최근 스마트 폰의 급격한 보급으로 그 사용자 수가 크게 늘어남에 따라 이를 이용한 실시간 온라인 게임의 많은 이용 등으로 인터넷 트래픽이 급속히 증가하고 있는 실정이다. 이에 네트워크의 대역폭, 서비스 제공의 유연성, 전송속도, 확장성, 보안성 등 여러 방면에서 기존의 네트워크보다 훨씬 향상된 네트워크 성능을 요구하게 되어 전달망 및 통신망 제어기술 또한 급속히 발전하고 있다. 이를 수용하기 위한 광 다계층 망에서의 신속한 복구를 수행하여 실시간 온라인 게임이 단락이 없이 수월하게 운용할 수 있는 새로운 복구 메커니즘을 제시하고, 이에 대한 특성을 살펴본다.

우리는 논문에서 차량 간 통신을 이용한 Ad-hoc 게임에서 브로드캐스트 메시지에 의한 게임속도 저하를 방지하기 위한 비트맵 기반의 메시지 제어 기법(BitBMC:bitmap-based broadcast message control scheme)을 제안한다. 이 기법은 차량 그룹을 비트맵으로 관리하여 여러 차량으로부터 브로드캐스트되는 게임 메시지를 제어함으로써 게임 성능을 보장한다. 중심차량(mc: main car)은 관리그룹 내부에 진입하는 차량에 비트 번호를 부여하여 그룹을 관리하며 비트맵에는 게임메시지 송수신 정보를 포함함으로써 메시지 수신 여부를 빠르게 파악할 수 있다. 이 기법은 기존 VANET(Vehicle Area NETwork)의 메시지 전송과 비교하여 높은 수준의 메시지 필터링 기능을 제공함으로써 신속한 게임메시지 전송을 통해 안정적인 차량 간 게임을 보장한다. 제안기법은 실험데이터를 사용한 시뮬레이션에서 기존의 메시지 플러딩(flooding) 기법보다 빠른 메시지 송수신 시간을 나타낸다.

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.

아케이드 게임은 대부분 고유의 하드웨어를 가지고 있고, 비디오 게임에서 느낄 수 없는 경험을 제공하기 위해 체감형 시뮬레이터, 모션 캡쳐 장비와 같은 물리적 상호작용 기술을 적극 채용 하고 있다. 이런 물리적 상호작용 기술을 적극적으로 활용하는 몰입형 체감을 위해서는 쉽게 접근 할 수 있는 미디어들의 통합제어 기술이 필요하다. 본 논문에서는 미디어들의 통합제어 시스템인 쇼 컨트롤 시스템을 소개하고, 쇼 컨트롤을 적용한 아케이드 게임 “축구 서커스” 프로젝트를 분석하고, 향후 아케이드 게임의 미디어 통합제어 시스템의 발전 방향을 전망한다.

게임에서의 지능형 NPC는 게임 사용자와 상호작용을 수행하는 대표적인 객체로 게임의 재미를 극대화하기 위해 다양한 역할을 수행하도록 모델링 된다. 사용자와 NPC의 상호작용에는 감성적 상호작용을 포함하여, 이러한 감성적 상호작용은 감성 표출을 의미하는 행동 제어를 통해 다양성을 갖도록 표현된다. 본 연구에서는 게임 환경에서 발생할 수 있는 객체 간 감성적 상황정보에 따라 NPC의 행동을 제어할 수 있도록 하기 위해 NPC의 성격 모델을 설계한다. 특히 AHP를 이용한 NPC의 성격 모델링을 통해 모델링 시점에서 유추 가능한 NPC의 성격 모델링 방법과 얻어진 성격 모델을 이용해 NPC 행동 제어 방안을 제안한다.

바이오피드백 기술은 인간의 신체적인 신호들로부터 나온 신호들을 통하여 신체의 신호를 제어하고 향상 시킬 수 있는 기술이다. 최근 자율신경계의 컨트롤도 훈련을 통하여 스스로 가능하다는 사실이 입증되면서 감성 분야에서 활발한 연구가 진행 중이다. 본 연구에서는 자율반응이나 뇌파를 통하여 스스로 게임을 통한 스포츠 시뮬레이션 훈련이 가능하도록 하는 바이오피드백 훈련 방법을 개발하였다. 개발된 바이오피드백 게임 콘텐츠를 보다 효과적으로 구현하기 위하여 뇌파, 심전도, 호흡, 맥파, 피부전기반사의 통합 생리지표를 분석하였다. 또한 보다 사실적인 훈련이 가능하도록 실제 양궁선수들의 신체적 감성을 분석하고 데이터베이스화 하여 일반인들도 쉽게 양궁선수들과 같은 상태의 생체 감성을 스스로 컨트롤할 수 있도록 하였다.

