[논문]증강현실을 적용한 에듀테인먼트 콘텐츠 제작

정연철; 차재관

doi:10.7583/jkgs.2015.15.5.79

증강현실을 적용한 에듀테인먼트 콘텐츠 제작
A Production of Edutainment Contents Using Augmented Reality 원문보기

한국게임학회 논문지 = Journal of Korea Game Society, v.15 no.5, 2015년, pp.79 - 87

초록
AI-Helper

텍스트와 그림으로 표현되었던 교육 도구는 교육과 놀이 체험이라는 에듀테인먼트로 발전하였다. 에듀테인먼트 분야에서의 증강현실 기술은 체험을 극대화하여 놀이형 교육이 가능해 졌다. 또한 최근 증강현실을 응용한 다양한 애플리케이션으로 서비스 되고 있다. 본 논문에서는 에듀테인먼트 콘텐츠 설계와 구현을 통해 체험형 교육을 위한 활용방안에 대해 기술한다. 구현은 '뷰포리아 엔진'과 '유니티 3D'를 사용하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Education tools expressed in texts and images turned into the edutainment such as a education and playing experience. Augmented reality(AR) technology in the field of edutainment was possible to have an amused-education by maximizing experiences. Recently, it is also served in a variety of mobile applications which exploit AR technology. The paper is to describe on the practical measures for the experience of education through designing and implementing edutainment contents. The implementation makes use of a engine 'Vuforia', and a platform 'Unity 3D'.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

지역의 날씨 정보를 동기화하여 레저 취미생활과 맞춰 찾아볼 수 있는 등산 및 낚시 애플리케이션 등 개인화된 정보를 제공하고 있다. 대표적인 몇 가지 증강현실 관련 애플리케이션을 살펴보자.
미니어처는 콘텐츠 적용대상의 특성을 반영하여 다양한 형태로 제작하여 사용할 수 있다. 본 논문에는 부석사 무량수전²⁾ 모형을 제작하여 건축과정을 체험할 수 있도록 소개한다. 국난 등의 재난에 의해 소실된 건축물은 다양한 기술을 통해 실제 재건되고 있다.
본 논문에서는 에듀테인먼트에 적용하기 위해 우리의 전통 건축양식을 보여주는 부석사와 패션에 체험이 가능한 콘텐츠를 구현한다.
본 논문에서는 증강현실을 활용하여 교육용 콘텐츠 개발에 게임 요소를 적용하여 상호작용이 가능하도록 하여, 지속적으로 새로운 형태의 미션을 제공하여 콘텐츠의 흥미요소를 극대화하기 위한 방법을 제시하고자 한다. 교육용 콘텐츠의 체험학습과 재미요소를 가진 미션을 인터랙션이 가능하도록 하여 증강현실의 단방향성 정보 제공의 단점을 해소하고 학습도구로서 활용도를 높이기 위한 시스템 구성과 응용을 제안한다.

