본 연구는 사용자에게 새로운 가상현실 환경에서 새로운 경험과 현존감을 제공하기 위하여 3인칭 시점의 가상현실 콘텐츠 제작 공정을 제안한다. 이를 위해 우선 이야기, 재미요소 그리고 게임성을 포함하는 3인칭 관찰자 시점의 가상현실 콘텐츠를 제작한다. 이는 기존의 가상현실 콘텐츠와 다른 3인칭 시점에 적합한 인터페이스를 사용자가 사전에 학습할 수 있는 튜토리얼 장면과 배경 이야기를 토대로 게임적 요소를 활용하여 목적을 달성하는 콘텐츠 장면으로 구성한다. 다음은 3인칭 가상현실 콘텐츠에 적합한 인터페이스를 설계한다. 본 연구는 손을 사용하여 가상환경 또는 객체와 상호작용할 수 있는 인터페이스를 제안한다. 제안하는 인터페이스는 캐릭터의 이동, 다중 선택을 포함한 가상객체의 선택, 가상공간을 활용한 3차원 메뉴 제어의 3단계로 구성한다. 마지막으로 제안한 인터페이스를 통해 제작된 3인칭 가상현실 콘텐츠를 높은 만족감으로 편리하게 제어할 수 있음을 설문 실험을 통해 확인한다.
본 연구는 사용자에게 새로운 가상현실 환경에서 새로운 경험과 현존감을 제공하기 위하여 3인칭 시점의 가상현실 콘텐츠 제작 공정을 제안한다. 이를 위해 우선 이야기, 재미요소 그리고 게임성을 포함하는 3인칭 관찰자 시점의 가상현실 콘텐츠를 제작한다. 이는 기존의 가상현실 콘텐츠와 다른 3인칭 시점에 적합한 인터페이스를 사용자가 사전에 학습할 수 있는 튜토리얼 장면과 배경 이야기를 토대로 게임적 요소를 활용하여 목적을 달성하는 콘텐츠 장면으로 구성한다. 다음은 3인칭 가상현실 콘텐츠에 적합한 인터페이스를 설계한다. 본 연구는 손을 사용하여 가상환경 또는 객체와 상호작용할 수 있는 인터페이스를 제안한다. 제안하는 인터페이스는 캐릭터의 이동, 다중 선택을 포함한 가상객체의 선택, 가상공간을 활용한 3차원 메뉴 제어의 3단계로 구성한다. 마지막으로 제안한 인터페이스를 통해 제작된 3인칭 가상현실 콘텐츠를 높은 만족감으로 편리하게 제어할 수 있음을 설문 실험을 통해 확인한다.
This study proposes a third-person virtual reality content production pipeline to provide users with a new experience and presence in a new virtual reality environment. For this purpose, we first create third-person virtual reality content, which includes a story, fun factors, and game characteristi...
This study proposes a third-person virtual reality content production pipeline to provide users with a new experience and presence in a new virtual reality environment. For this purpose, we first create third-person virtual reality content, which includes a story, fun factors, and game characteristic. It consists of a tutorial scene in which a user can pre-learn the proposed interface suitable for a third person different from existing virtual reality content and a content scene that achieves its purpose by using game factors based on the background story. Next, we design an interface suitable for the third-person virtual reality content. This study proposes an interface in which users can interact with a virtual environment or object by using their hand. The proposed interface consists of three steps: character movement, virtual object selection with multiple selection, and 3D menu control using virtual space. Finally, through the survey experiment, third-person virtual reality content produced based on the proposed interface was confirmed to be easily controlled while ensuring high satisfaction.
This study proposes a third-person virtual reality content production pipeline to provide users with a new experience and presence in a new virtual reality environment. For this purpose, we first create third-person virtual reality content, which includes a story, fun factors, and game characteristic. It consists of a tutorial scene in which a user can pre-learn the proposed interface suitable for a third person different from existing virtual reality content and a content scene that achieves its purpose by using game factors based on the background story. Next, we design an interface suitable for the third-person virtual reality content. This study proposes an interface in which users can interact with a virtual environment or object by using their hand. The proposed interface consists of three steps: character movement, virtual object selection with multiple selection, and 3D menu control using virtual space. Finally, through the survey experiment, third-person virtual reality content produced based on the proposed interface was confirmed to be easily controlled while ensuring high satisfaction.
