There are 3 types in the technology of Virtual Reality(VR). whlch are desk-top type, projection type and HMD type. and its development has been motivated by HMD and connected tracking devices with it. As Virtual Reality is that observers perceive a virtual environment structured by computer as a reality through man's all senses, it is known that 80% or more information is received by visualization. Virtual stereoscopic display is divided into glasses and non-glasses types depending on whether observers need to require the glasses additionally and Lhere are HMD, shutter, polarized, color difference methods in the glasses' type. Adverse side- effects while immersed in VR or after VR are divided into visual ones resulting from vestibular-visual conflicts and non-visual ones resulting from instrument myopia, disagreement between accommodation and convergence etc. As stereopsis is well adapted by time going, non-visual side-effects are tend to reduce while visual ones a re not, it is necessary to have an effort to follow- up their causes and eliminate them.

컴퓨터 기술의 비약적 발전으로 현실세계의 모습을 점점 더 충실하게 구현하고 있는 컴퓨터 게임은 우리로 하여금 게임의 궁극적인 미래모습은 어떤 것이 될 것인가에 대해 생각하게 한다. 지수함수적으로 증가하고 있는 컴퓨터 기술 의 발전 속도를 고려할 때 컴퓨터 게임과 현실세계와의 차별성은 머지않아 사라질 지도 모른다. 본 논문은 컴퓨터 게 임환경의 관점에서 영화 매트릭스에서 제시된 수준의 컴퓨터 시뮬레이션 또는 가상현실의 문제를 다룬다. 논의를 전 개함에 있어 먼저 미래의 일어날 컴퓨터 게임의 진화과정을 전망하고, 이와 관련하여 Bostrom의 “시뮬레이션 논쟁”에 대한 비판적 논점을 제시한다. 시뮬레이션 논쟁에서 가정하는 자질독립(substrate-independence) 가설의 문제점을 지적하 며, Bostrom의 조상-시뮬레이션과 관련된 세 명제에 대해 대안 명제를 제안하고 그 함의를 고찰한다.

최근 저렴해진 디스플레이 하드웨어와 그래픽 처리 성능의 발전에 따라 대형 디스플레이나 고해상도 타일드 디스 플레이의 활용에 대한 관심이 높아지고 있다. 하지만 기존의 타일드 디스플레이 연구에서는 주로 분산 컴퓨팅 환경에 서 고해상도 병렬 렌더링에 중점을 두고 있으며, 사용자 인터랙션은 크게 지원을 하고 있지 않다. 본 연구에서는 모바일 인터페이스를 사용하여 분산 시스템 고해상도 타일드 디스플레이에서 다수의 사용자들이 여러 개의 가상현실 게임 콘텐츠를 쉽게 조작하고 체험할 수 있는 플랫폼을 제안한다. 본 논문에서는 먼저 타일드 디스플레이나 대형 디스플레이에서의 사용자 인터랙션 관련 연구를 살펴보고, 우리가 제안하는 타일드 디스플레이 기반의 가상현실 게임 플랫폼 구조의 설계 및 구현을 설명한다. 그리고 이 플랫폼을 사용하여 개발한 가상현실 문화유산 게임에 사용자 인터랙션 서비스를 설명하고, 개선점과 추후 연구방향을 제시한다.

This research is to develop an expert system utilizing virtual reality and 3D image technologies for minimizing damages from natural disaster, especially storm and flood, which could be used as a training kid for people including the old. It also develops an expert system for storm and flood on very limited region, 3D animation application technology using optical motion capture techniques for heavy storm and flood, and 3D-based rendering technology using virtual reality techniques. This data based expert system should work exactly like real experts by adapting all expert knowledge and experience, so that users, especially the old and vulnerable residents not familiar with computer systems, could easily use the system by several button selections. The animated character based program will also be developed for the old and vulnerable residents to learn and understand what to do quite easily.

