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지리 학습을 위한 증강현실 적용 방안 연구: 마커기반 방법을 중심으로
Exploring Augmented Reality applications for Geography Learning: Focused on Marker Based Methods 원문보기

대한지리학회지 = Journal of the Korean Geographical Society, v.48 no.6, 2013년, pp.994 - 1008  

박정환 (한국교원대학교 지리교육과) ,  김영훈 (한국교원대학교 지리교육과)

초록
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본 연구에서는 교과서 내의 시각 자료의 구체화와 학습자의 동기 유발 측면에서 최근 주목받고 있는 증강현실 기술을 활용하여 지리 콘텐츠 개발 사례를 제시하고자 한다. 최근 들어 스마트 교육 환경에서의 교수-학습 콘텐츠에 대한 관심과 이를 반영하려는 지리교육 연구들이 증가하고 있다. 이러한 상황에서 스마트교육에 적합한 지리 콘텐츠의 개발과 적절한 활용 방안의 제시는 중요한 연구의 출발점이다. 본 연구에서는 실제 교과서 지면과 사례를 통해서 마커기반 증강현실의 연계 사례를 제시함으로서 앞으로의 증강현실 기술과 관련지리 콘텐츠의 활용 방안의 실제적 측면에 기여하고자 하였다. 또한 본 논문에서는 지리수업에서 활용될 수 있는 증강현실 콘텐츠로서 마커기반의 가상 지구의와 지형 정보 시각화 콘텐츠를 제시하였다. 이를 통해 증강현실은 스마트교육 환경에서의 지리 콘텐츠의 개발에 직접적으로 적용될 수 있는 기술인 동시에 앞으로 디지털 환경에 기반한 공간정보 및 지리교육 연구에 기여할 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we describe two exploratory examples in the use of Augmented Reality (AR) for geographical visualization regarding refinement of visual content in geography textbooks and learning motivation of geography students. Currently, teaching and learning materials with AR technology and their...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이를 위해 먼저, 본 연구에서는 교실 수업자료에서 활용되는 지구의를 선택하여 증강현실 기반의 가상 지구의를 구현하여 중학교 1학년 지리수업에 적용할 수 있는 방안과 GIS와의 연계에 대해 살펴보고자 한다. 그 다음으로 한국지리 교과서의 지형 단원의 시각자료를 통해서 증강현실의 콘텐츠 개발 및 적용 사례를 제시하고자 한다.
  • 따라서 본 논문에서 제한적으로 진행되어 오고 있는 지리교육 분야에서의 증강현실 콘텐츠의 개발 내용을 보다 직접적으로 제시하고 그 과정에서 수업 현장에서 적용할 수 있는 교과서 내용을 바탕으로 마커기반의 증강현실 콘텐츠 사례들을 제시하고자 한다.
  • 즉, 삼각주 위성사진에 마커를 입혀도 해안분지의 객체가 발생할 수 있는 가능성이 있기 때문에 교과서에서의 활용을 위해서는 이러한 문제점을 확인해야 한다. 따라서 본 연구에서도 양구분지사진과 삼각주 위성사진을 동시에 마커로 제작한 후 삼각주 위성사진에서의 인식 여부를 테스트하였다. 삼각주 마커 역시 해안분지의 마커제작방법과 동일하게 제작하였으며, 마커 인식 구현결과는 그림 8과 같다.
  • 하지만 모두 평면상에서 정보를 나타내고 있기 때문에 학습자들은 교재에 나와 있는 설명만으로는 부족한 학습경험을 하게 된다. 따라서 본 장에서는 학습자들의 부족한 학습경험을 보완하기 위하여 교과서 지형단원에서 제시되고 있는 지도나 사진, 그림 등의 시각자료들을 마커로 활용하여 지리수업의 효율성을 높이는 방안에 대해 논의하고자 한다.
  • 이를 위해 본 논문에서는 증강 현실 프로그램 도구를 활용한 가상 지구본 생성과 세계지도 주제도와의 연계를 통하여 교육콘텐츠 제작과 중학교 1학년 지리수업에서의 적용가능성을 제시하고자 한다. 또한 교과서 내 증강현실 콘텐츠의 활용성을 논의하기 위해 고등학교 한국지리 교과서 지형단원을 사례로 마커 기반의 3차원 객채 구현 방안을 통한 지리수업자료로서의 증강현실 콘텐츠 사례를 제시하고자 한다.
