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문제 정의
- 본 연구에서는 게임에서 자주 사용되는 음향 효과인 총소리에 대한 가장 민감하고 현실감 있게 느낄 수 있는 신체 부위와 각 부위별로 가장 효과적인 진동 패턴을 실험을 통하여 찾아보았다. 실험 결과 어깨가 가장 현실감이 있는 부위로 나타났다.
- 본 절에서는 논문에서 제안하과 하는 총 소리에 대한 신체 부위별, 패턴별 현실감을 측정하는 실험 방법과 그 결과를 소개한다. 실험을 위하여 인천대학교 컴퓨터 공학과 20명의 학생(20 ~ 26살의 남녀 구분 없이 20명)을 대상으로 각기 다른 신체 부위에 진동 패드를 부착하였다.
- 또한 사용자가 원하는 특정 신체 부위에 촉감을 줄 수도 있다. 본 진동 장치의 효과를 알아보기 위하여 실험을 실시하였다. 실험은 게임에서 자주 사용되는 총소리에 대하여 각기 다른 신체 부위 다섯 곳에 진동 장치를 부착하여 다양한 진동 패턴에 따른 촉감을 제시한 후 그 현실감 정도를 측정하였다.
제안 방법
- 3단계 : 그 후 학생들은 총을 발사하는 장면과 함께 소리를 들으면서 지정된 신체 부위 다섯 곳에 진동 패드를 장착한 후 현실감을 테스트 한다.
- 4단계 : 진동 패드를 테스트 한 후 실험자들은 진동 마우스와 진동 헤드폰을 사용하여 현실감을 테스트한다. 5단계 : 위 3가지의 대한 실험을 마친 학생들은 표1 ~ 5와 같은 설문지를 작성한다.
- 그림 2와 같이 제작하였다. 8비트의 마이크로프로세서를 사용하며 PC와 진동 보드 사이에 시리얼 통신을 하여 진동 보드에 있는 진동 소자를 제어하게 하였다.
- 이 방법은 사용의 편리성과 합리성으로 인하여 기존의 생리신호 측정을 통하여 이루어졌던 작업부하 평가의 복잡함과 어려움을 해소할 수 있는 방법으로 그 사용범위가 급속하게 확산되어 왔다. NASA TLX 설문을 통해 인간-진동 패드의 사용자 인터페이스의 설계 적합성을 평가하고 이를 토대로 사용 편의성 평가의 타당성을 알아보았다.
- 실험을 위하여 인천대학교 컴퓨터 공학과 20명의 학생(20 ~ 26살의 남녀 구분 없이 20명)을 대상으로 각기 다른 신체 부위에 진동 패드를 부착하였다. 그리고 최적의 신체부위와 진동 패턴을 찾기 위한 설문 조사를 실시하였다.
- 본 진동 장치의 효과를 알아보기 위하여 실험을 실시하였다. 실험은 게임에서 자주 사용되는 총소리에 대하여 각기 다른 신체 부위 다섯 곳에 진동 장치를 부착하여 다양한 진동 패턴에 따른 촉감을 제시한 후 그 현실감 정도를 측정하였다.
- 위 두 가지 실험과 아울러, 진동 패드 사용에 대하여 그림 8에 소개된 NASA TLX (NASA Task Load Index) [4] 설문을 실시하였다. NASA TLX는 원래 대형 시스템에서의 작업수행 과정에서의 작업부하 평가를 위하여 미국 항공 우주국(National Aeronautics & Space Administration) 에서개발된 방법으로 정신적 요구(mental demand), 육체적 요구 (physical demand), 시간적 요구(temporal demand), 노력 수준(effort) 수행도 수준(performance), 좌절수준 (frustration)의 여섯 가지 평가기준에 의하여 평가할 수 있는 주관적 평가기법이다.
- 패드의 현실감 정도에 대하여 조사하였다. 진동 패드는 어깨 부위에 진동 패턴1로 실험자들의 현실감을 측정하였다. 진동 마우스와 진동 헤드폰을 같은 테스트 프로그램에서 실험한 결과 진동 마우스의 현실감 정도는 2.
