초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
￭ 최종 목표
거대 미디어 월과 cave를 위한 통합 솔루션 구축
오늘날 공적 공간, 박물관, 기념관 등의 전시장들은 기존의 내용전달 중심의 전시에서 실감형 전시기술을 활용한 체험중심으로 전시의 페러다임이 이동하고 있음. 프로젝션 기반의 가상현실 설비를 일컫는 CAVE VR은 산업용 VR 시장에서 디지털트윈, 건축, 군사, 의료 등 다양한 영역에서 크게 활용도가 높아지고 있음.
상호작용이 가능한 환경에서 다수의 프로젝터로 거대 미디어월을 구성하는 기술은 이 두 서비스에서 핵심기술인데

□ 연구개발 목표 및 내용
￭ 최종 목표
거대 미디어 월과 cave를 위한 통합 솔루션 구축
오늘날 공적 공간, 박물관, 기념관 등의 전시장들은 기존의 내용전달 중심의 전시에서 실감형 전시기술을 활용한 체험중심으로 전시의 페러다임이 이동하고 있음. 프로젝션 기반의 가상현실 설비를 일컫는 CAVE VR은 산업용 VR 시장에서 디지털트윈, 건축, 군사, 의료 등 다양한 영역에서 크게 활용도가 높아지고 있음.
상호작용이 가능한 환경에서 다수의 프로젝터로 거대 미디어월을 구성하는 기술은 이 두 서비스에서 핵심기술인데 국내에서는 이를 솔루션화 하여 사업화하는 서비스는 없기 때문에 대부분 외산에 의존하고 있는 현실임.
미디어 월 기반 전시들이 다양한 실험들을 통해서 산업의 지속적인 성장동력을 찾고 아직 초기 단계에 있는 산업용 가상현실 시장이 활성화 되기 위해서는 국내 기업에 의한 기업, 개인이 활용 할 수 있는 프로젝션기반 실감형 전시 솔루션이 필요함.
기존 외산 전시 업체들은 대다수의 경우에 고가의 QUADRO GPU를 활용한 미디어 서버를 통해 솔루션을 공급하고 있는데 일반적인 CAVE와 중소규모의 전시 프로젝트의 경우 QUADRO GPU의 핵심 기능인 다중 컴퓨터간 네트워크나 와핑이나 S3D와 같은 기능을 필요로 하지 않는데 이러한 경우 단일 컴퓨터로 16대의 프로젝터를 통해 영상을 구성하는 SCM 방식이 더욱 합리적임. 따라서 본 지원사업을 통해 기존 MCM 방식과 SCM방식을 처리하는 미디어 서버 기반 솔루션을 개발 하고자 함.

6DOF 엠비소닉스 사운드를 통한 전시 솔루션 구축
기존 프로젝션형 실감형 전시 시스템은 다인체험 형태로 구현 되었을 때 몰입요소가 부족한 한계를 갖고 있음. 또한 미디어 월 기반 전시에 있어서도 관객들의 움직임으로부터 시각적 요소들에 의한 상호작용이 구현될 때 소리에 의한 상호작용은 전무하기에 시각정보와 동기화되는 엠비소닉스 사운드 시스템 구축은 프로젝션 기반 전시 콘텐츠가 보다 높은 몰입성을 구현하기 위해 필요한 요소라 볼수 있음.
본 지원 사업을 통해 거대 미디어 전시장 환경에서 활용할수 있는 미들웨어 기반 엠비소닉스 솔루션을 연구, 개발하고자 함.

￭ 연구 내용
1. 멀티 컴퓨터 기반 미디어 서버 구축 (MCM, Multi Computer Media)
QUADRO GPU 하드웨어에 접근하여 로우-레벨상의 개발을 수행하고 이를 통해 미디어 서버를 사용한 마스터-클러스터 시스템을 구성하는 것이 본 연구의 주요내용임.
- 마스터 및 클라이언트 컴퓨터에 대한 다중 클러스터링 노드 구성
- 클라이언트 미디어 서버의 수에 따른 시스템 최적화. 마스터 컴퓨터가 무제한 수의 클라이언트를 수용하기 위해 호환성 및 구성에 관한 연구 수행
- MCM (Multi-Computer-Media) 서버 네트워크를 통해 각 컴퓨터에 연결 된 gpu에 구현할 영상부위를 할당하고 실시간으로 이를 추적하는 configuration 요소 개발
- MCM 네트워크의 NVIDIA Mosaic : c++ 로우 레벨 코딩을 통해 quadro gpu에서 warping 과 blending 요소를 개발함. 이를 위해 NVIDIA Mosaic 와 NVAPI 방법론을 사용함. 기존 방식은 ue4->플러그인->매핑소프트웨어 과정을 거치면서 시간과 리소스의 소비가 발생하였는데 본 연구를 통해 최적의 디스플레이 워크플로우를 개발함
- MCM 네트워크에 의한 시스템 동기화 요소 개발 : FrameLock과 GenLock에 대한 프로그래밍 요소를 연구하여 MCM 네트워크를 구축함.

