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효준 경
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1 Vol.6, No.12, December (2016), pp 가상현실소프트웨어의품질평가모델 손영성김효정박진영최승주최재현김종배박제원 요약 및하드웨어기술이발전함에따라가상현실이새로운소프트웨어플랫폼으로주목받고있다가상현실은컴퓨터등을사용해인공적인기술로만들어낸실제와유사하나실제가아닌어떤특정환환경이나상황기술자체를의미한다가상현실관련기술은십수년전만하더라도기술한계로군사등일부분야에서제한적으로사용되었다하지만가상현실관련하드웨어가일반인이구매할수있을정도로저렴하게보급되고게임과영화를중심으로가상현실소프트웨어가확충됨에따라다양한분야에서그수요가증가하고있다가상현실소프트웨어에대한수요는급격히증가하고있으나과도기에있는기술인만큼이를체계적으로검증하고평가하는기준에대한연구는아직활발히이루어지지않았다본연구에서는기존소프트웨어품질평가에주로이용되었던국제표준인 ISO/IEC 9126을이용해가상현실소프트웨어대한품질평가모델을제시한다. 핵심어가상현실품질평가모델소프트웨어평가유용성품질평가메트릭 bstract s IT and hardware technologies evolve, Virtual Reality (VR) is attracting attention as a new software platform. Virtual Reality is similar to the reality created by artificial technology using computers, but it Received (September 21, 2016), Review Result (October 6, 2016) ccepted (October 13, 2016), Published (December 31, 2016) Copyright 2016 HSST 503

2 refers to any specific environment, situation, or technology that is not actual. Generally speaking, virtual reality refers to a technique that enables users to experience spatial and temporal experiences in close proximity to reality by acting directly on the user's five senses beyond simply implementing a virtual space. Virtual reality technology has been used in a limited number of fields, such as military, due to technical limitations even ten years ago. However, the demand for virtual reality related hardware has been increasing at a low price that can be purchased by the general public. In this paper, we propose a new methodology for evaluating the quality of virtual reality software (ISO / IEC), ISO / IEC 9126 is used to propose a quality evaluation model for virtual reality software. Keywords: Virtual Reality, ISO/IEC 9126, evaluation model, usability, HMD 서론 가상현실 은어떤특정한환경이나상황을컴퓨터로만들어서그것을사용하는사람이마치 실제주변상황환경에있는것처럼보이게해주는기술이다가상현실기술은 년대부터군사 및훈련용시뮬레이터개발에이용되어왔다최근컴퓨팅및디스플레이기술이발전하고스마트 폰과웨어러블디바이스시장이성장하면서저렴한비용으로가상현실구현에필요한고품질의부 품확보가현실화되고있다그에따라일반적인소비자들도구매가능한비교적저렴한가격의 가상현실디바이스가등장하고있는추세이다 군사훈련소방구조훈련등에사용됐던가상 현실은기술의발달로대중적으로확산되면서게임과오락에사용된데이어앞으로는의료나교 육트레이닝등다양한분야로확대적용될것으로보이고있다 미국지상조사업체트렌드포스는지난해말발표한보고서에서올해글로벌가상현실시장규 모가 억달러에이르고오는 년에는 억달러로올해보다 배이상성장할것으로내다 봤다 이러한추세에힘입어삼성전자애플과같은글로벌 기업들은물론스타트업들까지 가상현실디바이스를출시하고있다가상현실관련하드웨어가급성장함에따라가상현실관련 소프트웨어또한영상과게임분야를중심으로폭발적으로증가하는추세다 본논문에서는가상현실소프트웨어의품질을평가하기위해품질평가모델을제시하고자한 다품질평가모델을제시하기위해가상현실소프트웨어의특징을도출하고 평가 기준과연관성을고려해품질평가를위한품질특성을제시한다 은소프트웨어품질 을측정하기위해국제표준으로개의주특성과 개의부특성을정의하고정량적인평가를위 한사용자메트릭을정의하고있다이를활용해가상현실소프트웨어품질평가를위한모델에 필요한요소가무엇인지알아보고자한다 504 Copyright 2016 HSST

