Ÿ Ÿ Ÿ 어지러움방지 VR 카드보드효과실험 Ÿ 일반카드보드 (%) 어지러움 완화 카드보드 (%) 60 Ÿ 강 중 약 어지럽지 않음 Ÿ 연구성과 연구과정및결과 Ÿ Ÿ Ÿ 주요어

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정근 낭
5 years ago
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1 STEAM R&E 연구결과보고서 (VR( 가상현실 ) 상황에서의멀미유발원인분석및해결방법탐구 : 멀미방지 VR 카드보드개발 ) 서울고등학교 과제명 연구목표 연구개요및내용 < 연구결과요약서 > Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ

2 Ÿ Ÿ Ÿ 어지러움방지 VR 카드보드효과실험 Ÿ 일반카드보드 (%) 어지러움 완화 카드보드 (%) 60 Ÿ 강 중 약 어지럽지 않음 Ÿ 연구성과 연구과정및결과 Ÿ Ÿ Ÿ 주요어

3 < 연구결과보고서 > 개요 연구목적 VR( 가상현실 ) 상황에서인지적착시로인한어지러움의발생원인을분석한다. 어지러움을완화할수있는 VR 카드보드의구조를제언한다. 연구범위 시각정보를뇌가인지하는원리를분석하고, VR 카드보드로가상현실을체험할때멀미를유발하는원인을탐구한다. 멀미가심한사람의경우눈에서초점거리가멀어지도록카드보드의구조를변형하는것과, 카드보드의구조안에자신의신체상태나, 시선을고정할수있는고정장치를설계해서추가하는방법으로 VR 카드보드를변형하여 1차설문을통해그효과를확인한다. 1차설문을통해가장효과적인방법으로확인된방식을이용해최종어지러움방지 VR 카드보드를제작하고, 어지러움이완화되는지확인하기위한영상을직접제작하여, 2차설문을통해그효과를한번더확인하고제품으로개발한다. 연구수행내용 이론적배경및선행연구 멀미와어지러움을호소하는 Virtual Reality (VR: 가상현실 ) 사용자들 Ÿ 많은사람들이첨단기술인 VR(Virtual Reality) 에관심을갖고체험해보기를원하는상황에서, 가상현실콘텐츠를장시간이용할때멀미를느끼거나어지러움을일으키는사용자가적지않아보급및확산에어려움을겪고있다. 이는갈수록커지고있는 VR 산업의발전을저해하는가장큰문제요소다. Virtual Reality (VR: 가상현실 ) 사용자들의멀미와어지러움완화연구부재 Ÿ 자료검색을해보니멀미와어지러움유발원인에대한의견인지적착시, 감각기관간의정보갈등, 자세불안정이론등이있었다. Ÿ 유력한이유는컴퓨터로구현한 3D 는사실실제물체와같이입체적인형태가아니라단지 2D 화면에음영과공간감을계산하여변형한선과점으로그린 2차원의이미지일 뿐이다. 눈으로보는실제위치는 2D 의화면에고정되어있으나, 그화면에서전개되는이미지가 3D 로착각하도록 3차원입체의모양을모사하여그려졌기때문에뇌에혼란이생긴다는것이었다. Ÿ 세계적으로 VR이확대되는시점에서사용자들의멀미완화와관련된연구는반드시필요한시점이다. 연구주제의구체화를위한주요선행연구분석논문한계점 한경훈, 박창훈, 김응석, 김대근, 우성호, & 김현택. (2011). 뇌기반 3D 가상환경멀미경감솔루션개발정지좌표계 (rest frame) 는가상환경속에서멀미를줄이는효과가있다. 그러나 3D 가상환경에서속에서정지좌표계의구현방법과좌표의형태에따라가상환경에서의몰입감, 현 1 실감, 멀미경감효과에영향을준다. 따라서 3D 가상환경의몰입감과현실감을낮추지않고멀미를최소화하는최적화된정지좌표계의형태와구현가능한변수를찾는것은매우중요하다. 이연구는시각적으로사이버멀미를유발하는 3D 가상환경을직접개발하고최종적으로사각터널형태의 3D 정지좌표계를개발하여적용하였다. 김윤정. (2016). VR 콘텐츠의멀미유발요인감소를위한연출법연구. 사이버멀미의원인은시각과전정감각의괴리로발생한다는것이현재널리인정되는이론이다. VR 영상에서멀미감을줄이면서실재감을구현하기위해기술적이고공학적인요소나인지적심리적요소들이필요하기때문에영상개발시휴먼팩터를고려하면서통합적인제작할필요가있다. 보 3 는사람의시점에서비슷한앵글로유지되면서주된상황이연출되도록하여사용자의불편함을최소화하고편안하게시청할수있도록하여야한다. 두번째로는시각적으로입체화면을구현해내는것처럼사운드역시바이너럴사운드를사용하여시각적인연출에더하여체험형공간을창출해낼수있다. 마지막으로는 3인칭시점에서효과적인공간활용을제안함으로써 VR 영상만이가질수있는특징적인연출법을살펴보았다. 실제로이렇게정지좌표계를유지하면서촬영하는것은불가능하거나, 새롭게설계된장비가필요하거나, 촬영하기전각을맞추는사전작업이많이필요하다고한다. 가장문제인것은현실감이떨어지는요인이된다고설명한다. 이러한요소를고려하여촬영하려고하면, 보는사람이앉아있듯, 촬영하는사람도앉아서촬영을해야한다. 그러면 VR이가지는현장감이떨어지고, 좋은작품이될수없다고진승현대표는말했다. 또 VR 영상별로체험형공간을구성하는것은개발비용이너무많이든다.

