최근, 가상현실(VR) 기술을 이용하여 다양한 산업 분야의 훈련 시스템을 제작하여 교육에 널리 활용하고 있다. 가상현실 기반 훈련 시스템은 안전할 뿐만 아니라 재료의 낭비도 없고, 언제 어디서든 실습을 해 볼 수가 있어서 여러 가지 장점이 있다. 예를 들면, 가상현실 용접 훈련 시뮬레이션 시스템은 몰입형 환경에서 철판 모재의 접합을 실제와 같이 수행할 수 있어서 현장 작업자 및 신입 교육 훈련에 널리 쓰이고 있다. 이 때 철판 모재 접합을 사실적으로 표현하는 것이 훈련의 효과를 극대화하기 위해 중요하지만 기존의 기술로는 접합의 효과를 자연스럽게 표현하기에는 한계가 있었다. 본 연구에서는 용접 훈련 시스템을 구축하기 위해 접합 효과를 쉐이더 기반으로 표현하는 방법을 경험 DB와 수학적 모델 기반으로 제시하고자 한다. 본 연구 논문의 결과를 용접 훈련 시스템에 적용하면 철판 모재의 접합 가시화를 사용자에게 정밀도 높게 제공하여 용접 훈련 효과를 보다 향상하는데 도움을 줄 수 있겠다.
최근, 가상현실(VR) 기술을 이용하여 다양한 산업 분야의 훈련 시스템을 제작하여 교육에 널리 활용하고 있다. 가상현실 기반 훈련 시스템은 안전할 뿐만 아니라 재료의 낭비도 없고, 언제 어디서든 실습을 해 볼 수가 있어서 여러 가지 장점이 있다. 예를 들면, 가상현실 용접 훈련 시뮬레이션 시스템은 몰입형 환경에서 철판 모재의 접합을 실제와 같이 수행할 수 있어서 현장 작업자 및 신입 교육 훈련에 널리 쓰이고 있다. 이 때 철판 모재 접합을 사실적으로 표현하는 것이 훈련의 효과를 극대화하기 위해 중요하지만 기존의 기술로는 접합의 효과를 자연스럽게 표현하기에는 한계가 있었다. 본 연구에서는 용접 훈련 시스템을 구축하기 위해 접합 효과를 쉐이더 기반으로 표현하는 방법을 경험 DB와 수학적 모델 기반으로 제시하고자 한다. 본 연구 논문의 결과를 용접 훈련 시스템에 적용하면 철판 모재의 접합 가시화를 사용자에게 정밀도 높게 제공하여 용접 훈련 효과를 보다 향상하는데 도움을 줄 수 있겠다.
In recent years, training systems in various industrial fields have been made using virtual reality (VR) technology and widely used in education. Virtual reality based training system is safe, there is no waste of material, and there are many advantages to be able to practice anytime and anywhere. F...
In recent years, training systems in various industrial fields have been made using virtual reality (VR) technology and widely used in education. Virtual reality based training system is safe, there is no waste of material, and there are many advantages to be able to practice anytime and anywhere. For example, virtual reality welding training simulation system is widely used for field worker because it can perform actual joining of steel plate in immersive environment. At this time, realistic representation of the steel plate joint is important to maximize the effectiveness of the training, but existing techniques have limited the natural expression of the effect. In this study, we propose a method of visualizing joint effect based on shader in order to construct welding training system. The results of this study can be applied to the welding training system to improve the weld training effect to provide the user with high-quality visualization.
In recent years, training systems in various industrial fields have been made using virtual reality (VR) technology and widely used in education. Virtual reality based training system is safe, there is no waste of material, and there are many advantages to be able to practice anytime and anywhere. For example, virtual reality welding training simulation system is widely used for field worker because it can perform actual joining of steel plate in immersive environment. At this time, realistic representation of the steel plate joint is important to maximize the effectiveness of the training, but existing techniques have limited the natural expression of the effect. In this study, we propose a method of visualizing joint effect based on shader in order to construct welding training system. The results of this study can be applied to the welding training system to improve the weld training effect to provide the user with high-quality visualization.