최근 가상현실 시뮬레이션 기술은 컴퓨터 테크놀로지의 급속한 발달과 더불어 시각적 표현과 인터랙션의 성능은 정교화 되는 동시에, 고급 장비나 전문 지식에 의존하지 않고도 사실적인 구현이 가능한 단계까지 발전해 왔다. 본 연구는 저가의 비용으로도 가능한 가상현실 시뮬레이션 테크놀로지를 바탕으로, 시각적 현실감이 뛰어난 시뮬레이션으로 서비스 환경을 구현하여 제시함으로써 실제사용자 즉, 엔드유저의 감정적인 반응을 파악하고, 그러한 과정을 기존의 디자인 프로세스에 접목하는 방안을 제안하는데 그 목적이 있다. 본 논문에서는 실제 레스토랑 디자인 프로젝트의 사례를 통해 가상현실 테크놀로지를 사용한 시뮬레이션의 구체적인 개발과정 및 적용과정을 살펴보았다. 이를 통해 사용자 경험에 관한 데이터를 수집하고 분석하는 과정 그리고 시뮬레이션을 통한 결과 적용 시 고려해야 할 사항에 대해서 소개하고 있다. 본 연구는 사용자의 감정적인 반응이 중요시 되어야 하는 디자인 분야에 3차원 가상현실 시뮬레이션이 도입될 경우 유용한 지침을 제공할 수 있으리라 기대한다.

목적 : 본 연구는 가상현실 게임인 Wii-Fit 밸런스 게임을 실시하여 노인의 균형능력 향상에 효과가 있는지 알아보 았다. 연구 방법 : 대구광역시에 거주하고 있는 건강한 노인 20명을 대상으로 6주간 균형훈련을 실시한 뒤 버그 균형 검 사와 한발 서기 검사를 실시하였다. 결과 : 균형훈련을 한 결과 버그 균형 검사와 한발 서기 검사 모두에서 통계적으로 유의 하였다(p<.05). 성별에 따른 균형유지 능력은 한발 서기 검사결과 균형훈련 전 눈 뜨고 오른쪽 다리로 서기, 눈 감고 오른쪽 다리로 서기, 눈 뜨고 왼쪽 다리로 서기와 균형훈련 후 눈 뜨고 왼쪽 다리로 서기에서 통계적으로 유의한 차이가 있었다 (p<.05). 연령에 따른 60대, 70대의 균형능력은 버그 균형 검사 결과 훈련 전, 후 각각 통계적으로 유의하였고, 한 발서기 검사 결과 눈 뜨고 오른쪽 다리로 서기의 경우 통계적으로 유의하였다(p<.05) 결론 : Wii-fit 밸런스 게임을 이용하여 균형훈련을 실시한 결과 버그 균형 검사와 한발 서기 검사 모두 통계적으로 유의하므로 가상현실 게임이 노인의 균형능력향상을 위한 중재방법으로 사용되어질 수 있는 가능성을 제시하였 다. 향후 노인층을 대상으로 한 다양한 소프트웨어가 연구, 개발되어질 필요성이 있다.

감성기반 공간디자인 기술은 사용자가 감성에 영향을 미치는 요소들을 변화시킬 수 있고 사용자가 원하는 공간을 디자인 할 수 있다. 실제 공간을 구성하는데 있어서 제작 기간의 단축을 제공하고 제작된 콘텐츠의 품질도 보장할 수 있다. 감성기반의 디지털 공간디자인 시스템은 기본적으로 구축된 감성모형을 활용하여 사용자가 감성 공간을 디자인하는데 도움을 받거나 디자인 하고자 하는 콘텐츠의 품질을 평가하는데 활용 할 수 있다. 시스템에서 제공하는 평가시스템에 의한 실시간 평가가 가능하며 평가에 의해 축적되는 데이터를 효율적으로 관리할 수 있다. 평가 데이터를 인터넷의 중앙서버에 데이터베이스화하고 실시간 업데이트 데이터를 통해 객관적이고 정밀한 결과를 도출해 낼 수 있다. 감성기반 리얼타임 디지털 공간디자인시스템은 일반인도 쉽게 사용할 수 있는 인터페이스를 제공하여 가상현실, 게임, 애니메이션 등의 여러 분야의 공간디자인 개발에 효과적인 방법을 제공하고자 한다.