VR 과멀미관련학술연구 Ÿ 사이버멀미가발생하는원인을설명하는여러이론중에서 감각갈등이론 (Sensory Conflict) 과자세불안정성이론 (Postural Instability) 이사용되고있으며많은연구를통해검증되고있다. 감각갈등이론은사이버멀미에영향을끼치는두가지요인을시각과전정감각이라고가정하고.

4 VR 과멀미관련학술연구 Ÿ 사이버멀미가발생하는원인을설명하는여러이론중에서 감각갈등이론 (Sensory Conflict) 과자세불안정성이론 (Postural Instability) 이사용되고있으며많은연구를통해검증되고있다. 감각갈등이론은사이버멀미에영향을끼치는두가지요인을시각과전정감각이라고가정하고. 이두감각이전달하는감각정보가이전경험과다른경험을할때감각갈등이발생되며이러한원인으로사이버멀미가발생할수있다고설명한다. 즉가상현실콘텐츠경험시사용자의시각은가상현실속에서움직이는시각적정보를받지만실제사용자의몸은현실세계에정지된상태이기때문에이러한두감각이충돌을일으켜멀미가발생하게된다. 자세불안전성이론은동물의기본적인행동에대한목적중하나가스스로안정적인자세를유지하는것이라고가정한다. 이는이전에경험한적이없는상황에서안정적인자세를유지하기위한전략을습득하지못해자세불안정상태에빠지게되고, 이러한자세불안정상태가지속되면멀미의증상이발생한다고설명한다. 가상현실에서평소에경험하지못했던새로운환경을만나게되면가상환경에서익숙해지기전까지사이버멀미가발생하게된다. VR 멀미를강하게느끼는조건 Ÿ 각종 3D 게임을즐길때일부플레이어들이겪는피로감, 두통, 구역질등일반적인 멀미와비슷한육체적증상을겪게되는데, 흔히 3D 울렁증 ( 어지러움 ) 이라고도칭해진 다. VR 게임이나영화의경우 Virtual Reality Sickness; VR-Sickness 라고부르기도 한다. 초기에는울펜슈타인 D 등을하면서이러한증상이많이발견되었다. 멀미는 화면이매우격렬하게움직이거나회전하는과정에서유발된다. 3D 멀미로악명이 높은게임들은화면이이동할때시점이전혀움직이지않기때문이다. 게다가시야각 이이상하게설정되어있어서마치망원경을긴것과같은느낌이들어서, 멀미가 더심해졌고, 시야각조절옵션을업데이트하면서멀미는많이개선되었다. VR 멀미 는 VR 기기보급의최대걸림돌로지목되고있는상황이다. 이쪽은기존 3D 멀미를 전혀느끼지않던사람조차도멀미나어지러움을호소하는경우가많으며, 설령멀미 증상은없더라도사용자가피로해지는증세를호소한다. 멀미가일어나는요인 ( 손준우, 윤형섭. 2016) 사람들의멀미 Ÿ 사실대부분의프로그램은 3D 멀미를하는사용하지않거나물론본래관심이없을수도있다. 게임, 영화를제외한프로그램은대부분움직임이없는상황에서시청하기때문에멀미를느끼지않는다. 가만히산을멀리서볼때멀미를하지않는것처럼, 가만히화면을본다고멀미를하지는않는다.

