본 논문에서는 4차 산업혁명의 트렌드에 맞춰 가상 증강현실의 객관적 발전 현황을 분석, 동향을 파악하는데 목적이 있다. 분석틀은 군터크래스의 분석틀과 교정된 LG 유럽디자인센터의 디지털 분석모듈을 사용, 범위는 디바이스, 개발, 유통 플랫폼, 콘텐츠로 나뉜다. 대상과 목적에 따라 증강현실만, 혹은 가상현실만 선호하는 특이성을 보였으며 아동 교육 분야에서 두드러졌다. 엔터테인먼트성향을 지닌 경우에는 트렌드와 활동성에 가까웠으며 정적으로 갈수록 교육, 정보, 소통의 콘텐츠가 주를 이루었다. 콘텐츠의 주요소에 따라 성향, 소통 방법, 타겟, 연령 그리고 디바이스로 구분되어짐을 알 수 있다. 본 논문은 가상 증강현실 콘텐츠의 기획 단계에서의 기초 자료로 활용되는데 의의가 있다.

본 연구는 증강현실 기반의 포켓몬 고 게임을 경험한 이용자들의 증강현실 게임속성과 만족, 그리고 추천의도에 어떤 차이 가 있는지를 파악하고, 증강현실 기반 게임 속성과 추천의도 간의 어떤 관계를 형성하고 있는지 매개효과를 검증하는 실증 분석 연구이다. 먼저, 문헌연구를 통해 증강현실 게임 속성으로 오락성, 도전성, 상호작용성, 현실성 네 가지를 도출하였다. 표본은 포켓몬 고 게임을 경험한 이용자들을 대상으로 설문조사를 실시하였고 그 결과를 분석한 것이다. 실증분석 결과, 증강현실 게임속성과 추천의도 사이에 유의한 상관관계가 있는 것으로 나타났으며 만족의 매개효과 분석에서도 유의한 영 향을 미치는 것으로 분석되었다. 특히, 기존 선행연구에서는 온라인 게임의 상호작용성과 여가만족 중 사회적 만족이 강한 상관관계가 있는 것으로 나타났으나 본 연구에서는 오락성과 도전성, 상호작용성 그리고 현실감이 강하게 나타나, 게임 이 용자들의 게임 활동을 만족시킨다고 할 수 있겠다. 또한 증강현실 게임속성과 추천의도에서 게임 활동 만족이 유의미한 영 향을 미치는 것으로 나타난 결과, 증강현실 속성을 기반으로 한 게임은 여가활동으로서 게임하는 이용자들에게 기존의 온 라인 게임과는 다르게 다양한 계층과 많은 잠재적 게임이용자들에게 영향을 미칠 수 있음을 확인할 수 있는 실증분석 연구 이다.

최근 해양 사고 및 그 피해가 증가함에 따라 선박의 안전 항해에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 해양 사고에 대한 규제를 강화 하고, 최신의 IT 기술들을 적용한 다양한 항해 장비들을 개발하여 항해사의 안전운항을 지원하고 있다. 그러나 너무 복잡하고 많은 정보를 무 분별하게 제공하는 경우가 많아 오히려 항해사의 의사결정에 방해가 되는 경우가 있어 정보를 표시하고 서비스하는 효율적인 방법에 대한 연 구가 필요한 실정이다. 이러한 배경으로 본 논문에서는 다양한 항해정보를 보다 직관적으로 제공하기 위한 방법으로 증강현실 기술을 적용하 였으며, 이를 통해 항해사가 신속하고 정확한 의사결정을 내릴 수 있도록 지원하는 증강현실 기반의 차세대 항해지원 시스템을 제안한다. 또 한, 구현된 요소 기능들은 선박운항 시뮬레이터 및 실선 시험을 통해 시스템의 적용 가능성과 효용성을 검증하였다.

