본 논문에서는 웹툰 캐릭터 영상에 대해서 심층학습에 기반한 3D 안면 재구성 기술을 제안한다. 본 연구에서 제안하는 방법은 기본 사항 모듈과 상세 사항 모듈로 구성된다. 입력 받은 웹툰 캐릭터 영상에 대해서 기본 사항 모듈의 요소인 Albedo 모듈을 적용해서 안면에 들어오는 빛의 양을 계산하여 Albedo 맵을 생성한다. 그 리고 기본 사항 모듈의 다른 구성 요소인 FLAME 모듈에서는 입력 영상에 대한 기본적인 3D 안면 형태를 생 성한다. 이와 동시에 상세사항 모듈을 적용해서 실제 사람과 다르게 이목구비가 변형된 웹툰 캐릭터 영상의 표정이나 얼굴 깊이와 같은 특징을 살리는 세부사항을 추출한다. 계산한 세부사항들을 토대로 세부사항 맵을 생성하여 앞서 FLAME 모듈에서 생성된 3D 안면 형태와 결합하여 세부사항 안면 형태를 생성한다. 그 후 Albedo 모듈에서 생성된 Albedo 맵까지 적용하면 최종적으로 웹툰 캐릭터 영상에 대한 3D 안면 재구성이 완 료된다. 본 연구에서는 웹툰 캐릭터뿐만 아니라 안면이 스타일화된 애니메이 션 캐릭터에 대해서도 결과를 생성하고, 이를 기존 연구와 비교하여 그 우수성을 입증한다.

본 연구에서는 게임 영상과 같은 생성된 영상으로부터 물체를 인식하는 심층 학습 기반 모델의 성능을 향상 시키는 방법을 제시한다. 특히, 실제 영상으로 훈련된 물체 인식 모델에 대해서 게임 영상으로 추가 훈련을 수행함으로써 물체 인식 성능이 향상됨을 검증한다. 본 연구에서는 심층 학습 기반의 물체 인식 모델들 중에서 가장 널리 사용되는 YoloV2 모델을 이용한다. 이 모델에 대해서 8 종류의 다양한 게임에서 샘플링한 160장의 게임 영상을 적용해서 물체 인식 모델을 다시 훈련하고, IoU와 정확도를 측정해서 본 연구에서 주장하는 게임 영상을 이용한 훈련이 효과적임을 입증한다.

현재 출시된 중국어 학습 기능성 게임 및 관련 학술 연구는 많지만 대부분 스마트폰 플랫폼에서 수행되었으며 VR플랫폼 기반 학술 연구와 게임 개발이 많지 않다. 그러나 현재 VR기능성 게임은 가상현실 공간의 몰입적 체험이 학습효과를 확실히 높일 수 있다는 연구가 이미 존재한다. ‘Classroom Simulation’은 가상현실 공간의 시뮬레이션 강의실에서 수업과 게임을 하는 중국어 일상어를 배우는 기능성 게임이다. 이 게임은 중국어 초보자와 중국으로 여행을 가려는 외국인을 대상으로 이들이 중국어 일상어를 알아듣고 말할 수 있는것을 목적으로 개발하였다. 이러한 단일적 교육 목적으로 본 연구는 맞춤형 게임 시스템 설계를 진행하였다. 본 연구에서 중국어 일상어 교육용 기능성 게임을 구성하기 위하여 시뮬레이션 강의실과 교사를 구현하였으며 3가지 레벨의 게임플레이 설계에 대해서 소개하였다. 이 게임의 교육 효과와 효율성, 오락성을 검증하기 위하여 12명의 실험자를 선발하여 실험을 진행하였다. 실험 결과에 따르면 이 게임의 교육 효과와 효율성이 입증된 반면 게임 시나리오와 게임플레이 등 오락성 측면에서 미흡하다고 나타났다. 실험과 결과 분석을 바탕으로 개선 방안에 대해 검토했으며 향후 연구를 진행하고자 한다.

최근, 여러 분야에서의 AI가 빠르게 성장하였고 게임에서도 큰 발전이 있었다. 게임 AI에 대한 접근 방법은 여러 가지가 있다. 먼저 지도 학습 기반 접근 방법은 게임 플레이 데이터에서 학습하고, 플레이 행동을 흉내 낸다. 그러나, 지도 학습 기반 접근 방법은 입력 자질을 선형 조합하므로, 복잡한 문제에는 성능 향상에 한계가 있다. 선형 조합에 따른 성능 한계를 개선하기 위해, 딥 뉴럴 네트워크 기반 접근방법은 지역적 특성 및 전역적 특성을 개별적으로 각각 표현하기 위해 둘 이상의 뉴럴 네트워크를 사용한다. 그러나 딥 뉴럴 네트워크 기반 접근방법은 충분한 학습 집합이 필요하다. 학습 집합을 준비해야 하는 부담을 줄이기 위해서, 강화 학습 기반 접근 방식은 Agent가 먼저 Action을 하고 이에 따른 보상을 분석하여 학습한다. 즉, 이 접근방법은 Agent가 최대 보상을 받도록 학습한다. 본 논문에서는 강화 학습을 통해 여러 게임에서 학습하는 AI를 제안한다. 제안하는 AI 모델은 개별 게임에서 Local Agent가 플레이하고, 여러 Local Agent에서 Global Agent를 학습한다. 실험 결과, 한 게임에서 학습한 Agent는 학습했던 게임에서는 우수한 성능을 보여주었지만, 새로운 게임에서는 성능이 떨어졌다. 반면에, 두 게임에서 학습한 제안하는 Agent는 학습한 게임과 새로운 게임 모두에서 잘 적응했다.

