재사용 가능한 3차원 가시화 도구의 개발에 대한 요구는 다양한 분야에서 제기되어 왔다. 특히 국방 모델링 및 시뮬레이션 분야에서는 시뮬레이션 결과의 다각적인 검증 및 분석을 통한 효율적인 의사결정을 수행하기 위해 이러한 요구사항에 맞는 시스템들이 개발되어 왔다. 또한 최근에는 이러한 효과를 극대화하기 위하여 VR 및 AR 기술을 적극적으로 활용하는 사례가 늘어나는 추세이다. 본 연구에서는 상업용 게임 엔진을 통한 전투 시뮬레이션 결과의 협업 가시화 도구의 설계 방안에 대해 소개한다. 이를 위해 SIMDIS나 Vega Prime과 같은 기존 도구 및 엔진의 장/단점 분석을 통해 본 연구에서 목표로 하는 협업 가시화 환경의 요구사항을 정의하였고, 이를 만족하는 시스템 개발을 위해 상업용 게임 엔진을 어떻게 활용하며, 어떤 이점을 갖는지를 제시한다. 구현된 프로토타입 시스템은 KAIST의 몰입형 가상현실 시설인 iCAVE, 그리고 스마트 디바이스들과 연동하여 협업 가시화 환경을 제공한다.
재사용 가능한 3차원 가시화 도구의 개발에 대한 요구는 다양한 분야에서 제기되어 왔다. 특히 국방 모델링 및 시뮬레이션 분야에서는 시뮬레이션 결과의 다각적인 검증 및 분석을 통한 효율적인 의사결정을 수행하기 위해 이러한 요구사항에 맞는 시스템들이 개발되어 왔다. 또한 최근에는 이러한 효과를 극대화하기 위하여 VR 및 AR 기술을 적극적으로 활용하는 사례가 늘어나는 추세이다. 본 연구에서는 상업용 게임 엔진을 통한 전투 시뮬레이션 결과의 협업 가시화 도구의 설계 방안에 대해 소개한다. 이를 위해 SIMDIS나 Vega Prime과 같은 기존 도구 및 엔진의 장/단점 분석을 통해 본 연구에서 목표로 하는 협업 가시화 환경의 요구사항을 정의하였고, 이를 만족하는 시스템 개발을 위해 상업용 게임 엔진을 어떻게 활용하며, 어떤 이점을 갖는지를 제시한다. 구현된 프로토타입 시스템은 KAIST의 몰입형 가상현실 시설인 iCAVE, 그리고 스마트 디바이스들과 연동하여 협업 가시화 환경을 제공한다.
The needs for reusable 3D visualization tool has been being raised in various industries. Especially in the defense modeling and simulation (M&S) domain, there are abundant researches about reusable and interoperable visualization system, since it has a critical role to the efficient decision making...
The needs for reusable 3D visualization tool has been being raised in various industries. Especially in the defense modeling and simulation (M&S) domain, there are abundant researches about reusable and interoperable visualization system, since it has a critical role to the efficient decision making by offering diverse validation and analyzing processes. To facilitate the effectiveness, states-of-the-arts M&S systems are applying VR (Virtual Reality) or AR (Augmented Reality) technologies. To reduce the work burden authors design a collaborative visualization environment based on a commercial game engine Unity3D. We define the requirements of the warfare simulation by analyzing pros and cons of existing tools and engines such as SIMDIS or Vega, and apply functionalities of the commercial game engine to satisfy the requirements. A prototype has been implemented as the collaborative visualization environment of iCAVE at KAIST, which is a facility for immersive virtual environment. The facility is intraoperative with smart devices.
The needs for reusable 3D visualization tool has been being raised in various industries. Especially in the defense modeling and simulation (M&S) domain, there are abundant researches about reusable and interoperable visualization system, since it has a critical role to the efficient decision making by offering diverse validation and analyzing processes. To facilitate the effectiveness, states-of-the-arts M&S systems are applying VR (Virtual Reality) or AR (Augmented Reality) technologies. To reduce the work burden authors design a collaborative visualization environment based on a commercial game engine Unity3D. We define the requirements of the warfare simulation by analyzing pros and cons of existing tools and engines such as SIMDIS or Vega, and apply functionalities of the commercial game engine to satisfy the requirements. A prototype has been implemented as the collaborative visualization environment of iCAVE at KAIST, which is a facility for immersive virtual environment. The facility is intraoperative with smart devices.
