[논문]언택트 시대에 가상현실 기술을 이용한 가상 학교생활 체험 콘텐츠 연구 및 개발

심재혁; 조세홍

doi:10.12673/jant.2021.25.1.108

언택트 시대에 가상현실 기술을 이용한 가상 학교생활 체험 콘텐츠 연구 및 개발
Research and Development of Virtual School Life Experiencing Contents Using Virtual Reality Technology in the Untact Era 원문보기

한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology, v.25 no.1, 2021년, pp.108 - 114

심재혁 (한성대학교 컴퓨터공학부) , 조세홍 (한성대학교 컴퓨터공학부 디지털콘텐츠.가상현실트랙)

초록
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최근 인류는 예전에는 경험하지 못하였던 '언택트(untact)' 시대를 맞이하고 있다. 언택트 시대의 주목할 만한 특징은 일상생활 환경에서 타인, 물체 등과 대면과 접촉을 하지 않거나 최대한으로 제한해야 한다는 것이다. 이러한 특수한 상황을 극복하고자 ICT 등 여러 최신의 기술들이 대면과 접촉의 효과를 주기 위하여 활용되고 있다. 특히 가상현실 기술은 사용자가 능동적으로 가상의 환경, 사물, 타인과 상호작용을 가능하게 하여 실제 생활에서 경험과 최대한 유사한 효과를 제공하고 있다. 학교 신입생들 또한 언택트 시대에 새로 입학한 학교의 환경이나 학사 운영 등을 경험하고 있지 못하고 있기에 여러 불편을 겪고 있다. 본 논문은 이러한 어려움을 겪고 있는 학교의 신입생들을 위한 가상 학교생활 체험 콘텐츠에 대한 연구와 구현으로, 신입생들이 학교 건물 내외부의 활용, 수강 신청을 비롯한 학사 일정의 경험, 입학식 및 동아리 행사의 참여 등을 실제와 최대한 유사한 환경에서 실행할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다. 신입생들은 구현된 VR 콘텐츠를 통하여 새로운 학교에 쉽사리 적응할 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

In recent years, human is experiencing an 'untact' era that has not been existed before. A remarkable features of an untact era is a limited or no interaction with other people and things in a daily life. In order to overcome this special situation, diverse state-of-the-art technologies like ICT technology are being used to give the effect of face-to-face and contact. In particular, Virtual Reality technology allows users to actively interact with virtual environments, objects, and other people, thereby providing effects that are as similar as possible to experience in real life. School freshmen are also experiencing various inconveniences because they are not experiencing the environment or academic management of newly admitted schools in the untact era. This research is a study and implementation of 'Virtual School Life Experience Content' which provides new students to tour campus, to utilize the school buildings facilities, to experience of academic schedules including course registration, and to participate in school events in an environment that is as close as possible to the real campus. Freshmen will be able to easily adapt to a new school through the implemented VR content.

주제어

표/그림 (7)

