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http://www.youtube.com/watch?v=aPENA1Bpm68 http://www.youtube.com/watch?v=PCE2JwNtJfM 1/46 2/46 3/46 Virtual Reality - VR 가상현실(Virtual reality)은 컴퓨터를 이용해 가상적인 환경을 만들고, 그 환경 내에서 3차원의 의사체험을 하게 하는 기술로 알려져 있으나, 엄밀히 말하면 가상현실은 공 간적, 물리적 제약에 의해 현실세계에서는 직접 하지 못하는 상상의 세계를 현실과 같 이 만들어 내고 눈, 귀,피부,코 그리고 입 등 인간 감각계를 인위적으로 창조된 세계에 몰입 시킴으로써 자신이 바로 그곳에 있는 것처럼 느낄 수 있는 가상공간의 세계라는 표현이 더 적당. 4/46 가상현실의 정의 가상현실이란 여러 가지 인간의 감각 (시각, 청각, 촉각, 후각, 미각)을 이용한 인간 과 컴퓨터간의 인터페이스로써 실시간 시뮬레이션과 여러 가지 인간 감각의 컴퓨 터와의 상호작용을 말한다. 가상현실의 특징 1. 상호작용 : 사용자는 실시간으로 컴퓨터와 상호작용 2. 몰입감 : 컴퓨터가 보여주는 가상현실 세계에 몰입 3. 상상 : 가상 세계를 구축하기 위해서 상상 필요 5/46 시스템 구성도 6/46 Morton Heilig 의 센소라마 • 1962년 미국의 모턴헤이리그가 개발 • 센서라마 시뮬레이터 • 3차원 비디오와 모션, 칼라, 입체 음향, 향 기, 바람 효과, 진동 의자로 구성되어 있어 실제 오토바이를 타고 길가를 달리는 경 험을 해 볼 수 있는 기계 • 길의 울퉁불퉁 함에 따라 의자의 진동 • 달리는 동안 속도에 따른 바람 세기 • 길가의 음식냄새까지 맡을 수 있음 • HMD(Head Mounted display)의 가능성 7/46 8/46 Augmented Reality - AR 가상현실(Virtual Reality – VR)의 한 분야로 실제 환경에 가상사물을 합성하여 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 컴퓨터 그래픽 기법. 혼합현실(Mixed Reality : MR) 이라고도 불림. VR은 현실을 대체하는 반면, AR은 현실에 가상물체를 중첩하여 사용자에게 높은 현실감을 제공 9/46 증강현실의 역사 증강현실의 조건 1. 현실(Real-world elements)의 이미지와 가상의 이미지를 결합한 것 2. 실시간으로 인터랙션(interaction)이 가능한 것 3. 3차원의 공간 안에 놓인 것 10/46 Mixed Reality - MR • VR의 확장된 개념 • 실 세계와 컴퓨터가 생성한 가상세계가 동시에 존재하여 사용자가 실 세계 위에 가상세계의 이미지를 겹쳐서 바라봄 11/46 모바일 증강현실 • 카메라, GPS, 감지 센서 및 영상처리를 위한 멀티미디어칩 등을 내장한 스마트 폰은 증강현실이 가능하며 휴대성을 지닌 최적의 기기로 모바일 인터넷 보급으로 동시에 다량의 정보 전송이 가능 • 스마트폰의 성장세에 따라 증강현실의 실용화 단계에 진입, 2009~2010 증강현실 어플리케이션이 다량 출시 12/46 13/46 시장전망 및 동향 • 국내 시장 • 해외 시장 14/46 Gartner’s Expectation Gartner가 선정한 2008-2012년 10대 유망 기술 중 하나로 선정 15/46 국내 증강현실 관련 개발 현황 대학, 연구기관을 중심으로 이루어지던 관련 연구가 2000년대 후반부터 기업들이 관심을 갖기 시작하여 2008년 이후 시장선점을 위한 관련특허 등록이 많아짐 16/46 증강현실 기술 특허동향 Google : Wearable Display Device • 2012년 6월 I/O 개발자 컨퍼런스에서 직접 시연 • 카메라, 스피커, 마이크 등이 있으며 측면 부분에 터치를 통한 컨트롤 • 사진 및 영상촬영, 지도에서 길찾기, 