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문제 정의
하지만 이러한 필요성에도 불구하고 3차원 가시화 기술을 적극적으로 활용하기 위해서는 해결해야 할 문제들이 존재하는데, 가장 큰 문제는 구축 기간과 개발 비용에 따른 문제이다. 국방 모델링 및 시뮬레이션 분야에서는 사용 빈도 보다는 개발 빈도가 상대적으로 높아, 상호운용성 및 재사용성에 대한 고려가 반드시 필요한데, 연동 및 유지, 보수 과정에서 중복 개발비용의 발생을 억제하는 것이 그 목적 중 하나이다. 따라서 이러한 상호운용성과 재사용성을 보장함과 동시에, 저 비용으로 고 효율을 보장하는 3차원 가시화 도구 개발의 필요성이 제기된다.
SIMDIS가 국내, 외에서 활발히 활용되는 것은 이러한 장점에 기인하며, 특히 ASI 포맷이 현업에서 활용 가능한 수준의 범용적인 의미 연동성을 포함한다고 분석할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이 ASI 포맷을 직접적으로 활용하는 가시화 도구를 개발하는 방향으로 연구를 수행하였으며, 이에 따라 기존에 SIMDIS를 통해 가시화를 수행하던 시뮬레이터와 일정 수준의 상호 운용성도 동시에 확보할 수 있을 것으로 보고 있다.
CAVE는 멀티채널 가시화 시설을 통해 참여자의 몰입감을 증대시켜, 보다 현실과 가까운 가시화 환경을 제공할 수 있다는 것이 장점이지만, 하나의 디스플레이를 공유하기 때문에 개개인이 필요한 정보를 관찰하는 데는 한계점이 존재한다. 본 연구에서 이러한 한계점은 최근에 널리 보급된 스마트 디바이스(스마트폰 및 태블릿)를 융합하여 해결하려 하였다.
본 연구에서는 CAVE (Cave Automatic Virtual Environment)를 기반으로 다자 참여 가시화 시스템을 설계하는 것을 목표로 하였으며, 이를 협업 가시화 환경으로 정의하였다. 협업 가시화 환경은 CVE의 축소된 환경으로, 물리적으로 멀리 떨어진 참여자들이 네트워크를 통해 상호작용하는 가상 환경을 CAVE내에서 상호작용하는 형태로 축소시킨 시스템이다.
이러한 기능을 포함하기 위해서는 렌더링 또는 게임 엔진을 기반 환경으로 개발하는 것이 효율적이다. 본 연구에서는 선행 연구[21]를 통해 다양한 엔진들에 대한 비교를 수행하였으며, 이를 통해 Unity3D[22]가 비용 대비 결과물의 품질이 가장 우수할 것으로 판단하였다. 일반적으로 OSG(OpenSceneGraph), Ogre3D와 같은 오픈소스 렌더링 엔진들은 무료로 사용이 가능하면서도 상대적으로 높은 품질을 얻을 수 있다는 장점이 있다.
본 연구에서는 스마트폰 및 태블릿 환경에서의 협업 환경 설계를 위해 다양한 플랫폼으로 확장이 가능한 Unity3D를 활용하였으며, 3절에서는 개별 모듈의 상세한 역할과 Unity3D 상에서의 구현 방안에 대해 소개한다.
본 연구에서는 앞서 언급한 세 가지 방법론 중 데이터의 범위를 한정한 가시화 도구 개발을 통해, 전투 시뮬레이션 결과의 협업 가시화 방안을 제안하려 한다. 앞서 언급한 것과 같이 이러한 방법론을 통해 현재 기술 수준에서 국방 모델링 및 시뮬레이션에 활용 가능한 범용적인 가시화 도구의 개발이 가능할 것으로 판단하였다.
그래프 플롯 모듈은 시나리오에 포함된 각 플랫폼의 위치 및 자세를 그래프의 형태로 표현하기 위해 분리된 모듈이다. 본 연구에서는 전문가 협업 환경을 위해서 3차원 장면과 함께 2차원 그래프를 통해 상세한 수치에 대한 정보를 제공한다. 그래프 플롯 모듈은 앞서 언급한 스마트폰과 태블릿 환경을 기준으로 구현되었는데, 그 이유는 멀티채널 환경의 몰입감을 극대화 하면서도 협업 환경의 참여자들에게 필요한 정보를 관심 영역에 따라 전달하기 위함이다.