3 Vol.6, No.12, December (2016) 관련연구 가상현실소프트웨어및장치 에관한연구 현재대부분의가상현실소프트웨어는헤드마운티드디스플레이장치를기반으로한다헤드마운티드디스플레이는머리에장착하는디스플레이장치로가상현실소프트웨어에는주로눈전체를감싸는형태로이용된다눈전체를감싸는디스플레이라는특성때문에헤드마운티드디스플레이는다른디스플레이에비해크게가지이점을가지게된다첫째는몰입감인데넓은시야각과입체감으로인해현장감이매우증대되는특징을가진다둘째는공간성으로동일한몰입감이나시야각을제공하기위해대형디스플레이가차지하는공간을경제적으로활용할수있는이점을제공한다마지막은헤드트래킹이다헤드마운티드디스플레이에부착된각종센서가머리회전을인식하기때문에게임과같은분야에서시점조정을매우직관적으로제어할수있다는장점이있다과도기에있는기술인만큼현재이를지원하는가상현실소프트웨어는여러가지문제점을가지고있다대표적인문제로는사용자의시점이동에따라화면전환이부드럽게이루어지지않는지연시간의문제낮은해상도로인한멀미고해상도영상처리를위해발생하는심각한발열과전력소모등의문제점등이있다컴퓨터용그래픽처리장치와멀티미디어장치를개발제조하는엔비디아사는이러한문제점등을극복하고자소프트웨어개발키트인웍스를내놓았지만이러한문제점들을근본적으로해결하지는못했다는평이지배적이다특히기기들이공통적으로가지고있는지연시간의문제점은소프트웨어품질향상을통해극복할수밖에없는문제다따라서헤드마운티드디스플레이를활용한가상현실소프트웨어개발은화질과지연시간개선등을통해사용자편의성과몰입감을증대시키는데품질향상의목표가집중되어야할것으로보인다이를통해기기사용자들이가장큰문제점으로지적하는기기사용시멀미나구토증세등이완화될것으로기대된다 은소프트웨어품질의특성과품질평가의메트릭을정의한국제표준으로사용자와개발자관점에서본소프트웨어의품질특성에대해설명하고있다이표준에서는소프트웨어의품질을측정하기위해서소프트웨어의품질결정요인과특성을정의하고개발공정에서품질을객관적으로정량화할수있는품질모형을결정한다다음그림은의상위주특성과하위부특성을보여주고있다 Copyright 2016 HSST 505

4 그림 품질평가모델 은등으로구분된다은소프트웨어품질특성과이를위한메트릭이주된내용이다는소프트웨어가사용될때의외부적성질을표현하고실행가능한소프트웨어시험및운영으로이를측정한다은설계및코드와관련된소프트웨어내부속성을측정하며설계및코딩이진행중인소프트웨어제품에적용한다본논문에서는을사용해품질평가모델을메트릭으로측정해보고자한다의품질평가절차는품질요구정의단계평가준비단계평가단계등으로나뉜다품질요구정의단계에서는품질특성및이용가능한하부특성들을사용하여품질요구사항을규정한다이는소프트웨어또는시스템개발이전에반드시정의되어야하는것이다평가준비단계에서는품질요구사항을측정할수있는정량적으로표현가능한메트릭을준비하는단계다소프트웨어제품의성질뿐만아니라환경과의상호작용에대한메트릭도함께준비한다메트릭을사용하여측정된값이어느등급에속하는지에대한기준을설정하고최종적판정기준까지사전에정의하는단계라고할수있다마지막평가단계는실제로측정하고등급을부여하며수용또는기각등의판정을내리는단계다선정된메트릭을소프트웨어제품에적용하며등급부여는측정된값이속하는범위를파악하고등급기준을결정하게된다 506 Copyright 2016 HSST