텍스트와 그림으로 표현되었던 교육 도구는 교육과 놀이 체험이라는 에듀테인먼트로 발전하 였다. 에듀테인먼트 분야에서의 증강현실 기술은 체험을 극대화하여 놀이형 교육이 가능해 졌 다. 또한 최근 증강현실을 응용한 다양한 애플리케이션으로 서비스 되고 있다. 본 논문에서는 에듀테인먼트 콘텐츠 설계와 구현을 통해 체험형 교육을 위한 활용방안에 대해 기술한다. 구현 은 ‘뷰포리아 엔진’과 ‘유니티 3D’를 사용하였다.

증강현실 기술을 게임에 접목하려는 시도가 많이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 실시간으 로 스마트 기기의 카메라로부터 손동작 2차원 영상을 획득하고 HSV 컬러 영역을 활용하여 해 당 색상의 물체 또는 신체를 실시간으로 검출해, 게임의 요소로 활용하여 즐길 수 있는 2D 퍼 즐게임을 개발하였다. 이는 스마트 기기에 컴퓨터 비전을 접목한 형태의 게임으로, 교육 및 엔 터테인먼트 환경에서 스마트 기기의 휴대성과 가상현실 체험의 현장감을 접목시킨 새로운 인터 랙티브 기술이 될 것이다.

해양사고가 증가하고 이에 따른 피해가 늘어남에 따라 선박의 안전항해에 대한 관심이 높아지고 있으며, 해양사고에 대한 규제 및 사고 방지를 위한 기술 개발이 활발하게 진행되고 있다. 이러한 요구에 따라 IT 기술들을 적용한 다양한 항해장비들이 개발되어 항해사의 안전운항을 지원하고 있지만, 다양하고 많은 정보를 무분별하게 제공하기 보다는 정보를 표시하고 서비스하는 효율적인 방법에 대한 연구가 더욱 필요한 실정이다. 효율적인 항해 장비는 항해사가 의사 결정을 신속하고 정확하게 내릴 수 있도록 보다 단순하고 직관적인 방법으로 정보를 표시할 수 있어야 하며, 본 논문에서는 선교에서 활용될 수 있는 증강현실 기반 항행 지원 시스템과 이를 바탕으로 하는 안전운항 지원서비스에 대하여 제안하였다.

이 논문은 공간 증강 현실 콘텐츠를 낮은 비용과 빠른 속도로 제작하기 위한 프레임워크를 제안한다. 우리의 프레임워크는 구하기 쉬운 장비인 웹캠과 프로젝터만으로 투영 기반의 증강현실 콘텐츠를 제작할 수 있는 환경을 제공한다. 콘텐츠 제작자는 웹캠과 프로젝터를 설치하고 프레임워크에서 제공하는 인터페이스를 조작하는 것으로 쉽고 빠르게 공간 증강 현실 기술을 사용한 디지털 콘텐츠를 제작할 수 있다. 기존의 솔루션들은 고가인 경우가 많고 콘텐츠 제작자가 증강 현실 기술을 스스로 적용하는 것이 쉽지 않기 때문에 우리가 제안하는 프레임워크는 콘텐츠 제작자가 콘텐츠 내용 자체에 집중할 수 있도록 돕는다. 프레임워크를 통해 웹캠과 프로젝터를 한 번 설정하면 인식 가능한 실제 물체의 이동과 회전에 따른 가상 물체의 렌더링 결과를 올바르게 투영한다. 그 결과, 우리는 사실적인 증강현실 콘텐츠를 확인할 수 있다.

최근 초고층 및 초장대와 같은 대형 구조물들이 시공되고 있으며, 이에 대한 구조물 건전성 모니터링 기술들이 연구되고 있다. 하지만 기존의 기술들은 계측 센서의 관리와 센서로부터 계측된 데이터에 효율적으로 access하지 못하고 있다. 본 논문에서는 구조물 건전성 모니터링을 위한 증강현실 기반 센서 위치인식 및 데이터 시각화 기술을 소개한다. 모바일 디바이스에 내장된 GPS를 통하여 센서와 사용자 간의 거리를 파악하게 된다. 뿐만 아니라, 센서로부터 계측된 데이터는 위치정보시스템 서버에 저장되며, RSS방식을 통해 전송되어 사용자가 모바일 디바이스를 통해 쉽게 계측 데이터를 가시화 할 수 있게 된다. 이 기술을 이용하여 사용자는 센서의 위치인식을 통해 계측센서를 관리하고, 계측 데이터를 시각화하여 시간과 공간에 제약 없이 구조물의 건전성을 모니터링 할 수 있게 된다.

