[15].
5차원에서는 충돌이 발생한 것으로 나타날 수 있다. 이러한 오류를 보완하기 위하여 모든 객체를 동일한 치수단위를 사용하여 생성하였다. 예를 들어, 공과 사람의 생성 단위를 1mm로 한다면 두 객체가 충돌할 때 1mm단위 까지 검사할 수 있는 것과 같다.
대상 데이터
5차원으로 가상세계를 구축하고 그 속에 가상거주자가 경험하는 다양한 상황을 체계적으로 표현하게 하는데 있다. 시뮬레이션 시스템은 Visual C++(MFC)를 기반으로 하였으며 필요한 데이터를 저장하기 위해 Microsoft Access를 데이터베이스로 이용하여 구현하였다.
성능/효과
2.5차원의 구체적인 구현방법을 보면, ST 그래프상의 개체들은 먼저 평면상에 각자의 고유한 영역(region)을 차지한다. 그리고 [그림 8]에서 보는 것과 같이 슬랩(slab) 형태의 층들을 쌓아올려서 높이를 표현하게 되는데, 이러한 슬랩들이 각자 삼차원 영역을 가지게 됨으로써 단순화된 2.
후속연구
따라서 가상현실 내에서 같은 상황에 처한 객체가 주위 환경을 고려하거나 자신의 지식 등을 활용하여 다른 행동 들을 보여주는 것이 가능하게 된다. 결과적으로 시간의 흐름에 따라 변화하는 상황에 맞추어 새로운 행동 양식을 가지는 가상거주자를 구현할 수 있게 되어 사용자는 더욱 몰입감을 가지고 가상현실을 경험할 수 있을 것이다.
이것은 가상거주자의 지식수준에 따라서 행동 패턴이 달라지게 구현된 현 시스템에서는 실제 사람처럼 잘못된 정보를 가져오는 일이 발생하지 않는 문제점이 발생하게 된다. 향후 거짓된 정보를 전해주며, 거짓말을 하여 자신의 이익을 위해 행동하는 형태의 가 상거주자를 설계하고 배치하기 위해서는, 실제 사람과 유사한 지식의 획득 순서나 방법에 관한 연구가 필요할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
온톨로지(ontology)의 정의는 무엇인가?
온톨로지(ontology)는 공유된 개념화의 정형적이고도 명시적인 명세로 정의되며 상황을 구성하는 모든 요소들은 온톨로지로서 추상화 되어 질 수 있다[8][9]. 기존의 온톨로지들은 단지 계층구조나 용어 사이의 개념적 관계에 국한돼 있었기 때문에 지식의 공유나 재사용에만 초점을 맞추어 개발되어 왔다[10].
가상 상황은 어떠한 연출로 이루어지는가?
실제 세계와 유사한 다양한 상황은 가상 세계를 구축하기 위한 핵심인 요소이다[1][2]. 이러한 가상 상황은 가상세계 속의 개체들(entities)간의 상호작용과 외부적인 환경을 반한 세계의 연출로 이루어진다. 가상현실에서 역사적 문맥(historical context)을 형성하는 시간과 공간은 가상현실의 기초적 요소로서 개체들을 생성하기 위해 먼저 정의 되어야 하는 부분이다.
데이터베이스 테이블 (즉, Space, Time, Object, Relation, Action, Human등)에 저장되는 정보의 연결에 대해 설명하시오.
관련 정보는 총 14개의 데이터베이스 테이블 (즉, Space, Time, Object, Relation, Action, Human등)에 저장된다[21]. Object테이블은 Space테이블과 1 : 1 관계를 가지고 있으며, 객체가 하나의 인스턴스로 생성될 때 점유하는 위치정보는 Space테이블에서 가져오게 된다. Action테이블은 Time 및 Object테이블과 1 : M으 로 연결되어 있고, 객체가 어떠한 행동을 하면 호스트와 게스트 등의 등장객체들(role objects), 시작과 종료 시간을 기록함으로써 가상거주자의 과거행적에 대한 지식을 모델링하는데 사용될 수 있게 하였다. Relation테이블은 Action테이블과 내부적으로 같은 구조를 가지며, 객체사이의 모든 관계에 관한 정보를 기록한다.
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