전현진, 장은희, 박찬현, 정지운, & 김현택. (2015). 연구논문 : 사이버멀미경감연구를위한전정안구반사측정시스템개발. 감성과학, 18(1), 25-36. 한경훈, & 김현택. (2011). 사이버멀미의유발원인과감소방법. 한국심리학회지 : 인지및생물, 23(2), 287-299. 한경훈, 박창훈, 김응석, 김대근, 우성호, & 김현택. (2011). 뇌기반 3D 가상환경멀미경감솔루션개발.

5 전현진, 장은희, 박찬현, 정지운, & 김현택. (2015). 연구논문 : 사이버멀미경감연구를위한전정안구반사측정시스템개발. 감성과학, 18(1), 한경훈, & 김현택. (2011). 사이버멀미의유발원인과감소방법. 한국심리학회지 : 인지및생물, 23(2), 한경훈, 박창훈, 김응석, 김대근, 우성호, & 김현택. (2011). 뇌기반 3D 가상환경멀미경감솔루션개발. 문화산업연구, 11(2), 진승현 VR 영상제작업체 ( 사운드타워대표 ) 인터뷰 멀미완화방법 ( 손준우, 윤형섭. 2016) 연구주제의선정 VR 기술의가장큰문제는사용자가두통과멀미를느끼는것 Ÿ 가상현실 (VR:Virtual Reality) 기술의가장큰문제는사용자가두통과멀미를느끼는것이다. VR기기사용시발생하는어지러움은 3D 로착각하도록 2차원의평면에 3차원입체의모양을모사하여그려졌기때문에뇌에혼란이생긴다고도설명하고, 또몸에서인지하는균형감각이랑, 시각이인지하는균형감각에괴리가생겨서멀미로이어진다고도설명한다. 멀미는해결하지못한문제 Ÿ 많은연구자들이사이버멀미에대한연구결과들을보고하고있다. 하지만아직게임업계나 VR 개발업계에서는멀미나어지러움유발을해결하지못한문제로보고있다. 그리고연구결과들도해결방안에대한제언을하고있을뿐, 실제로 VR에반영된기술로이어지지못하였다. 선행연구로참고한연구들을보면다음과같다. 김윤정. (2016). VR 콘텐츠의멀미유발요인감소를위한연출법연구. 애니메이션연구, 12(2), 손준우, & 윤형섭. (2016). 사이버멀미완화방법분석과적용분야에대한연구. 애니메이션연구, 12(4), Ÿ 그간에진행된멀미방지에대한연구들이반영되지못한이유는우선촬영과정에서고정된축을정하고촬영하거나, 연출상에서정지씬을넣어서촬영하는등의촬영기술에대한것이대부분이었다. Ÿ 실제 VR 영상제작자들은현재제안된촬영방법들을적용하여영상을촬영할수도없을뿐더러, 고정점이나, 좌표축을정해서촬영하는경우 VR 영상의현장감을느낄수없게될것이다. VR 영상을직접촬영하는사람이라면누구나이러한사실을잘알것이다. 현재가장확실한멀미방지방법은멀미약을복용하고 VR을감상하는것인데, 그렇게까지해서 VR을이용하는사람이얼마나될지의문이다. 평소멀미와어지러움을느끼지않는사람은 VR을이용할때도문제가없지만, 평소멀미를잘하는사람은 VR을잠깐만체험해도멀미를심하게느끼게된다. 멀미방지용 VR 카드보드개발 Ÿ 실생활에서널리 VR을활용할수있도록하려면저가의구글 VR 카드보드의모양을개선하는것이효과적이다. Ÿ 2천원이면구입하는 VR 카드보드는 VR 기어오큘러스에비해서엄청나게저렴하고, 또박스골판지로제작되어모양변형이쉽다. VR 구글카드보드장착되는스마트폰과눈과의거리를조절하는방법으로구조를개선하려고한다. Ÿ 몸에서인지하는균형감각이랑, 시각이인지하는균형감각의차이에서발생하는인지적착시가덜일어나도록, 시각안에현실적인고정된물체를주거나, 일부시야를개방하는방식으로 VR 카드보드를개발한다. Ÿ 멀미를잘느끼는사람의경우멀미방지용 VR 구글카드보드를사용하도록제작하면문제를다소간해결할수있다. Ÿ 우리가만든 VR 영상을시청한후직접사람들에게체험하도록하고, 느낀점을조사하여, 우리가개발한멀미방지용 VR 카드보드의효과성을검증한다.

