초록 ▼

1. 최종목표
증강현실 기반의 상호작용 스토리텔링 콘텐츠를 개발하기 위한 엔진과 저작도구를 연구 개발하는 것을 목표인 과제이다. 핵심기술인 비가시적 마커 알고리즘, 상호작용 스토리텔링 저작기능 그리고 증강현실 처리 엔진을 개발하는 것이 이 과제의 목표이다.
2. 개발내용 및 결과
- AR기반의 상호작용 스토리텔링 시스템을 위한 엔진 및 저작도구 개발
- 실시간 객체 인식기반 특징추출 및 추적 알고리즘 연구 개발
- 비가시적 마커 알고리즘 연구 개발
AR기반의 상호작용 스토리텔링 시스템을 위한 엔진 및

1. 최종목표
증강현실 기반의 상호작용 스토리텔링 콘텐츠를 개발하기 위한 엔진과 저작도구를 연구 개발하는 것을 목표인 과제이다. 핵심기술인 비가시적 마커 알고리즘, 상호작용 스토리텔링 저작기능 그리고 증강현실 처리 엔진을 개발하는 것이 이 과제의 목표이다.
2. 개발내용 및 결과
- AR기반의 상호작용 스토리텔링 시스템을 위한 엔진 및 저작도구 개발
- 실시간 객체 인식기반 특징추출 및 추적 알고리즘 연구 개발
- 비가시적 마커 알고리즘 연구 개발
AR기반의 상호작용 스토리텔링 시스템을 위한 엔진 및 저작도구는 콘텐츠의 페이지 추가, 배경 이미지 등록, 마커 등록, 씬 추가, 모델 등록, 이벤트 추가 및 등록 등의 기능 등이 제공되도록 개발되었다. 실시간 객체 인식기반 특징추출 및 추적 알고리즘은 SURF 기반의 알고리즘과 추적알고리즘을 사용하여, 속도 개선을 위해 멀티쓰레드로 개발하였다. 비가시적 마커 알고리즘은 마커를 활용하지 않고, 이미지 속에 숨겨 활용하는 방안을 연구개발 하였으나, 질적인 측면에서 보강되어야 할 연구가 더 필요하다.
3. 사업성과
○ 기술적 성과 : 프로그래밍 툴 없이도 콘텐츠를 수정, 제작할 수 있으며 VRML 파일을 조작함으로써 3D MAX 없이도 간단한 3D 모델 수정이 가능한 AR저작도구 및 엔진을 개발하였다. 증강현실 콘텐츠를 개발하기 위해서 기존에는 증강현실 콘텐츠 통합 툴이 없었으나 증강현실 콘텐츠 제작만을 위한 저작 툴을 개발함으로 콘텐츠 개발 시간을 단축시킬 수 있을 것으로 예상된다.
콘텐츠를 제작하는 초기단계에서 상호작용을 고려해서 기획할 수 있으며 콘텐츠를 통합하는 단계에서 상호작용 을 action 추가해서 상호작용이 가능한 증강현실 콘텐츠를 제작할 수 있도록 하였다. 증강현실에 필요한 모든 요소들을 통합 저작 툴에서 관리하고 각 파트별로 나누어서 관리함으로써 수정이나 모델의 교체 등을 쉽게 할 수 있도록 저작 툴을 구성해 개발했다.
○ 경제적 성과 : 금번 프로젝트로 인해 증강현실 콘텐츠를 개발하기 위한 기반 기술인 증강현실 엔진, 비인식 마커, 3D 디스플레이 기술 등을 확보함으로써 다양한 콘텐츠를 개발할 수 있게 되었다. 기반 기술을 확보함으로써 개발의 초기 비용을 줄일 수 있을 것으로 예상된다. 증강현실 콘텐츠를 개발하기 위한 통합 저작 툴을 개발함으로써 전체 개발 일정을 줄일 수 있고 그로 인해 전체 개발비를 줄일 수 있을 것으로 예상된다. 통합 저작 툴을 사용함으로 종합적으로 콘텐츠를 관리할 수 있으므로 수정 등에 대한 비용 및 시간을 줄일 수 있고 상호작용이 적용된 증강현실은 기존에 존재하지 않기 때문에 독특하고 다양한 증강현실 콘텐츠를 개발할 수 있을 것으로 예상된다.
○ 사회적 성과 : AR기반의 상호작용 스토리텔링 시스템을 위한 엔진 및 저작도구, 실시간 객체 인식기반 특징추출 및 추적 알고리즘, 비가시적 마커 알고리즘 관련 핵심 기술 인력 양성을 하였고, 향후에도 이와 관련된 전문인력 양성에 이바지할 것으로 예상된다.
4. 기술개발결과 활용계획
개발한 증강현실 엔진의 모바일 버전을 개발 중에 있으며 모바일 증강현실 관광정보 서비스 구축을 위한 기획 작업 중에 있으며 차기 프로젝트로는 CAD 관련 증강현실을 개발하려고 계획 중이다. 현재 상용화되어 있는 CAD의 대부분이 VRML 포맷의 파일을 Export 시킬 수 있으므로 개발된 VRML 증강현실 엔진과 통합하여 태블릿 PC 기반의 VRML CAD 솔루션을 개발하고자 기획 및 사업 공모를 진행 중이다. 본 프로젝트로 개발된 증강현실 관련 엔진과 저작툴, 기술 등으로 인해 증강현실 제품의 상업화가 가능하고 조만간 관련 제품으로 출시할 수 있을 것으로 예상된다.