제안 방법

본 논문에서는 증강현실을 활용하여 교육용 콘텐츠 개발에 게임 요소를 적용하여 상호작용이 가능하도록 하여, 지속적으로 새로운 형태의 미션을 제공하여 콘텐츠의 흥미요소를 극대화하기 위한 방법을 제시하고자 한다. 교육용 콘텐츠의 체험학습과 재미요소를 가진 미션을 인터랙션이 가능하도록 하여 증강현실의 단방향성 정보 제공의 단점을 해소하고 학습도구로서 활용도를 높이기 위한 시스템 구성과 응용을 제안한다. 증강현실 트래킹에 이미지 외에 실제 공간 또는 지형과 유사한 미니어처를 제작하여 트래킹하여 공간 정보의 활용과 함께 체험형 교육 도구로 활용할 수 있도록 한다.
2]는 위치기반 정보에 따라 사용자의 참여방법은 단순한 선택 기능으로 이루어져 있다. 따라서 에듀테인먼트 콘텐츠를 설계 구현하기 위해서 사용자의 참여도를 높이고 흥미를 유발하기 위해 증강된 객체와의 인터랙션이 가능하도록 시스템을 구성하고 구현한다.
최근 자유학기제, 진로 탐색 등의 확대 운영 등으로 직업에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한 패션에 대한 관심은 자신을 표현하는 수단으로써 패션 디자이너를 꿈꾸는 학생들에게 활용될 수 있는 교육용 콘텐츠로 설계 구현하였다.
먼저 대표적인 증강현실 애플리케이션 사례와 관련기술을 소개하고 본 논문에서 제안한 시스템의 구현 내용에 대해 소개한다.
콘텐츠는 문화유산 관련 정보를 체계적으로 분류하고 이를 단계별 미션에서 어떻게 제공되어야 할 것인지를 고려하여 스토리텔링하여 설계한다. 본 논문에서 사용하는 부석사의 체험형 콘텐츠는 부석사의 건축양식과 건축과정을 이해할 수 있도록 구성하였다.
본 논문에서 제안한 내용을 구현하기 위해 부석사의 건축을 재현하여 구현하였다. 부석사 미니어처는 부석사 공간을 간략하게 사각형 공간으로 구성하고 가운데 건축물의 소형 모형을 제작하여 구성하였다.
본 논문의 구현은 퀄컴 엔진과 유니티 엔진을 사용하여 구현하였다. 프로그램 언어는 C#과 PHP를 사용하였다.
본 논문에서 제안한 내용을 구현하기 위해 부석사의 건축을 재현하여 구현하였다. 부석사 미니어처는 부석사 공간을 간략하게 사각형 공간으로 구성하고 가운데 건축물의 소형 모형을 제작하여 구성하였다. [Fig.
증강현실 트래킹에 사용되는 이미지 또는 객체와 더불어 실제 건축물 또는 지형의 미니어처를 제작하여 트래킹하고 3D 객체를 디스플레이하고 사용자가 직접 인터랙션이 가능하도록 하였다. 사실성과 체험요소를 높이기 위한 실제 지형을 축소하여 제작한 미니어처를 트래킹 하고 인식된 객체의 정보를 통해 인터랙션이 가능한 어플리케이션을 실행한다. 이러한 에듀테인먼트 콘텐츠는 교실에서 해당 지형의 모형을 통해 간접학습의 효과를 얻을 수 있으며, 우리나라 고대 건축 방법에 대한 학습 등의 직접 실현이 어려운 상황에서 적용하여 효과를 기대할 수 있다.
증강현실기술을 활용한 대표적인 사례로 아이니드커피(iNeedCoffee)를 들 수 있다[1]. 위치기반 기술과 디지털 컴패스 기능을 적용하여 사용자의 현재 위치를 기준으로 최대 5km 반경의 커피 전문점의 위치를 2D 지도 등을 실시간으로 알려준다. 오브제(Ovjet) 서비스는 건물, 상점 등의 데이터베이스를 활용하여 SNS 기능을 결합한 정보 서비스를 제공하였다.
증강현실 구현에서 널리 사용되는 비마커 형식의 트래킹을 위해 사진 등을 사용하는 기존에 시스템과 유사한 시스템 구조를 갖는 구성도를 형성한다. 그렇지만 트래킹을 위해 일반 이미지가 아닌 건물과 같은 구조물이나 섬과 같은 자연지형을 미니어처로 제작하고 증강현실 애플리케이션을 실행하여 카메라를 통해 증강현실을 체험할 수 있도록 한다.
증강현실 트래킹에 사용되는 이미지 또는 객체와 더불어 실제 건축물 또는 지형의 미니어처를 제작하여 트래킹하고 3D 객체를 디스플레이하고 사용자가 직접 인터랙션이 가능하도록 하였다. 사실성과 체험요소를 높이기 위한 실제 지형을 축소하여 제작한 미니어처를 트래킹 하고 인식된 객체의 정보를 통해 인터랙션이 가능한 어플리케이션을 실행한다.

이론/모형

증강현실 개념은 보잉사의 작업자들에게 항공기 조립과정을 이해시키기 위해 1992년 톰 코델(Tom Caudell)에 의해 사용되었다. 1990년대 후반에는 미국과 일본을 중심으로 활발하게 연구되었으며, 이후 원격의료, 방송, 건축 설계 등으로 활용 영역을 확장하게 되었다.

