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BIM기반 공간증강현실(Spatial Augmented Reality, SAR) 기술을 활용한 건축설계협업 원문보기

건설관리 : 한국건설관리학회 학회지 = Construction engineering and management, v.21 no.4, 2020년, pp.31 - 34  

이진강 (The Hong Kong Polytechnic University) ,  서준오 (The Hong Kong Polytechnic University)

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문제 정의

  • 동시에 사용자의 손동작 또는음성 명령을 인식하여 SAR의 그래픽 정보를 변경하는 기술 역시 연구가 다양한 분야에서 진행 중이다. 본 연구진 또한 Computer Vision 기술을 활용하여 다양한 유형의 BIM 모델과 설계 협업 환경에 대응할 수 있는 프로젝션 방법론 개발을 위해 연구를 하고 있으며, BIM기반 SAR의 적용 분야를다양한 건설 프로젝트 관리 분야로 확장하여 검토하고 있다.
  • 본 연구진은 3차원 모델을 공유하는 데 장점을 가진 SAR 기술의 건축 설계 협업 단계에서의 활용 가능성을 테스트하고자, 3D BIM 모델을 기반으로 SAR 기술을 활용하는 프레임워크를 개발하고 테스트하였다. 이에 본 글에서는 BIM 모델을 활용하여 SAR로 구현하는 BIM기반 SAR 프로토타이핑과정을 설명하고자 한다.
  • 본 연구진은 3차원 모델을 공유하는 데 장점을 가진 SAR 기술의 건축 설계 협업 단계에서의 활용 가능성을 테스트하고자, 3D BIM 모델을 기반으로 SAR 기술을 활용하는 프레임워크를 개발하고 테스트하였다. 이에 본 글에서는 BIM 모델을 활용하여 SAR로 구현하는 BIM기반 SAR 프로토타이핑과정을 설명하고자 한다. SAR 기술 구현을 위해서는 크게 두 가지 단계를 거쳐야 하는데, 이는 3D 모델(그래픽 모델및 실제 모델)을 생성하고 이를 SAR을 위한 그래픽 정보 형식으로 변환하는 첫 번째 단계와 실제 모델과 그래픽 정보를 매칭하여 프로젝션을 하는 두 번째 단계로 나뉠 수 있다 [그림 3].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
BIM 모델을 적용한 이유는 무엇인가? BIM (Building Information Modelling)은 3D 모델을 기반으로 각 참여 주체별 정보를 통합하여 공유할 수 있게 하여정보 전달을 효과적으로 도울 방안으로 적용됐으며, BIM 활용의 효과는 많은 프로젝트 사례와 연구를 통해 검증되었다.BIM 모델을 기반으로 건설 프로젝트 전 단계에 걸쳐 필요한물리적 형상 정보, 관련 속성정보들을 호환 가능한 방법으로생성하고 관리하기 때문에 효과적인 정보의 관리 및 전달을가능케 하며, 특히 설계 단계에서 추가적인 도면 생성 작업등을 줄이고, 간섭 체크 등의 기술을 통해 설계검토 업무에서 큰 생산성 향상을 보여 주었다. 이와 같이 컴퓨팅 기술,디스플레이 기술의 발전과 함께 건물정보를 공유하는 방식은 2D 도면에서 3차원으로 시각화된 건물 모델을 활용하는방식으로 건설산업 전반에 걸쳐 빠르게 바뀌어 왔으며, 최근에는 가상현실(Virtual Reality; VR), 증강현실(AugmentedReality; AR) 등의 새로운 시각화 기술이 개발되고 그 활용성이 다양한 방면으로 검토되고 있다.
VR은 무엇인가? 이와 같이 컴퓨팅 기술,디스플레이 기술의 발전과 함께 건물정보를 공유하는 방식은 2D 도면에서 3차원으로 시각화된 건물 모델을 활용하는방식으로 건설산업 전반에 걸쳐 빠르게 바뀌어 왔으며, 최근에는 가상현실(Virtual Reality; VR), 증강현실(AugmentedReality; AR) 등의 새로운 시각화 기술이 개발되고 그 활용성이 다양한 방면으로 검토되고 있다. VR은 컴퓨터 그래픽으로 이루어진 공간을 구현하는 기술을 말하며, 그중 몰입형가상현실 기술(Immersive VR; IVR)는 사용자가 그 속에 있는 것처럼 체험하게 하는 기술로 사용자는 가상의 공간을다양한 각도 위치에서 공간감 있게 체험할 수 있다. 기존의BIM 모델로 구현한 건물정보를 모니터로 확인하는 것은 비몰입형 가상현실(Non-immersive VR)이라 부를 수 있으며,CAVE (Cave Automatic Virtual Environment), HMD (HeadMounted Display) 등의 장비를 활용하는 가상현실 기술을몰입형 가상현실(IVR)이라 부른다.
VR및 AR 기술을 활용하기 어려운 이유는 무엇인가? 사용자 에너지 소비패턴 분석 등 건설산업 전반에 걸쳐 VR및 AR 기술을 활용하려는 다양한 연구가 진행되고 있으며,해당 기술의 활용 가능성과 기대효과를 높이 평가하고 있다.동시에 VR 및 AR 기술은 사용자 개인별로 HMD를 사용해야 하기 때문에 다수의 사용자가 동시에 공통된 정보를 공유하기 어려우며, VR/AR 기기의 그래픽 품질 문제 등의 기술적 한계점으로 실무 적용에 어려움을 겪고 있다. 이외에도HMD 기기 착용에서 오는 멀미 증상(VIMS; VisuallyInduced Motion Sickness) 및 불편함 또한 개선되어야 할부분이다.
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참고문헌 (5)

  1. Bimber, Oliver, and Ramesh Raskar. Spatial augmented reality: merging real and virtual worlds. CRC press, 2005. 

  2. Menk, Christoffer, Eduard Jundt, and Reinhard Koch. "Visualisation techniques for using spatial augmented reality in the design process of a car." Computer Graphics Forum. Vol. 30. No. 8. Oxford, UK: Blackwell Publishing Ltd, 2011. 

  3. Park, Min Ki, et al. "Spatial augmented reality for product appearance design evaluation." Journal of Computational Design and Engineering 2.1 (2015): 38-46. 

  4. Porter, Shane R., R. Smith, and B. Thomas. Supporting the industrial design process with spatial augmented reality. Diss. UniSA, 2010. 

  5. Verlinden, Jouke C., et al. "Development of a flexible augmented prototyping system." (2003). 

저자의 다른 논문 :

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