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문제 정의
- 따라서 본 연구는 전통적인 구현방법의 한계점을 보완하고자 조경분야와 연계성하여 접근성이 용이한 프로그램, 웹 사이트 플랫폼 가상현실 구현 및 전시할 수 있는 버츄얼 워크스루 방법을 제시하는데 목적이 있다.
- 본 연구는 조경분야와 접근성이 강한 AutoCAD, SketchUp, Lumion 설계 응용프로그램 및 가상현실 웹 사이트 플랫폼을 사용하여 설계 단계부터 가상현실 구현 및 이용자 체험평가로 진행하였으며, 전통적인 조경설계 구현방법을 보완시키는 버츄얼 워크스루 방법을 제시하는데 의미가 있다. 연구를 통해 얻은 결과 요약은 다음과 같다.
- 셋째, 전통적인 구현방법과 가상현실 구현방법에 대한 체험 평가 및 비교분석을 하여 가상현실 구현방법의 실행과정에 문제점 및 향후 기대효과를 도출하고자 한다.
- 조경분야에서는 가상현실(VR)을 활용한 참여형 조경설계 방법론(Choi, 2017)에 대한 연구가 처음으로 이루어졌다. 이 연구는 조경설계에서 참여의 필요성 및 관련 연구에 대해 사례조사를 분석하고, 설계 정보의 의사 참여 가능성에 주목해서 설계과정에 가상현실 활용방법을 제시하였다.
- 첫째, 가상현실의 이론 및 선행연구에 대해 체계적으로 조사 및 분석을 하고, 조경영역에서 가상현실 도입 필요성을 모색하고자 한다.
제안 방법
- 국외 연구 현황을 살펴보면, 미국은 1996년 하계 올림픽 주최권을 갖기 위해 미국 애틀랜타시 정부와 컴퓨터 회사를 통해 대형 가상현실 시스템을 설계했다. 가상환경 시스템으로 현존하고 건설 과정 및 계획하는 올림픽 시설이 생생하게 표현하여 유치권을 얻는데 공을 세웠다. 노스캐롤라이나 대학교에서 건축설계용 ‘Walk-through’ 시스템을 연구하였고, 가상현실 속에서 체험자들이 자유롭게 학교 투어를 할 수 있다.
- 가상현실기술을 이용한 건축행위(미술관 건축을 중심으로)의 가능성에 대한 연구(Song, 2000)는 가상현실의 활용분야 및 장치에 대한 조사하였다. 건축분야와 가장 적합한 가상현실 기술을 선정하고 구현하며, 전문가 분석을 통해 가상현실기술을 이용한 건축행위의 가능성에 대해서 검증하였다. Unity 3D기반 가상현실 전시관에 관한 연구(Yang, 2013b)는 가상현실 발전 과정 및 가상 전시관 관람의 목적에 대해 분석하고, 3차원 게임 개발 엔진인 Unity 3D를 이용해서 가상현실 전시관 설계 및 구현하는 방식을 제시하였다.
- 미니맵(mini map)은 구현 작품에 위성지도, 조감도, 평면도 등을 넣을 수 있으며, 미니맵 도입을 통하여 가상현실 구현 장면에 대한 위치, 방향 및 시각범위를 한 눈에 볼 수 있다 (Figure 9 참조). 구현 경로 및 효과음 등 편집 작업을 진행하였다. 경로의 방향은 임의로 정할 수 있으며, 다음 구현 장면으로 이동이 가능한 상태 전환 표시를 삽입할 수 있다(Figure 10 참조).
- com)를 이용하여 가상현실의 구현방식을 사용하였다(Table 1 참조). 기초 작업 순서는 먼저 설계 대상지에 대해 오토캐드로 2차원 평면도를 작업한 후 스캐치업에 도입해서 3차원 모델링을 실시하였다(Figure 4 참조). 3차원 모델링은 루미온에 도입하고, 재질 편집, 색상 조절 및 식재설계를 하며(Figure 5 참조), 각 공간별 3차원 모델링에 대한 파노라마 이미지를 도출하였다(Figure 6 참조).
- 기초 작업에서 도출된 파노라마 이미지를 가상현실 종합 플랫품인 720yun.com에 도입하여 업로드를 한 후, 각 파노라마 이미지에 대해서 기초설정을 하였다(Figure 7, 8 참조). 기초설정에서 작품의 표지, 명칭, 소개 및 공개 여부 등을 설정할 수 있다.