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문제 정의
따라서 본 연구는 기존의 가상현실 환경과는 차별화된 접근으로 3인칭 시점으로 구성된 가상현실 콘텐츠를 제작하기 위한 방법과 기술에 대해 제안한다. 제안하는 3인칭 가상현실 콘텐츠 제작 공정은 현존감 높은 디스플레이를 위해 HMD을 통한 장면전송과 손을 증심 으로 한 상호작용을 위해 립 모션 장비를 활용한다.
본 연구는 기존의 1 인칭 시점의 가상현실 콘텐츠와는 차별화된 접근으로 사용자에게 새로운 경험을 제공할 수 있는 콘텐츠와 이에 필요한 상호작용을 설계하기 위하여 3인칭 가상현실 콘텐츠 제작 공정을 제안하였다. 이를 위해 우선 3인칭 시점의 인터페이스를 통해 사용자가 새로운 경험과 함께 편리한 조작이 가능한지 여부를 확인하기 위한 목적으로 3인칭 가상현실 콘텐츠를 직접 기획 및 제작하였다.
본 연구는 기존의 3인칭 시점 콘텐츠를 체험해본 경험이 있는 사용자가 제안하는 인터페이스를 친숙하게 활용하여 캐릭터의 이동 기능을 사용할 수 있도록 마우스의 역할을 손에 대응 시켜 설계하였다. 사용자는 오른손 검지를 사용하여 캐릭터가 이동하고자 하는 목적지를 직접 클릭하면, 클릭된 지점으로 이동하는 방식이다.
본 연구는 기존의 가상현실 콘텐츠에서 주로 사용되는 상호작용과 달리 새로운 접근방식으로 3인칭 가상현실 콘텐츠를 제작하는 공정과 이에 적합한 인터페이스를 설계하는 것이 목표이다. 따라서 1인칭 시점과는 달리 관찰자 관점에서 캐릭터의 움직임과 행동을 제어하는데 필요한 인터페이스를 설계하는 과정이 필요하다.
제안하는 3인칭 가상현실 콘텐츠가 사용자에게 높은 몰입감과 흥미를 충분히 이끌어 낼 수 있는지가 본 연구의 핵심 목표이다.
가설 설정
설문에 참가한 참가자는 여성 5명, 남성 5명으로 구성된 10명을 무작위로 선별하였다. 그리고 ” 얼마나 많은 이벤트를 제어 할 수 있었습니까?'', ''가상 환경 경험에 얼마나 빨리 적응 했습니까?”, ”가상 환경으로의 이동과 상호작용에 얼마나 능숙 했습니까?”, "가상 환경에서 객체를 얼마나 잘 움직이거나 조작 할 수 있습니까?” 총 4가지 물음을 대한 응답 값을 기록하였다. 응답은 ”전혀 동의할 수 없다” 에서 ”매우 만족한다” 를 1~7사이의 값으로 기록하도록 하였다.
제안 방법
그리고 이야기와 재미요소를 갖춘 게임형 3인칭 가상현실 콘텐츠를 직접 제작하여 제안하는 기술과 제작공정에 대한 성능을 확인한다. Figure 1은 본 연구에서 제안하는 3인칭 가상현실 콘텐츠 제작 공정을 정리한 것이다.
따라서 본 연구는 손을 중심으로 캐릭터 이동, 가상객체 선택 및 제어 공간 중심의 메뉴 생성 및 상호작용의 3가지 단계의 인터페이스를 설계하였다. 그리고 제작된 3인칭 가상현실 콘텐츠와 인터페이스에 대한 검증을 위하여 일반 참가자를 대상으로 설문 실험을 진행하였다. 설문에 참가한사용자들은 립 모션이 부착된 HMD를 착용하고 손을 활용하여 제작된 3인칭 가상현실 콘텐츠를 체험한 후 설문에 대한 값을 기록하였다.