구글 플러스와 같은 SNS기능 17/46 증강현실 기술 특허동향 Microsoft : Event Augmentation with Real-time Information • MS의 실시간 이벤트(Live Event) 구현에 초점을 맞춘 증강현실 안경 특허 • HMD를 착용한 채 현실의 실시간 이벤트를 보고 있는 사용자에게 보조적 정보를 제공하는 컴퓨터 기반 장치 • 야구 경기 관람 중 안경을 착용한 상태에서 보면, 현재 진행중인 경기에 대한 각종 정보(점수, 타자, 투수 등)가 보여짐 • 스마트 안경에는 카메라, 마이크, 눈동자 움직임 추적장 치, 적외선 탐지기 등이 탑재 18/46 증강현실 기술 특허동향 Apple : Augmented Reality Maps • 아이폰의 카메라와 센서가 사용자의 근처에 있는 정보 를 수집하여 화면에 표현하는 기술 • 사람이 잘 모르는 장소에서 그 주변을 인지하여 낮선 공간에 처음 갔을 때 유용 19/46 20/46 필요 기기 & 주요 절차 • 카메라 및 센서 : 현실 세계의 정보인식(시선, 자세, 마커와 배경의 동작 등을 파악) - 웹캠, see-through Display 등 • 컴퓨터 : 마커정보와 조정정보 등의 데이터를 처리하여 필요한 가상 정보를 생성 • 디스플레이 기기 : 3D 영상, 음향 등 생성된 정보를 전달 - HMD, LCD, 스마트폰 등 21/46 주요 기술 1. Tracking : 마커 인식 기술 – 가상 객체를 화면의 원하는 자리에 위치시키는 기술 마커의 종류는 사각테두리로 이루어진 스퀘어 마커와 일반 물체가 있으며, User Interface를 통해 마커 데이터 베이스에 저장되어있는 정보를 매칭하여 좌표를 생성 가상객체에 대한 3차원 좌표가 필요 > 마커를 이용하여 상대적 좌표 축출 > 정확한 위치에 가상영상 합성 22/46 Tracking Target에 따른 분류 • 센서기반 AR(Sensor based AR) • 비전기반 AR(Vision based AR) • 혼합추적기반 AR(Hybrid Tracking based AR) 23/46 주요 기술 2. Rendering : 영상합성기술 – 실제와 가상을 합치는 기술 이질감 없이 부드럽게 정합되는 것이 중요, 시각적인 불일치를 줄이기 위해 가상물체 와 좌표를 정확히 일치 시켜야 함. 실시간으로 입력되는 비교정된 영상에서 가상물체를 합성시키기 위해서 파라미터를 정확 히 알아내는 카메라 교정 작업이 필요 24/46 주요 기술 3. 디스플레이 기술 i) HMD : Headed Mounted Display 머리에 착용할 수 있는 형태로 가장 많이 쓰임 ii) non-HMD : 대형과 소형 두 종류 - 대형 : 여러 명이 대형스크린에 나오는 3차원 물체를 안경을 착용한 사용자가 보는 방법 예 – 비행시뮬레이터, 다중참여 사무실에서 사용 - 소형 : 좋은 해상도의 결과 영상이 필요한 의료분야 예 – 무거운 HMD를 착용할 수 없는 특수 환경에서 이용 iii) Hand Held : 휴대폰, PMP, 휴대용 게임기 등 다양한 기기에서 활용 - 사용자의 이동성 증가와 편리성, 즉시성의 욕구로 점차 Hand Held 로 발전 예상 25/46 증강현실에 적용되는 디스플레이 종류 비교 구분 HMD 대형 디스플레이 소형 디스플레이 Hand Held 패널 접안 LCD LCD, CRT, DLP, 프로젝션, 스크린 LCD, CRT, DLP, PDP LCD 몰입감 고(高) 중(中) 저(低) 저(低) 착용감 매우 불편 미착용 미착용 간편 휴대성 매우 불편 불가 불편 우수 광학 혼합 가능 가능 불가능 불가능 장점 높은 몰입감 실제 사물 투사 개발 용이 휴대성 우수 단점 착용감 나쁨 음영 발생 시선과 화면 미일치 소형, 저화질 26/46 사용자에게 전달되는 방법에 따라 분류 • Optical see-Through HMD 광학적 방식의 HMD를 통해 사용자에게 전달 해드 트래커에 의해 얻은 정보를 바탕으로 혼합된 영상 생성 