본 논문에서는 결정트리 학습 알고리즘을 활용한 축구 게임 수비 NPC 제어 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 실제 게임 사용자들의 이동 방향 패턴과 행동 패턴을 추출하여 결정트리학습 알고리즘에 적용한다. 그리고 학습된 결정트리를 바탕으로 NPC의 이동방향과 행동을 결정한다. 실험결과 제안하는 방법은 결정트리 학습에 시간이 다소 걸리지만, 학습된 결정트리를 바탕으로 이동방향이나 행동을 결정하는 시간은 약 0.001-0.003 ms(밀리초)가 소요되어 실시간으로 NPC를 제어할 수 있었다. 또한, 제안하는 방법은 현재 상태 정보 뿐만 아니라 이를 분석한 관계정보, 이전 상태 정보도 함께 활용하므로, 기존방법인 (Letia98)에 비해 이동방향 결정시 높은 정확도를 나타냈다.

게임 레벨 디자인은 재미있는 게임 플레이를 위하여 매우 중요한 게임 제작 요소 중의 하나이며, 게임의 플레이가 이루어지는 공간의 구성 및 해당 맵의 제작, 세부적인 장치, 객체와 물체의 설정 및 배치, 배경 설정 및 이벤트 연출 등을 설계하는 과정이다. 게임 맵 디자인 과정은 다수의 3D 객체를 공간 속에 배치하고, 지속적인 평가, 수정 및 보완 과정을 통하여 게임 공간의 성능을 개선하여야 하므로, 그 과정에서 비용과 시간을 많이 사용하게 된다. 하지만 기존의 게임 제작 환경에서는 여러 개발자들이 공동으로 작업을 하게 되므로, 게임 공간 속의 객체 및 작업들에 대한 동시성 제어가 어려워서, 전반적인 작업의 일관성이 유지가 되지 못하는 문제가 발생하고 있으며, 또한 공동 편집 과정이 복잡해지면 공동 작업의 품질이 하락하는 문제가 발생하고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 게임 맵 디자인을 위한 협업 가상 환경에서의 동시성 제어 및 공동 편집 방법을 제안한다. 제안된 시스템은 계층 구조 기반의 객체들을 사용하고, 각 객체별 동시성 제어 기법을 제공한다. 또한 공동 편집 작업을 원활하게 수행하기에 필요한 소유권 관리 기반 Undo/Redo 메커니즘을 제공한다. 실험 결과 본 논문에서 제안한 시스템을 사용 하는 경우에 충돌의 횟수가 감소하며, 다른 개발자들이 작업을 취소하여 재수정을 하는 등의 불필요한 작업 횟수가 감소하는 결과를 가져 왔다.

뇌파는 초기에 원숭이가 모터로 팔을 조작하기 위한 방법에 관한 연구로 시작되었다. 최근에는, 측정한 뇌파를 치매 환자의 치매 진행 정도를 늦추거나 집중력결핍 과잉행동장애 아이들의 집중력을 높이기 위한 연구들이 진행되고 있다. 그리고 저가의 뇌파 측정 장치가 출시되면서 게임 인터페이스로도 사용된다. 뇌파로 게임을 제어할 때의 문제점은 사람마다 평균 진폭, 평균 파장 그리고 평균 진동 횟수가 다르다는 것이다. 뇌파 차이는 뇌파로 게임을 제어할 때 형평성 문제를 발생시키기 때문에 뇌파를 정규화해서 사용하는 방법이 필요하다. 이 논문에서는 정규분포를 사용해서 측정한 뇌파를 정규화하고 제어로 사용할 파형을 계산하는 방법을 제안한다. 이를 위해서 뇌파 변환 과정을 7단계로 나누어 처리하는 프레임워크를 제안하고 각 단계에 필요한 계산과정을 기술한다. 실험에서는 BCI 영어단어 학습 프로그램에 제안한 방법을 적용하여 두 피험자 파형을 비교했다. 실험에서는 두 피험자의 파형 유사 정도를 상관계수로 측정했다. 명상 값은 제안한 방법을 적용할 때 약 13%가 증가되었고 집중 값은 약 8%정도 증가되었다. 제안한 정규화 방법은 뇌파에 반영된 개인의 특성을 줄여서 제어에 적합한 파형으로 변환하기 때문에 게임과 같은 응용프로그램에 적합하다.

