건설 프로젝트에서 2차원 도면은 참여자들간의 의사소통 도구로 활용되고 있으나, 전문적인 표기 방식으로 인해 도면에 경험이 많은 전문가를 제외한 다른 참여자들이 쉽게 도면의 정보를 파악하기 어렵다. 이러한 점을 극복하기 위해 본 연구에서는 증강현실 및 4D CAD 기술을 접목한 새로운 도면을 제시하고자 한다. 제시된 도면에서는 사용자가 기존의 2차원 도면 위를 웹카메라와 같은 장비로 관찰할 때 3차원 구조물을 증강시켜 자재에 대한 상세 정보 및 시공 시뮬레이션을 할 수 있다. 이 도면을 통해 기존의 도면에 익숙한 건설 프로젝트 참여자 및 경험이 적은 참여자들과의 의사소통에 오류를 줄여줄 수 있을 것으로 기대된다. 관련분야 대학생들을 대상으로 한 설문조사를 통해 개발한 도면의 유용성을 검증하였다. 설문조사 결과, 기존의 2차원 도면 대비 개발한 도면의 유용성이 자재 정보, 시공 과정, 3차원 구조의 이해 등에서 매우 크게 나타났다.
건설 프로젝트에서 2차원 도면은 참여자들간의 의사소통 도구로 활용되고 있으나, 전문적인 표기 방식으로 인해 도면에 경험이 많은 전문가를 제외한 다른 참여자들이 쉽게 도면의 정보를 파악하기 어렵다. 이러한 점을 극복하기 위해 본 연구에서는 증강현실 및 4D CAD 기술을 접목한 새로운 도면을 제시하고자 한다. 제시된 도면에서는 사용자가 기존의 2차원 도면 위를 웹카메라와 같은 장비로 관찰할 때 3차원 구조물을 증강시켜 자재에 대한 상세 정보 및 시공 시뮬레이션을 할 수 있다. 이 도면을 통해 기존의 도면에 익숙한 건설 프로젝트 참여자 및 경험이 적은 참여자들과의 의사소통에 오류를 줄여줄 수 있을 것으로 기대된다. 관련분야 대학생들을 대상으로 한 설문조사를 통해 개발한 도면의 유용성을 검증하였다. 설문조사 결과, 기존의 2차원 도면 대비 개발한 도면의 유용성이 자재 정보, 시공 과정, 3차원 구조의 이해 등에서 매우 크게 나타났다.
Two-dimensional drawings are widely used as a communication tool in the construction industry, but they are still hard to be understood by engineers with less experience. A four dimensional CAD drawing is presented based on marker-based augmented reality, for visual assistance, detailed information,...
Two-dimensional drawings are widely used as a communication tool in the construction industry, but they are still hard to be understood by engineers with less experience. A four dimensional CAD drawing is presented based on marker-based augmented reality, for visual assistance, detailed information, and prevention of misunderstanding among users. The developed drawing enables the users to easily understand its contents through the functions augmenting components, providing detailed construction information, and simulating construction process, using the marker in a 2D drawing. A questionnaire-based survey validates the capability of the developed drawing that it improves inexperienced engineers' understanding of the drawings.
Two-dimensional drawings are widely used as a communication tool in the construction industry, but they are still hard to be understood by engineers with less experience. A four dimensional CAD drawing is presented based on marker-based augmented reality, for visual assistance, detailed information, and prevention of misunderstanding among users. The developed drawing enables the users to easily understand its contents through the functions augmenting components, providing detailed construction information, and simulating construction process, using the marker in a 2D drawing. A questionnaire-based survey validates the capability of the developed drawing that it improves inexperienced engineers' understanding of the drawings.