본 연구에서는 전투실험 결과의 협업 가시화 환경의 구축 방안과 그에 필요한 모듈들의 기능 정의 및 게임엔진을 활용한 구현 방안에 대해 제안하였다. 가시화 환경의 상호운용성은 의미적 수준에서의 연동성에 중심을 두고, 현업에서 활용 빈도가 높은 SIMDIS와 비슷한 수준의 연동성을 갖는 도구를 개발하였으며, 근래 요구사항에 맞는 게임과 같은 장면 생성을 저비용으로 달성하기 위해 상업용 게임 엔진을 활용한 결과물을 도출했다.
제안 방법
Fig. 1의 하드웨어 구성 그림과 같이 Master PC와 7채널의 Slave PC, 그리고 2대의 스마트 디바이스에 설계한 모듈을 기반으로 응용 프로그램을 구현하여 전체 시스템을 구동하였다. 테스트를 위한 시나리오로는 잠수함과 수상함, 기만기를 포함하는 회피기동을 위한 기만기 운용 시나리오와, 공학급 모델을 활용한 함대함 및 지대공 미사일 운용 시나리오를 활용하였다.
본 연구에서는 전투실험 결과의 협업 가시화 환경의 구축 방안과 그에 필요한 모듈들의 기능 정의 및 게임엔진을 활용한 구현 방안에 대해 제안하였다. 가시화 환경의 상호운용성은 의미적 수준에서의 연동성에 중심을 두고, 현업에서 활용 빈도가 높은 SIMDIS와 비슷한 수준의 연동성을 갖는 도구를 개발하였으며, 근래 요구사항에 맞는 게임과 같은 장면 생성을 저비용으로 달성하기 위해 상업용 게임 엔진을 활용한 결과물을 도출했다. 또한 협업 가시화 환경의 효율적인 운용을 위해 스마트 디바이스를 활용하여 참여자의 관심 영역에 대한 부가 정보 전달 기능을 구현하여 그 활용도를 높이는 방안을 제안하였다.
전체 시스템은 메인 컨트롤 PC와 멀티채널 클라이언트를 위한 총 8대의 일반 PC, 그리고 분산 가시화를 위해 5000 lm의 밝기로 영상 출력이 가능한 EPSON사의 EB-G5300 프로젝터 7대를 활용하였다. 개별 정보 전달을 위한 스마트 디바이스로는 안드로이드 운영체제 기반의 삼성 갤럭시 탭과 갤럭시 S3 기기를 활용하였고, 소프트웨어 개발 환경으로는 안드로이드 버전의 배포를 위한 Add-on을 포함한 Unity3D 4.2.2f1 버전을 활용 하였다.
데이터 모델은 시나리오 전반에 관한 내용(기준 좌표, 기준 시간 등), 플랫폼 정보(플랫폼 ID, 분류 및 3D 모델 정보 등), 플랫폼 데이터(시뮬레이션 시간에 따른 플랫폼의 위치 및 자세, 속도) 등을 클래스의 형태로 구성하였다. 데이터 처리 모듈에서는 시나리오 정보를 이러한 클래스로 파싱하는 것이 주요 기능으로, 다른 모듈들에서는 이 정보를 데이터 처리 모듈에 요구하여 가시화를 수행한다.
예를 들어 [19] 연구에서와 같은 예제의 경우 잠수함과 기만기, 수상함과 같은 다양한 플랫폼이 전투실험에 참여하게 되는데, 각 플랫폼 전문가들이 함께 의사결정에 참여할 경우 개인의 관심 플랫폼의 자세한 수치를 모두 멀티채널 화면에 가시화하는 것은 비효율적이다. 따라서 잠수함 관련 전문가는 잠수함에 대한 상세한 수치를, 기만기 관련 전문가는 기만기에 대한 상세한 수치를 멀티 모달 개념으로 개인 스마트 디바이스를 활용하여 가시화 하는 것이 보다 효율적이라는 판단 하에 이와 같은 모듈 설계를 지향하였다.