그림 그림 1. 3ds Max를 이용한 교실 내부 구현 Fig. 1. Implementation of Classroom Using 3ds Max.
그림 그림 2. 360도 로드뷰를 이용한 교정 구현 Fig. 2. Implementation of Campus Using 360 Road View.
그림 그림 3. 학교생활 체험 콘텐츠 구성도 Fig. 3. Diagram for Campus Experiencing Content.
그림 그림 4. 학교생활 체험 도우미 캐릭터 Fig. 4. NPC as a Guider for Campus Experiencing Content.
그림 그림 5. 가상 입학식 Fig. 5. Virtual Entrance Ceremony.
그림 그림 6. 가상 수업 Fig. 6. Virtual Class.
그림 그림 7. 가상 신입생 환영회 행사 Fig. 7. Virtual Reception for New Students.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서 개발한 콘텐츠는 사용자인 신입생을 대상으로 하는 만큼 접근성과 활용성을 우선으로 고려하였다. 따라서, 가격대가 부담되는 특수한 장비를 설치하거나 착용하는 기기는 적합하지 않다고 판단을 하였고, 신입생 누구나가 언제 어디서든 사용할 수 있는 구글 카드보드 기반의 가상현실 실행 환경을 제공하고자 하였다. 아울러, 스마트폰으로도 높은 해상도의 VR 프로그램을 쉽게 접할 수 있도록 설계하였다.
이 모든 가상현실 콘텐츠는 사용자의 행동에 반응하는 인터랙션이 가능한 체험 콘텐츠로 다만 그 체험과 경험의 정도를 어디까지 구현을 할 것인가가 중요한 의제이다. 본 연구는 학교에 새로 입학한 학생들이 등교하지 못하여 체험하지 못하는 오리엔테이션을 비롯하여 학교생활을 가상현실 기술을 사용하여 학교 환경과 학교에서 일어날 수 있는 행사와 이벤트 등을 구현하여 가상으로 경험하게 하고자 개발한 콘텐츠이다. 신입생들은 가상 캠퍼스 투어를 통하여 학교를 보고, 경험할 뿐만 아니라 학교에서 일어나는 모든 행사를 실제와 같이 경험할 수 있다.
본 콘텐츠의 주 사용자가 될 신입생들은 학교의 시설이나 행사들에도 익숙하지 않고, 구현된 가상현실 체험 프로그램에도 익숙하지 않으므로 NPC(Non Player Character)를 도입하여 신입생들의 체험을 돕고자 하였다. 일종의 체험 도우미이자 친구로 설정된 NPC는 콘텐츠 내 모든 프로그램 과정에 존재하며, 사용자인 신입생들이 학사일정 이벤트나 캠퍼스 투어 중에 대화를 통하여 정보를 얻을 수 있다.
학교에 입학하여 제일 처음으로 접하게 되는 오리엔테이션 등은 신입생들의 학교생활 전반에 걸쳐 영향을 줄 수 있는 제일 중요한 행사이지만, IT를 활용하여 온라인 행사로 진행되는 오리엔테이션은 일정한 정도 정보를 제공할 수는 있겠지만, 기존의 학교생활 체험 프로그램을 통해서 진행되던 오프라인 오리엔테이션처럼 경험하고, 느끼고, 보는 환경을 제공하기에는 명확한 한계점을 지니고 있다. 본연구는 신입생들에게 가상현실 기술을 활용하여 대면의 효용성을 지니는 가이드 형식의 학교생활 체험 프로그램을 제공하고자 하는 것이 목적이다.
이러한 시도와 연구들은 특별한 어느 한 분야로 한정되지 않고 진행이 되고 있는데, 특히 교육, 훈련 등의 콘텐츠 제작으로 나타나고 있는 사례들을 중심으로 살펴보고자 한다.
특히 가상현실 기술은 현실의 상황이나 환경을 최대한 유사하게 구현하여 사용자들로 하여금 경험과 체험을 하게 함으로써 언택트(Untact) 시대를 극복하는 최상의 기술로 그 활용 가능성이 무한하게 펼쳐질 것으로 기대되고 있다. 이에, 본연구에서는 대학교 신입생들이 언택트(Untact) 시대에 겪을 수밖에 없는 학교의 낯선 환경, 학사 운영을 따라가지 못하는 어려움 등을 극복시키고자 가상현실 기술을 사용하여 오리엔테이션 등으로 활용할 수 있는 ‘가상 학교생활 체험 콘텐츠’를 구현하였다. 신입생들은 본 콘텐츠를 통하여 학교 캠퍼스 투어, 학교 건물 내외부의 활용, 수강 신청을 비롯한 학사 일정의 경험, 입학식 및 동아리 행사의 참여 등을 실제와 최대한 유사한 환경에서 실행할 수 있다.