후속연구

게임요소를 결합한 콘텐츠 제공을 위한 데이터베이스에 다양한 정보를 제공하여 기존의 증강현실 애플리케이션이 갖는 일방성의 문제를 해소하고 학습 환경에 따른 체험과 교육에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
현재 미니어처의 지리정보를 지정하기 위해서는 특정한 정보를 미리 입력해 인식하도록 하여야 하므로 대규모 크기의 미니어처를 제작하고, 실시간 위치를 GPS로 인식하기 위해 실제공간과 가상공간의 정합을 위한 정확한 위치 추적을 가능하도록 하여야 할 것이다. 또한 음성 인식 기술 등을 적용하여 증강현실로 표현되는 영상 또는 캐릭터와 상호작용이 가능하도록 하는 연구가 필요하다.
6]은 제안 시스템의 정보 취득과 서비스 단계별 과정을 흐름도로 작성한 것이다. 모바일 환경에서 최적화된 트래킹 방법에 대한 다소의 편차는 발생하였지만 쌍방향 콘텐츠 활용이 가능하도록 하여 개인별 콘텐츠 체험이 가능한 스마트폰용 애플리케이션으로 개발하면 다양한 활용성을 기대할 수 있을 것이다. 실시간 기후 정보 등을 활용하여 미니어처의 날씨 정보 등을 표현하여 사실감을 높일 수 있다.
미니어처로 표현된 객체를 인식할 때 특정 위치기반의 3차원 정보를 취득하여 미리 저장된 콘텐츠 서버에서 이를 연결하여 사용자에게 인터랙션이 가능한 다양한 정보를 제공할 수 있다. 미니어처의 제작과 설계는 콘텐츠와 함께 연계된 스토리텔링 결과를 적용하면 다양한 미니어처를 이용하여 게임형 학습도구로 활용할 수 있을 것이다.
최근 스마트 환경에서 체험형 관광의 보급이 일반화 되면서 관광정보 제공에 활용할 수 있을 것이다. 사용자 상호작용을 통해 관광지 정보의 제공, 교통 정보 등에 활용할 수 있을 것이다.
증강현실 기술을 사용한 미니어처에 콘텐츠를 혼합한 시스템은 향후 다양한 분야에 적용할 수 있을 것이다. 최근 스마트 환경에서 체험형 관광의 보급이 일반화 되면서 관광정보 제공에 활용할 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	증강현실은 위한 기술은?	증강현실은 목표물을 추적하는 트래킹(tracking) 기술과 가상정보를 겹쳐 보여주는 중첩(mapping)기술로 구성된다. 증강현실에서 사용되는 트래킹 방법은 GPS를 적용한 위치기반서비스(location based service, LBS)와 2차원 바코드와 같은 마커(marker) 기반, 별도의 표식 없이 영상의 객체를 인식하는 마커리스(markerless) 방식으로 구분된다.
	증강현실을 응용한 문화재 정보 제공의 대표적 사례에는 무엇이 있는가?	증강현실을 응용한 문화재 정보 제공의 대표적 사례로 조선황조의 궁궐이었던 경복궁 소개 애플리케이션을 살펴볼 수 있다. 경복궁을 방문하여 궁궐의 특정 공간에서 애플리케이션을 실행하고 스마트폰으로 비춰보면 경복궁의 옛날 모습과 가상의 문화해설사가 등장하여 개인 서비스를 제공받아 체험이 가능하다.
	아이니드커피는 어떤 기능이 있나?	증강현실기술을 활용한 대표적인 사례로 아이니드커피(iNeedCoffee)를 들 수 있다[1]. 위치기반 기술과 디지털 컴패스 기능을 적용하여 사용자의 현재 위치를 기준으로 최대 5km 반경의 커피 전문점의 위치를 2D 지도 등을 실시간으로 알려준다. 오브제(Ovjet) 서비스는 건물, 상점 등의 데이터베이스를 활용하여 SNS 기능을 결합한 정보 서비스를 제공하였다.

참고문헌 (8)

Hee-Dong Yang, Chae-Young Lee, Se-Woon Hwang, "A Study on the Strategy to Activate the Mobile Augmented Reality Market through a Business Model Analysis"", Internet and Information Security, Vol.1 No 1, pp. 5-27. 2010
J.S Lee, J.A Noh, S.H Lim, J.S. Lee, "An Activity Contents Technology Trends Based on Virtual Reality", ETRI Electronics and Telecommunications Trends. pp. 73-82. 2012
Raghav Sood. 2013. Pro Android Augumented Reality, GulBut, 424 pp.
Kyle Roche. 2013. Pro iOS Augumented Reality, GilBut, 472 pp.
http://www.colarapp.com/Quiver (accessed September, 2015)
http://www.youtube.com/Quiver Augmented Reality Trailer(accessed September, 2015)
https://www.qualcomm.com/products/vuforia/case-studies(accessed September, 2015)
http://docs.unity3d.com/Manual/index.html (accessed September, 2015)

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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