모바일 게임 시장이 스마트폰 중심으로 변화되기 시작하면서 모바일 게임에서는 오토 플레이 시스템이 적용되기 시작하였다. 오토플레이 시스템은 버튼 한번으로 게임을 자동으로 진행하는 시스템 이며 현재 거의 대부분의 모바일 게임에서 적용되었고 PC게임에서 까지 이러한 시스템이 적용되고 있다. 하지만 이러한 오토 플레이 시스템의 성능은 매우 비효율적으로 행동하고 있으며 본 논문에서는 플레이어의 행동 패턴을 기반으로 학습한 인공지능을 제안하고자 한다. 본 논문에서 제안하는 인공지능 모델은 플레이어가 게임을 진행하면서 게임 데이터와 플레이어가 입력한 버튼 값을 학습 데이터로 저장하고 학습데이터를 DNN(Deep Neural Network) 신경망 모델을 사용하여 학습하였다. 게임에서는 플레이어가 중복적으로 다른 버튼을 동시에 누르기 때문에 Output Layer를 다층으로 분류하여 학습을 진행했다. 본 논문 실험에서는 20명의 실험자들에게 제안하는 인공지능 모델을 사용함으로써 결과를 기록하였고 트랙을 일정하게 벽을 부딪치지 않고 달린 플레이어 데이터만 제대로 학습되어 결과를 얻을 수 있었고 그렇지 않은 플레이어의 데이터는 캐릭터가 제대로 이동하지 않아 결과 값을 얻을 수가 없었다. 또한 간단한 아케이드 게임을 만들어 강화학습과 비교하였으며 강화학습보다 성능은 좋지 않았지만 학습속도가 약 10배 빨랐다.

On the knowledge based society is demanding for competent subjects who can create new knowledge and apply it as well as possess self-directed learning abilities. Even when it comes to instructing underachievers, changes in the systematic education program is being required. Underachievers show difference in learning ability with other students as their grade level increases and this leads to a decline in understanding about what is learned during class. Accordingly, this results in the loss of the desire to learn and is causing underachievement to become more serious. In this paper, arithmetic section was selected amongst all the other sections in an elementary mathematics textbook. In order to minimize the learning deficit of underachievers, recomposition was made with contents and stages appropriate for the instruction of underachievers to develop a self-directed learning model and implement the Scratch game program. As a result of applying the program of this study on underachievers who are in third grade of elementary school, it was analyzed that their competence of arithmetic operation was enhanced and that it also increased their level of interest about learning.

The purpose of this study was to investigate the effects of vocabulary learning activity types via smart-phones on vocabulary learning and the attitude of Korean college students. The participants were 56 college students, who were divided into 4 groups: a competitive and self-paced group (Group 1), a competitive and controlled-paced group (Group 2), an individual and self-paced group (Group 3), and an individual and controlled-paced group (Group 4). Vocabulary tests were administered before and after the experiment. The analyses of the post-test results showed that Group 3 had improved most and Group 1 earned the second highest score, indicating that competition can make a positive effect on vocabulary learning via smart-phone applications. The results also revealed that there was no statistically significant difference in the post-test scores between self-paced and controlled-paced groups. In addition, vocabulary learning via smart-phone applications improved the participants’ attitudes toward vocabulary learning.

This paper is aimed at designing learning contents by applying augmented reality, as a plan to improve learning effect of learners who will study cultural properties. Learning cultural assets does not contain educational media which is able to be used for current learning. Even if is has the media, they are not fitting for the current educational situation, and most of them are simple. Insufficiency of educational media will make learners, who are interested in cultural properties and who are about to freshly learn cultural properties, far away from their desires to lean. Learning cultural properties is appropriate for a learning type to apply augmented reality. Accordingly, the author is aiming at developing educational media by applying augmented reality to learning cultural assets. In order to apply augmented reality, this paper examines concept of augmented reality and its application cases, accelerated learning factors and efficiency through the relevant pre-studies and development cases of educational application, and methods by which augmented reality is used for learning media. Based on these studies, this paper applied a learning theory stated in the pre-study, and designed learning contents by using augmented reality producing library. By means of the augmented reality based cultural properties learning contents, this paper plans to help learners who will study cultural properties and the relevant education, and to be a reference for designing learning contents applying augmented reality in the future.

