차세대 출판문인 디지로그 북은 기존 서적과 디지털콘텐츠를 통합하여 사용자에게 아날로그적 감성과 디지털오감을 제공한다. 이러한 디지로그 북을 제작하기 위해 디지로그 북의 저작도구에 대한 연구가 진행 중이며, 본 논문에서는 디지로그 북에 사용될 콘텐츠를 저작하는 활동에서 시각과 청각에만 의존한 작업을 보다 실감 있도록 하기 위해 펜형 햅틱사용자인터페이스를 개발하고자 하였다. 햅틱 사용자인터페이스는 디지로그 북을 저작하는 작업에서 3차원작업공간에서 공간상에 배치되는 3차원 객체를 이동, 회전, 크기 변경 및 메뉴선택 버튼의 클릭등과 같은 다양한 작업에서 각 작업을 보다 실감 있게 하기 위한 진동 햅틱 효과를 사용자에게 제공한다. 본 연구에서는 이러한 디지로그 북의 저작 환경에 적합한 사용자인터페이스의 외형, 회로 설계, 진동패턴의 설계/내장 및 저작시스템과의 연동을 위한 프로토콜을 정의하고 이렇게 개발된 햅틱 사용자인터페이스를 사용하여 사용자평가를 간단히 실시하였다. 디지로그 북 저작 작업에서 이렇게 개발된 햅틱 인터페이스의 촉각 효과를 시청각정보와 함께 사용함으로써 디지로그 북 저작 작업을 보다 효과적으로 할 수 있기를 기대한다.
차세대 출판문인 디지로그 북은 기존 서적과 디지털콘텐츠를 통합하여 사용자에게 아날로그적 감성과 디지털오감을 제공한다. 이러한 디지로그 북을 제작하기 위해 디지로그 북의 저작도구에 대한 연구가 진행 중이며, 본 논문에서는 디지로그 북에 사용될 콘텐츠를 저작하는 활동에서 시각과 청각에만 의존한 작업을 보다 실감 있도록 하기 위해 펜형 햅틱 사용자인터페이스를 개발하고자 하였다. 햅틱 사용자인터페이스는 디지로그 북을 저작하는 작업에서 3차원 작업공간에서 공간상에 배치되는 3차원 객체를 이동, 회전, 크기 변경 및 메뉴선택 버튼의 클릭등과 같은 다양한 작업에서 각 작업을 보다 실감 있게 하기 위한 진동 햅틱 효과를 사용자에게 제공한다. 본 연구에서는 이러한 디지로그 북의 저작 환경에 적합한 사용자인터페이스의 외형, 회로 설계, 진동패턴의 설계/내장 및 저작시스템과의 연동을 위한 프로토콜을 정의하고 이렇게 개발된 햅틱 사용자인터페이스를 사용하여 사용자평가를 간단히 실시하였다. 디지로그 북 저작 작업에서 이렇게 개발된 햅틱 인터페이스의 촉각 효과를 시청각정보와 함께 사용함으로써 디지로그 북 저작 작업을 보다 효과적으로 할 수 있기를 기대한다.
Digilog Book, the next generation publication material, supplies digitalized contents on an analog book by integrating digital contents into existing analog books. There are some studies related to authoring tools which are to authorize, and publish some books which provide digital contents by using...
Digilog Book, the next generation publication material, supplies digitalized contents on an analog book by integrating digital contents into existing analog books. There are some studies related to authoring tools which are to authorize, and publish some books which provide digital contents by using VR or AR techniques. In this paper, a pen-type haptic user interface for Digilog Book authoring tool has been introduced. This haptic user interface is developed for more realistic and more effective authoring tasks. This haptic interface provides haptic effects for authoring tasks which are including translation, rotation, scaling, and menu selection. In this research, we designed a body, control circuits, vibration haptic patterns for haptic user interface, and a protocol for between haptic user interface and Digilog Book main control system. Also a simple user study has been done with a developed haptic user interface.