5 Vol.6, No.12, December (2016) 그림 사용자및개발자관점과고객체감의관계 가상현실소프트웨어품질평가메트릭 품질평가모델 본장에서는을기반으로헤드마운티드디스플레이장치를활용한가상현실소프트웨어의품질특성요인을도출하고이에대한메트릭을정의하고자한다가상현실소프트웨어에적용되는주품질특성으로는기능성신뢰성사용성효율성유지보수성등이있다기능성과신뢰성효율성은사용자가느끼는소프트웨어품질에직접적인영향을미치며사용성과유지보수성은사용자편의성과관련된특성이다이주특성들과가상현실소프트웨어특징을고려해품질속성을도출하고이를위한메트릭을그림와같이제시한다 표 기능적합성평가메트릭 메트릭세부항목계산식값범위 상호운용성데이터교환실패수 1 - / B 0 ~ 1 B 데이터교환요청수오류로인한시스템 결함허용성고장횟수 1 - / B 0 ~ 1 B 오류발생횟수기기가성공적으로 운영성실행된횟수 1 - / B 0 ~ 1 원하는기능사용을 B 위해실행된횟수 Copyright 2016 HSST 507

6 시간반응성 변경성 B B 기능사용을위해기다린시간기능사용을위해 1 - / B 0 ~ 1 소모한전체시간변경을통한해결 시간 - 문제발견시간 1 - / B 0 ~ 1 문제발견수 가상현실소프트웨어통합메트릭 본논문에서정의된품질속성을기준으로가상현실소프트웨어통합메트릭을라지칭하여각속성값의합으로품질을수치화한다합의결과가높을수록좋은품질이다 적용을위한시나리오명세 앞서정의한가상현실소프트웨어의품질평가메트릭을특정시나리오에적용하여품질모델의순위를매긴다 표 시나리오 서비스및환경 조건및환경 [ 시나리오 1] 주변기기와의연동 시나리오 본논문에서는가상현실소프트웨어의품질평가를위한시나리오명세를임의로작성한다. 경주시에서는관광명소홍보및지역발전을위해박물관에서접근제한하는곳에서도실내를들여다볼수있도록유적지체험가상현실서비스를구축하고자한다. 담당자는 G 사, S 사, 사의가상현실디바이스를후보로두고테스트를진행한다. 경주시앱을다운받아스마트폰과가상현실디바이스를연동하여영상을재생시켜본다. 화면이바로뜨기까지 G는 5초가걸렸고 S는 7초 는 4초가걸렸다. 각각 3번씩다시시도하였고모두접속에성공하였고각각 30 초동안사용하였다. 508 Copyright 2016 HSST

7 [ 시나리오 2] 움직임테스트 [ 시나리오 3] 유적지탐방 시나리오기반의품질평가 Vol.6, No.12, December (2016) 고글형태의가상기기디바이스를착용후영상재생하여움직임을테스트해본다. 고개를상하좌우로움직이면서영상노이즈현상이없는지살펴본다. 3사모두상하좌우로 10번씩실행하였고 G는 3번의노이즈가 S는 4번의노이즈가 는 2 번의노이즈가발생하였다. 가상현실디바이스를착용후유적지탐방을시작한다. 출입이불가능한곳을가상현실영상을통해마치유적지안에있는것처럼느껴지는화면이눈앞에펼쳐진다. 조금씩이동하면서이동거리와머리의움직임에따라실시간으로영상처리를위한데이터교환이발생한다. G는총 150번의데이터교환중 2번의데이터교환실패가있 었으며 3 초의로딩바후에다시재생되었다. S는 129번의데이터교환중 4번의데이터교환실패가있 었으며약 2 초후다시재생되었다. 는 142번의데이터교환중 8번의데이터교환실패가있었으며 3 초후다시재생되었다. 시나리오에대한매트릭적용 상호운용성의경우시나리오의데이터교환과관련된변수값들은사는데이터교환시도 회교환실패회이므로그값은 이다사는데이터교환시도 회교환실패회이므 로상호운용성값은 이다 사는데이터교환시도 회교환실패회이므로상호운용성은 이다 결함허용성의경우사사 사모두시나리오에서네트워크접속이성공하였으므로값은 이다운영성의경우사사 사모두유적지를보고자하는기능에대해모두성공했으므 로값은 이다시간반응성의경우사사 사모두 초동안사용하였고사의대기시간 은초이므로 의값을가진다사는대기시간이초이므로 의값을가진다 사는 초이므로 의값을가진다변경성의경우사는번의노이즈와초의버퍼링이소요되었으 며사는번의노이즈와초의버퍼링이소요되었다 사는번의노이즈와초의버퍼링이소요 되었으므로그값은사 사는 사는 의값을가진다 Copyright 2016 HSST 509