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문제 정의
이 도면은 기존에 널리 사용되는 2차원 CAD 도면 위에 마커(Marker)를 추가하여 사용자가 카메라나 두부 장착형 디스플레이(Head Mounted Display: HMD)와 같은 장비로 도면을 보았을 때 2차원 도면에 표현된 부재를 3차원 모델로 증강시켜 보여준다. 기존의 2차원 도면에 익숙한 사용자가 2차원 도면과 3차원 모델을 함께 볼 수 있도록 함으로써, 부재의 3차원적 구조 해석 및 이해를 돕고자 하였다. 사용자의 직관적인 이해를 더욱 돕기 위하여, 사용자가 도면의 구조물을 3차원 모든 방향으로 이동, 회전, 확대, 축소시킬 수 있는 제어 기능과, 구조물의 상세 정보 및 시공 과정을 시뮬레이션 할 수 있는 4D CAD 기능을 포함하였다.
사용자의 직관적인 이해를 더욱 돕기 위하여, 사용자가 도면의 구조물을 3차원 모든 방향으로 이동, 회전, 확대, 축소시킬 수 있는 제어 기능과, 구조물의 상세 정보 및 시공 과정을 시뮬레이션 할 수 있는 4D CAD 기능을 포함하였다. 본 연구에서 개발한 도면과 2차원 CAD 도면의 유용성을 비교하기 위해, 토목 공학을 전공하는 101명의 대학생에게 설문조사를 하여 유용성을 검증하였다.
본 연구에서 제시한 도면의 유용성을 검증하기 위해 설문 조사를 수행하였다. 설문지는 본 연구에서 개발한 도면이 건설 관련 분야에 종사하고 있지만 특정 구조물에 대한 경험이 부족한 인력과의 의사소통 및 이해에 유용함을 알아보기 위하여 작성되었고, 실제 설문조사는 토목공학을 전공하고 있는 101명의 대학생을 대상으로 수행되었다.
AR 기술을 활용한 도면의 활용 가능성에 주목한 선행 연구가 있었지만(Wang and Dunston 2006), 실용적인 시스템 및 도면으로 개발하여 제시하지는 않았다. 본 연구에서는 4D CAD와 증강현실이 사용자의 직관적 이해 및 의사소통을 효과적으로 도울 수 있음에 착안하여, 기존에 사용하던 2차원 도면에 3차원 구조물을 증강시켜 사용자가 구조물 및 시공 프로세스를 볼 수 있는 새로운 도면을 제시한다. 개발된 도면의 유용성을 설문조사를 통해 검증하였다.
본 연구에서는 건설 현장에서 기존에 활용되고 있던 2D CAD 도면에 증강현실 기술을 적용하여 사용자에게 도면의 구조물에 대해 현실적이고 직관적인 정보를 제공하였다. 2D CAD 도면에 마커기반 증강현실을 추가하기 위해 OpenGL API에서 ARToolkit library를 활용하였다.
본 연구에서는 전술한 모델들의 단점을 보완할 수 있는 가상현실 기반 4D CAD 도면을 제시하고자 한다. 이 도면은 기존에 널리 사용되는 2차원 CAD 도면 위에 마커(Marker)를 추가하여 사용자가 카메라나 두부 장착형 디스플레이(Head Mounted Display: HMD)와 같은 장비로 도면을 보았을 때 2차원 도면에 표현된 부재를 3차원 모델로 증강시켜 보여준다.
첫 번째로 기능은 도면 위에 3차원 모델을 증강시켜 보여주는데, 이 구조물을 사용자가 x, y, z축으로 이동 및 회전, 확대, 축소를 하며 관찰할 수 있다. 이 기능을 통해 사용자는 도면상에 나타난 구조물 혹은 구성 요소에 대한 충분한 관찰을 할 수 있어 이해를 높일 수 있도록 해 준다. 엔지니어가 간단한 키 조작(Fig.
제안 방법
두 번째 기능은 3차원 모델에 대한 상세 정보를 확인할 수 있다. 3차원 모델의 구성 요소에 대한 제원과 구조물의 시공 시 주의해야 할 사항 등 각종 정보를 화면상에 나타나게 하여 단순한 2차원 도면에서 제시하는 한정적인 정보가 아닌 보다 풍부한 정보를 사용자에게 제공해 준다. Fig.