목차 Contents

• 사업비 사용실적 보고서 ...1
• 개발결과의견서 ...4
• 최종보고요약서(초록) ...6
• 목차 ...8
• 제1장 서론 ...11
• 1.1 연구 필요성 ...11
• 1.2 연구 목표 ...11
• 1.3 연구 내용 ...12
• 제2장 과제개발 내용 및 방법 ...13
• 2.1 증강현실 기반의 상호작용 스토리텔링 시스템을 위한 엔진 및 저작도구 개발 ...13
• 2.1.1 개요 ...13
• 가. 엔진 및 저작도구 ...13
• 나. 개발 환경 ...15
• 2.1.2 증강현실 엔진 ...15
• 가. 엔진 설계 및 구조 ...15
• 나. 그래픽 라이브러리 ...16
• 2.1.3 저작도구 ...17
• 가. 저작도구 설계 및 구조 ...17
• 나. 저작도구의 UI구성 ...17
• 2.1.4 시스템 구현 ...21
• 가. 저작도구 단계별 구현 ...21
• 나. 실행결과 ...27
• 2.1.5 성능평가 ...27
• 2.2 실시간 객체 인식기반 특징추출 및 추적 알고리즘 연구 개발 ...28
• 2.2.1 개요 ...28
• 2.2.2 관련연구 ...28
• 가. 특징추출을 위한 SIFT & SURF 알고리즘 ...28
• 나. 영상에서 특징 점을 추적하는 optical flow 알고리즘 ...32
• 다. 영상에서 객체의 변환행렬을 구하는Homography 알고리즘 ...34
• 라. 영상에서 참조 객체 변환으로 3차원 카메라 변환행렬을 구하는 알고리즘 ...36
• 2.2.3 시스템 구현 ...38
• 가. 멀티스레드(Multi-thread)를 이용한 시스템 속도 개선 방법 ...38
• 나. Homography를 이용하여 SURF의 결과를 교정 ...39
• 다. 여러 페이지 증강현실 시스템 설계 방안 ...42
• 2.2.4 성능 평가 ...44
• 가. 싱글 스레드(single-thread)와 멀티 스레드(multi-thread) ...44
• 나. 파인더 스레드(finder thread) 테스트 ...45
• 2.2.5 참고문헌 ...45
• 2.3 비가시적 마커 알고리즘 연구 ...47
• 2.3.1 개요 ...47
• 2.3.2 관련연구 ...47
• 가. QR 코드에 대한 연구 ...47
• 나. 공간-도메인 비가시적 마커 연구 ...48
• 다. 빈도-도메인 비가시적 마커 연구 ...49
• 라. 웹캠기반 비가시적 마커에 대한 연구 ...49
• 2.3.3 웹캠기반 비가시적 마커의 인코딩과 디코딩에 대한 연구 ...51
• 가. 비가시적 마커의 시스템 설계 ...51
• 나. 비가시적 마커의 인코딩 방법 ...51
• 다. 웹캠기반 비가시적 마커의 디코딩 방법 ...53
• 2.3.4 성능평가 및 테스트 ...55
• 가. 모니터 상에서의 테스트 ...55
• 나. 프린트한 종이에서의 테스트 ...56
• 2.3.5 문제와 결론 ...57
• 2.3.6 참고문헌 ...58
• 제3장 사업성과 ...60
• 3.1 기술적 성과 ...60
• 3.2 경제적 성과 ...60
• 3.3 산업적 성과 ...60
• 제4장 결론 ...62