8 시나리오에대한통합메트릭 적용 모든메트릭의값을합한의경우사는사는사는의값을가진다따라서가장높은의값을가지는가상현실기기는사제품이다이를통해소프트웨어완성도및사용자만족도가가장높은가상현실기기는사제품이라는것을유추할수있다또한향후개발과정에서각제품의특성및강점약점을메트릭을통해파악할수있어제품문제진단과이를위한개선이한층체계적으로이뤄질수있을것이다 결론 본논문에서는의료교육문화등여러사업분야에서최근급속도로발전하고있는가상현실소프트웨어에대한품질평가모델을제시하였다국제품질평가표준인에근거하여가상현실의대표적인주특성및부특성개를도출하고각각에대한메트릭을정의하고사례연구를통한평가결과를제시하였다각기업에서많은투자를하고있고개발단계에있지만정확한품질평가모델이부족하다본논문에서제안한를사용하여가상현실소프트웨어의품질을비교적정확하게평가할수있을것으로기대한다 References [1] Wareable, The best VR headsets: The top virtual reality devices to go and buy now, 11.22, 2016, [2] TrendForce Forecasts VR Market Value to Hit US$70 Billion in 2020 as Innovative pps Enrich This Industry, Trendforce, 12.04, 2015 [3] Eui Chul Lee and Kang Ryoung Park, " Study on Manipulating Method of 3D Game in HMD Environment by using Eye Tracking", The Institute of Electronics Engineers of Korea - Signal Processing, (2008) March; Seoul, Korea [4] Hong Sub Lee, and Wee Joon Park, " Study on Method to Manipulate to lleviate the Simulation Sickness of 3D HMD", Korean Society For Computer Game (2014), Vol 27, pp [5] PC GMER, "MD LiquidVR vs. Nvidia VRWorks, the SDK Wars", 04.02, 2016, [6] Jim Thacker, "The Foundry reveals the five key problems of VR", CG channel, 04.20, 2015, [7] Paul james, "Serious Simulations Claim Their Zero Frame Latency Tech Can Make VR Headsets Wireless", Road to VR, 03.18, 2016, Copyright 2016 HSST

9 Vol.6, No.12, December (2016) latency-tech-can-make-vr-headsets-wireless/ [8] Hye-Jung Jung, " Testing Metrics ccording to Software Functionality Testcase, Korea Multimedia Society" (2010), Vol 13, pp [9] Hye-Jung Jung, " Study on the Standard of Software Quality Testing", CIS, 2006,5. [10] Youngsung Son, Hyojeong Kim, Jin-young Park, Seung Joo Choi, Jaehyun Choi, Jongbae Kim, Jaewon Park, " Quality Evaluation Model for Virtual Reality", Convergence Research Letter, Vol.2, No.2, pril (2016), pp Copyright 2016 HSST 511

<353420B1C7B9CCB6F52DC1F5B0ADC7F6BDC7C0BB20C0CCBFEBC7D120BEC6B5BFB1B3C0B0C7C1B7CEB1D7B7A52E687770>

<353420B1C7B9CCB6F52DC1F5B0ADC7F6BDC7C0BB20C0CCBFEBC7D120BEC6B5BFB1B3C0B0C7C1B7CEB1D7B7A52E687770> Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 13, No. 2 pp. 866-871, 2012 http://dx.doi.org/10.5762/kais.2012.13.2.866 증강현실을 이용한 아동교육프로그램 모델제안 권미란 1*, 김정일 2 1 나사렛대학교 아동학과, 2 한세대학교 e-비즈니스학과