컴퓨터기술의 발전에 따라 증강현실(Augmented Reality, AR) 기술이 향후 휴먼 인터페이스기술 발전의 주요 방향중 하나로 대두 되고 있다. 이에 증강현실을 기반으로 한 디지털 명함 시스템을 설계 및 구현하였다. 본 논문에서는 스마트폰을 통하여 간단하게 정보를 인식할 수 있는 디지털 명함시스템에 대해 설명하였다. 디지털 명함 시스템은 시각 기반 방식으로 기존 하드웨어 방식에 비해 정밀도가 높은 장점을 가진다. 또한, 증강현실 기술 중 컴퓨터 시각의 3D 등록 기술과 실제상황 융합 기술에 대해 연구를 하였다. 향후 연구로는 3D전자 지도를 스마트폰 앱 어플리케이션의 매개체로 하여 사용자 측면의 인터페이스에 대한 연구가 필요하다.
컴퓨터기술의 발전에 따라 증강현실(Augmented Reality, AR) 기술이 향후 휴먼 인터페이스기술 발전의 주요 방향중 하나로 대두 되고 있다. 이에 증강현실을 기반으로 한 디지털 명함 시스템을 설계 및 구현하였다. 본 논문에서는 스마트폰을 통하여 간단하게 정보를 인식할 수 있는 디지털 명함시스템에 대해 설명하였다. 디지털 명함 시스템은 시각 기반 방식으로 기존 하드웨어 방식에 비해 정밀도가 높은 장점을 가진다. 또한, 증강현실 기술 중 컴퓨터 시각의 3D 등록 기술과 실제상황 융합 기술에 대해 연구를 하였다. 향후 연구로는 3D전자 지도를 스마트폰 앱 어플리케이션의 매개체로 하여 사용자 측면의 인터페이스에 대한 연구가 필요하다.
With the development of computer technology, augmented reality (Augmented Reality, AR) technology in the future, one of the main directions of development of human interface technology is emerging. On augmented reality based on the design and implementation of a digital business card system. In this...
With the development of computer technology, augmented reality (Augmented Reality, AR) technology in the future, one of the main directions of development of human interface technology is emerging. On augmented reality based on the design and implementation of a digital business card system. In this paper, a Smartphone is simply information through recognizable digital business card contains information about the system. Digital business card system is compared to the way existing hardware in a way visually-based high precision. In addition, registered as a 3D computer vision of augmented reality technology skills and real-world situations convergence technology for research. Future research, 3D electronic map for Smartphone apps as of the application user interface on the side for research is needed.
With the development of computer technology, augmented reality (Augmented Reality, AR) technology in the future, one of the main directions of development of human interface technology is emerging. On augmented reality based on the design and implementation of a digital business card system. In this paper, a Smartphone is simply information through recognizable digital business card contains information about the system. Digital business card system is compared to the way existing hardware in a way visually-based high precision. In addition, registered as a 3D computer vision of augmented reality technology skills and real-world situations convergence technology for research. Future research, 3D electronic map for Smartphone apps as of the application user interface on the side for research is needed.
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문제 정의
시각 기반 방식으로 기존 하드웨어 방식에 비해 값이 저렴하고 정밀도가 높은 장점을 가진다. 또한, 증강현실 기술 중 컴퓨터 시각의 3D 등록 기술과 실제상황 융합 기술에 대해 연구를 하였다. 3D 등록기술 중 마커 식별의 안정성 문제를 위해 마커의 방향성 문제를 해결하였고, 마커 식별공간을 확장하는 방법으로 3D 등록기술로 더욱 좋은 안정성을 가지게 하였다.
본 논문에서는 증감현실 기술을 기반으로 3D 전자지도를 가지는 디지털 명함 시스템을 설계 및 구현하였다. 시각 기반 방식으로 기존 하드웨어 방식에 비해 값이 저렴하고 정밀도가 높은 장점을 가진다.
본 연구의 목적은 사용자가 스마트폰을 통하여 정보를 얻고, 사용자로 하여금 신속히 낯선 환경 속에 융합할 수 있게 하며 또한 사용자와 3D 모델간의 상호 작용을 만족할 수 있는 전자 명함 내비게이션 시스템을 설계 및 구현하는 것이다.