하지만 3인칭 시점은 1 인칭 시점과 달리 동시에 여러 객체를 선택할 수도 있다. 따라서 본 연구는 다중 선택을 포함한 객체 선택 인터 페이스를 구현한다.
하지만 본 연구와 같이 3인칭 가상현실 콘텐츠는 사용자의 시야 범위가 넓기 때문에 메뉴를 스프라이트나 텍스쳐를 활용하지 않고, 공간 위에 직접 표현할 수 있다. 따라서 본 연구는 메뉴를 3차원 객체를 사용하여 구성하고, 공간 위에 메뉴를 활성화시켜 손으로 직접 선택하는 방식으로 구현한다. 우선, 제안하는 가상현실 콘텐츠에서 사용자가 선택할 수 있는 메뉴를 3가지로 구성한다.
3인칭은 1인칭과 달리 캐릭터의 이동부터 객체 및 메뉴 선택 등의 상호작용 과정이 다르기 때문에 새로운 접근 방식이 필요하다. 따라서 본 연구는 손을 중심으로 캐릭터 이동, 가상객체 선택 및 제어 공간 중심의 메뉴 생성 및 상호작용의 3가지 단계의 인터페이스를 설계하였다. 그리고 제작된 3인칭 가상현실 콘텐츠와 인터페이스에 대한 검증을 위하여 일반 참가자를 대상으로 설문 실험을 진행하였다.
1 인칭 시점과 달리 3 인칭 시점은 장면을 전체적으로 관찰할 수 있기 때문에 사용자가 할 수 있는 행동의 폭이 넓다. 따라서 이를 반영하여 사용자의 몰입감을 높이고, 3인칭 시점만의 현존감을 제공할 수 있는 인터페이스를 설계하도록 한다.
구체적으로 본연구의 손 인터 페이스가 게임패드와 같은 일반적인 상호작용과 비교하여 3인칭 가상현실 콘텐츠에서 더 나은 몰입감을 제공할 수 있는지 여부와 함께 동일한 콘텐츠를 1 인칭 시점으로 제작하여 현존감을 비교할 수 있도록 할 계획이다. 또한 기존의 가상현실 콘텐츠가 가지는 중요한 이슈인 VR 멀미와 같은 증상을 완화시키는 대안으로 3인칭 가상현실 콘텐츠가 될 수 있음을 Simulator Sickness QuestionnairesSQ)와 같은 전문적 설문 실험을 통해 분석할 것이다.
립 모션을 기반으로 본 연구에서 제안하는 3인칭 시점의 손 인터페이스는 캐릭터의 이동, 가상 객체의 선택 그리고 메뉴 활성화 및 선택의 크게 3가지 기능으로 구성된다. 1 인칭 시점과 달리 3 인칭 시점은 장면을 전체적으로 관찰할 수 있기 때문에 사용자가 할 수 있는 행동의 폭이 넓다.
그리고 제작된 3인칭 가상현실 콘텐츠와 인터페이스에 대한 검증을 위하여 일반 참가자를 대상으로 설문 실험을 진행하였다. 설문에 참가한사용자들은 립 모션이 부착된 HMD를 착용하고 손을 활용하여 제작된 3인칭 가상현실 콘텐츠를 체험한 후 설문에 대한 값을 기록하였다. 실험 결과 참가자 대부분이 높은 만족과 제안한 인터페이스가 3인칭 가상현실 콘텐츠를 제어함에 있어 편리하다는 반응을 보임을 확인하였다.
제안하는 3인칭 가상현실 콘텐츠 제작 공정은 현존감 높은 디스플레이를 위해 HMD을 통한 장면전송과 손을 증심 으로 한 상호작용을 위해 립 모션 장비를 활용한다. 여기 에 3인칭 시점에 최적화된 높은 몰입감과 편리한 제어를 위한 사용자 인터페이스를 설계한다. 본 연구의 3인칭 시점의 인터페이스는 다음과 같다.