- 첫 번째 실험에서는 신체 부위 중에서 가장 현실감이 높은 신체 부위를 찾기 위해서 손목, 하박, 상박, 어깨, 목의 다섯 곳에 대해 현실감 측정 실험을 하였다. 실험에 사용한 진동 패드는 그림 2와 같이 제작되었으며 신체 각 부위에 부착하여 실험하였다.
- 실험은 크게 두 부분으로 구성된다. 첫 번째는, 진동 보드의 위치에 따른 사용자의 실시간 현실감의 측정이고, 두 번째는 진동 패턴에 따른 사용자의 현실감의 측정이다.
- 표 3에 제시한 바와 같이 진동 마우스, 진동 헤드폰과 진동 패드의 현실감 정도에 대하여 조사하였다. 진동 패드는 어깨 부위에 진동 패턴1로 실험자들의 현실감을 측정하였다.
대상 데이터
- 소개한다. 실험을 위하여 인천대학교 컴퓨터 공학과 20명의 학생(20 ~ 26살의 남녀 구분 없이 20명)을 대상으로 각기 다른 신체 부위에 진동 패드를 부착하였다. 그리고 최적의 신체부위와 진동 패턴을 찾기 위한 설문 조사를 실시하였다.
- 진동 패드는 가로, 세로 4X4로 16개의 진동소자를 이용하여 그림 2와 같이 제작하였다. 8비트의 마이크로프로세서를 사용하며 PC와 진동 보드 사이에 시리얼 통신을 하여 진동 보드에 있는 진동 소자를 제어하게 하였다.
성능/효과
- 나왔다. NASA TLX 설문 결과 정신적으로나 육체적으로 많은 힘을 들이지 않고 진동 패드를 사용할 수 있는 것을 알 수 있었다. 또한 장치를 사용함에 있어서 불편함이 없다는 것도 알 수 있었다.
- 또한 패턴에 따라 현실감 정도가 다르다는 것을 알 수 있었다. 각 기기별 현실감 정도를 실험한 결과 진동 패드가 현실감이 가장 높은 것으로 나왔으며, 사용자들은 진동 패드를 선호하는 결과가 나왔다. 본 연구의 결과를 활용하여 보다 현실감을 느끼게 하는 진동 기반 햅틱 장치를 제작할 수 있을 것으로 기대된다.
- 그러므로 "어깨 부위에 있어서는 진동 패턴에 따라서 현실감 정도가 다르다 ” 라는 결론을 내릴 수 있다. 그리고 실험을 통하여 어깨 부위에 있어서는 패턴4, 패턴1, 패턴3, 패턴2 순으로 현실감이 높음을 알 수 있었다. 비록 분산 분석 결과에 의해 어깨 부위를 제외한 나머지 부위는 패턴에 따른 현실감 차이는 유의미하지 않은 것으로 해석되었지만, 설문 결과 자체만으로 볼 때는 손목, 하박, 상박, 어깨, 목 부위에 대해서도 패턴4가 가장 현실감 있는 진동 패턴으로 나왔다.
- NASA TLX 설문 결과 정신적으로나 육체적으로 많은 힘을 들이지 않고 진동 패드를 사용할 수 있는 것을 알 수 있었다. 또한 장치를 사용함에 있어서 불편함이 없다는 것도 알 수 있었다. 그러므로 진동 패드를 FPS (First-Person Shooter)같은 게임에서 사용하면 게임에서 이길 수 있는 확률이 증가할 것으로 판단되었다.
- 손목, 하박, 상박, 어깨, 목에서 가장 현실감 있는 패턴은 안에서 바깥으로 퍼지는 느낌의 진동 패턴이 가장 효과적인 진동 패턴으로 파악되었다. 또한 패턴에 따라 현실감 정도가 다르다는 것을 알 수 있었다. 각 기기별 현실감 정도를 실험한 결과 진동 패드가 현실감이 가장 높은 것으로 나왔으며, 사용자들은 진동 패드를 선호하는 결과가 나왔다.