Unity3D에서는 다양한 3D 모델 파일 포맷을 지원하는데, 본 연구에서는 Wavefront Obj 포맷과 Autodesk Fbx 포맷을 활용하였다. 또한 게임과 같은 장면 생성을 위해 플랫폼에서 발생하는 연기 및 불꽃과 같은 파티클 효과를 3D 모델과 결합하는 역할도 이 모듈에서 수행한다. 무기체계 가시화 DB를 통해 Unity3D 상에서 가시화된 3D 모델들의 예시 화면은 Fig.
가시화 환경의 상호운용성은 의미적 수준에서의 연동성에 중심을 두고, 현업에서 활용 빈도가 높은 SIMDIS와 비슷한 수준의 연동성을 갖는 도구를 개발하였으며, 근래 요구사항에 맞는 게임과 같은 장면 생성을 저비용으로 달성하기 위해 상업용 게임 엔진을 활용한 결과물을 도출했다. 또한 협업 가시화 환경의 효율적인 운용을 위해 스마트 디바이스를 활용하여 참여자의 관심 영역에 대한 부가 정보 전달 기능을 구현하여 그 활용도를 높이는 방안을 제안하였다.
[19]에서는 건설현장 시뮬레이션의 가시화를 위해 내부적인 데이터 포맷을 제안하고 이를 통해 시뮬레이션 결과를 가시화하였다. 마지막으로 SIMDIS에서는 ASI 포맷을 제안하여 시뮬레이션 결과를 가시화하는 범용적인 도구를 개발하였다.
전반적인 시스템은 유지, 보수의 효율성을 위해 기능별로 모듈화된 설계를 수행하였다. 모듈은 독립적인 기능만을 수행하고 모듈 간 데이터 교환은 정의된 인터페이스를 통해 이루어지도록 하였다. 이러한 설계를 통해 차후 기능 개선이 필요할 때에는 해당 모듈의 수정만을 통해서 가능하다는 점이 모듈화 설계의 유지, 보수에 있어서의 장점이다.
또한 API를 통해 개발자가 이러한 컴포넌트를 상위 레벨에서 구성이 가능하다. 본 연구에서 설계한 각 모듈은 API를 통해 구현된 스크립트들로 구성되며 각 스크립트들은 앞서 언급한 Unity3D의 컴포넌트와 직접 구현한 라이브러리들을 생성 및 관리하면서 시스템을 동작한다.
본 연구에서 제안하는 시스템은 데이터 처리, 무기체계 가시화, 지형 및 환경 가시화, 그래프 플롯, 애니메이션, 멀티채널, 유저 인터페이스의 7개의 모듈로 이루어지며, 무기체계 가시화와 지형 및 환경 가시화 모듈은 각각 무기체계 모델 데이터베이스와 지형 데이터베이스와의 인터페이스를 통해 그 기능을 수행한다. 전체 시스템을 레이어 별로 구분하면 Fig.
데이터 처리 모듈에서는 시뮬레이션 결과를 처리하여 정의한 데이터 모델의 형태로 저장하고, 다른 모듈에 그 결과를 전달한다. 본 연구에서는 SIMDIS의 ASI 파일 포맷을 참조하여 이러한 데이터 모델을 정의하였으며 이 데이터 모델은 Fig. 4와 같다.
본 연구에서는 스마트 디바이스에서 그래프 플롯 모듈, 데이터 처리 모듈과, 시간 동기화를 위한 멀티채널 모듈, 그리고 간략화된 UI 모듈을 탑재하여, 태블릿 PC상에서 시나리오의 2D 그래프를 관찰할 수 있도록 하였다. 그 결과물은 Fig.
[4]의 경우 자기부상열차 품평 시스템을 위해 가시화 시스템을 구축하였으며, 디지털 목업 및 주행 시뮬레이션의 검증을 위해 가시화 시스템을 적극적으로 활용하였다. 이 연구에서는 그래픽스 엔진 및 툴킷을 기능별로 구분하였으며, 그 중 Ogre3D 엔진을 기반으로 구현을 수행하였다. [5]에서는 국방 모의 시스템의 실시간 가시화를 위해서 가시화 엔진을 중심으로 한 시뮬레이션 아키텍처를 제안하였으며, Plug-in 기능을 통해 가시화 알고리즘을 유저가 조정할 수 있도록 하였다.
