일반적으로 물리 교육에서 실험 활동을 통해 학습자들은 일상생활 중 경험과 밀접하게 연관된 힘과 운동 분야의 개념을 보다 확실하게 이해할 수 있다. 하지만 현재의 교육 실정에서는 실험 수행시간 부족 등의 열악한 환경으로 충 분한 실험 활동을 하지 못하고 있다. 본 논문에서는 3D 가상공간에서 모션센서 컨트롤러를 이용하여 실제와 같은 물 체의 움직임을 통해 속도, 힘의 크기, 방향등의 물리 교육에서의 기초 동역학 개념을 보다 쉽게 이해할 수 있는 교육 용 게임 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 학습자에게 그들 스스로 다양한 학습 활동을 시뮬레이션할 수 있는 기 능을 제공한다.

요즘 모션 캡쳐 시스템을 이용하여 사람의 움직임에 대한 데이터를 측정하고 기록하는 것은 매우 흔한 일이다. 이러한 시스템으로 얻은 데이터는 매우 정확하고, 그러한 데이터를 이용하여 그래픽 작업이나 애니메이션을 제작하는 일도 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 모션 캡쳐 시스템을 이용하여 아동들에게 친숙할 수 있는 스포츠댄스 애니메이션을 제작하는 과정을 보여 준다. 이렇게 제작된 애니메이션은 댄스에 친숙하지 못한 아동들에게 친근감을 줄 수있으며, 그러한 친근감을 통하여 운동효과를 더욱 향상시킬 것이라 여겨진다.

현실감을 제공하는 콘텐츠의 제작 기술은 인터랙티브 몰입형 가상 환경의 응용 분야를 극대화할 수 있는 핵심 기술이다. 이 연구에서는 적응적인 배경 조정을 사용하여 움직임 없는 배경 비디오에서 전경을 분할하고 검출하기 위한효율적인 방법을 제안한다. 배경 조정 영상과 모션 영상간의 배경 차이 방법에 의해 배경으로부터 전경을 결정한다. 마지막으로, 비디오에서부터 분할된 사람의 모션을 기반으로 다양한 몰입형 2D게임을 개발한다. 개발된 기술은 가상현실 환경으로 발전하는 핵심 요소 기술이 될 것이며, 특히 교육 및 엔터테인먼트 등 체험을 요구하는 경우, 새로운 인터랙티브 미디어 기술의 핵심이 될 것이다.

Motion simulator is a mechanism that creates the feelings of being to occupants in a moving vehicle. Many types of motion simulators or platforms have been developed in the area of aerospace or automobile. A single-seated motion simulator was developed according to the extension of amusement market. The personal simulator that is interactive with a personal computer can move with rolling or pitching motion by the control of a racing wheel or joystick. The dynamic behavior of the motion simulator was obtained by kinematic and multi-body dynamic analysis. Reaction forces and moments from the analysis were used to calculate the stress distribution of the base frame that is one of major structural parts of the simulator. The stress result represented that high stresses were concentrated on the connected parts with ribs.

컴퓨터 애니메이션 기술은 영화나 CF, TV 산업에서 없어서는 안 될 중요한 기술이다. 그 중에서도 특히 캐릭터 애니메이션은 컴퓨터 게임을 비롯하여 영상 제작 산업, 웹 컨텐츠, 가상 현실 등에서도 광범위하게 사용되고 있다. 이때 모션 캡쳐 데이터를 이용하면 캐릭터 애니메이션을 효율적으로 만들 수 있다. 기존의 모션 캡쳐 데이터를 이용해서 새로운 모션 데이터를 만들어 내는 기술에는 동작 적응, 동작 수정, 동작 혼합, 동작 변이 등이 있는데 이러한 기술들을 동작 변환이라고 한다. 새로운 동작이 필요할 때마다 모션 캡쳐를 하지 않아도 되므로 모션 캡쳐 데이터를 얻는데 필요한 막대한 비용을 절감할 수 있다. 또한 새로운 모션 데이터를 바로 만들어서 사용할 수 있으므로 시간도 절약할 수 있다. 또한 컴퓨터 게임에서는 실시간으로 새로운 동작을 만들어 보여줌으로써 사실감을 높이는데 큰 효과가 있다.

모션 정보를 포함한 비디오 영상으로 인해 컴퓨터 비젼 분야에서 비디오의 활용은 중요한 연구 분야가 되었다. 또한 실시간에서 사람 모션의 인식과 분석에 대한 관심의 증가하고 있다. 인간 모션 분석의 첫 단계는 비디오에서 움직이는 대상을 추출하는 것이다. 배경차를 이용한 방법은 가장 완전한 특징 데이터를 제공하지만, 조명과 외부 요인 때문에 환경 때문에 동적 장면 변화에 매우 민감하다. 이 연구에서는 적응적인 배경 조정을 사용하여 움직임 없는 배경 비디오에서 전경을 분할하고 검출하기 위한 효율적인 방법을 제안한다. 배경 조정 영상과 모션 영상간의 배경 차이 방법에 의해 배경으로부터 전경을 결정한다. 마지막으로, 비디오에서부터 분할된 사람의 모션을 기반으로 몰입형 2D게임을 개발한다.