연구주제의최종선정 문제착안 멀미를유발하지않게 고정된영상을촬영하면 현장감이떨어진다. 개인별로멀미를느끼는 정도가다르다. 구글카드보드의경우 저렴하고, 보이는시야 각도를조절할수있다. 주제영역의구체화 기존에촬영하던 VR 영상제작방식은그대로활용하고, VR 체험장비를개선하는것이낫다. 멀미를완화하는민간요법들은이미많다. 너무가까이 들여다보지말고고정된물체를계속보는방법이다.

6 연구주제의최종선정 문제착안 멀미를유발하지않게 고정된영상을촬영하면 현장감이떨어진다. 개인별로멀미를느끼는 정도가다르다. 구글카드보드의경우 저렴하고, 보이는시야 각도를조절할수있다. 주제영역의구체화 기존에촬영하던 VR 영상제작방식은그대로활용하고, VR 체험장비를개선하는것이낫다. 멀미를완화하는민간요법들은이미많다. 너무가까이 들여다보지말고고정된물체를계속보는방법이다. 골판지로된구글카드보드의구조를개선하여제작하고, 실제로고정된물체를카드보드에장착해서고정된느낌 이나도록하거나, 시야에서좀떨어지게 VR 을플레이하 는스마트폰의거리를떼어서장착하는것이다. < 최종연구주제 > 멀미가심한사람의경우눈에서초점거리가멀어지도록카드보드의구조를변형하는 것과, 카드보드의구조안에자신의신체상태나, 시선을고정할수있는고정장치를설계해 서추가하는방법으로 VR 카드보드를변형하여제품으로개발 [ 탐구 1] VR( 가상현실 ) 에서구글카드보드를사용할때의행동분석 Ÿ VR에서구글카드보드를볼때의개인의행동들을분석하여, 어지럼증이발생되는원인을탐구한다. [ 탐구 2] VR에서멀미완화구글카드보드의초기디자인및 1차설문실시 Ÿ VR( 가상현실 ) 에서인지적착시를줄이기위한방법으로구글카드보드를변형하여사용할수있는방법에대해서논의하고, 간단한모형들을만들어서최종적으로멀미완화카드보드를제작하기위한 1차설문을실시한다. [ 탐구 3] 코스페이시스를활용한어지러움이느껴지는 VR 설계 Ÿ 어지러움완화카드보드의성능을실험하기위해서어지러움동영상을직접제작한다. [ 탐구 4] 어지러움완화 VR 카드보드의어지러움완화효과에대한 2차설문실시 Ÿ 1차설문결과를반영하여어지러움완화를위해제작한카드보드의어지러움완화효과를확인하기위한 2차설문을실시한다. 최소 100명이상에게코스페이시스로제작한어지러움 VR 영상을시청할때, 일반카드보드에비해어지러움완화를위해제작한어지러움완화카드보드를사용할때어지러움을덜느끼는지확인한다. [ 탐구 5] 멀미어지러움을완화시키는 VR( 가상현실 ) 카드보드의시제품개발 Ÿ 제품제작을위해서전문가의도움을받아디자인 ( 설계도면 ) 을완성한다. 연구활동및과정 탐구 1 VR( 가상현실 ) 에서구글카드보드 (VR 시청장치 ) 을사용할때의행동분석 연구방법 연구절차 전개도를변형하여 멀미방지 VR 카드보드개발 준비물 노트북, 구글카드보드, 줄자, 스마트폰 탐구주제별연구방법