- 둘째, 주택정원을 대상으로 설계를 실시하고, 가상현실 버츄얼 워크스루 방법을 적용한 후 이용자 체험을 통하여 실행 방법 및 과정을 도출한다.
- 또한 영국 런던에 있는 가상현실 콘텐츠 제작회사인 비주얼라이즈(visualise)에서 ‘버츄얼 워크스루'란 360도 가상현실 기술을 이용하여 가상 부동산 투어 서비스를 제공하는 웹 사이트(http://stock.hankyung. com)를 개발하였다.
- 본 연구는 문헌조사와 검토 및 분석을 통한 조경분야에 가상현실 기술을 적용할 수 있는 접근방식을 파악하고, 주택정원 재설계를 통해 2차원 CAD 도면을 3차원 모델링으로 제작 후 파노라마 이미지를 도출한다. 도출된 파노라마 이미지는 가상현실 종합 플랫폼에서 편집한 후 HMD(VR-BOX) 가상현실 체험기기로 체험한다.
- 마지막으로 가상현실 종합 플랫품 내의 모든 편집 및 업로드 작업을 완성하며, 컴퓨터 혹은 스마트폰에 의한 가상현실 체험방법이 있다. 본 연구에서는 스마트폰을 통해서 체험하는 방법을 선택하였다.
- 설문조사 참여자는 주로 조경관련 분야에 종사하고 있거나, 연구 활동 및 학술적, 실무적으로 경험이 있는 전문가나 교수들로 선정하였다. 설문지 구성은 응답자 일반사항에 관련 5개 문항, 가상현실 조경설계에 대한 인지도에 관련 3개 문항, 전통적인 구현방법 및 가상현실 구현방법에 대한 태도 및 체험 만족도에 관련 8개 문항으로 총 16개 문항으로 구성하였다.
- 체험 평가를 통해 설문조사 방식으로 진행하여 체험자의 태도 및 의견수렴을 하였다. 설문조사는 2018년 11월 1~15일 동안 2주에 걸쳐 전문가 26명에게 설문을 받았다.
- 3차원 모델링은 루미온에 도입하고, 재질 편집, 색상 조절 및 식재설계를 하며(Figure 5 참조), 각 공간별 3차원 모델링에 대한 파노라마 이미지를 도출하였다(Figure 6 참조). 피노라마 이미지 제작은 입구공간, 집앞, 휴식공간 및 식재공간으로 구분하였다. 4개 지점의 선정사유로 입구공간은 정원의 출입 빈도가 가장 높은 곳으로 자주 왕래하는 장소이며, 동시에 대외적인 이미지를 보여주고 주인의 개성과 격조를 대표하고 있는 공간으로 중요한 지점이다.
대상 데이터
- 본 연구는 울산광역시 울주군 삼남면 방기2길 1-1 주택정원을 대상으로 재설계를 실시하였다. 설계 대상지 위치 및 현황은 Figure 1, 2와 같다.
- 설문조사는 2018년 11월 1~15일 동안 2주에 걸쳐 전문가 26명에게 설문을 받았다. 설문조사 참여자는 주로 조경관련 분야에 종사하고 있거나, 연구 활동 및 학술적, 실무적으로 경험이 있는 전문가나 교수들로 선정하였다. 설문지 구성은 응답자 일반사항에 관련 5개 문항, 가상현실 조경설계에 대한 인지도에 관련 3개 문항, 전통적인 구현방법 및 가상현실 구현방법에 대한 태도 및 체험 만족도에 관련 8개 문항으로 총 16개 문항으로 구성하였다.
- 체험 평가를 통해 설문조사 방식으로 진행하여 체험자의 태도 및 의견수렴을 하였다. 설문조사는 2018년 11월 1~15일 동안 2주에 걸쳐 전문가 26명에게 설문을 받았다. 설문조사 참여자는 주로 조경관련 분야에 종사하고 있거나, 연구 활동 및 학술적, 실무적으로 경험이 있는 전문가나 교수들로 선정하였다.
- 전통적인 구현방법 및 가상현실 구현방법에 대한 태도 및 체험 만족도에 관련 8개 문항 체험 자유성, 창의성, 각도 다양성, 정보 제공, 효율성, 편리성, 상호작용, 몰입도에 대한 평가를 통해서 데이터를 수집하였다(Table 3 참조). 각각의 문항은 1점 (매우 그렇지 않다)부터 5점(매우 그렇다)까지 5점 척도를 이용하여 수집하였으며, 독립표본 T-검정을 실시하였다.