27/46 사용자에게 전달되는 방법에 따라 분류 • Video see-Through HMD HMD의 카메라를 통해 실제 장면 전달 헤드 트래커와 화면 발생장치를 통해 실제장면과 결합 HMD 모니터를 통해 사용자에게 전달 28/46 사용자에게 전달되는 방법에 따라 분류 • Projector-Based HMD 실제 환경의 대상 위에 가상현실을 덧입히기 위해 프로젝트를 사용하는 방법 29/46 Workflow Simplify 30/46 31/46 의료 교육 네비게 이션 쇼핑 Virtual/Augmented Reality 제조 방송 광고 게임 출판 32/46 네비게이션 • 위치기반서비스(LBS – Location Based Service), GPS와 결합하여 보이 는 영상에 가상현실로 정보를 제공 • 여행, 관광, 국방 등의 분야에서 활용, 근래에는 스마트폰을 이용한 다 양한 정보를 카메라를 통해서 제공 의료 • MRI, CT 촬영 정보와 접목하여 수술을 진행 리스템, 에이맥스 등 의료기업들의 공동연구협약, 기술 및 인력교류를 통한 연구사업 활발 • 국내 2006년 ‘증강현실 시스템을 이용한 수술지원 시스템’ 특허출원, 대상 환자들에게 수술 전 계획 및 수술 시 상황변화에 따른 정보를 제공 33/46 제조 • 복잡한 기계의 조립, 유지보수에 필요한 정보를 HMD를 착용한 사용자가 실제 장비를 보면서 작업에 필요한 정보를 즉시 획득 • 교육 시간 및 인력의 효율적 활용으로 생산성 향상 < AR 이용한 BMW 차량 앞부분 조립 > • 항공기 전선 조립, 자동차 부품 조립 등 제조 분야에서 활용 • 현재 BMW는 차량 문 조립, 부품교체 등 공정에 적용한 기술을 개발 완료, 적용 34/46 게임 • 엔터테인먼트 분야 중 주목 받는 VR/AR기술 • 수익성 모델 개발이 활성화 • 슈팅, 카드, 육성시뮬레이션 등 다양한 종류의 게임이 존재 • 직접참여를 통한 실제감을 제공하여 사용자의 몰입도와 흥미, 만족도가 매우 높음 35/46 방송 • 일기예보, 역사/과학프로그램, 스포츠 분야에서 이미 활발히 사용되고 있는 분야 • 블루스크린을 이용한 가상세트, 배경을 수동적으로 걸어 다니던 진행자가 가상의 물체 를 직접 조작하여 설명하는 화면을 연출 • 운동경기 시 선수 정보 등 실제 영상 위에 가상으로 표현하여 현장감 제공 36/46 출판 • 2D 지면으로 제한적인 정보를 마커 및 특징점 기술을 활용하여 풍부하게 표현 • 부족한 정보를 보완하고 독자에게 새로운 재미를 줌. 차세대 출판물의 진행 방향을 제시 • ESQUIER : 증강현실을 주제로 표지 및 지면 내 마커를 이용, 책자 속 인물이 걸어나와 옷을 갈아입고, 음성으로 메시지를 전달 • 국내 광주과기원 디지로그 북 - 2006년 2D 지면에서 캐릭터가 나와 역동적으로 움직임 - 2009년 햅틱기술을 접목하여 인터랙션을 갖는 3D 캐릭터로 구현 37/46 마케팅 적용사례 위치 기반 증강현실 38/46 마케팅 적용사례 체험 증강현실 시뮬레이션 효과로 ‘어울리지않을까?’ 라는 구입 전 문제 해결 39/46 마케팅 적용사례 스크린 골프 이용자가 실제 골프채로 실제 공을 친다는 점과 이용자가 친 공이 대형스 크린에 부딪히는 순간 170여 개의 센서가 공의 높이와 방향을 분석해 공의 잠재적 거리와 속도를 산출하여 가상의 골프공은 3D디지털 필드로 날아간 다. 40/46 41/46 한계점 혁신적 기술이지만 문제점 존재 1. 증강현실 기술의 비용 2. 부가 디바이스 필요 3. 디바이스 보급률 4. 고객 접근성 기본적 한계점 극복 필요 42/46 전망 • 교육 분야 : 기존 e-러닝에서 U-러닝으로 변화 실감형 기술교재, 동화책 43/46 전망 • 게임 분야 : Hand Held기기의 발달로 증강현실 게임 증가 체감형 게임중심 개발, 현실감 중시 44/46 전망 • 광고 분야 : AR기술로 현실에서 전달하기 힘든 정보 제공 색다른 브랜드 경험, 양방향 소통 45/46 46/46