최근 1인 가구 수의 급증으로 인해 셀프 인테리어에 대한 관심이 높아지고 있다. 인테리어 중에서 가장 큰 비중을 차지하는 것은 가구 배치이다. 그런데 간혹 적정한 위치에, 공간을 효율적으로 활용할 수 있는 위치에 가구를 배치하기 위해 전문가의 도움이 필요한 때가 있다는 것이 셀프 인테리어의 단점이다. 이런 상황에서 사람들은 개인 SNS를 통해 인테리어에 대한 정보를 공유하거나 조언을 주고받으며, 전문가에게 직접 도움을 받기도 한다. 하지만 이러한 방법들은 2D 사진이나 영상을 통해 공간을 보기 때문에 세밀하고 정확한 조언이 어렵거나, 전문가가 직접 방문을 해야만 하는 시간적, 물리적 번거로움이 있다는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위해 가상현실 상에서 실시간으로 가구 배치를 공유할 수 있는 애플리케이션을 제안한다. 제안하는 애플리케이션을 통해 인테리어에 관한 정보와 조언을 더 생생하고 정확하게 공유할 수 있으며, 실시간으로 공유가 되기 때문에 두 사용자의 시간과 체력의 소비가 최소한으로 줄어들 수 있을 것으로 예상된다.
최근 1인 가구 수의 급증으로 인해 셀프 인테리어에 대한 관심이 높아지고 있다. 인테리어 중에서 가장 큰 비중을 차지하는 것은 가구 배치이다. 그런데 간혹 적정한 위치에, 공간을 효율적으로 활용할 수 있는 위치에 가구를 배치하기 위해 전문가의 도움이 필요한 때가 있다는 것이 셀프 인테리어의 단점이다. 이런 상황에서 사람들은 개인 SNS를 통해 인테리어에 대한 정보를 공유하거나 조언을 주고받으며, 전문가에게 직접 도움을 받기도 한다. 하지만 이러한 방법들은 2D 사진이나 영상을 통해 공간을 보기 때문에 세밀하고 정확한 조언이 어렵거나, 전문가가 직접 방문을 해야만 하는 시간적, 물리적 번거로움이 있다는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위해 가상현실 상에서 실시간으로 가구 배치를 공유할 수 있는 애플리케이션을 제안한다. 제안하는 애플리케이션을 통해 인테리어에 관한 정보와 조언을 더 생생하고 정확하게 공유할 수 있으며, 실시간으로 공유가 되기 때문에 두 사용자의 시간과 체력의 소비가 최소한으로 줄어들 수 있을 것으로 예상된다.
As single-person households increase, demands for self interior design has been also increasing. The furniture arrangement takes big part of interior design. But sometimes people need professional helps for the proper and effective arrangement of furniture which makes self-interior design harder. Of...
As single-person households increase, demands for self interior design has been also increasing. The furniture arrangement takes big part of interior design. But sometimes people need professional helps for the proper and effective arrangement of furniture which makes self-interior design harder. Often, people share information and advices about interior design through Social Network Service. Experts could help directly but this approach would have several issues: First, the detailed and accurate advice would be difficult because experts have to examine the space through 2D pictures or video. Second, they have to make an appointment which would cause inconvenience to both customer and expert. In this paper, the furniture arrangement application for real-time sharing of interior design based on virtual reality is proposed to make up for the weak points. People can precisely share information and advice about self-interior design through this application in realtime, reducing waste of time and energy.
As single-person households increase, demands for self interior design has been also increasing. The furniture arrangement takes big part of interior design. But sometimes people need professional helps for the proper and effective arrangement of furniture which makes self-interior design harder. Often, people share information and advices about interior design through Social Network Service. Experts could help directly but this approach would have several issues: First, the detailed and accurate advice would be difficult because experts have to examine the space through 2D pictures or video. Second, they have to make an appointment which would cause inconvenience to both customer and expert. In this paper, the furniture arrangement application for real-time sharing of interior design based on virtual reality is proposed to make up for the weak points. People can precisely share information and advice about self-interior design through this application in realtime, reducing waste of time and energy.