In this paper, augmented reality (AR)-based real-time bridge health monitoring technique without the limitations of time and space is proposed. The ubiqutous bridge safety inspection technique is expected to reduce the cost of maintaining bridges. The proposed technique is very promising to confirm the concrete structure safety under construction in terms of reducing both the cost and the human resource.

An augmented state feedback controller for a Wheeled Inverted Pendulum (WIP) is proposed in this research. The augmented state feedback controller is able to keep the WIP returning to the origin. Generally, the WIP has both stable and unstable equilibrium points. To keep the WIP over the unstable equilibrium point, the WIP consistently is being controlled. A simple state feedback controller is letting the WIP out of the origin when the center of gravity of the WIP locates out of the schematic center line. In some case of applications, it may not be desirable that the WIP is drifting out of the initial location. The proposed augmented state feedback controller is able to keep the WIP at the initial location whether its center of gravity lies out of the center line or not. Numerical simulations are carried out to show the validation of the augmented sated feedback controller.

리스트의《발라드 2번》은 소나타 형식으로 되어 있으나, 전통적인 분석방법으로는 해결 되지 않는 조성구조의 모호함이 나타난다. 필자는 리스트의 증3화음에 대한 관심과 바이쯔 만(Carl Freidrich Weitzmann, 1808-80)의 이론을 토대로 성부진행의 측면에서 이 작품의 새 로운 분석을 시도하였다. 리스트와 동시대를 살았던 바이쯔만은 1853년에 발표된 논문인 “Der übermässige Dreiklang”에서 증3화음이 다양한 조성과 어떻게 관련되는지에 대해 논 리적으로 설명하고 있다. 리스트의 초기 작품에서 한 패시지의 장식적 역할로 사용되었던 증3화음은 바이쯔만의 논문이 발표된 이후 증3화음의 영역이 확대되거나 작품의 동기와 결합하여 작품전체의 구조 로 사용되는 등 그 이전에 사용했던 방식과는 다르게 나타난다. 《발라드 2번》은 1853년에 작곡되어 1854년에 출판된 작품으로, 이후 증3화음이 조성구조로 확장된 리스트의 작곡 스 타일을 살펴볼 수 있는 시발점이 되는 작품이다. 이 작품에서는 증3화음이 표면적인 사용에 서 벗어나 거시적인 조성구조로 확장되고, 그 안에서 관계없이 나열되는 화성진행들도 증3 화음과 밀접하게 연관되어 나타났다.

본 논문에서는 증강현실 게임을 위하여 마커 영역을 이진화 할 수 있는 경계선 기반 마커 이진화 방법을 제안한다. 먼저, 경계선을 검출하기 위해 원 영상을 그레이 스케일 영상으로 변환한 뒤 경계선을 검출하고 마커영역의 경계선을 폐구간으로 만들기 위해 모든 경계선 화소에 대해서 4방향 확장 연산을 수행한다. 그리고 검출된 모든 경계선에 대해서 좌 우 화소의 명도를 비교하여 낮은 쪽에 검은색, 높은 쪽에 흰색을 할당하여 씨앗 영역 확장 기법을 통해 내부 영역을 채우면 마커영역의 이진화가 완료된다. 제안된 방법은 조명의 영향에 민감하지 않은 경계선 정보를 이용하여, 기존 단일 임계값을 사용한 이진화 방법에 비해 단계적 조명이나 그림자의 영향을 받은 영상에서도 마커 인식이 가능한 이진화 결과를 보였으며, VGA급 영상을 대상으로 평균 51fps의 처리속도를 보여 실시간 처리가 가능함을 알 수 있었다.