본 논문에서는 몰입형 가상 환경에서의 문자 입력 방법을 제시한다. 몰입형 가상 환경에서는 사용자가 키보드와 같이 문자 입력에 널리 이용하는 도구를 사용할 수 없기 때문에 문자 입력에 대한 대안이 요구된다. 본 논문의 기본 개념은 사용자가 평소에 많이 이용하는 문자 입력 도구와 유사한 문자 입력 도구를 제안함으로써 배우기 쉽고 효율적으로 이용할 수 있는 문자 입력 방법론을 제시한다는 점이다. 본 논문에서는 모바일 폰의 키패드와 유사한 3x3 구조의 화면 키패드를 사용자 인터페이스로 제안하며, 이 키패드의 문자 배열로는 QWERTY 배열과 유사한 배열로 널리 알려진 모비언스 사의 mobileQWERTYTM를 이용한다[1]. 또한, 익숙하지 않은 3차원 입력 도구를 이용한 화면 키패드 조작이 용이하게 하도록 키패드 상의 키의 방향을 통해서 문자를 입력하도록 하는 방법론을 제안한다. 본 논문에서는 문자 입력을 요구하는 간단한 몰입형 가상 환경에서의 게임을 구현하여 제안하는 방법론을 테스트하며, 여러 유사한 방법론과 비교하여 제안하는 방법론의 장점을 입증한다.

본 연구에서는 교양지구과학과목을 수강하는 36명의 예비과학교사를 대상으로 가상현실(VR)의 사용을 한 차시에 걸쳐 시도하였다. 수업을 하기 전과 후에 구성주의 학습환경 조사(CLES)를 실시하였다. CLES의 주된 초점은 수업이 학생중심 수업환경을 얼마나 잘 보조하고 지원하는가다. 학생의 자신의 수업환경에 대한 사전 및 사후검사는 여섯가지 하위 영역으로 나뉜다.: 학생적절성, 비판적 시각, 교실통제의 나눔, 학생 간의 타협, 과학적 불확정성, 태도이다. 아울러 가상현실에 대한 미래교사의 인식에 대한 설문지도 실시하였다. 미래의 과학교사들이 가상현실 자료를 교실에서 사용하는 것에 대하여 어떻게 생각하는가를 본 연구를 통해 알아보고자 했다. 이들 결과를 바탕으로 교사 주도의 수업환경을 학생의 적극적 참여를 유도하는 수업에로의 변화를 도모하는 것과 같은 기존에 연구되지 않은 측면을 제안하여가상현실의 잠재력에 대한 보다 완벽한 이해를 꾀하려 하였다.

정신분열병은 망상이나 환각과 같은 양성증상과 감정적 둔마와 같은 음성증상이 대표적인 사고장애로서 외부입력 정보를 통합하거나 체계적으로 처리하는 능력이 매우 부족하다. 즉, 정신분열병 환자는 시각, 청각, 촉각 등의 자극을 종합하고 통합하여 인지하지 못한다. 본 연구에서는 뇌 인지 통합 모델(Brain Multimodal Integration Model)에 기반하여 정신분열병 환자의 인지 능력을 측정하기 위한 가상현실시스템을 제안한다. 정신분열병 환자의 지각, 인지, 운동능력을 측정하기 위한 가상현실시스템은 환자에게 시각과 청각의 멀티모달 자극을 제시하여, 환자로 하여금 일정시간 동안 자극을 기억하고 처리하여 주어진 과제를 수행하도록 하였다. 수행 결과를 통해 환자의 멀티모달 자극 통합능력 및 작업기억 통합능력, 네비게이션 능력을 평가한다. 임상연구를 통해 개발된 가상현실시스템을 WCST과 같은 기존 검사방법들과 비교하여 검증하였는데, 가상현실로 측정한 파라미터와 WCST의 파라미터 및 SPM 점수 사이에 매우 유의미한 상관관계를 보여 가상현실시스템의 유용성을 확인할 수 있었다.