이러한 모듈 설계를 바탕으로 시스템을 구축할 구현 환경에 대한 비교 연구를 수행하였다. 각각 가시화, 유저 인터페이스, 통신 기능에 대한 성능과 개발에 있어서의 효율성 부분을 판단하였으며, 본 연구에서 제안하는 스마트폰 및 태블릿 환경으로의 호환성도 중요 항목 중 하나이다.
스트리밍 정보는 Master 시스템에서 Slave로 60 Hz의 갱신률로 전달되며, 커맨드 정보는 Master 시스템에서 해당 커맨드가 발생하는 즉시 전달된다. 이러한 방식에 따라 Master PC에서 생성된 화면과 동일한 화면을 멀티채널 환경에서 가시화 할 수 있으며, 협업 가시화를 위한 공유 디스플레이를 구축하였다.
개별 채널은 각각 1대의 PC로 멀티 채널 클라이언트를 구성하여 제어하며, 전체 가시화 시스템을 통제하기 위한 메인 컨트롤 PC 1대가 별도로 존재한다. 이렇게 하나의 대형 가시화 스크린을 공유 화면으로 활용함과 동시에, 참여자가 필요로 하는 정보를 개별적으로 제공하기 위해서 태블릿과 스마트폰을 메인 컨트롤 시스템과 연동하였다. 전체적인 구조도는 Fig.
1의 하드웨어 구성 그림과 같이 Master PC와 7채널의 Slave PC, 그리고 2대의 스마트 디바이스에 설계한 모듈을 기반으로 응용 프로그램을 구현하여 전체 시스템을 구동하였다. 테스트를 위한 시나리오로는 잠수함과 수상함, 기만기를 포함하는 회피기동을 위한 기만기 운용 시나리오와, 공학급 모델을 활용한 함대함 및 지대공 미사일 운용 시나리오를 활용하였다. 각 시나리오는 3~6개의 무기체계를 포함하고 있으며, 기만기 운용 시나리오의 경우 어뢰의 탐지 범위를 표현하기 위해서 추가적으로 2개의 빔 형태의 3D 모델을 활용한다.
대상 데이터
전체 시스템은 메인 컨트롤 PC와 멀티채널 클라이언트를 위한 총 8대의 일반 PC, 그리고 분산 가시화를 위해 5000 lm의 밝기로 영상 출력이 가능한 EPSON사의 EB-G5300 프로젝터 7대를 활용하였다. 개별 정보 전달을 위한 스마트 디바이스로는 안드로이드 운영체제 기반의 삼성 갤럭시 탭과 갤럭시 S3 기기를 활용하였고, 소프트웨어 개발 환경으로는 안드로이드 버전의 배포를 위한 Add-on을 포함한 Unity3D 4.
데이터처리
각각 가시화, 유저 인터페이스, 통신 기능에 대한 성능과 개발에 있어서의 효율성 부분을 판단하였으며, 본 연구에서 제안하는 스마트폰 및 태블릿 환경으로의 호환성도 중요 항목 중 하나이다. 또한 전반적인 개발 비용에 대한 판단을 위해 상업용 여부와 엔진 수준[4]에 대한 비교도 수행하였고, 그 결과는 Table 1과 같다.
이론/모형
무기체계 가시화 모듈은 데이터 처리 모듈에 저장된 시나리오 및 플랫폼 정보와 무기체계 모델 데이터베이스 정보를 결합하여, 시나리오에 활용될 플랫폼의 3D 모델 데이터를 로드하는 역할을 수행한다. Unity3D에서는 다양한 3D 모델 파일 포맷을 지원하는데, 본 연구에서는 Wavefront Obj 포맷과 Autodesk Fbx 포맷을 활용하였다. 또한 게임과 같은 장면 생성을 위해 플랫폼에서 발생하는 연기 및 불꽃과 같은 파티클 효과를 3D 모델과 결합하는 역할도 이 모듈에서 수행한다.
멀티채널 모듈은 KAIST의 iCAVE 환경에서 전체 가시화 시스템을 구동하기 위해 구현되었으며, Master-Slave 모델을 사용하였다. Master-Slave 형태의 분산 가시화 방안은 모든 노드 PC에 동일한 가시화 응용 프로그램을 구축하고, 상태 동기화에 필요한 데이터만을 네트워크를 통해 전송하기 때문에 대용량 데이터의 가시화에 적합하다[18].