Automation and robotization has been required in construction for several decades and construction industry has become one of the important research areas in the field of service robotics. Especially in the steel construction, automatic recognition of structural steel members in the stockyard is emphasized. However, since the pose of steel frame in the stockyard is site dependent and also the stockyard is usually in the outdoor environment, it is difficult to determine the pose automatically. This paper adopts the recognition method based on the augmented reality to cope with this problem. Particularly focusing on the light condition of the outdoor environment, we formulated the optimization problem with the constraint and suggested the methodology to evaluate the optimal camera arrangement. From simulation results, sub-optimal solution for the position of the camera can be obtained.

본 논문에서 3DARModeler 라는 증강현실 환경에서의 3D 모델링 시스템에 대해서 제시 한다. 이 시스템은 3D 객체(모델)를 만들기 위해 객체 호출, 텍스쳐 적용, 애니메이션, 광원추정, 그림자 등의 기능들이 포함된 간단한 3D Studio Max라고 볼 수 있다. 3DARModeler는 3D 모델을 만들기 위한 효과적이고 편리한 상호작용 방법들을 제시한다. 3DARModeler 시스템의 주사용자는 컴퓨터 그래픽, 모델링 기술에 관한 많은 지식을 갖추지 않은 비전문가들을 대상으로 한다. 사용자들은 기본 객체를 선택, 객체들의 속성 부여, 여러 객체들의 결합을 통하는 방법으로 사용자가 실세계에서 직접 모델링을 하는 것과 같이 간단하고 직관적인 방법의 모델링을 가능하도록 한다.

Renewable energy or green energy is a hot issue in theses days. Since wind resource can be endlessly supplied by nature, researchers and common people are interested in study how to use that resource at home or company. Especially, many architects have tried to integrate wind power generator for a part of building. So in this paper, three buildings installed wind power turbine are targed to CFD analysis and these buildings are Bahrain trade center, Discovery tower, and Pearl river tower. Bahrain trade center is the first builidng installed real wind turbine, Discovery tower is constructing at Texas, and Pearl river tower is designed and proved by china researchers. These buildings have very different type of wind power turbine and each turbine has different conditions for best power generation. Therefor this paper will focus on characteristic shape of buildings, wind power turbine type, and expected purpose of construction. Moreover, CFD analysis will show wind flow pattern and wind speed while wind is passing through wind turbine of three tall buildings. CFD analysis for three buildings make comparison the wind flow patterns with experimental result.

최근 실감형 게임 (augmented game) 이라는 새로운 게임 장르에 대한 연구가 다양하게 시도되고 있으며 실감형 게임이란 사용자가 실제 환경을 돌아다니며 컴퓨터에 의해 만들어진 가상의 적 또는 물체를 이용하여 진행하는 게임이다. 실감형 게임은 게이머에게 새로운 즐거움을 제공할 수 있지만 비싼 가격의 'backpack' 시스템을 이용하기 때문에 일반 게이머에게 저렴한 가격에 게임을 제공하치가 어렵다. 이를 위해 모바일 기기의 카메라를 이용한 실감형 게임들이 다양하게 제안되고 있지만, 가상의 적을 실제 공간에 접목하기 위해 대부분 색상 마커나 패턴 마커를 이용하기 때문에 마커가 미리 설치 되어 있는 장소에서만 게임이 가능한 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 흥미도가 높고 가격 부담없는 게임을 제공하기 위해 기존의 갤러그를 실감형 게임에 접목한 모바일 기기에서의 실감형 갤러그를 소개한다. 실감형 갤러그는 모바일 화면상에서 실제 환경에 가상의 적을 접목하기 위해 실제 환경에 있는 물체를 그대로 이용하여, 크기분변의 특징변환(SIFT)와 유클리디언 거리(Euclidean distance)를 이용하여 물체를 인식한다. 가상의 적은 이식된 특정 물체의 주위에 임의로 출현하며, 게임흥미도를 높이기 위해 여러 개의 특정 물체를 이용하고, 게이머는 가상의 적이 출현하는 특정 물체에 모바일 기기를 직접 움직여 공격한다. 결론적으로 실감형 갤러그는 모바일 카메라에 의해 입력받은 실제 환경 과 모바일 기기에 의해 자동으로 생성원 가상의 적 사이의 상호작용 (interaction) 을 제공하는 새로운 게임 패러다임(paradigm) 을 통하여 게이머에게 가격 부담없는 새로운 즐거움을 제공할 것이다.