Table 1에 설문조사 내용이 있는데, 1에서 7의 문항은 질문의 내용에 사용자가 얼마나 동의하는지를 1에서 5까지 Likert scale내에서 선택하도록 하였다. 8번 문항은 응답자가 도면의 내용을 얼마나 이해했는지 퍼센티지로 적게 하여 주관적인 이해도를 측정하고자 하였다. 9번 문항에서는 Fig.
2D CAD 도면에 마커기반 증강현실을 추가하기 위해 OpenGL API에서 ARToolkit library를 활용하였다. The Revit Architecture Suite 2008 platform에서 구축된 원본 3D Model의 file format을 증강현실로 옮기기 위해 3Ds MAX를 활용해 VRML file format으로 변환하였다. 개발한 AR 도면을 기존의 2D CAD 도면과 비교하기 위해 비전문인력인 101명의 토목 공학 전공 대학생에게 설문조사를 수행하였다.
본 연구에서는 4D CAD와 증강현실이 사용자의 직관적 이해 및 의사소통을 효과적으로 도울 수 있음에 착안하여, 기존에 사용하던 2차원 도면에 3차원 구조물을 증강시켜 사용자가 구조물 및 시공 프로세스를 볼 수 있는 새로운 도면을 제시한다. 개발된 도면의 유용성을 설문조사를 통해 검증하였다.
6과 같이 다섯 가지 유사한 구조물을 선택지로 제시하고, 사용자가 도면을 통해 본 구조물이 무엇인지 선택하도록 하여 사용자의 구조물 형태에 대한 이해도를 파악하고자 하였다. 마지막으로 10번에서는 금방 보았던 도면의 장점과 단점을 서술형으로 기술하도록 하였다.
설문 조사는 한번에 1명~5명 정도의 개인 또는 그룹을 대상으로 2D CAD 도면과 마커기반 증강현실 4D CAD 도면(이하 AR도면)을 비교해가며 설문을 수행하였다. 먼저 전통적으로 활용되고 있는 2D CAD 도면을 보고 설문에 답한 다음, AR 도면을 본 후 설문에 다시 답하였다. 설문지의 질문들은 각 도면 별로 총 10 가지 문항 구성되어, 도면에 대한 응답자의 이해도, 편리성, 실용성을 확인하고 도면에서 제시된 구조물을 제대로 선택하는지, 제시된 도면의 장단점은 무엇인지 설문하였다.
기존의 2차원 도면에 익숙한 사용자가 2차원 도면과 3차원 모델을 함께 볼 수 있도록 함으로써, 부재의 3차원적 구조 해석 및 이해를 돕고자 하였다. 사용자의 직관적인 이해를 더욱 돕기 위하여, 사용자가 도면의 구조물을 3차원 모든 방향으로 이동, 회전, 확대, 축소시킬 수 있는 제어 기능과, 구조물의 상세 정보 및 시공 과정을 시뮬레이션 할 수 있는 4D CAD 기능을 포함하였다. 본 연구에서 개발한 도면과 2차원 CAD 도면의 유용성을 비교하기 위해, 토목 공학을 전공하는 101명의 대학생에게 설문조사를 하여 유용성을 검증하였다.
설문지는 본 연구에서 개발한 도면이 건설 관련 분야에 종사하고 있지만 특정 구조물에 대한 경험이 부족한 인력과의 의사소통 및 이해에 유용함을 알아보기 위하여 작성되었고, 실제 설문조사는 토목공학을 전공하고 있는 101명의 대학생을 대상으로 수행되었다. 설문 조사는 한번에 1명~5명 정도의 개인 또는 그룹을 대상으로 2D CAD 도면과 마커기반 증강현실 4D CAD 도면(이하 AR도면)을 비교해가며 설문을 수행하였다. 먼저 전통적으로 활용되고 있는 2D CAD 도면을 보고 설문에 답한 다음, AR 도면을 본 후 설문에 다시 답하였다.