8 탐구 2 VR( 가상현실 ) 에서멀미완화구글카드보드 (VR 시청장치 ) 의초기디자인 준비물 종이, 필기도구, 구글카드보드 5 개, 설문지

11 탐구 3 코스페이시스를활용한어지러움이느껴지는 VR 설계준비물노트북, 코스페이시스

12 탐구 4 준비물 어지러움완화 VR 카드보드의어지러움완화효과에대한실험 설문지, 어지러움완화 VR 카드보드

13 탐구 5 멀미나어지러움을완화시키는 VR( 가상현실 ) 카드보드의시제품개발구글카드보드, 박스테이프, 박스용골판지, 레이저, 디지털카메라, 칼, 준비물레이저커터기 ( 무한상상실레이저커터기이용할가능성 ) 일반카드보드 (%) 어지러움완화카드보드 (%) 0 강중약어지럽지않음

연구결과및시사점 연구결과 어지러움유발요인인인지적착시를줄일수있는 가지방법을구상하고이를설문을통해확인하여가장효과적인어지러움을줄일수있는카드보드의형태확인함 기존제품에가장합리적으로구현할수있는방법을모색하여어지러움을줄일수있는 카드보드시제품을제작함 시사점 가장최소한의비용으로어지러움을완화할수있는방안을마련하여

손준우, & 윤형섭. (2016). 사이버멀미완화방법분석과적용분야에대한연구. 애니메이션 연구, 12(4), 59-68. 전현진, 장은희, 박찬현, 정지운, & 김현택. (2015). 연구논문 : 사이버멀미경감연구를위한전 정안구반사측정시스템개발. 감성과학, 18(1), 25-36.

14 연구결과및시사점 연구결과 어지러움유발요인인인지적착시를줄일수있는 가지방법을구상하고이를설문을통해확인하여가장효과적인어지러움을줄일수있는카드보드의형태확인함 기존제품에가장합리적으로구현할수있는방법을모색하여어지러움을줄일수있는 카드보드시제품을제작함 시사점 가장최소한의비용으로어지러움을완화할수있는방안을마련하여 보급할수있게됨 어지러움이예방되는이유에대한보다구체적인원인분석에대한연구추가필요 홍보및사후활용 향후계획 미디어학회에논문집에효과성을분석한연구결과를게재하고 카드보드평면도를특허출원할계획임 참고문헌 김윤정. (2016). VR 콘텐츠의멀미유발요인감소를위한연출법연구. 애니메이션연구, 12(2), 손준우, & 윤형섭. (2016). 사이버멀미완화방법분석과적용분야에대한연구. 애니메이션 연구, 12(4), 전현진, 장은희, 박찬현, 정지운, & 김현택. (2015). 연구논문 : 사이버멀미경감연구를위한전 정안구반사측정시스템개발. 감성과학, 18(1), 한경훈, & 김현택. (2011). 사이버멀미의유발원인과감소방법. 한국심리학회지 : 인지및생물, 23(2), 한경훈, 박창훈, 김응석, 김대근, 우성호, & 김현택. (2011). 뇌기반 3D 가상환경멀미경감솔 루션개발. 문화산업연구, 11(2), 최종제작작품내부 최종제작작품외부

Æí¶÷4-¼Ö·ç¼Çc03ÖÁ¾š

Æí¶÷4-¼Ö·ç¼Çc03ÖÁ¾š 솔루션 2006 454 2006 455 2006 456 2006 457 2006 458 2006 459 2006 460 솔루션 2006 462 2006 463 2006 464 2006 465 2006 466 솔루션 2006 468 2006 469 2006 470 2006 471 2006 472 2006 473 2006 474 2006 475 2006 476