  • 이 장에서는 우리 주변에서 보다 빠르고 비교적 적은 경비를 들여 얻을 수 있는 증강현실 라이브러리와 웹을 이용하여 지리자료의 획득과 가공 및 활용 방법을 제시하고자 한다. 또한 증강현실 기반의 지리수업자료 개발을 위해서는 증강현실 기술이 사용되기에 적합한 수업자료 콘텐츠가 필요하기 때문에 수업자료의 객체 구현과 이를 지리 수업에 적용할 학습 콘텐츠 설계가 중요하다.
  • 이러한 지리학 내의 증강현실의 연구를 촉진하고 관련 콘텐츠 개발 사례를 제시하기 위해, 본 연구는 지리교육 측면에서 수업 도구와 교과서 내 증강현실 콘텐츠 개발과 지리 수업을 위한 공간정보 콘텐츠 사례를 제시하고자 한다. 이를 위해 본 논문에서는 증강 현실 프로그램 도구를 활용한 가상 지구본 생성과 세계지도 주제도와의 연계를 통하여 교육콘텐츠 제작과 중학교 1학년 지리수업에서의 적용가능성을 제시하고자 한다.
  • 이를 위해 본 연구에서는 ArcGIS에서 제작한 주제도를 FLARToolkit과 연계하여 관련 수업자료 객체를 구현하며 이를 지역지리 수업에 적용할 학습콘텐츠를 제시한다. 이를 위해 먼저, 본 연구에서는 교실 수업자료에서 활용되는 지구의를 선택하여 증강현실 기반의 가상 지구의를 구현하여 중학교 1학년 지리수업에 적용할 수 있는 방안과 GIS와의 연계에 대해 살펴보고자 한다. 그 다음으로 한국지리 교과서의 지형 단원의 시각자료를 통해서 증강현실의 콘텐츠 개발 및 적용 사례를 제시하고자 한다.
  • 이러한 지리학 내의 증강현실의 연구를 촉진하고 관련 콘텐츠 개발 사례를 제시하기 위해, 본 연구는 지리교육 측면에서 수업 도구와 교과서 내 증강현실 콘텐츠 개발과 지리 수업을 위한 공간정보 콘텐츠 사례를 제시하고자 한다. 이를 위해 본 논문에서는 증강 현실 프로그램 도구를 활용한 가상 지구본 생성과 세계지도 주제도와의 연계를 통하여 교육콘텐츠 제작과 중학교 1학년 지리수업에서의 적용가능성을 제시하고자 한다. 또한 교과서 내 증강현실 콘텐츠의 활용성을 논의하기 위해 고등학교 한국지리 교과서 지형단원을 사례로 마커 기반의 3차원 객채 구현 방안을 통한 지리수업자료로서의 증강현실 콘텐츠 사례를 제시하고자 한다.
  • 그림 5와 같이 수업자료로서 영산강 일대 지형과 토지이용을 나타낸 지형도와 낙동강 삼각주 위성사진, 양구 해안분지를 나타낸 사진 등이 제시되어 있다. 이에 본 연구에서는 해당 페이지에 제시된 시각자료들에 대한 3차원 객체구현을 통하여 수업자료로서 증강현실의 활용가능성에 대해 고찰한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
증강현실이란 무엇인가? 증강현실(Augmented Reality)은 사용자가 보고 있는 실제 세계 영상에 가상 세계 영상을 혼합하여 제시하고, 사용자가 3차원의 가상 객체를 조작하면서 컴퓨터와 상호작용할 수 있도록 하는 컴퓨터 인터페이스 기술을 말한다(Milgram, et. al.
증강현실로 기대할 수 있는 효과는 무엇인가? Milgram(1994)은 ‘혼합 현실(Mixed Reality)’이라는 용어를 사용하여 가상정보와 현실정보의 혼합비율에 따라 증강현실과 가상현실을 구분하였으며, Azuma(1997)는 증강현실 시스템을 현실의 이미지와 가상의 이미지의 결합(Combines real and virtual), 사용자와의 실시간 상호작용(Interactive in real time), 3차원의 입체 공간(Registered in 3-D)을 통해서 구현되는 하나의 컴퓨팅 시스템으로 정의하였다. 따라서 증강현실은 실세계를 바탕으로 객체를 나타내준다는 점에서 시각화 자료로 활용되었을 때 긍정적인 효과를 기대할 수 있다(Kaufmann, et. al.
증강현실과 관련 교육 콘텐츠 개발 및 활용은 어떻게 변화하고 있는가? 이러한 증강현실과 관련 교육 콘텐츠 개발 및 활용에 관한 연구는 2000년대에 들어서 본격적으로 진행되어 오고 있다. 초기에는 이미 개발된 증강현실 시스템이나 증강현실 소프트웨어를 교육 내용에 직접적으로 적용하는데 초점을 두었다면 점차 학습 관점에서의 증강현실의 해석과 학생들의 학습 촉진, 교수학습을 위한 콘텐츠 개발 및 활용, 수업에서의 효과 분석 등과 같은 보다 세부적이고 구체적인 분야로 다양화, 다변화되고 있다(Wu, et. al., 2013). 또한 최근 들어 스마트기기 증가에 따라 증강현실 구현을 위한 오픈소스 라이브러리의 교육적 활용 및 효과를 분석한 연구들도 증가하고 있다. 따라서 증강현실은 향후 5년내 교육 분야의 새로운 중요 기술 중의 하나로 전망되고 있다(Johnston et. al.
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