먼저 전통적으로 활용되고 있는 2D CAD 도면을 보고 설문에 답한 다음, AR 도면을 본 후 설문에 다시 답하였다. 설문지의 질문들은 각 도면 별로 총 10 가지 문항 구성되어, 도면에 대한 응답자의 이해도, 편리성, 실용성을 확인하고 도면에서 제시된 구조물을 제대로 선택하는지, 제시된 도면의 장단점은 무엇인지 설문하였다. Table 1에 설문조사 내용이 있는데, 1에서 7의 문항은 질문의 내용에 사용자가 얼마나 동의하는지를 1에서 5까지 Likert scale내에서 선택하도록 하였다.
본 연구에서 개발된 시스템은 Virtual Reality Modeling Language(VRML)의 파일 포맷(wrl extension)을 사용하는데, Revit Architecture Suite platform의 파일변환에 한계가 있었기 때문에, Autodesk, Inc.에서 개발된 3Ds MAX를 사용하여 파일을 VRML 포맷으로 변환하였다. 즉, Revit 환경에서 Revit 파일(rvt extension)은 먼저 AutoCAD 파일 형태(dwg extension)로 변환된 후 3Ds MAX에서 VRML 파일 형태(wrl extension)으로 변환되었다.
대상 데이터
The Revit Architecture Suite 2008 platform에서 구축된 원본 3D Model의 file format을 증강현실로 옮기기 위해 3Ds MAX를 활용해 VRML file format으로 변환하였다. 개발한 AR 도면을 기존의 2D CAD 도면과 비교하기 위해 비전문인력인 101명의 토목 공학 전공 대학생에게 설문조사를 수행하였다. 설문 결과 AR 도면이 2D CAD 도면에 비해 전반적인 이해를 크게 높일 수 있음을 확인하였다.
2D CAD drawing의 설문지에서 1번 문항은 설문 조사 대상의 기존 도면에 대한 경험을 확인하는 문항이었다. 설문 응답자들은 토목공학을 전공하는 101명의 대학생들 이어서 대부분 건설 분야에 전문성이 높은 인력은 아니었지만, 도면에 대한 경험의 차가 존재하기 때문에 1번 문항을 통해 통계를 내었다. Fig.
본 연구에서 제시한 도면의 유용성을 검증하기 위해 설문 조사를 수행하였다. 설문지는 본 연구에서 개발한 도면이 건설 관련 분야에 종사하고 있지만 특정 구조물에 대한 경험이 부족한 인력과의 의사소통 및 이해에 유용함을 알아보기 위하여 작성되었고, 실제 설문조사는 토목공학을 전공하고 있는 101명의 대학생을 대상으로 수행되었다. 설문 조사는 한번에 1명~5명 정도의 개인 또는 그룹을 대상으로 2D CAD 도면과 마커기반 증강현실 4D CAD 도면(이하 AR도면)을 비교해가며 설문을 수행하였다.
이론/모형
본 연구에서는 건설 현장에서 기존에 활용되고 있던 2D CAD 도면에 증강현실 기술을 적용하여 사용자에게 도면의 구조물에 대해 현실적이고 직관적인 정보를 제공하였다. 2D CAD 도면에 마커기반 증강현실을 추가하기 위해 OpenGL API에서 ARToolkit library를 활용하였다. The Revit Architecture Suite 2008 platform에서 구축된 원본 3D Model의 file format을 증강현실로 옮기기 위해 3Ds MAX를 활용해 VRML file format으로 변환하였다.
성능/효과
” 질문(설문지 1: Q2, 설문지 2: Q1)에 대해서는 2D CAD 도면이 평균 2.21, AR 도면이 평균 4.47로 큰 차이로 AR 도면이 기존의 도면에 비해 우수함을 보였다.