따라서 본 연구는 메뉴를 3차원 객체를 사용하여 구성하고, 공간 위에 메뉴를 활성화시켜 손으로 직접 선택하는 방식으로 구현한다. 우선, 제안하는 가상현실 콘텐츠에서 사용자가 선택할 수 있는 메뉴를 3가지로 구성한다.
이에 따라 본 연구는 3인칭 가상현실 콘텐츠를 보다 직관적인 구조에서 효과적으로 제작하기 위하여 유니 티 3D(Unity 3D) 엔진을 활용한다. 유니티 3D 엔진은 입체적인 영상 전송을 위한 오큘러스 개발도구와 손 인터페이스를 위한 립 모션 개발도구와의 통합 환경을 직관적이고 효과적으로 구축할 수 있어 본 연구의 전체적인 콘텐츠 제작공정을 유니 티 3D 엔진의 제작 흐름에 따라서 구현한다. 유니 티 3D 환경에서 입체감있는 장면을 HMD에 전송하는 오큘러스 개발도구를 통합할 경우 양쪽 눈의 시차정보를 렌더 링 하기 위한 카메라 속성, 사용자의 머 리를 추적하기 위한 센서, 그리고 HMD 의 위치와 가상 캐릭터의 움직임을 대응시켜 제어할 수 있는 속성이 결합된 프리팹(prefab) 기능을 사용할 수 있다.
이는 이야기를 중심으로 게임적 재미 요소를 결합한 형태의 가상현실 콘텐츠로 3인칭 시점의 새로운 인터페이스를 학습할 수 있는 튜토리얼 장면과 이야기, 게임성, 재미요소를 포함한 가상현실 콘텐츠 장면으로 제작하였다. 이 과정에서 사용자가 3인칭의 관찰자 시점에서 가상현실 콘텐츠를 제어, 체험하는데 적합한 새로운 인터페이스를 설계하였다. 3인칭은 1인칭과 달리 캐릭터의 이동부터 객체 및 메뉴 선택 등의 상호작용 과정이 다르기 때문에 새로운 접근 방식이 필요하다.
이를 위해 우선 3인칭 시점의 인터페이스를 통해 사용자가 새로운 경험과 함께 편리한 조작이 가능한지 여부를 확인하기 위한 목적으로 3인칭 가상현실 콘텐츠를 직접 기획 및 제작하였다. 이는 이야기를 중심으로 게임적 재미 요소를 결합한 형태의 가상현실 콘텐츠로 3인칭 시점의 새로운 인터페이스를 학습할 수 있는 튜토리얼 장면과 이야기, 게임성, 재미요소를 포함한 가상현실 콘텐츠 장면으로 제작하였다. 이 과정에서 사용자가 3인칭의 관찰자 시점에서 가상현실 콘텐츠를 제어, 체험하는데 적합한 새로운 인터페이스를 설계하였다.
공정을 제안하였다. 이를 위해 우선 3인칭 시점의 인터페이스를 통해 사용자가 새로운 경험과 함께 편리한 조작이 가능한지 여부를 확인하기 위한 목적으로 3인칭 가상현실 콘텐츠를 직접 기획 및 제작하였다. 이는 이야기를 중심으로 게임적 재미 요소를 결합한 형태의 가상현실 콘텐츠로 3인칭 시점의 새로운 인터페이스를 학습할 수 있는 튜토리얼 장면과 이야기, 게임성, 재미요소를 포함한 가상현실 콘텐츠 장면으로 제작하였다.
유발을 동시에 고려한다. 이를 위해 우선 스토리텔링을 갖춘 콘텐츠를 기획한다. 즉, 사용자는 재미 요소가 적용된 이야기에 맞추어 콘텐츠를 진행해 나간다.
제안하는 3인칭 가상현실 인터페이스의 첫 번째 기능은 캐릭터 이동에 대한 제어이다. 일반적인 3인칭 시점의 게임 콘텐츠의 경우 캐릭터를 이동하고자 할 때, 주로 마우스를 이용한다.