영상 산업을 우리는 흔히 종합예술이라고 말한다. 새로운 영상을 통해 정보를 얻고 즐거움과 감동을 느끼며 기존방식과 다른 형태의 신기술은 영상 표현의 세계를 더 확장 시켜준다. 특히, 애니메이션과 디지털 기술의 결합은 디지털영상 컨텐츠 산업의 중요한 부분을 차지하고 있으며, 아날로그 방식으로는 제작에 어려움이 많았던 영상 표현을 가능하게 하여 한 차원 높은 영상물을 만들어내고 있다. 또한 이러한 제작 방식에 더하여 모션캡쳐는 애니메이션 제작에 도입되어 활용됨으로써 애니메이션 영상 표현의 세계를 확장 하는데 일조하고 있다. 이에 본 논문에서는 모션캡쳐 애니메이션에 대한 전반적인 이론을 토대로 모션캡쳐를 활용한 영상의 문제점을 찾아 제작 시 필요한 효과적인 애니메이션의 모션캡쳐 활용방안은 무엇인가를 제시하고자 한다.

본 연구에서는 가상현실사용자들이 모션베이스를 사용함에 따라 가상현실에 대한 평가가 어떻게 달라지는지를 조사하였다. 33명의 피험자를 대상으로 모션베이스 평가설문과 자기보고를 통해 가상현실에서의 현실감, 재미, 멀미감을 조사하고 가상주행 전, 중, 후에 내장근전위, 피부전도도, 말초체온, 말초혈류량, 심박률, 눈 깜박임의 생리신호를 측정, 분석함으로써 모션베이스 유무에 따른 심리ㆍ생리적인 변수들에서의 차이를 알아보았다 모든 피험자는 2주 간격으로 모션베이스 사용조건과 모션베이스를 사용하지 않는 조건에서 두 번 가상현실을 경험하였다. 가상현실에 대한 현실감, 재미항목에서 모두 모션베이스를 사용한 조건이 높은 점수를 나타냈다. 또한 모션베이스를 사용한 조건에서 멀미보고수가 감소하는 경향이 나타났다. Tachyarrythmia의 상대파워 변화량과 PPG 최대진폭의 평균변화량 비교는 모션베이스를 사용한 가상현실 조건이 생리적인 요동을 적게 일으키는 것으로 나타났다 이러한 결과들은 시각제시기와 동기화된 모션베이스를 도입함으로써, 가상현실에 대한 현실감은 높이면서 멀미감은 줄일 수 있다는 가능성을 보여준다.

Object manipulation in cluttered environments remains an open hard problem. In cluttered environments, grasping objects often fails for various reasons. This paper proposes a novel task and motion planning scheme to grasp objects obstructed by other objects in cluttered environments. Task and motion planning (TAMP) aims to generate a sequence of task-level actions where its feasibility is verified in the motion space. The proposed scheme contains an open-loop consisting of three distinct phases: 1) Generation of a task-level skeleton plan with pose references, 2) Instantiation of pose references by motion-level search, and 3) Re-planning task based on the updated state description. By conducting experiments with simulated robots, we show the high efficiency of our scheme.

In this paper, we proposed a method to determine the acceleration/deceleration time of the motion for reducing the residual vibration caused by the resonance of the robot in the high-speed motion. The relationship between the acceleration/deceleration time and the residual vibration was discussed for the trapezoidal velocity profile by analyzing the time when the jerk happens. The natural frequency of the robot can be estimated in advance through the dynamics simulation. The simulation and experiment for both cases where the moving distance of the robot is long enough and the distance is short, are implemented in the 1-DOF linear robot. Simulation and experimental results show that when the acceleration/deceleration time is a multiple of the vibration period, the settling time and the amplitude of the residual vibration become less than when the time is not a multiple.

포켓몬고 게임의 인기로 실외 증강현실 게임에 대한 관심이 높아졌다. 본 논문은 실외 증강현실 슈팅 게임을 위한 권총형 모션 컨트롤러와 이와 연동하는 증강현실 게임 콘텐츠를 소개한다. 기존의 증강현실 게임용 총 컨트롤러는 방아쇠 인터랙션만 지원하고 있지만, 제안하는 장치는 모션 인터랙션으로도 게임을 조작할 수 있어, 실외에서도 총기류를 이용한 슈팅 게임을 몰입하여 즐길 수 있다.