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.

가상환경시스템은 매우 현실감 있는 정보를 제공할 수 있다는 점에서 산업, 의료, 교육훈련 등에 널리 사용되고 있다. 그러나 아직 많은 가상환경 시스템에서 부정적 요인으로 멀미, 시각피로, 방향감각 상실로 대표되는 cybersickness중세를 수반하고 있어 그 사용과 확산에 제약이 되고 있다. 이러한 cybersickness문제에 대응하기 위해서는 우선 이것을 객관적으로 측정, 평가할 수 있는 방법의 개발이 필요하다. 이러한 방법들 중의 하나로 신체동요의 정도를 평가 지표로 사용할 수 있다. 이번 연구에서는 45 명의 피실험자들을 대상으로 가상현실 운전시뮬레이터를 운전하기 전과 후의 신체동요 정도를 힘판(force platform)을 이용해 측정하였다. 특히 본 실험에 사용된 가상현실 운전시뮬레이터는 피실험자에게 운동판(motion platform)을 이용해 운동감을 제공할 수 있었고, 피실험자의 멀미 현상이 검지되면, 시야각을 1/3로 줄여주는 멀미 완화 피드백(feedback) 시스템이 연결되어 있었다. 그래서 motion의 제공여부와 feedback의 제공 여부도 실험의 독립변수로 추가하였다. 실험 결과, 가상현실 체험 후 유의한 차이는 아니나 피실험자들의 신체동요가 약간 증가하는 것이 관측되었다. motion과 feedback에 대한 분석에서는, 유일하게 motion을 제공하는 것이 제공 안할 때에 비해 좌우 방향의 신체동요가 더 적어지는 것으로 나타났다. 신체동요를cybersickness의 지표로 사용하기 위해서는 추후연구가 더 요청된다.

범용 가상환경 프레임워크 NAVER를 제안하고, 이를 케이브기반 가상현실환경에 적용하여 자동차 시제품 평가 실험에 활용한 사례를 소개한다. NAVER는 다양한 가상현실 어플리케이션을 구현하기 위한 가상환경 프레임워크로, 확장성이 뛰어나고 재구성이 가능하다 NAVER는 Render Server, Control Server, 그리고 Device Server로 구성되어 있으며, 각 서버는 네트워크로 상호 통신하여 각각의 기능을 수행한다. NAVER는 XML 기반 스크립팅 언어를 지원하여 사용자가 자유롭게 가상환경의 여러 가지 객체와 인터랙션을 정의할 수 있도록 설계되었다. NAVER를 케이브 기반 가상현실환경에 적용하여 자동자 시제품평가 실험에 활용하였다. KIST의 케이브 기반 가상현실 환경은 4면의 정방형 스테레오 디스플레이 장치, 햅틱 암마스터 장비, 3차원 음향장비 등으로 구성되어 있어, 사용자에서 시각적인 측면에서 뿐만 아니라 촉각, 청각과 같은 여러 가지 측면에서 다중현실감을 제시할 수 있다. 자동차 시제품 평가 실험을 통하여 사용자가 실제 자동차가 아닌 가상의 자동차 시제품을 관찰하고, 만져보고, 주행해 봄으로써 더욱 높은 몰입감과 현실감으로 자동차 조작장치의 조작성을 평가할 수 있음을 입증하였다.