제안 방법
대부분 명함은 사람들의 이름, 직위 등 간단한 정보가 적혀있을 뿐 상세한 정보를 표현하기에는 부족하다. 그러므로 본 논문에서는 마커를 이용하여 명함에 더욱 많은 정보를 나타낼 수 있게 한다.
여러 개의 고정카메라를 통해 시스템 중의 표기를 식별하고 3D 실험기기 모델을 마커 위에 투영한다. 동시에 물체의 심도 정보에 대한 검사를 통해 조명과 사용자가 보낸 상호작용 정보를 계산 하여 가상물체와 현실 환경의 관계 처리를 진행한다.
시스템 구성도 에서는 현실 환경 속에 장착 한 여러 개의 고정카메라를 통해 시스템 중의 표기를 식별하고 3D 실험기기 모델을 표기 위에 투영한다. 동시에 물체의 심도정보에 대한 검사를 통해 조명과 체험자가 보낸 상호작용 정보를 계산하여 가상물체와 현실 환경의 연결 관계 처리를 진행한다. 구성도는 그림 4와 같다.
따라서 본 논문에서는 증강현실 기술을 스마트폰에 적용시켜 디지털 명함과 3D전자지도를 이용하여 개인정보, 영역 설명, 3D 지도 등을 얻을 수 있는 시스템을 설계 및 구현하였다.
카메라의 내부 함수 측정 연산과 카메라 외부 함수 측정 연산을 통하여 프로그램에서 사용 되는 표기의 3D위치와 방향을 계산하여 마지막으로 카메라의 외부 함수를 추출결과로 실제 상황 결합 서브모듈에 입력하고, OpenGL중의 가상 카메라로 현실 세계 중의 카메라를 시뮬레이션 하여 양호한 가상과 현실 환경의 완전융합 장면을 생성한다. 마지막으로 3D 가상 동영상 모델을 특정한 마커에 렌더링하여 증강현실의 효과를 실현한다.
증강현실시스템 중 영상 분할, 에지 검출과 윤곽선을 추출한 후 결과를 마커 식별 서브모듈로 전달한다. 모드 매칭 연산에 근거하여 시스템으로 하여금 카메라의 비디오영상으로부터 미리 준비한 마커를 정확하게 식별하게 하며 동시에 마커의 ID번호를 제공한다. 시스템 중 그래픽 디스플레이 서브모듈 입력 함수의 일부분으로 그래픽 디스플레이 서브모듈에서 미리 준비한 3D모델을 특정한 표기에 정확하게 나타나게 하여 현실 환경에 대한 증강을 실현한다.
본 모듈의 주요 성능은 영상 입력 장비에서 비디오 스트리밍을 수집하여 비디오 스트리밍에서 비디오 영상을 얻는다. 증강현실 시스템의 영상 수집은 실시간성, 정확성에 대한 요구를 만족해야 한다.
본 시스템은 스마트 폰을 이용하여 사용자로 하여금 더욱 편리하게 원하는 정보를 얻게 한다. 본 시스템에서는 보편적으로 유행하는 GPS를 사용하지 않고 마커를 이용하여 위치추적을 실현하였다. 이유는 GPS 신호가 나쁜 곳이 많으며 데이터 낭비가 많다.
하지만 구조가 복잡한 빌딩에서 특정 지점을 찾기에는 어렵다. 본 시스템은 스마트 폰을 이용하여 사용자로 하여금 더욱 편리하게 원하는 정보를 얻게 한다. 본 시스템에서는 보편적으로 유행하는 GPS를 사용하지 않고 마커를 이용하여 위치추적을 실현하였다.
본 장은 증강현실을 기반으로 디지털 명함과 3D전자지도를 설계한다. 여러 개의 고정카메라를 통해 시스템 중의 표기를 식별하고 3D 실험기기 모델을 마커 위에 투영한다.
모드 매칭 연산에 근거하여 시스템으로 하여금 카메라의 비디오영상으로부터 미리 준비한 마커를 정확하게 식별하게 하며 동시에 마커의 ID번호를 제공한다. 시스템 중 그래픽 디스플레이 서브모듈 입력 함수의 일부분으로 그래픽 디스플레이 서브모듈에서 미리 준비한 3D모델을 특정한 표기에 정확하게 나타나게 하여 현실 환경에 대한 증강을 실현한다.
