9.1 가상현실의소개 가상현실의개념 가상현실의종류 2

가상환경과멀티미디어 9.1 가상현실의소개 9.2 가상현실기술의실현환경 9.3 가상현실의활용 9.4 증강현실 9.5 사이버스페이스 9.6 웹에서가상현실기술의활용 1

9.1 가상현실의소개 가상현실의개념 가상현실의종류 2

9.1 가상현실의소개 가상현실의소개 가상현실의개념 가상현실 (Virtual Reality) 이란? 가상현실의세계란상상의세계를현실과같이만들어내고인체의감각기관 ( 눈, 코, 귀, 입, 피부등 ) 이인위적으로창조한세계에몰입됨으로서자신이그곳에있는것처럼느낄수있는공간을의미 가상현실세계에서는현실세계에대한시뮬레이션뿐만아니라현실세계에서불가능한체험을가능하게함 멀티미디어기술의발전은가상현실의실현에큰영향을끼침 3

9.1 가상현실의소개 가상현실시스템의요구사항 임장감 (Presence) 과몰입감 (Immersion) 상호작용성 (Interactivity) 자율성 (Autonomy) 가상현실시스템의요구사항 4

9.1 가상현실의소개 가상현실의종류 (1) 몰입형가상현실시스템 (Immersive VR System) 컴퓨터에의해만들어진 3 차원환경에 HMD 등의몰입형장비를착용하여가상의세계를경험하고상호대화식으로정보를주고받는시스템 사용자가현실과는완전히차단된가상환경만을볼수있도록하는것으로가장이상적인형태 고가의장비를필요로하기때문에주로연구실험용으로사용 CAVE(Cave Automatic Virtual Environment) 환경 방과같은공간의벽에입체영상을투시 가상공간에몰입하고있는참여자 CAVE 모델의예 5

9.1 가상현실의소개 (2) 비몰입형시스템 (Non-immersive VR System) 탁상형가상현실시스템 (Desktop VR System) 이라고도부르며, 모니터화면에나타난영상을사용자가보면서가상현실을체험하는방식. 가상세계에대한몰입감이떨어지는등부족한면은많으나 PC 등저가의장비를이용해쉽게사용이가능하여현재대중적으로많이보급되어있음 6

9.1 가상현실의소개 (3) 증강현실 (Augmented Reality) 실세계와가상의이미지가중첩되는복합형가상현실시스템 (Hybrid VR System) 사용자가보는현실세계와부가정보를갖는가상세계를합쳐하나로보여주는것으로최근활발한연구가진행되고있는분야 가상현실기술만으로현실세계를완벽하게대체하기보다는현실세계를가상세계로보완해주는개념 장비를착용하고수술에임하는의사 AR 안경을통해보이는화면 7

9.2 가상현실기술의실현환경 가상현실시스템의구성 가상현실저작소프트웨어 8

9.2 가상현실기술의실현환경 가상현실시스템의구성 가상현실시스템은크게렌더링 (Rendering) 시스템, 입력장치, 출력장치, 가상현실응용개발소프트웨어, 3 차원모델링 (Modeling) 소프트웨어로구성 입력장치는참여자의위치, 방향및행위로인한이벤트정보를전송 출력장치는입력정보에대응하는 3 차원영상, 음향, 촉각 (Force Feedback) 등의출력을전달 렌더링시스템은참여자의정보를월드데이터베이스에반영하여실시간으로새롭게변화된 3D 영상과음향을재생 월드데이터베이스는가상현실과관련된데이터를저장, 관리 가상현실시스템의처리과정 9

9.2 가상현실기술의실현환경 (1) 그래픽렌더링시스템 Silicon Graphics 워크스테이션 - 전문적인 VR application 을개발하기위해가장많이사용되는장비로서성능이뛰어난만큼매우고가 SGI 워크스테이션에서는실시간그래픽렌더링을위해서 RISC 프로세서, 비디오가속보드및대용량의 RAM 을사용 자연스런영상을얻기위해서는적어도초당 25 ~ 30 fps 수준의실시간렌더링요구. 대표적인 SGI 워크스테이션으로는 Fuel, Tezro, Octane 등 (2) 3D 그래픽가속보드 (3D Graphic Accelerating Board) PC 용데스크탑 VR 시스템을구성하기위해서는 VRML 또는 3 차원그래픽라이브러리 (OpenGL, Direct 3D 등 ) 를지원하는그래픽가속보드가필요 대표적인 OpenGL 가속보드는 3D Labs 사의 FireGL, Permedia 시리즈, ATI 사의 Rage 시리즈, RivaTNT, Voodoo 등 10