최근 새롭게 등장하고 있는 구성주의 학습이론들은 기존의 전통적인 학습이론이 제공하지 못하는, 차별화된 학습자 중심 학습을 위한 교수설계적 시사점을 제공하고 있다. 따라서 이러한 구성주의 학습이론들은 현재 정보화 사회의 테크놀로지를 기반으로 하는 학습자 중심 학습에 적절하고 효과적인 실천적 방안을 제시할 수 있다. 특히, 학습자 주도적인 테크놀로지의 활용과 학습자의 자발적 참여를 위한 오락적 요소가 충분히 반영된 환경으로서 교육용 게임은 게임세대라 할 수 있는 지금의 학습 세대에게 적합한 학습자 중심 학습 환경이다. 따라서 교육용 게임의 설계를 위한 관점으로 구성주의적 학습 이론의 특성을 고찰하면서 설계 원리에 대한 시사점을 도출하는 연구가 필요하다. 본 연구는 구성주의 학습이론으로서 최근 부각되고 있는 활동이론, 분산인지, 생태심리학의 관점에서 이론적 배경이자 실천적 방안으로 교육용 게임의 설계 원리에 대한 시사점을 도출하고자 한다. 이것은 향후 학습자 중심 학습을 위한 상황별, 유형별 교육용 게임의 설계 원리를 구체적으로 탐색하는 데에 이론적 기반 및 논의점이 될 수 있을 것으로 기대한다.

행맨, 크로스퍼즐, 매칭등과 같은 많은 영어 단어 학습용 게임들이 보드 형태 또는 컴퓨터 게 임 형태로 개발되었다. 이들 컴퓨터 게임 대부분은 전략형 게임 플레이를 채택하기에 이런 스 타일의 게임을 좋아하지 않는 학습자들에게는 게임의 고유 특성인 즐거움을 주는데 한계가 있 다. 본 논문에서는 청소년 및 성인 대상의 1인용 자동차 주행 게임을 중심으로 새로운 영어 단 어 암기를 위한 시스템을 제안한다. 본 시스템의 핵심인 자동차 주행 게임에서 학습자는 차를 운전하면서, 트랙 상에 아이템처럼 나타나는 영어 단어 텍스트와 충돌하여서 점수를 획득하게 된다. 학습자는 화면상에 노출된 영어 단어를 주행 중에 지속적으로 보면서, 영어 단어를 뇌리 에 새기게 된다. 우리의 실험 결과, 우리의 게임을 통한 영어 단어의 기억 효과는 만족할 수준 이고, 학습 도구로서의 본 시스템에 대한 만족도도 높았다. 또한 기본 영어 단어 학습용 게임들 이 이미 알고 있는 단어 대한 기억 강화에 적합하지만 우리의 게임은 새로운 단어 암기에도 사 용할 수 있다.

교육 현장에서 감정은 기억, 학습 성취, 동기부여에 있어 핵심적으로 중요한 요인으로 알려져 있다. 본 연구에서는 초등학교 아동들을 대상으로 감정적 개입(emotional engagement)을 촉진하기 위해 기능성 게임을 학습 현장에서 활용할 수 있는지를 확인해보고자 하였다. 이를 위해 영어 학습용 기능성 게임 '워드 콜렉트리안'을 이용하여 탐색 연구를 진행하였다. 워드 콜렉트리안은 인터액션을 통한 단어의 동적 시각화와 맥락 영상의 제시를 통한 상황 인지, 완성된 단어의 배치를 통한 단어에 대한 애착 고취 등을 활용하여 아동들이 감정적으로 영단어 학습에 효과적으로 개입할 수 있도록 설계하였다. 1차 프로토타입을 활용한 기초 실험 결과 워드 콜렉트리안이 학습 효과와 감정 개입의 효과를 모두 불러일으킬 수 있는 가능성이 있음을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 음악게임을 활용한 음악 감상 교육의 효과 및 만족도를 살펴보았다. 이를 위해 경기도 G초등학교 4학년 남녀학생 107명을 대상으로 실험을 실시하였다. 연구결과 음악 게임을 활용한 수업이 음악 감상을 한 수업보다 학습평가와 학습몰입도에 있어서 높게 나타났고, 특히 만족도에서는 확연히 높은 결과가 나타났다. 또한 학습몰입도와 학습만족도는 학습평가에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 본 연구 결과는 스마트 기기를 학교 정규 수업에 적용하여 학습 콘텐츠 설계 방향을 제시하는데 기여할 것으로 본다.

본 연구의 목적은 게임을 활용한 학습이 교육현장에서 교수-학습을 지원하는 방법으로 활용되기 위해 교사들의 인식을 조사하여 분석하는데 있다. 이는 게임기반학습의 확산을 위한 중요한 지표로 활용할 수 있을 것이다. 본 연구의 결과를 종합해보면, 첫째, 교사들이 게임을 사용하는데 있어 교육과정과 관련된 학습주제와 내용을 지닌 게임을 찾는데 어려움이 있다는 것이다. 둘째, 학습자의 다양한 수준에 따른 게임 활용 수업을 준비하는데 많은 시간이 소요된다는 것이다. 셋째, 교사가 게임을 수업에 활용하기 위해 관련기관에서 다양한 정보와 지침을 제공해야할 필요가 있다는 것이다. 마지막으로, 행-재정적인 지원이 체계적으로 이루어져야할 필요가 있는 것으로 나타났다.