설문 결과에 대한 통계 결과는 Table 2에 정리되어 있다. 2D CAD 도면 설문지 1번 문항의 설문 결과로 평균 2.54, 표준 편차 1.35를 나타내어 경험이 없는 인력과 경험이 있는 사람의 2:1의 비율로 있음을 보였다. 따라서 설문 조사를 통해 경험이 부족한 인력과 어느 정도 경험이 있는 인력 양쪽에서 두 도면에 대한 이해도 및 유용성을 확인할 수 있었다.
2D CAD 도면의 단점으로는 (1) 구조물 형상의 이해하기가 어려워 해석하는 데 시간이 많이 소요되고, (2) 정보의 공유가 불편하고, (3) 비전문가가 이해하기 어렵고, (4) 시공 프로세스와 관련한 정보가 부족하고, (5) 도면 내용이 복잡하게 느껴짐이 있었다. AR 도면의 장점으로는 (1) 실제 구조물을 입체적으로 확인할 수 있음, (2) 비전문가의 직관적 이해가 쉬움, (3) 시공 과정을 이해할 수 있음, (4) 공 오차를 줄이는 데 좋을 것이라는 점이 도출되었다. AR 도면의 단점으로는 (1) 노트북이나 영상장비 (카메라, HMD)와 같은 별도 장비가 필요한 점, (2) 도면의 작성이 어려운 점, (3) 증강현실 3D 모델을 관찰하기 위해 프로그램에 익숙해져야 한다는 점이 있었다.
4% 정답률에 대비하여 AR 도면이 100% 정답률을 보여, AR 도면을 활용한다면 시공 과정 중에서 발생할 수 있는 착오 및 오류의 감소를 예상할 수 있었다. Table 2에서 두 도면의 설문 결과 통계치 중 표준 편차가 상대적으로 AR 도면에서 줄어드는 것으로 볼 때, 도면에 경험이 없거나 경험이 있는 설문 대상자들 모두에게 도면에 대한 높은 이해를 가져와, AR 도면이 숙련된 인력과 비숙련 인력의 협업 환경에 도움이 될 수 있음을 추론할 수 있었다.
2차원의 도면에서는 도면을 보는 사람이 시공이 어떻게 될 수 있는지 짐작하기가 매우 어려움을 알 수 있었다. 대조적으로, AR 도면(3번 문항)에서는 4.44라는 높은 평균 점수를 기록하여 상대적으로 시공과정을 이해하기가 매우 쉬움을 알 수 있었다. 이것은 AR 도면의 4D CAD 기능에서 사용자가 직접 시공과정을 시뮬레이션 할 수 있고, 시공 관련 정보를 볼 수 있어 이해도를 크게 높인 것에 기인한 것으로 판단된다.
이 결과를 통해 건설 현장에서 전통적으로 사용되는 도면이 경험이 없는 사용자에게 이해가 매우 어려운 것으로 나타났다. 대조적으로, AR 도면에서 응답자들은 평균 73.6%, 표준 편차 17%로 높은 이해도를 나타냈다. 이 결과를 통해 AR 도면이 시각적으로 제공해주는 정보, 구조물의 조작, 그리고 시공 시뮬레이션이 사용자의 직관적 이해를 도울 수 있음을 알 수 있었다.
8(a)는 2D CAD 도면의 설문과 AR 도면의 설문 중 구조물의 특성에 대한 이해도를 묻는 동일한 문항의 결과 비교이다. 동일한 6가지의 설문을 통해 두 도면을 직접적으로 비교해 볼 수 있었는데, 설문 결과 AR 도면이 기존의 2D CAD 도면에 비해 이해도 및 활용성에서 매우 뛰어남을 알 수 있었다.
기존의 2차원 도면에서 보여주지 못한 3차원의 구조물 형태를 도면상에 보여주어 2차원 도면과 3차원 모델을 비교해 보며 구조물을 파악할 수 있으며, 구조물이 형태가 복잡할 경우 정확히 파악하기 힘들었던 부분까지도 키 조작을 통하여 정확하게 살펴 볼 수 있다. 두 번째로 실제 시공 현장에서 엔지니어가 작업 수행 시, 숙지해야 할 사항을 도면을 보면서 정확히 전달 받을 수 있다. 화면상에 시공 시 주의해야 할 사항 및 설계자의 요구사항을 따로 나타나게 하여 시공의 정확도 향상 및 시공 오류 감소를 기대할 수 있다.