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문제 정의
따라서, 본 연구에서는 이러한 한계를 극복하는 용접 훈련 시뮬레이션을 구축하기 위해 접합 효과를 쉐이더 기반으로 표현하는 방법, 경험 DB와 수학적 모델 기반 사실적인 용접 접합 현상을 표현 하고자 한다. 본 연구 논문을 용접 훈련 시스템에 적용하면 철판 모재 접합 가시화를 사용자에게 정밀도 높게 적용하여 용접 훈련 효과를 보다 향상 하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.
최근에는 훈련 시스템을 가상현실 기술을 통해 구축하여 언제 어디서나 안전한 교육을 수행할 수 있고, 재료의 낭비를 최소화하는데 도움을 제공하고 있다. 본 논문 에서는 가상현실 기술을 적용한 용접 훈련 시뮬레이션 시스템에서 쉐이더를 기반으로 사실적인 용접 훈련 결과를 제시하는 기술을 제시하였다. 또한, 모재와 용접봉과의 거리 및 각도, 용접 속도 등을 통한 경험 DB를 기반으로 용접의 결과를 표현하도록 하였다.
제안 방법
본 논문 에서는 가상현실 기술을 적용한 용접 훈련 시뮬레이션 시스템에서 쉐이더를 기반으로 사실적인 용접 훈련 결과를 제시하는 기술을 제시하였다. 또한, 모재와 용접봉과의 거리 및 각도, 용접 속도 등을 통한 경험 DB를 기반으로 용접의 결과를 표현하도록 하였다. 본 연구 결과에 따르면 훈련자가 가상현실 용접을 수행함에 있어 사실적으로 훈련결과를 볼 수 있다는 장점이 있다.
더불어 가상현실 용접 훈련 시뮬레이션 시스템 에서 훈련자에 의해 구현 또는 표현되는 비드 형상은 용접봉과 철판 모재와의 거리 및 각도, 용접 속도 등 3차원 경험 DB를 기반으로 구축되었다 [2]. 여기에 사실적인 용접 표현을 위해 모의 용접 봉과 철판 모재가 접촉할수록 용접봉의 강한 빛에 의한 영향이 있으므로 쉐이더를 사용하여 접합부 표현의 재질 반사, 비드 돌출 정도를 표현하였다.
후속연구
또한, 실제 용접에서 발생하는 용접 열과 스패터에 의해 가시화 결과가 어떻게 달라지는지 분석하여 비교할 필요가 있을 것이다. 그리고, 이러한 본 논문의 결과를 가상현실 용접 훈련 시스템에 적용하여 훈련의 효과를 비교 분석할 필요가 있을 것이다.
추후 연구로는 다양한 조명 조건을 기반으로 모재와 비드를 어떻게 표현이 가능한지를 시뮬레이 션하여야 하고, 모재의 형상을 보다 자세하게 표현할 필요가 있겠다. 또한, 실제 용접에서 발생하는 용접 열과 스패터에 의해 가시화 결과가 어떻게 달라지는지 분석하여 비교할 필요가 있을 것이다. 그리고, 이러한 본 논문의 결과를 가상현실 용접 훈련 시스템에 적용하여 훈련의 효과를 비교 분석할 필요가 있을 것이다.
따라서, 본 연구에서는 이러한 한계를 극복하는 용접 훈련 시뮬레이션을 구축하기 위해 접합 효과를 쉐이더 기반으로 표현하는 방법, 경험 DB와 수학적 모델 기반 사실적인 용접 접합 현상을 표현 하고자 한다. 본 연구 논문을 용접 훈련 시스템에 적용하면 철판 모재 접합 가시화를 사용자에게 정밀도 높게 적용하여 용접 훈련 효과를 보다 향상 하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.
본 연구 결과에 따르면 훈련자가 가상현실 용접을 수행함에 있어 사실적으로 훈련결과를 볼 수 있다는 장점이 있다. 즉, 본 연구 논문의 결과를 용접 훈련 시스템에 적용하면 철판 모재의 접합 가시화를 사용자에게 정밀도 높게 제공하여 용접 훈련 효과를 보다 향상하는데 도움을 줄 수 있겠다.
추후 연구로는 다양한 조명 조건을 기반으로 모재와 비드를 어떻게 표현이 가능한지를 시뮬레이 션하여야 하고, 모재의 형상을 보다 자세하게 표현할 필요가 있겠다. 또한, 실제 용접에서 발생하는 용접 열과 스패터에 의해 가시화 결과가 어떻게 달라지는지 분석하여 비교할 필요가 있을 것이다.
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