본 장은 증강현실을 기반으로 디지털 명함과 3D전자지도를 설계한다. 여러 개의 고정카메라를 통해 시스템 중의 표기를 식별하고 3D 실험기기 모델을 마커 위에 투영한다. 동시에 물체의 심도 정보에 대한 검사를 통해 조명과 사용자가 보낸 상호작용 정보를 계산 하여 가상물체와 현실 환경의 관계 처리를 진행한다.
충동 감지 모듈은 검사한 결과를 사용자 상호 작용 모듈에 입력하여 사용자 상호 작용 모듈이 입력된 함수의 사용자 상호작용 의미를 분석한다[6].
이 모듈은 영상 비교 모듈의 출력결과를 입력 데이터로 사용한다. 카메라의 내부 함수 측정 연산과 카메라 외부 함수 측정 연산을 통하여 프로그램에서 사용 되는 표기의 3D위치와 방향을 계산하여 마지막으로 카메라의 외부 함수를 추출결과로 실제 상황 결합 서브모듈에 입력하고, OpenGL중의 가상 카메라로 현실 세계 중의 카메라를 시뮬레이션 하여 양호한 가상과 현실 환경의 완전융합 장면을 생성한다. 마지막으로 3D 가상 동영상 모델을 특정한 마커에 렌더링하여 증강현실의 효과를 실현한다.
보통 AR시스템은 두 가지의 추적방식을 사용할 수 있다. 하나는 하드웨어 장비를 기반으로 한 위치추적기술, 다른 한 가지는 본 논문의 방식으로 컴퓨터 시각을 기반으로 한 위치추적기술이다. 하드웨어 기반으로 한 위치 추적 방식은 값이 비싸고 체적이 너무 방대하며 추적과정에 간섭을 받기 쉽다.
공간조각 계산법 중 우선적으로 현실세계 중 하나의 3D공간을 확정해야 한다. 한 점이 여러 영상에서의 심도정보의 직선 방정식을 계산하고 방정식을 연계하여 최소제곱법을 이용하여 영상 점의 심도정보를 계산해 낸다. 심도 검사 서브모듈의 흐름도는 그림 3과 같다.
대상 데이터
본 논문의 구현 환경은 듀얼코어 이상의 CPU와 2GB 이상의 메모리를 사용하는 APPLE 사의 MacOS 10.7에서 Macbook pro를 사용하였고, iOS5 이상 iPhone4를 사용하여 구현하였다.
이론/모형
실제로 한 폭의 물체 주위환경 장면을 포함한 텍스쳐를 물체표면에 매핑시키면 일정한 비율로 물체 주위환경의 반사를 시뮬레이션 할 수 있으며 광선추적 등 복잡한 기술을 사용하지 않아도 된다. 환경반사를 실현하고 시스템이 3D 실시간 동적인 장면의 렌더링 속도를 높이기 위해 GPU 프로그래밍 기술을 사용한다[9].
성능/효과
또한, 증강현실 기술 중 컴퓨터 시각의 3D 등록 기술과 실제상황 융합 기술에 대해 연구를 하였다. 3D 등록기술 중 마커 식별의 안정성 문제를 위해 마커의 방향성 문제를 해결하였고, 마커 식별공간을 확장하는 방법으로 3D 등록기술로 더욱 좋은 안정성을 가지게 하였다. 디지털 명함과 3D 전자지도와 같은 실제 상황 융합 모듈 중에서 가상 물체와 실제 환경의 위치 일관성은 이미 아주 좋은 효과를 얻었다.
사용자는 스마트폰을 통해 본 시스템을 사용하여 개인 정보를 획득, 영역 설명, 3D 장면 지도 등을 얻을 수 있어 사용자로 하여금 신속히 낯선 환경 속에 적응할 수 있게 하며, 또한 사용자와 3D 모델간의 상호 작용을 만족할 수 있다.
디지털 명함과 3D 전자지도와 같은 실제 상황 융합 모듈 중에서 가상 물체와 실제 환경의 위치 일관성은 이미 아주 좋은 효과를 얻었다. 이로 인해 AR시스템 중 전자 명함에 적용하여 좋은 실험결과를 얻었다. 제안한 디지털 명함은 스마트폰을 통하여 간단하게 정보를 인식할 수 있어 스마트 폰의 점유율과 성능을 생각할때 매우 유용하리라 사료된다.