35를 나타내어 경험이 없는 인력과 경험이 있는 사람의 2:1의 비율로 있음을 보였다. 따라서 설문 조사를 통해 경험이 부족한 인력과 어느 정도 경험이 있는 인력 양쪽에서 두 도면에 대한 이해도 및 유용성을 확인할 수 있었다.
객관식 문항과 주관식 문항을 함께 분석하였을 때, 사용자들은 증강현실 도면의 우수성 및 유용함에 매우 동의하나 별도의 장비의 휴대가 필요한 점, 도면을 작성하는 것이 어려울 것 같다는 의견이 다수 표출되었다. 또한 AR 도면의 시스템 조작이 매우 간단하더라도 추가적인 프로그램 교육이 필요하다는 점에서 기존 도면에 익숙한 사용자의 거부감이 있을 것 같다는 의견도 있었다. 유용성이 검증된 새로운 기술을 건설 현장에 새롭게 도입되기 위해서는 관리자의 동기부여 및 지도가 중요할 것으로 생각된다.
이 결과를 통해 AR 도면이 시각적으로 제공해주는 정보, 구조물의 조작, 그리고 시공 시뮬레이션이 사용자의 직관적 이해를 도울 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 도면에서 묘사된 구조물이 무엇인지 선택하는 문항에서 2D CAD 도면 64.4% 정답률에 대비하여 AR 도면이 100% 정답률을 보여, AR 도면을 활용한다면 시공 과정 중에서 발생할 수 있는 착오 및 오류의 감소를 예상할 수 있었다. Table 2에서 두 도면의 설문 결과 통계치 중 표준 편차가 상대적으로 AR 도면에서 줄어드는 것으로 볼 때, 도면에 경험이 없거나 경험이 있는 설문 대상자들 모두에게 도면에 대한 높은 이해를 가져와, AR 도면이 숙련된 인력과 비숙련 인력의 협업 환경에 도움이 될 수 있음을 추론할 수 있었다.
개발한 AR 도면을 기존의 2D CAD 도면과 비교하기 위해 비전문인력인 101명의 토목 공학 전공 대학생에게 설문조사를 수행하였다. 설문 결과 AR 도면이 2D CAD 도면에 비해 전반적인 이해를 크게 높일 수 있음을 확인하였다. 설문 조사 결과 분석을 바탕으로, AR 도면이 실제 건설 현장에서 숙련 인력 및 비숙련 인력의 협업에 매우 효과적으로 쓰일 수 있는 매우 효과적인 의사소통 도구가 될 수 있을 것으로 생각한다.
8(b)에서는 도면에 대한 주관적인 이해도를 묻는 문항의 결과와 도면에 나타난 구조물이 무엇인지 맞추는 문제에 대한 정답률을 보이고 있다. 응답자들은 자신들이 2D CAD 도면에 대해 이해하는 정도를 평균 27.8%, 표준편차 20%로 매우 낮게 평가하였다. 이 결과를 통해 건설 현장에서 전통적으로 사용되는 도면이 경험이 없는 사용자에게 이해가 매우 어려운 것으로 나타났다.
6%, 표준 편차 17%로 높은 이해도를 나타냈다. 이 결과를 통해 AR 도면이 시각적으로 제공해주는 정보, 구조물의 조작, 그리고 시공 시뮬레이션이 사용자의 직관적 이해를 도울 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 도면에서 묘사된 구조물이 무엇인지 선택하는 문항에서 2D CAD 도면 64.