9.2 가상현실기술의실현환경 (3) 입력장치 데이터글러브 (Data Glove) : 섬유굴절케이블을이용하여각손가락의굽힘과뻗침을측정 3D 마우스 (3D Mouse), 스페이스볼 (Spaceball) : 3 차원위치와방향좌표입력이가능한장치 데이터글러브, 3D 마우스, 스페이스볼 11

9.2 가상현실기술의실현환경 (4) 출력장치 HMD(Head Mounted Display) ㆍ가상공간에서강제적인몰입효과를얻을수있는디스플레이장치ㆍ HMD 를착용하고있는사용자의주시방향을탐지하여지속적으로가상환경을변화시키는추적기능을갖음ㆍ단점으로착용감과해상도가떨어지며, 장시간착용시멀미 (Motion Sickness) 를유발 크리스털아이 (CrystalEyes) ㆍ컴퓨터스크린상의이미지를 3 차원입체화상으로보여주는입체안경ㆍ완전한몰입감은느낄수없지만 2 차원화면과 3 차원입체화면의전환이용이하고센서범위내의여러사람이동시에사용가능 12

9.2 가상현실기술의실현환경 시각전달뿐아니라몰입감을더욱높이기위한청각, 촉각및후각정보를사용자에게전달하는것들이있음 ㆍ청각 : HRTF(Head-Related Transfer Function) 계산법을이용하여실제세계에서들리는것처럼생동감있게전달ㆍ촉각 : 센서글러브 (Sensor Glove) 등촉각이나압력에대한감각을제시할수있는장치인햅틱장치 (Haptic Device) 를이용 햅틱장치로 3 차원물체를제작 ㆍ후각 : 시도되고있으나향후많은개발이필요함 13

9.2 가상현실기술의실현환경 가상현실저작소프트웨어 VR 소프트웨어 3 차원모델링소프트웨어 VR 응용개발소프트웨어 (1) 3 차원모델링소프트웨어 가상세계를구성하는 3 차원물체를생성, 편집 영화, 광고용 3 차원애니메이션제작에많이사용 주요기능 - 3 차원물체모델링기능, 텍스쳐매핑 (Texture Mapping) - 다양한특수효과, 애니메이션기능등 SGI 사의 MAYA - SGI 워크스테이션용, 영화광고용제작이많이사용 대표적인모델링소프트웨어 SoftImage XSI - SGI 워크스테이션용, PC 용, GUI 방식, 영화, 광고용제작이많이사용 Autodesk 사 3D Studio MAX - PC 용, GUI 방식, 대중적으로많이사용됨 NewTek 사의 Light Wave 3D - 건축, 산업디자인, 영화, 게임제작등에사용 14

9.2 가상현실기술의실현환경 (2) VR 응용개발소프트웨어 VR 시스템의구성요소들을통합하고관리하는작업을수행. 주요기능 - 가상공간저작기능 ( 자체저작기능, 외부데이터의임포트 ), 사용자입출력처리 - 가상세계에 3 차원모델링객체의배치및관리기능 - 객체의행위기술및 3 차원애니메이션기능 SGI IRIS Performer - 대부분의전문 VR 응용을개발하는데사용되는라이브러리도구 - 외부모델링파일을임포트 (Import) 하여사용가능 V-Realm Builder - VRML 저작도구와자체모델링기능제공 대표적인 VR 응용개발소프트웨어 Cosmo Worlds - VRML 을기반으로하는저작도구로스크립트편집기능과자체모델링기능및에니메이션기능을제공 Spazz3D - 3D 모델제작및애니메이션기능 - VRML 및 AVI 형태의인터랙티브한 3D 월드생성 AC3D - 항공운행시뮬레이션 (Fight Simulation) 이나게임과같은가상환경구축 - OpenGL 을이용하여빠른실시간디스플레이제공 15