기술에 대해 제안한다. 제안하는 3인칭 가상현실 콘텐츠 제작 공정은 현존감 높은 디스플레이를 위해 HMD을 통한 장면전송과 손을 증심 으로 한 상호작용을 위해 립 모션 장비를 활용한다. 여기 에 3인칭 시점에 최적화된 높은 몰입감과 편리한 제어를 위한 사용자 인터페이스를 설계한다.
제안하는 3인칭 가상현실 콘텐츠와 손을 중심으로 한 인터페이스는 Unity 3D 5.3.4fl, Oculus SDK(ovr_unity_utilites 1.3.2), Leap Motion SDK v4.1.4를 활용하여 제작하였다. 시스템 구현과 실험 에 사용된 PC환경은 Intel Core i7-6700, 16GB RAM, Geforce GTX 1080 GPU를 탑재하고 있다.
따라서 1인칭 시점과는 달리 관찰자 관점에서 캐릭터의 움직임과 행동을 제어하는데 필요한 인터페이스를 설계하는 과정이 필요하다. 제안하는 인터 페이스는 손을 중심으로 콘텐츠의 모든 상호작용을 제어하고자 한다. 손을 활용한 정확한 상호작용을 위해서는 우선 손의 움직임, 제스처를 정교하게 감지하고 추적하는 과정이 필요하다.
이는 사용자가 본 게임에 앞서 제안하는 3인칭 시점에 최적화된 인터페이스를 학습하는 과정으로 구성된다. 제안하는 인터페이스는 크게 이동, 선택, 메뉴의 3가지 핵심 기능으로 구성되어 이에 대한 조작 법을 학습하게 되며, 이 밖에도 이야기를 진행하는데 필요한 부가적인 기능을 학습하도록 제공한다. 두 번째 장면은 재미요소, 이야기, 다양한 효과 등을 모두 포함한 장면이다.
대상 데이터
[19]이 제안한 현존 감 설문지 문항의 일부를 활용하였다. 설문에 참가한 참가자는 여성 5명, 남성 5명으로 구성된 10명을 무작위로 선별하였다. 그리고 ” 얼마나 많은 이벤트를 제어 할 수 있었습니까?'', ''가상 환경 경험에 얼마나 빨리 적응 했습니까?”, ”가상 환경으로의 이동과 상호작용에 얼마나 능숙 했습니까?”, "가상 환경에서 객체를 얼마나 잘 움직이거나 조작 할 수 있습니까?” 총 4가지 물음을 대한 응답 값을 기록하였다.
4를 활용하여 제작하였다. 시스템 구현과 실험 에 사용된 PC환경은 Intel Core i7-6700, 16GB RAM, Geforce GTX 1080 GPU를 탑재하고 있다. 그리고 가상현실 콘텐츠의 경우 아이템 등은 직접 제작하였지만, 건물, 나무, 도로 등 배경이 되는 지형 요소는 Manufactura K4의 cartoon town 리소스 [18] 를 활용하여 제작하였다.
이론/모형
이는 설문을 활용한 실험으로 설문 문항을 보다 객관적으로 선별하기 위하여 Witmer et al. [19]이 제안한 현존 감 설문지 문항의 일부를 활용하였다. 설문에 참가한 참가자는 여성 5명, 남성 5명으로 구성된 10명을 무작위로 선별하였다.
시스템 구현과 실험 에 사용된 PC환경은 Intel Core i7-6700, 16GB RAM, Geforce GTX 1080 GPU를 탑재하고 있다. 그리고 가상현실 콘텐츠의 경우 아이템 등은 직접 제작하였지만, 건물, 나무, 도로 등 배경이 되는 지형 요소는 Manufactura K4의 cartoon town 리소스 [18] 를 활용하여 제작하였다. Figure 10은 본 연구에서 제작한 최종 3 인칭 가상현실 콘텐츠 결과이다.
손을 활용한 정확한 상호작용을 위해서는 우선 손의 움직임, 제스처를 정교하게 감지하고 추적하는 과정이 필요하다. 이를 위해 본 연구는 가상현실 콘텐츠에 대중적으로 많이 활용되고 있는 립 모션을 활용한다.
