[논문]스마트폰 기반 몰입형 가상 환경에서의 크기 인지 분석

김남규

doi:10.6109/jkiice.2021.25.8.1067

스마트폰 기반 몰입형 가상 환경에서의 크기 인지 분석
Size Perception Analysis on Smartphone-based Immersive Virtual Environment 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.25 no.8, 2021년, pp.1067 - 1073

김남규 (Division of Creative Software Engineering, Dong-Eui University)

초록
AI-Helper

가상 환경 속의 참여자는 가상 객체와의 상호작용을 통해 실제와는 다른 몰입감과 인지적 경험을 하게 된다. 최근에는 누구나 쉽고 저렴하게 가상 환경을 경험할 수 있는 스마트폰 기반의 머리 착용형 디스플레이(HMD)들과 광시야각의 고품질 HMD들도 폭넓게 상용화되고 있다. 하지만, HMD의 근본적 수렴-초점조절 불일치 구조와 현실 세계에서 학습된 인지 차이로 인한 어지러움, 메스꺼움 등의 부작용은 여전히 극복해야 할 문제로 남아 있다. 본 연구는 여러 인지 차이 요인 중 가상 객체와의 상호작용에 중요한 일관된 크기 인지에 초점을 두고 있다. 실제 환경에서 물체의 크기 인지에 영향을 주는 시각도가 가상 환경에서도 주된 요인인지 검증하고, 그 시각도와 가상 객체 크기 인지에 도움을 주는 환경 구성 요소인 그림자와 격자 표현과의 관계를 분석한다. 회귀 분석 결과 시야각이 작은 HMD 환경에서 시각도는 크기 인지에 영향을 미치며, 그림자와 격자 표현도 크기 인지와 유의미한 결과를 얻었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Participants in the virtual environment will have an immersive and memorable perceived experience through interacting with virtual objects. Recently, commercial virtual reality technologies have released simple and cost-effective smartphone-based head-mounted displays (HMD) and high-quality wide field-of-view (FOV) HMDs. However, due to the vergence-accommodation conflict structure of HMD and the learned cognition mechanism in real, side effects such as dizziness and nausea remain challenging to overcome. This study focuses on consistent size perception among various cognitive difference factors, which are essential for interaction with virtual objects. We verified whether the visual angle, which affects the size perception of an object in real, is also the main factor in the virtual environment. Our experiments derived the relation between the visual angle and the environmental components, shadow, and grid, which help perceive a virtual object. As a result of the regression analysis, we presented that in the small FOV HMD environment, the visual angle affects size perception, and the relation between the shadow and the grid is statistically significant.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1 Principle of size perception. Objects 1, 2, and 3 have the same visual angle and retinal image size. Therefore, the eye distinguishes objects’ sizes based on the difference in distance.
그림 Fig. 2 Experimental setup. (a) The subject observes a 25cm cube placed at a distance of 230cm horizontally. (b) The virtual environment provides a realistic scene by a virtual camera that fits the subject eye’s height.
그림 Fig. 3 Regression analysis between the visual angle and differences of real and virtual perceived size on (a) Samsung Gear VR, (b) Oculus DK2, and (c) HTC VIVE
그림 Fig. 4 Experimental virtual environment to analyze the relationship between environmental components and size perception. Subjects watch (a) a referential virtual scene, (b) a shadow rendering scene, and (c) a grid rendering scene.
그림 Fig. 5 Regression analysis result of size perception according to the shadow rendering environment.
그림 Fig. 6 Regression analysis result of size perception according to the grid rendering environment.
표 Table. 1 Regression equations for controlling size perception on Gear VR (D: differences in perceived size, V: visual angle)

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