제안 방법

산업 현장에서 사용되는 대형 크레인의 작동을 VR 시뮬레이터를 이용해 구현함으로서 고난이도, 고 위험성을 해결한 체험 콘텐츠의 좋은 예로 볼 수 있다. VR과 AR 기술을 통해 향상된 몰입감과 현실감을 제공하면서 이동식 크레인의 안전 검사 기준표에 따라 실감 나는 시나리오를 구성하여 실제 질감을 3D 기술을 이용하여 구현하였다.
아동에게 가장 친숙한 전래동화를 기반으로 이야기 전개 속에서 성역할이나 권선징악 적 내용 등을 사용자의 입장에서 인터랙티브하게 전개가 가능하게 하였다. 각종 전래동화의 이야기 소재들을 3D 가상현실로 구현하였으며, 사용자가 컨트롤러 조작을 이용해 이동하거나 등장인물들과 상호작용할 수 있게 하였다. 쌍방향적 상호작용이 가능한 교육 자료를 제공하는 것으로, VR 기반으로 다양한 실감형 교육 콘텐츠로 볼 수 있다.
PC에 프로그램을 구동시킨 후에 HMD와 Data Glove를 사용하는 방식은 사용자가 콘텐츠를 조금 더 세밀하게 체험할 수 있고, 휴대폰을 이용하는 방식은 언제 어디서나 편리하게 콘텐츠를 이용할 수 있는 장점이 있다. 다만, 휴대폰에서는 Data Glove와 같은 인터랙션 장비와 연동이 어렵고, 버튼 조작 방식의 인터랙션도 불편하기에 사용자가 일정한 시간을 응시하면 원하는 액션이 작동하는 상호작용 방식 형태로 구현하였다.
본 연구에서 구현한 가상현실 체험 콘텐츠는 신입생을 위한 온라인 오리엔테이션으로 학교 캠퍼스 투어, 학교 학사 행정의 주요 이벤트와 학사 행정 외 학생들이 학교에서 경험할 행사 등 3개의 큰 카테고리로 구성하였다. 학교 캠퍼스투어는 로드뷰 프로그램을 통하여 캠퍼스, 학교의 건물들의 내부와 외부, 교내의 주요 지점 및 기타 시설물들을 3D로 돌아볼 수 있다.
본 연구에서 구현한 콘텐츠는 신입생을 대상으로 코로나 19라는 특수한 상황에서 새로운 학교 환경을 실제로 경험하지 못하는 상황을 대체하는 가상현실 체험 프로그램으로 입학식부터 시작해서 첫 1학기 방학까지의한 학기를 소개하는 오리엔테이션으로 구성되어 있다. 본 콘텐츠는 우선 신입생들이 학교의 캠퍼스나 건물 내외부 등 환경에 익숙하게 하고, 코로나 19로 인해 취소된 행사나 프로그램을 체험하게 하는 것을 중심으로 진행이 되도록 하였으며, 그 외에 신입생들을 위한 다양한 정보 제공을 위한 가이드 콘텐츠 또한 포함하였다.
구성되어 있다. 본 콘텐츠는 우선 신입생들이 학교의 캠퍼스나 건물 내외부 등 환경에 익숙하게 하고, 코로나 19로 인해 취소된 행사나 프로그램을 체험하게 하는 것을 중심으로 진행이 되도록 하였으며, 그 외에 신입생들을 위한 다양한 정보 제공을 위한 가이드 콘텐츠 또한 포함하였다.
원자력 발전소를 3D로 모델링하고, 오큘러스 리프트를 기반으로 원자력 발전소를 가상으로 둘러보면서 컨트롤러로 조작하여 체험을 가능하게 하고 있다. 센서로 사용자의 위치를 파악하며 콘텐츠는 원자력발전소 교육 콘텐츠와 핵물질 안전조치 교육 콘텐츠로 구분하여 개발하였다.
따라서, 가격대가 부담되는 특수한 장비를 설치하거나 착용하는 기기는 적합하지 않다고 판단을 하였고, 신입생 누구나가 언제 어디서든 사용할 수 있는 구글 카드보드 기반의 가상현실 실행 환경을 제공하고자 하였다. 아울러, 스마트폰으로도 높은 해상도의 VR 프로그램을 쉽게 접할 수 있도록 설계하였다.
기능을 한다. 학교 정문부터 후문까지 교내 전 캠퍼스를 구현하였으며, 학생들의 이용이 많은 학교 주변의 좁은 골목, 캠퍼스 내 산길 공원도 실제 영상들을 이용하여 구현하였다. 학교 곳곳의 건물과 시설물마다 이정표 형태의 인터페이스가 존재하며, 이를 선택하면 건물에 대한 설명을 들을 수 있으며, 원한다면 건물 내부로 입장할 수도 있다.
기법을 사용하였다. 학교 캠퍼스, 건물들과 지형상 특징이 있는 곳들을 중점적으로 로드뷰 프로그램 형식으로 구성하여 신입생들이 학교의 캠퍼스를 360도 입체감을 가지고 경험할 수 있게 제작을 하였다. 360도 VR 동영상 기법으로 캠퍼스 환경과 건물들을 구현하는 것은 3D 그래픽 과정을 거쳐서 구현하는 것보다 구현 시 시간의 단축을 가능하게 하고 사실감과 현장감을 배가시키는 효과가 있다.