9.4 증강현실 증강현실의개념 증강현실기술의활용 16

9.4 증강현실 증강현실의개념 증강현실 (Augmented Reality) VR 의확장된개념 실세계와컴퓨터가생성한가상세계가동시에존재하여사용자가실세계위에가상세계의이미지를겹쳐서바라봄 모바일환경이동중에단말기를통해현실세계와연관하여컴퓨터가생성한이미지와정보를활용가능, 현실세계와가상세계가 invisible 인터페이스를통해통합된형태로다가옴 실세계와가상세계로부터새로운환경을실현하는혼합현실 (VR) 17

9.4 증강현실 증강현실 (Augmented Reality) 사용자가보는현실세계에컴퓨터가만들어낸가상세계정보를합성하여보여줌 현위치나상황을인식할수있는센싱장치필요 실세계이미지나정보의수준을증강시키는역할 시스루 (See-through) 디스플레이 현실세계장면위에증강현실정보를겹쳐서디스플레이 상호작용성을지원하여현위치나외부상황정보를증강현실시스템에게실시간에제공하는기능이요구 가상현실환경 증강현실환경 18

9.5 사이버스페이스 네트워크환경에서의가상공간 사이버스페이스와아바타 사이버스페이스의예 19

9.5 사이버스페이스 네트워크환경에서의가상공간 컴퓨터를매개로한커뮤니케이션발달단계 사이버스페이스에서는아바타를통하여다른사용자와실시간으로의사소통이가능 기존의의사소통방법과는다른새로운방법이존재가능 Online-BODY : 언어로만제한되어있는의사소통수단을아바타의정서적표현으로보완하는방법 20

9.5 사이버스페이스 가상도시의개념 가상도시에서는사람과사람이만나정보를공유하는커뮤니케이션형의서비스가핵심으로, 온라인쇼핑등의편리성을추구하는비니지스형의서비스와게임과영화등놀이를연출한엔터테인먼트형의서비스를제공 정기적인이벤트를개최하여일정시간과장소에서만얻어지는정보를공유할수있고, 게임, 영화, TV, 잡지등의각종미디어를삽입하여종합적인미디어세계를실현하는것을목표 참여자는아바타를이용하여비언어적표현을포함하는커뮤니케이션을실현하고, 나아가텍스트, 음성, 동작등에의한커뮤니케이션채널의확장과각미디어의특성을활용하여보다효과적인사용자인터페이스를실현 21

9.5 사이버스페이스 사이버스페이스와아바타 아바타의개념 아바타는원래고대인도에서 땅으로내려온신의화신 을지칭하는말 인터넷시대에는사이버스페이스에서사용자를대리하는사이버캐릭터 (Cyber Character) 의의미 가상환경내에서다른참여자들이게자신을나타내는중요한역할담당 과거에는 2 차원그림으로표현되었으나최근에는 3 차원아바타가활발히개발되어이용 ' 자기표현 수단으로인식돼왔던아바타가최근에는효과적인마케팅수단으로이용 22

9.5 사이버스페이스 최근에는가상공간에서인공지능을갖고스스로행동하는인공생명 (Artificial Life) 이나가상공간속에서학습하며스스로진화해가는디지털생명체 (Digital Life) 에관한연구가진행 23

9.5 사이버스페이스 아바타활용서비스 포털사이트의아바타서비스는사용자가아바타의의상, 표정등을자신의취향에맞게바꾸어자신의개성을나타낼수있도록함 마이크로소프트의 MS Agent 처럼컴퓨터를이용한문서작업과같이일상적인분야에다양하게활용됨 전자상거래, 사이버교육, 데이터방송에서도유용하게쓰임 24

9.5 사이버스페이스 사이버스페이스의예 Virtual City 의성격 네트워크로분산된다수의참여자가 3차원가상공간을공유 다수의사용자가상대방을서로인지하면서텍스트, 음성을통한의사소통예 ) SecondLife 25