2. 단일 컴퓨터 기반 (SMS Single Media Server) 미디어 서버 솔루션 개발
SLI 연결이 가능한 일반 NVIDIA GPU를 사용하여 고품질 그래픽으로 최대 16 개의 디스플레이를 지원할 수 있는 SMS (단일 미디어 서버) 솔루션을 개발함.
SMS 서버 시스템의 시스템 구성은 MCM 서버 시스템에서의 구성과 다르며 요구되는 연구 내용도 다름. MCM과는 다른 SMS 환경에서 쓸 수 있는 프로젝터들 간의 엣지블렌딩 및 프로젝션 매핑 기능 요소를 개발함. 렌더링 된 영상&상호작용 데이터를 출력 장치에 직접 매핑하기 위한 UE4 전용 커스텀 소프트웨어 솔루션 개발. 이를 통해서 지연 시간을 줄이고 계산에 필요한 전력을 줄여 전반적인 품질 경험을 위해 더 높은 fps 카운트를 제공

3. . 미디어 월 전시환경을 위한 Ambisonics 사운드 시스템 구축
거대 미디어월 전시 환경에서 센서에 의한 상호작용 정보를 실시간으로 적용하여 CAVE와 미디어 전시내용에 대한 6DOF 엠비소닉스 사운드를 구현하는 미들웨어 기반 시스템을 개발함. 다수의 안드로이드 기반 미들웨어 장비를 구축하고 이에 블루투스로 헤드폰에 쌍으로 연결하는 구조임.
- UE4 애플리케이션의 인스턴스를 지원할 수 있는 미들웨어, raspberry pi4 및 운영 체제에 대한 연구를 진행함.
- MCM / SMS 네트워크에 미들웨어 장치 연결 방식 연구
- 미들웨어 – ue4 시스템에서 지원할수　있는 최대 미들웨어 장치 수에 대한 연구를 진행함.

4. 집단체험형 전시 수행을 위한 IR ACTIVE 마커 연구 및 개발
집단체험 전시장 환경에서는 동시체험 사용자들의 수가 많아질수록 유저에 의해 다른유저의 IR마커가 가려지는 오클루션이 발생하는 빈도가 많아짐. 한 방향으로부터 마커가 가려지더라도 센싱의 오류가 발생하지 않는 시스템 구축을 위한 활성 IR마커의 구현, 제작 방식의 연구가 필요함. 본 연구의 결과물로서 안경 형태의 IR ACTIVE 마커를 제작하여 전시에 활용.

□ 연구개발성과
미디어월 국제 규격 MPCDI를 충족시키는 미디어월 솔루션 / THE GATE 1.0 개발

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
업계최고 수준의 고 해상도 미디어월 구축 가능
해외 솔루션 대비 40% 가격으로 미디어월 구축가능

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 1-2. 기술개발 차별성 ... 7
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 9
• 1. 멀티 컴퓨터 미디어 서버 를 사용한 게임엔진 콘텐츠 구현 방식 연구 ... 9
• 2. MCM 네트워크의 NVIDIA Mosaic 연구 ... 9
• 3. 클러스터 노드 요소 개발 ... 13
• 4. MCM 네트워크를 통한 렌더링 정보 공유 방식 개발 ... 16
• 5. 프로젝션 디스플레이의 calibration 기능 요소 개발 ... 16
• 6. MCM 네트워크에 의한 시스템 동기화 요소 개발 ... 18
• 7. MCM, SMS를위한 GUI 프로그래밍 ... 18
• 8. MCM / SMS 네트워크에 미들웨어 장치 연결 방식 연구 ... 20
• 8. 미디어 월 전시환경을 위한 Ambisonics 사운드 시스템 구축 ... 21
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 25
• 1) 연구수행 결과 ... 25
• 2) 목표 달성 수준 ... 34
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 35
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 35
• 2) 자체 보완활동 ... 35
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 35
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 36
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 36
• 별첨 자료 ... 37
• 끝페이지 ... 38