이론/모형

전체적인 개발 프로그램은 가상현실 등 인터랙티브 콘텐츠 제작을 위한 통합 저작 도구인 유니티 3D를 활용하였다. VR 콘텐츠를 체험하기 위한 HMD, Data Glove 등의 장비는 성능과 가격대별로 상당히 다양한 제품들이 활용되고 있다.
캠퍼스 구현은 보다 사실감을 주기 위하여 360도 VR 동영상 기법을 사용하였다. 학교 캠퍼스, 건물들과 지형상 특징이 있는 곳들을 중점적으로 로드뷰 프로그램 형식으로 구성하여 신입생들이 학교의 캠퍼스를 360도 입체감을 가지고 경험할 수 있게 제작을 하였다.

성능/효과

동서울 대학교의 송필재 팀에서는 현재와 미래의 VR 산업 동향에 대한 분석 및 사회적 요구 확인, 그리고 지자체의 VR 단기 교육과정과 여러 대학의 교육과정에 대하여 비교, 검토하였다[1]. 연구에 따르면 소프트웨어와 장비보다는 콘텐츠에 대한 수요가 훨씬 성장이 될 것으로 예상하고 있으며, 실무 중심 대학의 VR 학과들은 콘텐츠 중심 교육과정이 많은 것으로 확인하였다.

후속연구

VR 기능을 응용해보다 실감 나는 경험 환경이 조성되면 시간과 장소에 구애받지 않고 실습 교육을 받을 수 있을 것이다. 또한, 이 연구에서 구현한 신입생의 학교생활 콘텐츠와 같이 기업들의 신입 사원을 위한 교육, 방문하기 어려운 외국 생활 체험, 심지어는 시공을 뛰어넘는 장소와 시간의 체험 등에 다양하게 활용이 가능할 것이다.
현재 개발된 콘텐츠는 PC 환경에서 HMD와 Data Glove 등을 사용하면 보다더 정교하게 학교생활 체험 콘텐츠를 경험할 수 있으며, 휴대폰 등 이동기기를 사용하면 편리성과 간편하게 활용할 수 있는 장점이 있다. 앞으로의 연구 과제는 본 콘텐츠를 휴대폰 등 이동기기를 사용하면서도 PC 환경에서처럼 정교한 상호작용을 통하여 체험 콘텐츠 질의 향상을 도모하는 것이다.

참고문헌 (8)

P. J. Song, "A study on VR curriculum," Journal of the Korea Internet of Things Society, Vol. 2, No. 4, pp. 21-25, 2016

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Y. M. Lee, "A study on the development of contents for safety education for the vulnerable class," in 2020 Conference DCS, Gwangju: Korea, pp. 201-203, Dec. 2020.
I. S. Song, "VR simulator for safety education in industrial fields," in 2020 Conference DCS, Gwangju: Korea, pp. 203-204, Dec. 2020.
B. W. Shin, "Development of nuclear non-proliferation education contents using VR," in 2020 Conference DCS, Gwangju: Korea, pp. 263-264, Dec. 2020.
D. H. Kang, "Implementation of traditional fairy tale contents for kids using VR," in 2020 Conference DCS, Gwangju: Kora, pp. 171-172, Dec. 2020.
M. W. Seo, "Research of developing drawing tool based on VR," in 2020 Conference DCS, Gwangju: Kora, pp. 7-8, Dec. 2020.
M. H. Park, "A study on smart technoloy trends for intensive exhibition," in 2020 Conference DCS, Gwangju: Kora, pp. 113-115, Dec. 2020.
N. W. Won, "A study on efficient 360 degree VR video contents on youtube," in 2020 Conference DCS, Gwangju: Kora, pp.265-266, Dec. 2020.

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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