This work shows how to create an algorithm and implementation for motion and image matching between a vehicle simulator and Unity 3D based virtual object. The motion information of the virtual vehicle is transmitted to the real simulator via a RS232 communication protocol, and the motion is controlled based on the inverse kinematics solution of the platform adopting rotary-type six actuators driving system. Wash-out filters to implement the effective motion of the motion platform are adopted, and thereby reduce the dizziness and increase the realistic sense of motion. Furthermore, the simulator system is successfully designed aiming to reducing size and cost with adaptation of rotary-type six actuators, real driving environment via VR (Virtual Reality), and control schemes which employ a synchronization between 6 motors and 3rd order motion profiles. By providing relatively big sense of motion particularly in impact and straight motions mainly causing simulator sickness, dizziness is remarkably reduced, thereby enhancing the sense of realistic motion.

최근 실시간으로 모션블러(motion blur)를 위한 연구들은 픽셀당 여러개의 시간 색상을 계산 한 후 평균내는 방식으로 샘플의 수가 적을 경우 아티펙트(artifacts)나 노이즈(noise)가 발생하 는 문제를 가지고 있다. 본 논문은 이러한 문제를 개선하기 위해서 이동궤적 근사 다면체 (motion trail)를 이용한 실시간 모션블러 알고리즘을 제안한다. 본 논문의 알고리즘에서는 현재 프레임과 이전프레임의 삼각형으로 이동궤적 근사 다면체를 만들고 전후 관계(front-to-back) 정렬방법과 시공간차원의 비트연산(bitwise operation)을 적용하여 여러 물체가 겹치는 순간의 가시성 문제를 해결했다. 결과적으로 가려지지 않은 이동궤적 근사 다면체만을 그리기에 매끄 러운 블러 효과를 얻는다.

This paper presents the development of a 3D printer based piezo-driven vertical micro-positioning stage. The stage consists of two flexure bridge structures which amplify and transfer the horizontal motion of the piezo-element into vertical motion of the end-effector. The stage is fabricated with ABS material using a precision 3D printer. This enables a one-body design eliminating the need for assembly, and significantly increases the freedom in design while shortening fabrication time. The design of the stage was optimized using response surface analysis method. Experimental results are presented which demonstrate 100nm stepping in the vertical out-of-plane direction. The results demonstrate the future possibilities of applying 3D printers and ABS material in fabricating linear driven motion stages.

This paper proposes a method for motion estimation of consecutive cameras using 3-D straight lines. The motion estimation algorithm uses two non-parallel 3-D line correspondences to quickly establish an initial guess for the relative pose of adjacent frames, which requires less correspondences than that of current approaches requiring three correspondences when using 3-D points or 3-D planes. The estimated motion is further refined by a nonlinear optimization technique with inlier correspondences for higher accuracy. Since there is no dominant line representation in 3-D space, we simulate two line representations, which can be thought as mainly adopted methods in the field, and verify one as the best choice from the simulation results. We also propose a simple but effective 3-D line fitting algorithm considering the fact that the variance arises in the projective directions thus can be reduced to 2-D fitting problem. We provide experimental results of the proposed motion estimation system comparing with state-of-the-art algorithms using an open benchmark dataset.

이 연구는 단편 애니메이션 ‘Drip’을 통해 키 프레임 애니메이션과 모션 캡처 애니메이션을 융합하여 애니메이션 제작을 실현하는 기법을 제안한다. 상호 유기적 연결을 통해 효율적인 프 로세스 관리가 가능할 뿐만 아니라 키 프레임 애니메이션과 모션 캡처 애니메이션의 단점을 서 로 보완하는 과정을 처리함으로써 제작 기간을 단축 시켰다. 이를 통해 키 프레임 애니메이션 과 모션 캡처 애니메이션의 한계를 극복하고 복합적인 프로세스를 인지하고 응용하여 효율적인 애니메이션 제작에 도움이 되고자 한다.

게임기술의 발전에 따라 콘텐츠 분야에서 현실적인 그래픽 기술과 자유로운 인터페이스와 실 감형 콘텐츠 서비스가 요구되고 있다. 인터페이스 방식은 CLI에서 GUI로 GUI을 지나 NUI로 발전되고 있다. NUI는 기존의 인터페이스와는 달리 인간의 자연스런 행동을 직관적이고 실감적 으로 이용할 수 있는 인터페이스이다. 본 논문에서는 NUI 인터페이스 가운데 립 모션을 이용한 권투 시뮬레이션 게임을 제안하고자 한다. 개발된 VR 헤드셋 게임을 통하여 실감형 3D 실험환 경을 제공하여 사용자가 제어하는 인터페이스 (주먹)가 내부의 목표물 (샌드백)을 타격하게 되 면, 물리적 특성인 목표물의 충격 각도의 변화에 따라 점수를 계산하는 방법을 적용하였다.