후속연구
이로 인해 AR시스템 중 전자 명함에 적용하여 좋은 실험결과를 얻었다. 제안한 디지털 명함은 스마트폰을 통하여 간단하게 정보를 인식할 수 있어 스마트 폰의 점유율과 성능을 생각할때 매우 유용하리라 사료된다. 또한, 3D전자 지도는 스마트폰을 매개체로 하여 더욱 편리하게 정보를 얻게 되었다.
향후 사용자가 어떻게 가상세계의 물체와 자연스러운 상호작용을 하는가에 대해 연구가 이루어져야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
마커 식별 서브모듈의 역할은 무엇인가?
증강현실시스템 중 영상 분할, 에지 검출과 윤곽선을 추출한 후 결과를 마커 식별 서브모듈로 전달한다. 모드 매칭 연산에 근거하여 시스템으로 하여금 카메라의 비디오영상으로부터 미리 준비한 마커를 정확하게 식별하게 하며 동시에 마커의 ID번호를 제공한다. 시스템 중 그래픽 디스플레이 서브모듈 입력 함수의 일부분으로 그래픽 디스플레이 서브모듈에서 미리 준비한 3D모델을 특정한 표기에 정확하게 나타나게 하여 현실 환경에 대한 증강을 실현한다.
AR시스템은 어떤 것을 제공하는가?
AR시스템은 그래픽 영상기술, 멀티미디어 제어기술과 결합하여 생생한 AR환경을 제작하여 사용자가 현실 세계에 대한 감지 능력을 제공하며 실질적으로 새로운 환경을 제공한다. 멀티미디어 제어기술은 주로 오디오와 비디오 방면에서 사용자가 현실세계에 대한 인지능력을 증강한다.
컴퓨터 시각 중 카메라 교정기술은 어떤 과정인가?
컴퓨터 시각 중 카메라 교정기술은 실제 화면에서 영상 화소 생성하는 과정이다. 이 과정을 분석하기 위해 카메라 영상의 모델을 수립하여 2D영상 정보로부터 3D화면의 대응관계 알아야 하며 이 관계를 카메라의 내부함수와 외부함수로 마커 해야 한다[7].
참고문헌 (9)
Mukaigawa Y, Mihashi Seml, "Photometric image-based rendering for virtual lighting image synthesis," Proc 2nd Int'l Workshop Augmented Reality, pp. 115-124, 2009.
Debevec P, "Rendering synthetic objects into real scenes: bridging traditional and image-based graph its with global illumination and high dynamic rangephotography," Proc. SIGGRAPH 98, pp. 189-198, 2008.
0 Bimber and B Frohlich, "Occlusion shadows:Using projected light to generaterealistic occlusion effects for view -dependent optical see-through displays," Proc. of the International Symposion on Mixed and Augmented Reality, 2009.
IEEE Virtual Reality(VR'02), Naemura Let al Naemura, Takeshi, et al. "Virtual shadows-enhanced interaction in mixed reality environment.," In Proc. of IEEE Virtual Reality(VR'02), pp.. 293-294, Orlando, 2002．
Loscos, Celine, George Drettakis, and Luc Robert. "Interactive virtual relighting of real scenes." Visualization and Computer Graphics, IEEE Transactions on, vol.6 no.4, pp.289-305, 2000.
Jaakko Konttinen, Sumanta Pattanaik Hughes Charles E． Realtime illumination andshadowing by virtual Lights in a mixed reality setting [online]．Available: http://graphics.CS.ucf.edu/MAR-Surnant, 2007．
Dorfmuller-Ulhaas, Klaus, and Dieter Schmalstieg. "Finger tracking for interaction in augmented environments." Augmented Reality, 2001. Proceedings. IEEE and ACM International Symposium on. IEEE, pp.55-64, 2001.
Didier, Jean-Yves, David Roussel, and Malik Mallem. "A texture based time delay compensation method for augmented reality." Mixed and Augmented Reality, 2004. ISMAR 2004. Third IEEE and ACM International Symposium on. IEEE, pp. 262-263, 2004.
Reicher, Thomas, et al. "Results of a study on software architectures for augmented reality systems." Proceedings of the 2nd IEEE/ACM International Symposium on Mixed and Augmented Reality. IEEE Computer Society, pp.274, 2003.
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