This study developed a novel augmented reality interface for minimally invasive surgery. The augmented reality technique can alleviate the sensory feedback problem inherent to laparoscopic surgery. An augmented reality system merges real laparoscope image and reconstructed 3D patient model based on diagnostic medical image such as CT, MRI data. By using reconstructed 3D patient model, AR interface could express structure of patient body that is invisible outside visual field of laparoscope. Therefore, an augmented reality system improved sight information of limited laparoscope. In our augmented reality system, the laparoscopic view is located at the center of a wide-angle concave screen and reconstructed 3D patient model is displayed outside the laparoscope. By using a joystick, the laparoscopic view and the reconstructed 3D patient model view are changed concurrently. With our augmented reality system, the surgeon can see the peritoneal cavity from a wide angle of view, without having to move the laparoscope. Since the concave screen serves immersive environments, the surgeon can feel as if she is in the patient body. For these reasons, a surgeon can recognize easily depth information about inner parts of patient and position information of surgical instruments without laparoscope motion. It is possible for surgeon to manipulate surgical instruments more exact and fast. Therefore immersive augmented reality interface for minimally invasive surgery will reduce bodily, environmental load of a surgeon and increase efficiency of MIS.

선박 접안을 돕기 위해 레이저 접안 장치는 부두에 설치된 레이저 센서로부터 선박까지의 거리를 센티미터 수준의 정확도로 측정하여 제공한다. 그러나, 레이저 접안 장치는 레이저 센서의 정확한 설치 위치를 알아야 하고, 선박이 접안하는 부두의 전 범위를 다룰 수 있도록 설치되어야 하며, 부두의 선적 및 하역 환경, 조수의 변동을 고려해야 하는 문제가 있다. 특히 레이저 센서 거리 측정기는 가격이 비싸고, 거리를 측정할 수 있는 범위가 좁다는 단점이 있다. 레이저 접안 장치가 지닌 이상과 같은 문제를 해결하기 위한 방법으로 제안된 방법이 반송파보정 측위 기법이다. 본 논문에서는 상대 수평측위 정확 희석도 시뮬레이션을 통하여 레이저 접안 장치가 지닌 문제를 해결하기 위해 기존에 제안된 반송파 보정 측위기법이 연속성을 갖는 센티미터 정확도의 측위 서비스가 어려움을 보이고, 이를 해결하기 위한 방법으로 의사위성 보강 측위기법을 제안한다. 본 논문은 의사위성을 반송파 보정 측위성능 향상을 위해 사용하며, 제안한 측위기법이 기존에 반송파 보정 측위기법과 달리 연속성을 갖는 센티미터 정확도의 측위 서비스가 가능함을 보인다. 또한 제안한 측위기법이 선박 자동접안을 위해 요구하는 측위성능을 만족시키는 기법임을 필드시험을 위해 구축한 테스트 베드에서 확인한다.