- 본 연구에서 제안하는 진동 장치는 기존의 진동 마우스와 진동 헤드폰과는 차이를 보인다. 진동 헤드폰이나 진동 마우스의 경우 한 가지 진동 패턴을 가지고 있지만 우리가 사용하는 진동 장치는 다양한 진동 패턴을 줄 수 있다.
- 그리고 실험을 통하여 어깨 부위에 있어서는 패턴4, 패턴1, 패턴3, 패턴2 순으로 현실감이 높음을 알 수 있었다. 비록 분산 분석 결과에 의해 어깨 부위를 제외한 나머지 부위는 패턴에 따른 현실감 차이는 유의미하지 않은 것으로 해석되었지만, 설문 결과 자체만으로 볼 때는 손목, 하박, 상박, 어깨, 목 부위에 대해서도 패턴4가 가장 현실감 있는 진동 패턴으로 나왔다.
- 05 보다 작으므로 귀무가설 H는 기각되어 "총 소리에 대하여 진동 패드를 사용하는 것과 사용하지 않는 것의 현실감 차이가 있다” 라는 결론을 보여준다. 설문 조사결과 어깨 부위가 가장 현실감이 큰 신체 부위로 나왔으며 손목, 목 등도 현실감이 크다는 결과가 나왔다. 상대적으로 하박, 상박 부위의 현실감 정도가 떨어지지만 총을 발사하였을 때가 아무런 효과가 없었을 때 보다는 현실감 정도가 높았다고 할 수 있다.
- 실험 결과 어깨가 가장 현실감이 있는 부위로 나타났다. 손목, 하박, 상박, 어깨, 목에서 가장 현실감 있는 패턴은 안에서 바깥으로 퍼지는 느낌의 진동 패턴이 가장 효과적인 진동 패턴으로 파악되었다. 또한 패턴에 따라 현실감 정도가 다르다는 것을 알 수 있었다.
- 찾아보았다. 실험 결과 어깨가 가장 현실감이 있는 부위로 나타났다. 손목, 하박, 상박, 어깨, 목에서 가장 현실감 있는 패턴은 안에서 바깥으로 퍼지는 느낌의 진동 패턴이 가장 효과적인 진동 패턴으로 파악되었다.
- 진동 패드는 어깨 부위에 진동 패턴1로 실험자들의 현실감을 측정하였다. 진동 마우스와 진동 헤드폰을 같은 테스트 프로그램에서 실험한 결과 진동 마우스의 현실감 정도는 2.9, 진동 헤드폰 2.3, 진동 패드 3.65의 측정 결과가 나왔다. "각 장치별 현실감은 같다” 라는 귀무가설을 세우고 유의수준 a = 0.
후속연구
- 본 연구의 결과를 활용하여 보다 현실감을 느끼게 하는 진동 기반 햅틱 장치를 제작할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 설문을 통하여 분석한 데이터를 기반으로 하여 신체의 각 부위별로 가장 효과적인 진동패드를 더욱 섬세하게 제작하여 사용자가 실제 게임에서 총을 쐈을 때 현실감을 극대화 시킬 수 있을 것으로 기대된다.
- 각 기기별 현실감 정도를 실험한 결과 진동 패드가 현실감이 가장 높은 것으로 나왔으며, 사용자들은 진동 패드를 선호하는 결과가 나왔다. 본 연구의 결과를 활용하여 보다 현실감을 느끼게 하는 진동 기반 햅틱 장치를 제작할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 설문을 통하여 분석한 데이터를 기반으로 하여 신체의 각 부위별로 가장 효과적인 진동패드를 더욱 섬세하게 제작하여 사용자가 실제 게임에서 총을 쐈을 때 현실감을 극대화 시킬 수 있을 것으로 기대된다.
- 향후에는 게임에서 몰입감과 현실감을 높일 수 있는 다양한 진동 패턴에 대한 연구에 집중하여 실제 게임에 적용 가능한 가장 현실감 있는 진동 패턴을 제시하고자 한다.
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