Digilog Book, the next generation publication material, supplies digitalized contents on an analog book by integrating digital contents into existing analog books. There are some studies related to authoring tools which are to authorize, and publish some books which provide digital contents by using VR or AR techniques. In this paper, a pen-type haptic user interface for Digilog Book authoring tool has been introduced. This haptic user interface is developed for more realistic and more effective authoring tasks. This haptic interface provides haptic effects for authoring tasks which are including translation, rotation, scaling, and menu selection. In this research, we designed a body, control circuits, vibration haptic patterns for haptic user interface, and a protocol for between haptic user interface and Digilog Book main control system. Also a simple user study has been done with a developed haptic user interface.
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문제 정의
디지로그 북을 위한 햅틱 사용자인터페이스를 개발하기에 앞서 관련 연구들을 조사하였다. ETRI에서는 Ubi-pen[4]이 개발되었으며, Johnny C.
본 연구에서는 3차원공간상의 디지로그 북 저작환경에서 저작 작업을 보다 실감 있게 하기위한 펜형 햅틱 사용자인터페이스를 개발하였으며, 이렇게 개발된 인터페이스를 사용하여 디지로그 북 저작을 보다 실감 있고 향상된 작업능률로 수행할 수 있기를 기대한다.
본 연구에서는 디지로그 북의 저작 작업을 보다 실감 있게 하기 위한 펜형 햅틱 사용자인터페이스의 하드웨어를 설계하고 저작환경을 위한 간단한 햅틱이펙트를 개발하여 간단한 사용자 평가를 실시하였다. 본 연구는 계속 진행 중에 있으며, 향후 연구로, 보다 다양한 진동패턴의 설계가 이루어질 것이며, 이렇게 설계된 햅틱이펙트를 사용하여 심도있는 사용자 평가가 이루어질 예정이다 본 연구에서는 디지로그 북의 저작 작업을 위한 사용자인터페이스로써의 햅틱이펙트만 개발되었으나, 향후 연구에서는 여기에 추가로 디지로그 북의 콘텐츠 중 흐르는 물, 흔들리는 나뭇가지, 또는 에밀레종의 울림 등과 같이 햅틱효과가 부여될 필요가 있는 콘텐츠를 선정하여 여기에 직접 햅틱효과를 저작자가 제작, 부여할 수 있도록 하는 연구가 수행될 예정이다.
제안 방법
3D 객체 크기는 10, 20, 30, 40(mm)이고, 두 개의 3D객체사이의 거리는 보통의 책 크기를 고려하여 60, 120, 180, 240(mm)으로 구성하였다. 또한 각도는 0, 30, 60도로 변경되도록 하였다.
실험상에서는 총 60번 무작위 순서로 시도를 수행하도록 하였다. 각각의 시도마다 초기위치에 있는 3D객체를 선택 후 드래그엔드롭을 하여 목표위치에 위치한 3D객체에 옮겨 겹치도록하는 과정 동안 수행 시간을 기록하였다.
선행된 연구에서는 진동햅틱 관련 연구에서 널리 쓰이는 코인형 진동자를 사용하였으나, 이는 강한 진동의 표현은 가능하나, 내부에 편심 질량체가 회전운동을 하는 코인 진동자의 방식의 특성상 반응 속도가 느려 짧은 진동을 표현하기엔 부족하였다. 그리하여 여기에 빠른 반응속도를 가지는 선형진동자를 추가하였다 (표 1).
코인형 진동자의 경우 DC모터의 컨트롤과 유사하게 PWM 신호를 사용하여 진동자의 세기를 컨트롤 한다 [8]. 또한 코인형 진동자의 느린 반응속도를 보완하기위해 모터의 진동을 급정지시키기 위해 역회전을 적용하였다(그림 5). 선형 진동자의 컨트롤에서는 타이머를 사용하여 주파수 변화를 통해 진동자의 세기를 컨트롤하였다.