데이터처리
- 전통적인 구현방법 및 가상현실 구현방법에 대한 태도 및 체험 만족도에 관련 8개 문항 체험 자유성, 창의성, 각도 다양성, 정보 제공, 효율성, 편리성, 상호작용, 몰입도에 대한 평가를 통해서 데이터를 수집하였다(Table 3 참조). 각각의 문항은 1점 (매우 그렇지 않다)부터 5점(매우 그렇다)까지 5점 척도를 이용하여 수집하였으며, 독립표본 T-검정을 실시하였다.
이론/모형
- 기초 작업에서는 AutoCAD 2012, Lumion6.5.1 프로그램 및 웹 사이트(www.720yun.com)를 이용하여 가상현실의 구현방식을 사용하였다(Table 1 참조). 기초 작업 순서는 먼저 설계 대상지에 대해 오토캐드로 2차원 평면도를 작업한 후 스캐치업에 도입해서 3차원 모델링을 실시하였다(Figure 4 참조).
- 3이 출시되었으며, 파노라마 이미지 도출 기능이 추가되었다. 파노라마 이미 지를 도출하기 위해 본 연구에서는 lumion6.5.1을 이용하였다.
성능/효과
- 전통적인 구현방법에 비해 버츄얼 워크스루 구현방법은 체험자와 가상환경 간의 상호작용이 가능하며, 공간 분위기 및 정보에 대한 전면적인 이해를 할 수 있다. 3차원 입체 공간에서 시각 및 방향에 제한없이 전면적과 직관적으로 관찰할 수 있으며, 자유성이 높은 것으로 나타났다. 또한 버츄얼 워크스루는 창조적인 사고를 촉진시킬 수 있으며, 설계 보조 방법으로 이용이 가능하다.
- 디자이너는 가상현실 플랫폼을 통해 설계한 작품을 공유하고, 체험자가 네트워크를 통해 작품을 감상할 수 있으므로 직접 대면할 필요가 없고, 검토과정에 어느 정도 시간을 단축시켜 효율성을 높일 수 있는 것을 알 수 있다. 가상현실을 통해 디자이너는 설계 단계에서 가상 조경 공간으로 들어 갈 수 있고, 자신의 설계 작업을 관찰하고 경험할 수 있으며, 공간의 분위기, 조명, 자재, 스케일 등의 요소를 파악하고, 설계 작품의 결함을 발견하고 보완하여 설계 콘텐츠를 풍부하게 만드는 동시 디자이너의 창조적인 사고를 촉진시킬 수 있는 것을 판단 할 수 있다. 또한, 가상현실을 통해 사전 평가가 가능하며, 모든 사람들이 참여할 수 있어 디자이너의 설계 개념 및 설계 방향을 간편하게 이해할 수 있으므로 디자이너, 클라이언트 및 시공자 간의 편리한 커뮤니케이션을 증진할 수 있는 것으로 판단할 수 있다.
- 스케치, 모형제작, 렌더링 및 애니메이션 등의 전통적인 구현방법은 정태적이고 애니메이션은 움직이지만, 지나간 장면을 다시 되돌리기 힘들며, 환경을 관찰하거나 자유로운 유람을 수행하기 어렵다. 그러나 가상현실 구현방법은 이런 문제를 해결이 가능하며, 체험자의 관점에서 실시간 상호작용을 통해 디자인 효과를 보고, 주변 환경 변화와 디자이너의 전반적인 설계 의도를 이해하기에 도움이 되므로 전통적인 구현방법에 비해 체험 자유성이 우수하다는 것으로 판단되었다. 가상현실 구현방법은 원거리의 장소에서도 조경설계 방안에 대해 체험이 가능하다.
- 둘째, 가상현실 구현방법의 체험 자유성, 창의성, 몰입도, 효율성 및 편리성 항목도 전통적인 구현방법에 비해 만족도가 높게 나타났다. 스케치, 모형제작, 렌더링 및 애니메이션 등의 전통적인 구현방법은 정태적이고 애니메이션은 움직이지만, 지나간 장면을 다시 되돌리기 힘들며, 환경을 관찰하거나 자유로운 유람을 수행하기 어렵다.
- 둘째, 게임 엔진을 이용한 구현 방법은 컴퓨터 프로그래밍 언어에 대한 전문지식이 필요함으로 접근성이 떨어진다. 이와 반대인 버츄얼 워크스루 구현방법은 조경설계와 관련성이 존재한 응용프로그램에 의하여 높은 품질을 표현하는 것이 가능하며, 적용성이 강한 것으로 확인할 수 있다.