본 논문에서는 사용자의 손을 인식하여 가상현실 게임 환경에서 가상의 손을 제어할 수 있는 방법을 제안한다. 카메라를 통해 획득한 영상을 통하여 사용자의 손 이동과 가리키는 방향에 대한 정보를 획득하고 이를 이용하여 가상의 손을 게임 화면에 나타낸다. 사용자의 손의 움직임은 가상의 손이 물건을 선택하고 옮기도록 하는 입력 인터페이스로 활용할 수 있다. 제안하는 방법은 비전 기반 손 인식 기법으로 먼저 RGB 컬러영역에서 HSV 컬러영역으로 입력영상을 변환하고 H, S 값에 대한 이중 임계값과 연결 요소 분석을 이용하여 손 영역을 분할한다. 다음으로 분할된 영역에 대하여 0, 1차 모멘트를 적용하고 이를 이용하여 손 영역에 대한 무게 중심점을 구한다. 구해진 무게중심점은 손의 중심에 위치하게 되며, 분할된 손 영역의 픽셀 집합 중 무게중심점으로부터 멀리 떨어진 픽셀들을 손가락의 끝점으로 인식한다. 마지막으로 무게중심점과 손 끝점에 대한 벡터를 통하여 손의 축을 구한다. 인식 안정성과 성능을 높이기 위하여 누적 버퍼를 이용한 떨림 보정과 경계상자를 이용한 처리 영역을 설정하였다. 본 논문의 방법은 기존의 비전 기술을 통한 손 인식 방법들에 비하여 별도의 착용 마커를 두지 않고 실시간으로 처리가 가능하다. 다양한 입력 영상들에 대한 실험 결과는 제안 기법으로 정확하게 손을 분할하고, 안정된 인식 결과를 고속으로 처리할 수 있음을 보여주었다.

본 논문에서는 전력선 제어 통신 (PLC) 방법을 사용하여 원격지에서 조이스틱으로 게임을 제어하는 시스템을 구현하였다. 시스템의 구성은 원격지의 조이스틱과 컴퓨터 접속부 사이를 일반 가정용 전원 선로로 연결하고, 2400 bps 전송속도의 폴링 제어 기법을 사용하여 조이스틱의 명령을 읽어들이고, 음향 정보를 수신측 PLC 장치에 출력하였다. 게임 제어는 조이스틱의 좌, 우, 상, 하의 방향에 따라 비행기 캐릭터가 움직이고, 총알 발사 명령에 의해 총알을 발사하는 게임을 만들어 실행하였다. 이외에도, 16가지의 조이스틱 게임 조작 명령의 입력이 가능하며, 16가지의 출력 상태가 가능하였다. 게임 조작에 필요한 정보 전달은 약 100 msec 통신 지연에서도 문제가 없음을 확인하였다.

게임의 발전에 따라 게임에 등장하는 NPC(Non-Player Character)들의 지능 또한 중요성을 더해 가고 있다. 단순히 이동하고 플레이어를 공격하기만 하는 수준을 넘어서 WPC들 역시 다양한 기술과 전술을 사용하는 것이 최근의 MMORPG 게임의 추세이다. 본 논문에서는 신경망과 유전자 알고리즘을 이용하여 롤플레잉 게임에 사용되는 캐릭터에게 학습 및 적응 능력을 부여하는 방법을 제안한다. 제안된 지능 캐릭터가 얼마나 게임의 규칙과 전술을 잘 학습하고 적응하는지를 살펴보기 위하여 본 논문에서는 간단한 게임 모델을 제작하여 실험하였다. 캐릭터는 탱커(Tanker), 딜러(Dealer), 힐러(Healer)의 3가지 종류가 있으며, 지능 캐릭터 집단은 신경망과 유전 알고리즘으로 학습되고 FSM으로 움직이는 적 캐릭터 집단과의 전투를 통해 학습한다. 실험 결과 지능 캐릭터가 전투를 통해 자신과 적의 능력에 따른 적절한 전투 방식을 스스로 학습하고, 게임 규칙의 변화에 적응하는 것을 볼 수 있었다.

본 논문에서는 게임의 긍정적인 효과와 부정적인 효과에 대하여 알아보고, 최근 게임의 묘미와 교육적 효과를 동시에 강조하는 에듀테인먼트 인터넷 게임의 경향에 대하여 살펴본다. 그런데 기존의 교육용 게임들은 그 흥미도가 낮아 잘 사용하지 않으려는 경향이 있는 반면 시뮬레이션 게임이나 롤플레잉게임 등 흥미위주의 게임은 그 중독성이 매우 강하므로, 컴퓨터 에서 게임사용을 제한하고 유익한 목적의 컴퓨터사용을 활성화 할 필요가 있다. 따라서, 교육용 컨텐츠를 활성화하고 게임중독을 치료하기 위한 동적 컴퓨터 사용시간 제어시스템 (dynamic computer using-time control system)의 모델을 제시한다. 본 논문에서 제시하는 방법은 기존의 정량적인 컴퓨터 사용시간 제한 프로그램과는 달리 사용자의 교육용 프로그램이나 교육용 컨텐츠의 사용에 비례해서 컴퓨터 사용시간을 증가시키는 동적 제어시스템으로 사용자가 자발적으로 교육용 프로그램이나 교육용 컨텐츠를 이용하도록 유도한다.