게임을 제작하는 과정과 동일하다. 이에 따라 본 연구는 3인칭 가상현실 콘텐츠를 보다 직관적인 구조에서 효과적으로 제작하기 위하여 유니 티 3D(Unity 3D) 엔진을 활용한다. 유니티 3D 엔진은 입체적인 영상 전송을 위한 오큘러스 개발도구와 손 인터페이스를 위한 립 모션 개발도구와의 통합 환경을 직관적이고 효과적으로 구축할 수 있어 본 연구의 전체적인 콘텐츠 제작공정을 유니 티 3D 엔진의 제작 흐름에 따라서 구현한다.
성능/효과
05로 7에 가까운 높은 현존감과 만족도를 나타태는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 제안한 3인칭 시점의 인터페이스가 사용자로 하여금 가상환경 적응에 도움을 주고, 상호작용에 대한 만족감을 주면서 객체제어에 편리한 환경을 제공하였음을 확인할 수 있다.
설문 결과 가상환경에서의 이벤트, 객체 제어 등의 인터페이스의 만족도는 평균 5.5이상의 높은 값을 기록하였다. 특히, 가상환경에서의 이동을 포함한 상호작용은 평균 6.
설문에 참가한사용자들은 립 모션이 부착된 HMD를 착용하고 손을 활용하여 제작된 3인칭 가상현실 콘텐츠를 체험한 후 설문에 대한 값을 기록하였다. 실험 결과 참가자 대부분이 높은 만족과 제안한 인터페이스가 3인칭 가상현실 콘텐츠를 제어함에 있어 편리하다는 반응을 보임을 확인하였다.
5이상의 높은 값을 기록하였다. 특히, 가상환경에서의 이동을 포함한 상호작용은 평균 6.05로 7에 가까운 높은 현존감과 만족도를 나타태는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 제안한 3인칭 시점의 인터페이스가 사용자로 하여금 가상환경 적응에 도움을 주고, 상호작용에 대한 만족감을 주면서 객체제어에 편리한 환경을 제공하였음을 확인할 수 있다.
후속연구
다양한 비교 설문 실험을 진행할 것이다. 구체적으로 본연구의 손 인터 페이스가 게임패드와 같은 일반적인 상호작용과 비교하여 3인칭 가상현실 콘텐츠에서 더 나은 몰입감을 제공할 수 있는지 여부와 함께 동일한 콘텐츠를 1 인칭 시점으로 제작하여 현존감을 비교할 수 있도록 할 계획이다. 또한 기존의 가상현실 콘텐츠가 가지는 중요한 이슈인 VR 멀미와 같은 증상을 완화시키는 대안으로 3인칭 가상현실 콘텐츠가 될 수 있음을 Simulator Sickness QuestionnairesSQ)와 같은 전문적 설문 실험을 통해 분석할 것이다.
여기서 객체 다중 선택에 대한 계산은 가상의 손이 3차원 공간상에 존재하기 때문에 역으로 3차원 손의 양 끝점(왼손, 오른손) 좌표를 스크린 좌표로 변환하여 생성되는 사각형 내부에 존재하는 객체를 판별하는 방식으로 이루어진다. 이러한 다중 선택 인터페이스를 통해 1 인칭 시점의 가상현실 콘텐츠와 다른 경험을 사용자에게 제공할 수 있을 것으로 기대한다.
향후, 3인칭 가상현실 콘텐츠가 기존의 가상현실 콘텐츠와는 다른 새로운 경험과 현존감을 제공할 수 있는지 여부를 확인하기 위하여 다양한 비교 설문 실험을 진행할 것이다. 구체적으로 본연구의 손 인터 페이스가 게임패드와 같은 일반적인 상호작용과 비교하여 3인칭 가상현실 콘텐츠에서 더 나은 몰입감을 제공할 수 있는지 여부와 함께 동일한 콘텐츠를 1 인칭 시점으로 제작하여 현존감을 비교할 수 있도록 할 계획이다.
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