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문제 정의
본 논문은 셀프 인테리어를 하는 과정에서 누구나 겪을 수 있는 가구 배치에 관한 문제를 가구 배치 과정을 공유하는 애플리케이션을 제안함으로써 해결하고자 하였다. 또 가상현실을 기반으로 한 애플리케이션이기 때문에 실제 공간과 매우 유사한 분위기와 환경을 상대 사용자가 경험하고 보다 더 정확하고 실제 공간에 적합한 배치 조언이 가능하며 제안하는 방식의 고도화를 기반으로 한 여러 서비스 산업의 등장도 가능할 것으로 판단한다.
본 연구에서는 보다 간단한 사용자 인터페이스 조작으로 가상 공간 내에서 원하는 장소로 이동하는 방법을 구현하였다. 가상 공간 내에서 사용자는 지면을 보고 있지 않은 상황에서 자석 버튼을 클릭하면 현재 보고 있는 시선 방향으로 전진을 시작하며 이동 중 다시 자석 버튼을 클릭하면 정지한다.
또 전문가를 통한 조언을 구할 때에는 전문가가 직접 그 공간을 방문해야 하는 시간적이고 물리적인 번거로움이 모두 존재한다. 이러한 단점들을 보완하기 위해 본 논문에서는 가상현실 상에서 실시간으로 가구 배치 과정을 공유하는 애플리케이션을 제안한다. 제안하는 애플리케이션에서는 가상현실 상에서의 가구 배치를 수행함으로써 실제 공간의 생생한 분위기와 상황에 맞는 정확한 조언이 가능하며, 네트워크를 통해 서로 다른 물리적 공간에 위치한 사용자들이 직접 실제 공간을 방문할 필요 없이 가상 공간에서 의사 소통을 수행할 수 있기 때문에 시간적, 물리적인 손실을 줄일 수 있는 장점이 있다.
제안 방법
가상현실 공간에 배치할 가구 3D 모델은 3D 모델링 소프트웨어 도구를 이용한 제작, 3D 스캐닝 등 다양한 방법으로 획득할 수 있으나 본 논문에서는 사용자는 깊이 카메라와 실시간 3D 스캐닝 시스템인 ReconstructMe를 이용하여 원하는 가구를 obj 형식의 3D 모델로 스캔한 후 mesh simplification 프로세스[7]를 거쳐 정리한 후 웹 서버에 업로드하는 방법으로 테스트를 수행하였다. 해당 웹 서버에 업로드 된 가구 mesh 파일들은 본 애플리케이션 상에 가구 목록과 연결된다.
가상현실은 시스템 사용 환경에 따라서 그 종류가 나뉘는데, 본 논문에서 제안하는 애플리케이션은 HMD (Head Mounted Display) 중 그림 3과 같이 스마트폰이 디스플레이가 되는 저가형 가상현실 플랫폼인 Google Cardboard를 통해 가상현실에 몰입하게 되는 것이므로 몰입형 가상현실로 분류된다.
이와 같은 원리로 디스플레이의 가상현실을 입체적으로 보이도록 하기 위해서 디스플레이를 반으로 나눠서 거리차와 물체의 각도 등을 다르게 나타낸다. 그 후 두 개로 나누어진 디스플레이를 다시 Google Cardboard를 통해 하나의 초점으로 잡히도록 하여 입체 적으로 보이도록 한다.
제안하는 애플리케이션에서는 가상현실 상에서의 가구 배치를 수행함으로써 실제 공간의 생생한 분위기와 상황에 맞는 정확한 조언이 가능하며, 네트워크를 통해 서로 다른 물리적 공간에 위치한 사용자들이 직접 실제 공간을 방문할 필요 없이 가상 공간에서 의사 소통을 수행할 수 있기 때문에 시간적, 물리적인 손실을 줄일 수 있는 장점이 있다. 이러한 목표를 달성하기 위해서 제안하는 애플리케이션은 게임 엔진인 Unity3D로 제작되었으며 Google Cardboard를 이용한 Android 플랫폼에서 동작하며 네트워크로 연결해서 동시 2인이 같은 가상 공간을 공유하고 공동 작업 등을 위한 의사 소통을 수행한다.