설문을 정리한 결과, 각각의 도면에서 비슷한 내용의 의견들을 정리할 수 있었다. 주관식 설문에서 공통된 사항을 요약한 결과, 2D CAD 도면의 장점으로는 (1) 별도의 장비 필요 없이 종이로 정보 전달이 가능한 것, (2) 널리 사용되어 업무에 활용하기 좋은 것, (3) 정확한 수치 및 치수의 파악이 가능한 것, (4) 상세한 정보가 포함되어 있다는 것이었다. 2D CAD 도면의 단점으로는 (1) 구조물 형상의 이해하기가 어려워 해석하는 데 시간이 많이 소요되고, (2) 정보의 공유가 불편하고, (3) 비전문가가 이해하기 어렵고, (4) 시공 프로세스와 관련한 정보가 부족하고, (5) 도면 내용이 복잡하게 느껴짐이 있었다.
후속연구
따라서 3차원 정보를 자동적으로 생성하는 알고리즘 개발이 필수적이다. 기존의 3차원 CAD 도면 또는 BIM 모델에서 원하는 구조물 정보를 찾아 AR 도면 마커와 연결하는 시스템이 해결책이 될 수 있을 것이다. 또한 소규모 건설 프로젝트에서는 구조물의 3차원 모델을 확보하지 않고 공사를 수행하는 경우도 빈번하다.
세 번째로 시공 과정에 참여하지 않아 구조물에 대하여 정보와 지식이 부족한 유지관리 담당자로 하여금 구조물의 형태와 시공 상황에 대한 도면 별, 구성 요소 별 정보를 제공해 보다 효과적인 유지관리가 이루어지게 해 궁극적으로 구조물의 수명을 연장시켜 줄 수 있을 것이다. 네 번째로 설계 및 시공 엔지니어 그리고 관리자 사이에 보다 풍부하고 정확한 정보를 주고 받을 수 있어 공사 참여자간 발생할 수 있는 의사소통의 어려움을 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다. 또한 프로그램이 고사양의 컴퓨터 연산 성능을 요구하지 않아 대부분의 일반적인 컴퓨터 및 노트북 환경에서 시스템이 쉽게 구동할 수 있다.
유용성이 검증된 새로운 기술을 건설 현장에 새롭게 도입되기 위해서는 관리자의 동기부여 및 지도가 중요할 것으로 생각된다. 또한 증강현실 도면을 도입하기 위해 추가적인 투자를 하였을 때, 시공 오차 감소, 비전문가와의 의사소통 및 협업 환경 개선 등의 긍정적 효과에 주목할 필요가 있을 것으로 생각된다. 주관식 설문에서 추가적인 의견으로, 증강현실상에서 구조물이 실제 설치될 좌표 정보까지 포함하고 있었으면 좋겠다는 의견처럼 더 많은 정보를 포함하면 좋겠다는 의견이 있었다.
본 연구에서 개발한 도면은 컴퓨터 환경에서 구동된다는 한계가 존재한다. 추가적인 연구를 통해 모바일 환경으로 시스템을 이식한다면 이동성을 크게 키울 수 있어 대형 건설 현장에서 언제 어디서나 활용할 수 있는 효과적인 의사소통 도구로 발전할 수 있을 것으로 생각된다.
설문 결과 AR 도면이 2D CAD 도면에 비해 전반적인 이해를 크게 높일 수 있음을 확인하였다. 설문 조사 결과 분석을 바탕으로, AR 도면이 실제 건설 현장에서 숙련 인력 및 비숙련 인력의 협업에 매우 효과적으로 쓰일 수 있는 매우 효과적인 의사소통 도구가 될 수 있을 것으로 생각한다. 또한 구조물의 시공 과정에 대한 이해를 크게 높일 수 있어, 시공 과정에서 발생할 수 있는 착오 및 오류로 인한 손실을 크게 줄일 수 있을 것으로 생각된다.