본 연구에서 제안하는 협업 가시화 환경은 CAVE 시설을 기반으로 하였다. KAIST에 구축된 iCAVE 시설은 7채널의 디스플레이를 통한 120도의 시야각을 제공하며, 가로 6400, 세로 1920 픽셀의 해상도의 화면을 통해 사용자의 높은 몰입감을 목적으로 구축되었다.
[6]에서는 [5]와 유사한 연구를 수행하였으나, 국방 모의 시스템에서 활용할 수 있는 합성환경에 대한 가시화 부분에 연구를 집중하였으며, 모의 결과와의 연동성 부분은 고려하지 않았다[7, 8 ,9]. 연구는 각각 지상, 공중전의 모의를 위해서 가시화 모듈과 통합된 형태로 시뮬레이션 시스템을 구현하였으며, [7]의 경우는 게임 엔진으로 XNA를 활용하였고, [9]의 연구는 X-Plane이라는 상업용 시뮬레이션 도구를 사용하였다. [8]에서는 상업용 가시화 도구의 비용적 문제점을 지적하고, 목적으로 하는 시뮬레이션에 핵심적인 LOD 기능을 직접 구현하여 시뮬레이터와 통합하였다.
성능/효과
반면 Vega, OpenInventor와 같은 상업용 엔진들은 빠른 시간에 완성도 높은 응용 프로그램이 구축 가능하나, 라이선스 비용이 Unity3D에 비해 10배 이상 높기 때문에 다채널 가시화에 높은 비용이 소모되며, 본 연구에서 사용 할 스마트 디바이스 환경에서의 개발을 지원하지 않고 있기 때문에 본 시스템의 구현 환경으로 적합하지 않은 것으로 판단하였다. Unity3D는 상업용 엔진이지만, 앞서 언급한 것처럼 라이선스 비용이 매우 저렴하면서도 효율적인 개발이 가능하다는 점, 그리고 스마트 디바이스 환경에서의 개발을 지원한다는 점에서 본 연구에 가장 적합한 구현 환경으로 분석되었다.
이러한 모듈 설계를 바탕으로 시스템을 구축할 구현 환경에 대한 비교 연구를 수행하였다. 각각 가시화, 유저 인터페이스, 통신 기능에 대한 성능과 개발에 있어서의 효율성 부분을 판단하였으며, 본 연구에서 제안하는 스마트폰 및 태블릿 환경으로의 호환성도 중요 항목 중 하나이다. 또한 전반적인 개발 비용에 대한 판단을 위해 상업용 여부와 엔진 수준[4]에 대한 비교도 수행하였고, 그 결과는 Table 1과 같다.
하지만 본 연구에서 설계한 모듈에서 요구하는 기능 중 상당부분을 직접 개발하거나, 외부 라이브러리를 통합하여 구축해야하기 때문에 호환성 및 최적화 부분에 큰 비용과 시간이 소모된다. 반면 Vega, OpenInventor와 같은 상업용 엔진들은 빠른 시간에 완성도 높은 응용 프로그램이 구축 가능하나, 라이선스 비용이 Unity3D에 비해 10배 이상 높기 때문에 다채널 가시화에 높은 비용이 소모되며, 본 연구에서 사용 할 스마트 디바이스 환경에서의 개발을 지원하지 않고 있기 때문에 본 시스템의 구현 환경으로 적합하지 않은 것으로 판단하였다. Unity3D는 상업용 엔진이지만, 앞서 언급한 것처럼 라이선스 비용이 매우 저렴하면서도 효율적인 개발이 가능하다는 점, 그리고 스마트 디바이스 환경에서의 개발을 지원한다는 점에서 본 연구에 가장 적합한 구현 환경으로 분석되었다.
실험 결과 세 시나리오 모두 실시간 및 사후재연이 성공적으로 수행되었으며, Fig. 8은 그 중 지대공 미사일 운용 시나리오가 iCAVE 환경에서 가시화 된 모습을 보여준다.
후속연구
향후 데이터 처리 모듈에 대해 HLA/RTI 표준 순응성을 구현함으로써 보다 높은 상호운용성 수준을 달성할 수 있을 것으로 보이며, 이를 위해 RPR-FOM 등을 참조하여 시스템을 개선할 수 있을 것이다. 또한 현재 2D 그래프 플롯 모듈이 핵심인 스마트 디바이스 플랫폼의 기능을 확장하여 보다 유용한 협업 환경을 제공함으로써, 보다 유용한 전문가 협업 시스템을 마련할 수 있을 것으로 보인다.