- 05보다 작기 때문에 집단 간의 평균이 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 보인다. 따라서 가상현실 구현방법이 전통적인 방법에 비해 항목별 체험 만족도가 높은 것으로 나타났다.
- 가상현실을 통해 디자이너는 설계 단계에서 가상 조경 공간으로 들어 갈 수 있고, 자신의 설계 작업을 관찰하고 경험할 수 있으며, 공간의 분위기, 조명, 자재, 스케일 등의 요소를 파악하고, 설계 작품의 결함을 발견하고 보완하여 설계 콘텐츠를 풍부하게 만드는 동시 디자이너의 창조적인 사고를 촉진시킬 수 있는 것을 판단 할 수 있다. 또한, 가상현실을 통해 사전 평가가 가능하며, 모든 사람들이 참여할 수 있어 디자이너의 설계 개념 및 설계 방향을 간편하게 이해할 수 있으므로 디자이너, 클라이언트 및 시공자 간의 편리한 커뮤니케이션을 증진할 수 있는 것으로 판단할 수 있다.
- 앞서 전통적인 구현방법 및 가상현실 구현방법에 대한 만족도 분석한 결과, 가상현실 구현방법에 대한 만족도는 전통적인 구현방법에 비해 전반적으로 높게 나타났다. 가상현실 구현방법은 전통적인 구현방법에 비해 다음과 같은 장점이 있다.
- 5점으로 전 부분 높은 평가를 받았다. 전통적인 구현방법과 가상현실 구현방법 간의 각 항목별 levene의 등분산 검정 결과, 자유성, 창의성, 각도 다양성, 정보 제공, 효율성, 편리성 및 몰입도의 유의확률이 유의수준 0.05보다 크며, 분산이 동질적이라서 등분산으로 가정되고 상호작용 항목의 경우는 유의확률이 0.004로 등분산이 가정되지 않는 것으로 나타났다. T-검정 결과로 자유성(t= —4.
- 첫째, 항목별 만족도를 분석한 결과로 가상현실 구현방법의 상호작용, 각도 다양성 및 정보 제공에 대한 만족도가 가장 높고, 전통적인 구현방법의 각도 다양성, 정보 제공 및 편리성에 대한 만족도가 가장 낮게 나타났다. 전통적인 구현방법은 조경 공간 정보의 일부적인 내용만 전달할 수 있으며, 체험자의 관적 의식에 따라 변경할 수 없는 단일 스케일 및 단일 각도로 공간의 정보를 제공한다.
후속연구
- 향후 가상현실 기법을 이용한 조경설계안 평가체계 구축에 관련된 추가적인 연구가 필요하며, 가상환경과 체험자 간의 상호작용 방법을 다양화 시키는 것이 필요하다. 가상현실 조경분야에 관한 다양한 연구가 후속되어야 할 것이다.
- 컴퓨터 기술의 발전은 가상현실 초기단계부터 현재에 이르기까지 끊임없이 보완과 발전을 해왔고, 가상현실의 응용 분야도 지속적으로 확대되고 있다. 더욱 광범위하고 창조적인 인간과 컴퓨터가 상호작용하는 시스템으로써 향후 가상현실기술이 조경설계분야에 많은 발전을 가져올 것으로 전망된다.
- 첫째, 전통적인 정지상태의 2차원 사진 및 동영상 전시 수단은 각도와 화면이 정해져 있으므로 전면적인 내용을 전시할 시 한계점이 존재한다. 전통적인 구현방법에 비해 버츄얼 워크스루 구현방법은 체험자와 가상환경 간의 상호작용이 가능하며, 공간 분위기 및 정보에 대한 전면적인 이해를 할 수 있다.
- 이와 반대인 버츄얼 워크스루 구현방법은 조경설계와 관련성이 존재한 응용프로그램에 의하여 높은 품질을 표현하는 것이 가능하며, 적용성이 강한 것으로 확인할 수 있다. 향후 가상현실 기법을 이용한 조경설계를 통해 디자이너가 가상현실 환경 속에서 본인 설계에 대해 간편하게 분석 및 평가를 하고, 검토 후 편집하는 것이 기대되며, 조경 프로젝트 전시에 가상현실 구현방법을 활용하는 것은 큰 기대효과를 가질 것이다.
- 향후 가상현실 기법을 이용한 조경설계안 평가체계 구축에 관련된 추가적인 연구가 필요하며, 가상환경과 체험자 간의 상호작용 방법을 다양화 시키는 것이 필요하다. 가상현실 조경분야에 관한 다양한 연구가 후속되어야 할 것이다.
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