화면상에 시공 시 주의해야 할 사항 및 설계자의 요구사항을 따로 나타나게 하여 시공의 정확도 향상 및 시공 오류 감소를 기대할 수 있다. 세 번째로 시공 과정에 참여하지 않아 구조물에 대하여 정보와 지식이 부족한 유지관리 담당자로 하여금 구조물의 형태와 시공 상황에 대한 도면 별, 구성 요소 별 정보를 제공해 보다 효과적인 유지관리가 이루어지게 해 궁극적으로 구조물의 수명을 연장시켜 줄 수 있을 것이다. 네 번째로 설계 및 시공 엔지니어 그리고 관리자 사이에 보다 풍부하고 정확한 정보를 주고 받을 수 있어 공사 참여자간 발생할 수 있는 의사소통의 어려움을 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.
첫 번째로 증강현실 기술을 활용한 실감형 시공도면을 개발함으로써 현장의 엔지니어들이 보다 정확하게 구조물의 기하학적 형상을 파악할 수 있도록 지원해 줄 수 있다. 기존의 2차원 도면에서 보여주지 못한 3차원의 구조물 형태를 도면상에 보여주어 2차원 도면과 3차원 모델을 비교해 보며 구조물을 파악할 수 있으며, 구조물이 형태가 복잡할 경우 정확히 파악하기 힘들었던 부분까지도 키 조작을 통하여 정확하게 살펴 볼 수 있다.
본 연구에서 개발한 도면은 컴퓨터 환경에서 구동된다는 한계가 존재한다. 추가적인 연구를 통해 모바일 환경으로 시스템을 이식한다면 이동성을 크게 키울 수 있어 대형 건설 현장에서 언제 어디서나 활용할 수 있는 효과적인 의사소통 도구로 발전할 수 있을 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
3D CAD, BIM 모델의 장점은 무엇인가?
프로젝트 참여자들의 도면에 대한 이해도를 높여 원활한 의사소통을 돕기 위해 3차원 현실을 그대로 묘사할 수 있는 3차원 시각화 도구인 3D CAD, BIM 모델의 도입이 점차 증가하고 있다. 두 모델은 구조물의 상세 요소(Element)들과 관련 정보들을 자세하고 풍부하게 포함할 수 있고, 3차원 모델로 표현되어 사용자의 직관적 이해를 돕는다. 그러나 두 모델은 몇 가지 단점이 있는데, (1) 모델을 관찰하기 위한 소프트웨어(프로그램)는 컴퓨터의 높은 성능을 요구하여 특정 장소에서만 활용할 수 있어 이동성이 떨어진다는 점과, (2) 두 모델을 관찰할 수 있는 소프트웨어를 다루기 위한 전문 지식을 요구하는 점, (3) 두 모델이 보여주는 복잡한 가상현실(Virtual reality) 환경에 익숙하지 않은 프로젝트 참여자들에게 오히려 이해를 어렵게 하는 점, (4) 많은 경우 시설물 전체 설계도면은 설계 업체의 기술 경쟁력과 관계된 기밀한 것이므로, 시공을 위해 시공업체에게 제시할 때 필요한 부분만을 따로 제공해야 하기 때문에 부분별 모델 구축에 추가 비용 및 시간을 소요하게 되는 점이 대표적인 단점들이다.
건설 프로젝트에서 설계 도면은 어떻게 활용되는가?
건설 프로젝트에서 설계 도면은 발주자, 설계자, 시공자와 같은 참여자들의 핵심적인 의사소통 도구로 활용된다. 그러나 2차원 도면은 3차원 구조물의 단편적인 모습만을 담고 있어 설계 분야에 충분한 전문성을 지니지 않은 사람이 도면에서 묘사하는 바를 쉽게 이해하기 어렵다.
건설 프로젝트에서 2차원 도면의 문제점은 무엇인가?
건설 프로젝트에서 2차원 도면은 참여자들간의 의사소통 도구로 활용되고 있으나, 전문적인 표기 방식으로 인해 도면에 경험이 많은 전문가를 제외한 다른 참여자들이 쉽게 도면의 정보를 파악하기 어렵다. 이러한 점을 극복하기 위해 본 연구에서는 증강현실 및 4D CAD 기술을 접목한 새로운 도면을 제시하고자 한다.
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