이는 두 종류의 스트리밍 정보가 약간의 시간차를 두고 전달되기 때문이다. 모듈 간 정보충돌 가능성에 대해서는 차후 다양한 실험을 통해 그 신뢰도를 높여나갈 예정이다.
본 연구에서는 앞서 언급한 세 가지 방법론 중 데이터의 범위를 한정한 가시화 도구 개발을 통해, 전투 시뮬레이션 결과의 협업 가시화 방안을 제안하려 한다. 앞서 언급한 것과 같이 이러한 방법론을 통해 현재 기술 수준에서 국방 모델링 및 시뮬레이션에 활용 가능한 범용적인 가시화 도구의 개발이 가능할 것으로 판단하였다. 이는 다음과 같은 기반 기술을 적극적으로 활용함으로써 가능하다.
추가적으로 게임과 같은 부드러운 애니메이션 생성을 위해서는 데이터 갱신률을 60Hz로 유지해야 하기 때문에, 사후 재연에서는 선형 보간을 통해 시뮬레이션 데이터가 존재하지 않는 시간에도 위치와 자세를 업데이트하도록 하였고, 이를 통해 이산사건 시뮬레이션을 통해 생성된 불규칙한 시간 간격을 갖는 시뮬레이션 결과에 대해서도 부드러운 애니메이션 생성이 가능하다.
향후 데이터 처리 모듈에 대해 HLA/RTI 표준 순응성을 구현함으로써 보다 높은 상호운용성 수준을 달성할 수 있을 것으로 보이며, 이를 위해 RPR-FOM 등을 참조하여 시스템을 개선할 수 있을 것이다. 또한 현재 2D 그래프 플롯 모듈이 핵심인 스마트 디바이스 플랫폼의 기능을 확장하여 보다 유용한 협업 환경을 제공함으로써, 보다 유용한 전문가 협업 시스템을 마련할 수 있을 것으로 보인다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
3차원 가시화 기술을 적극적으로 활용하기 위해 해결해야 할 가장 큰 문제는 무엇인가?
하지만 이러한 필요성에도 불구하고 3차원 가시화 기술을 적극적으로 활용하기 위해서는 해결해야 할 문제들이 존재하는데, 가장 큰 문제는 구축 기간과 개발 비용에 따른 문제이다. 국방 모델링 및 시뮬레이션 분야에서는 사용 빈도 보다는 개발 빈도가 상대적으로 높아, 상호운용성 및 재사용성에 대한 고려가 반드시 필요한데, 연동 및 유지, 보수 과정에서 중복 개발비용의 발생을 억제하는 것이 그 목적 중 하나이다.
협업 가시화 환경이란?
본 연구에서는 CAVE (Cave Automatic Virtual Environment)를 기반으로 다자 참여 가시화 시스템을 설계하는 것을 목표로 하였으며, 이를 협업 가시화 환경으로 정의하였다. 협업 가시화 환경은 CVE의 축소된 환경으로, 물리적으로 멀리 떨어진 참여자들이 네트워크를 통해 상호작용하는 가상 환경을 CAVE내에서 상호작용하는 형태로 축소시킨 시스템이다. CAVE는 멀티채널 가시화 시설을 통해 참여자의 몰입감을 증대시켜, 보다 현실과 가까운 가시화 환경을 제공할 수 있다는 것이 장점이지만, 하나의 디스플레이를 공유하기 때문에 개개인이 필요한 정보를 관찰하는 데는 한계점이 존재한다.
3차원 가시화 도구의 활용을 설계 분야에서 살펴보면 어떠한가?
3차원 가시화 도구에 대한 필요성은 최근 다양한 분야에서 그 필요성이 제기되고 있고, 보다 직관적이고 효율적인 분석 및 검증에 3차원 가시화 도구들이 직, 간접적으로 활용되고 있는 추세이다. 설계 분야를 대표적으로 살펴보면, 과거의 2D 도면을 활용한 설계에서 3D CAD 시스템을 활용한 설계로 그 중심이 옮겨가고 있다. 또한 생산 시뮬레이션 등에서도 분석 결과를 수치적인 파라미터로만 확인하는 것 보다는, 그 과정을 3차원 가시화를 통해 검증함으로써 긍정적인 결과를 얻고 있다[1].
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