이론/모형
그림 5의 Sensors는 물체를 3D 모델로 스캔하기 위해 필요한 깊이 카메라를 말한다. 본 논문에서 제안하는 애플리케이션에는 필요한 3D 모델을 스캔하기 위해 ASUS사의 Xtion Pro를 사용하였다. 이렇게 스캔한 모델은 보통 과도하게 큰 mesh로 구성되기 때문에 mesh simplification 기술[7]을 적용하여 전체적인 모습을 유지하면서 크기를 줄인 새로운 모델로 변환시킨 후 Unity3D와 같은 실시간 3D 그래픽스 랜더링 엔진에서 이용하게 된다.
성능/효과
본 애플리케이션을 통해 물리적으로 거리가 멀리 떨어져있는 사용자들 간의 인테리어 공유가 실시간으로 가능하며, 직접 가상 공간 내에서 체험을 할 수 있기 때문에 기존의 방식 – 평면도, 설계도, 사진 등 – 에 비해 직접적으로 사용자의 공간 감각과 직관을 통해 배치 상황을 파악할 수 있다. 따라서 실제 공간과 유사한 분위기 속에서 정확하고 세밀한 인테리어 분석과 의견 공유가 가능하다고 결론을 내릴 수 있었다.
본 애플리케이션을 통해 물리적으로 거리가 멀리 떨어져있는 사용자들 간의 인테리어 공유가 실시간으로 가능하며, 직접 가상 공간 내에서 체험을 할 수 있기 때문에 기존의 방식 – 평면도, 설계도, 사진 등 – 에 비해 직접적으로 사용자의 공간 감각과 직관을 통해 배치 상황을 파악할 수 있다.
최근 미국 Microsoft사는 컨설팅 회사인 The Future Laboratory와 함께 사물인터넷(IoT), 가상 현실(VR), 인공지능 등의 새로운 기술과 산업 변화 추세에 따른 2025년 직업 전망 보고서를 발표한 바 있다[1]. 이 보고서에서는 2025년 경 등장할 것으로 예상되는 10가지 직업들을 제시했으며 그 중 가상 주거 디자이너(Virtual Habitat Designer)가 새로운 직업으로 등장할 것으로 전망하였다. 이러한 예측의 근거는 2017년까지 약 1200만대의 가상 현실 헤드셋이 판매될 것으로 예상되고 있고 산업계에서 3D 모델링, digital composing 등 분야에서 새로운 기업들이 탄생하고 있다는 사실에 기초한다.
후속연구
이 문제에 대한 직관적인 해결 방법들 중 하나는 음성 채널을 통한 대화로 의사 소통을 수행하는 방법이 될 수 있을 것이다. 그러나 논의 중에 이러한 방식은 목소리를 통해 상대방에게 사용자의 특성이 노출되는 문제로 보안이 상대적으로 취약한 1인 가구(특히 여성) 사용자의 참여를 꺼리는 상황이 발생할 가능성이 제기되었으며 이에 따라 채팅 등과 같이 익명성을 기반으로 참여자의 신원을 보호할 수 있는 보안 음성 채널의 개발이 필요할 수도 있다고 본다.
3-4에서 제안하는 애플리케이션의 가상 공간 내 이동 방식이 논의되었으나, 필요한 지점으로의 순간적 이동이 불가능하고 가상 공간 내에서 자연스럽게 이동하기가 어렵다는 문제가 있다. 따라서 향후 mini map 등과 같은 새로운 사용자 인터페이스의 도입이 필요하고 사용자가 가상 공간 내에서 자연스럽게 보행을 할 수 있도록 하는 센서나 사용자 인터페이스 장비의 개발이 필수적이라고 할 수 있다.
본 논문은 셀프 인테리어를 하는 과정에서 누구나 겪을 수 있는 가구 배치에 관한 문제를 가구 배치 과정을 공유하는 애플리케이션을 제안함으로써 해결하고자 하였다. 또 가상현실을 기반으로 한 애플리케이션이기 때문에 실제 공간과 매우 유사한 분위기와 환경을 상대 사용자가 경험하고 보다 더 정확하고 실제 공간에 적합한 배치 조언이 가능하며 제안하는 방식의 고도화를 기반으로 한 여러 서비스 산업의 등장도 가능할 것으로 판단한다.