본 연구에서는 몇 가지 사항이 고려되어 인터페이스 도구를 펜형으로 설계하였다. 먼저 저작환경에서 전문적인 햅틱장치인 PHANToMTM 등에 익숙하지 않은 사용자를 위해 보편화되어는 도구를 사용하기로 하였다. 또한 디지로그 북의 저작특성상 3D 객체를 3차원공간상에서 특정 위치에 배치시킬 필요가 있으며, 화면상에 보이는 여러 버튼들과 진행바 등과의 인터페이싱을 위하여 손에 익숙하게 파지할 수 있고, 끝점을 가지는 형태인 펜으로 선정하였다 그림3은 제작된 사용자인터페이스의 외형을 보여준다.
본 연구에서는 몇 가지 사항이 고려되어 인터페이스 도구를 펜형으로 설계하였다. 먼저 저작환경에서 전문적인 햅틱장치인 PHANToMTM 등에 익숙하지 않은 사용자를 위해 보편화되어는 도구를 사용하기로 하였다.
또한 각도는 0, 30, 60도로 변경되도록 하였다. 실험상에서는 총 60번 무작위 순서로 시도를 수행하도록 하였다. 각각의 시도마다 초기위치에 있는 3D객체를 선택 후 드래그엔드롭을 하여 목표위치에 위치한 3D객체에 옮겨 겹치도록하는 과정 동안 수행 시간을 기록하였다.
앞서 설명되었듯이 본 햅틱 사용자인터페이스는 디지로그 북의 저작환경에서 저작인터페이스 도구의 여러 가지 작업에서 진동햅틱효과를 주도록 설계되었다. 그 몇 가지 예시가 그림 4에 나와 있다.
이와 동시에 3D 진동햅틱효과가 사용자에게 전달되게 된다. 이와 함께 본 연구에서는 메뉴 선택 시 버튼을 누르는 느낌을 간략하게 구현하여 보았다. 이는 충돌과는 달리 두 가지 진동으로 구현되었다.
충돌은 큐빅에 부착된 마커의 위치를 카메라가 인식하고 이 위치에서 약간의 거리 차이를 두고 증강된 구(붉은색)와 디지로그 북 상의 3차원 객체와의 충돌검사를 하며, 선택 가능시 모델의 경계가 확인을 위해 표시된다. 이와 동시에 3D 진동햅틱효과가 사용자에게 전달되게 된다.
대상 데이터
전공은 전산 11명이고 기타(전자 4, 경제 1, 예술 2, 환경 1, 기획1)였다. 또한 AR경험자는 16명이였고, 전원 오른손잡이였다.
피 실험자는 총 20명으로, 남성15명 여성 5명으로 구성되며, 평균나이는 30.05세(최저24, 최고42)이고 표준편차 4.87세였다.
성능/효과
실험 결과 진동피드백을 제공하는 경우 (평균: 1885.278msec)가 제공하지 않는 경우 (평균: 1996.213msec) 보다 소요시간이 적게 걸렸다. 그러나 오차는 진동피드백을 제공하는 경우 (평균: 11.
후속연구
본 연구에서는 디지로그 북의 저작 작업을 보다 실감 있게 하기 위한 펜형 햅틱 사용자인터페이스의 하드웨어를 설계하고 저작환경을 위한 간단한 햅틱이펙트를 개발하여 간단한 사용자 평가를 실시하였다. 본 연구는 계속 진행 중에 있으며, 향후 연구로, 보다 다양한 진동패턴의 설계가 이루어질 것이며, 이렇게 설계된 햅틱이펙트를 사용하여 심도있는 사용자 평가가 이루어질 예정이다 본 연구에서는 디지로그 북의 저작 작업을 위한 사용자인터페이스로써의 햅틱이펙트만 개발되었으나, 향후 연구에서는 여기에 추가로 디지로그 북의 콘텐츠 중 흐르는 물, 흔들리는 나뭇가지, 또는 에밀레종의 울림 등과 같이 햅틱효과가 부여될 필요가 있는 콘텐츠를 선정하여 여기에 직접 햅틱효과를 저작자가 제작, 부여할 수 있도록 하는 연구가 수행될 예정이다.
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