최근 게임 시장에서 한층 강화된 몰입감을 부여하는 증강현실 기술 기반의 3D 게임들이 등장하고 있다. 본 논문에서는 사용자의 손동작을 인식하여 게임 응용프로그램과 상호작용하는 증강현실 게임의 구현 기법을 제시한다. 웹캠을 통해 입력되는 영상 프레임에서 특징점들을 추출한다. 추출된 특징점들의 움직임을 통해 추적 대상의 움직임을 분석하여 사용자의 의도된 행위를 인식한다. 손동작 추적으로부터의 움직임의 궤적의 형태와 메뉴나 가상객체 위치 관계로부터 사용자의 의도된 움직임을 신뢰성있게 판단하는 기법을 제시한다. 제시한 방법의 우수성 입증을 위해 두 개의 증강현실 응용 시스템을 구현하고 인식의 정확도를 실험하였다. 응용으로 사람의 움직임을 감지해 동작하는 뮤직플레이어와 사용자가 위치한 현실공간에 대응되는 가상공간 내에서 가상농구게임을 개발하였다. 뮤직플레이어에서는 사용자가 손동작으로 다양한 메뉴를 선택할 수 있다. 가상농구게임에서는 가상의 공이 가상공간에 추가되고 이를 사용자가 물리공갈에서 직접 손을 움직여서 가상의 공과 상호작용한다. 사용자의 움직임 인식에 대하여 정상적인 움직임의 사용자에 대해서 평균 94%의 정확도를 보였으며 급격한 움직임의 사용자에 대해서는 약 84%의 정확도를 보였다.

본 연구는 보강적 피드백의 제시시기와 제시방법에 따른 리듬체조 후프 동작의 학습효과를 알아보는데 연구의 목적을 두고 있다. 본 연구의 피험자들은 20대 남, 여 각 30명씩 총 60명을 대상으로 하였고, 실험과제는 리듬체조 기술 중에서 후프과제를 선정하였고, 후프 기술 가운데 연구의도에 적합하게 구성하여 타당도를 검증한 5가지의 연속동작 과제이다. 연구의 목적 삼 리듬체조의 경험이 없는 20대 남, 여를 대상으로 하며 6개의 실험집단 즉 동시적 시각 피드백, 동시적 언어 피드백, 동시적 혼합 피드백, 종말적 시각 피드백, 종말적 언어 피드백, 종말적 혼합 피드백 조건에 남, 여 같은 수의 비율로 우선배정 하였다. 동시적 시각 피드백 조건은 시행 중에 숙련모델의 동작 수행 장면을 정면에 설치된 TV모니터를 통하여 보면서 동작을 수행하는 조건이었으며, 동시적 언어 피드백 조건은 후프동작에 관한 언어적 정보를 연속적으로 들으면서 동작을 수행하는 조건이었다. 동시적 혼합 피드백 조건은 시행 중에 숙련모델의 동작 수행 장면과 언어적 정보를 동시에 제공받으며 동작을 수행하는 조건이었다. 종말적 시각 피드백 조건과 종말적 언어 피드백 조건, 그리고 종말적 혼합 피드백 조건은 각 시행 끝난 후에 동시적 피드백과 동일한 방법으로 보강적 피드백을 제공받는 조건이었다. 본 연구는 보강적 피드백의 제시시기와 제시방법에 따라 운동수행과 학습에 차이가 있는 가를 알아 보기 위하여, 각 시행 분단을 반복 측정하는 2(피드백 제시시기)×3(피드백 제시방법)×5(분단) 요인설계를 하였다. 즉각 파지단계와 지연 파지단계도 역시 삼원변량분석을 실시하였다. 통계처리는 윈도우용 SPSS (ver. 10.0)프로그램을 사용하였으며, 유의수준 P< .05에서 주효과와 상호작용효과를 분석하였으며, 통계적으로 유의한 차를 보인 부분은 사후검증 (Tukey`s HSD)을 실시하였다. 그에 따른 결과는 다음과 같다. 첫째, 동시적 피드백과 종말적 피드백은 동작수행점수에서 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 둘째, 시각 피드백과 언어 피드백은 동작수행점수에서 통계적으로 유의한 차이를 보였고, 시각 피드백이 언어 피드백보다 동작수행점수가 좋았다. 셋째, 시각 피드백과 혼합 피드백은 동작수행점수에서 통계적의로 유의한 차이가 없었다. 넷째, 혼합 피드백과 언어 피드백은 동작수행점수에서 통계적의로 유의한 차이를 보였고, 혼합 피드백이 언어 피드백보다 동작수행점수가 좋았다. 다섯째, 분단간에서 통계적으로 유의한 차이를 보였고, 시행이 증가함에 따라 각 분단 모두에서 수행점수의 향상이 있었다.