또한 4-1에서 언급한 대로 자연스러운 손동작을 가상 공간 에서 구현하기 위해서는 관련 모션 캡처 기기의 최적화가 필요하다고 생각한다. 또한 이러한 손동작을 보다 정확하게 캡처할 수 있다면, 현재 사용하는 리모컨 방식이 정밀한 가구 위치 조정이 가능한 장점이 있긴 하지만, 가상 공간 내에서 현재 방식과 같은 리모컨을 사용하지 않고 보다 자연스러운 상호 작용(밀기, 당기기 등)으로 가구를 이동시킬 수 있고 큰 가구 뿐만 아니라 꽃병 등과 같은 소품들의 배치까지도 가능하게 될 것이다.
또한 4-1에서 언급한 대로 자연스러운 손동작을 가상 공간 에서 구현하기 위해서는 관련 모션 캡처 기기의 최적화가 필요하다고 생각한다. 또한 이러한 손동작을 보다 정확하게 캡처할 수 있다면, 현재 사용하는 리모컨 방식이 정밀한 가구 위치 조정이 가능한 장점이 있긴 하지만, 가상 공간 내에서 현재 방식과 같은 리모컨을 사용하지 않고 보다 자연스러운 상호 작용(밀기, 당기기 등)으로 가구를 이동시킬 수 있고 큰 가구 뿐만 아니라 꽃병 등과 같은 소품들의 배치까지도 가능하게 될 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
사람이 입체감을 느낄 수 있는 이유는 무엇인가?
가상현실에서 사람은 3차원 영상을 보게 되는데 이것은 현실에서 사람의 눈으로 사물을 입체적으로 보는 것과 유사하다. 사람이 입체감을 느낄 수 있는 이유는 눈이 두 개이기 때문에 생기는 양안시차와 원근감과 거리 차 때문이다. 이와 같은 원리로 디스플레이의 가상현실을 입체적으로 보이도록 하기 위해서 디스플레이를 반으로 나눠서 거리차와 물체의 각도 등을 다르게 나타낸다.
가상 주거 디자이너(Virtual Habitat Designer)의 가장 기초적인 작업 유형은 무엇이 될 것인가?
이러한 예측의 근거는 2017년까지 약 1200만대의 가상 현실 헤드셋이 판매될 것으로 예상되고 있고 산업계에서 3D 모델링, digital composing 등 분야에서 새로운 기업들이 탄생하고 있다는 사실에 기초한다. 미래의 이 직업군 에서 요청되는 가장 기초적인 작업 유형은 인간 거주 생활에서 빼놓을 수 없는 가구 등의 소품을 사용자들의 실제 지리적인 위치로 인한 제약 없이 가상 공간에서 원하는 대로 배치하고 의사 소통을 수행할 수 있는 기술적 기반 위에서 수행될 것이다.
Floorplanner는 어떤 프로그램인가?
네덜란드 로테르담의 FloorPlanner사에서 개발한 동명의 Floorplanner라는 프로그램은 별도의 설치 없이 웹상에서 직접 벽 배치를 한 뒤 그 공간에 가구와 소품들을 배치할 수 있다. Floorplanner는 배치도를 직접 업로드한 후 그 배치도에 맞춰서 벽을 배치를 할 수 있으며, 그림 2와 같이 2D, 3D 모드가 모두 가능하다는 장점이 있다. 그러나 이 프로그램은 가상 현실 공간에서의 작업은 지원하지 않는다.
참고문헌 (9)
Microsoft and The Future Laboratory, Future Proof Yourself : Tomorrow's Jobs. Available: http://enterprise.blob.core.windows.net/whitepapers/futureproof_tomorrows_jobs.pdf
Eun-Jee Song, "A Study on Training System for Fire Prevention based on Virtual Reality", Journal of Digital Contents Society, Vol.17,No.3, pp.189-195, 2016.
Reconstruct Me official site. Available : reconstructme.net
Michael Garland and Paul S. Heckbert, "Surface Simplification Using Quadric Error Metrics", In Proceedings of the 24th annual conference on Computer graphics and interactive techniques (SIGGRAPH '97), pp. 209-216, 1997.
Google VR Documentation. Available : https://developers.google.com/vr/unity/plugin
Eunsol Kim, Jiyeon Kim, Eunjin Yoo, and Taejung Park, "Study on Virtual Reality (VR) Operating System Prototype", Journal of Broadcast Engineering, Vol. 22, No. 1, pp. 87-94, January 2017.
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