Virtual reality (VR) opened the possibility of moving beyond the 2-D world of conventional desktop systems to an immersive, multi-sensory environment generated by computer graphics. Haptic feedback (Haptics) is now starting to get recognition and use in i

지구과학 학습 내용들은 교실이나 실험실에서 통제하기 어려운 내용들이 많다. 따라서 이를 극복할 수 있는 하나의 방안으로 가상현실 기술을 도입하여 웹상에서 활용할 수 있는 3D 가상현실 학습프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 701명의 중학교 학생들에게 투입되었다. 그 결과 몰입감을 통한 흥미유발 및 동기유발에 아주 긍정적인 효과가 있었으며, 공간지각 능력 향상에도 큰 도움이 되는 것으로 보여졌다.

이전 연구에서 가상현실에 몰입하는 동안 넓은 시야(field of view : 150˚)와 빠른 운행속도(70km/sec)가 사이버 멀미를 심화시킨다는 결과를 얻었다. 피험자의 90%가 좁은 시야(50˚)와 느린 운행속도(30km/sec)에서 사이버멀미 증상이 적었다. 본 실험에서는 피험자가 생리적인 동요를 경험할 때마다 바이오피드백 방법을 사용하여 사이버 멀미 감소 가상환경(cybersickness alleviating virtual environment ; CAVE)을 제시한 후, 그 효과를 관찰하였다. 피부전도도, 말초체온, 말초 혈류량, 심박률, 눈 깜박임, 뇌전위의 변수들을 입력하는 인공 신경망으로 구성된 실시간 멀미 탐지 시스템과 CAVE-제시 피드백 시스템을 구축하였다 이 시스템들은 생리적 측정치들이 사이버 멀미의 출현을 신호할 때마다 피드백 출력으로 좁은 화면과 감소된 운행속도를 일시적으로 제공하였다. 36명의 피험자를 대상으로 SSQ(simulator sickness questionnaire)와 자기보고를 이용하여 사이버 멀미의 빈도와 심각도를 조사하였다. 모든 피험자는 한달 간격으로 CAW 조건과 non-CAYE 조건에서 두 번 가상현실을 경험하였다. 사이버멀미의 빈도와 심각도는 non-CAVE 조건보다 CAVE 조건에서 유의미하게 감소하였다. 즉, 전기 생리학적 특징들에 기반한 인공 신경망에 의해 제공된 좁은 시야와 느린 운행의 가상환경은 사이버 멀미 증상들을 감소시켰다 이러한 결과들은 생체신호 피드백 시스템을 이용하여 인간 친화적 가상환경을 구축할 수 있는 가능성을 보인 것이다.

본 논문에서는 가상환경하에서 사용자가 느끼는 물체의 무게감에 관해 연구하며, 3D mouse에 스프링의 탄성력을 이용한 근력입력장치를 새롭게 디자인한다. 근력입력장치는 몰입형 가상환경에서 사용자들의 악력을 이용하여 힘이나 무게를 느낄 수 있도록 고안된 장비이다. 본 논문에서는 물체의 부피와 무게감에 관한 실험, 물체의 재질과 무게감에 관한 실험, 근력입력장치의 악력과 무게감에 관한 실험 등 세 가지 실험을 수행하여 비교·분석한다. 실험결과의 통계적 분석 및 사용자 설문지 분석을 통해서 얻은 결론은 몰입형 가상환경하에서 부피와 재질은 사용자들에게 현실감 있는 무게감을 느끼는 데 중요한 역할을 하지 못하지만, 근력입력장치의 악력을 사용할 경우 현실감을 증대시키며 무게감을 느끼는 데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서 제안한 근력입력장치는 무게감을 제공하는 데 효과적이다.

본 연구는 가상현실을 이용하여 교통사고 후 경험하게 되는 불안감 및 공포감과 같은 심리적인 후유장애에 대한 치료 프로그램을 개발하기 위한 예비연구로 수행되었다. 가상현실을 통한 교통사고 후유장애 프로그램의 핵심내용이 되는 운전주행 시나리오의 효과를 검증하고, 이완훈련 등의 불안감소 훈련의 효과를 피험자를 통해 검증해 보았다. 총 8명의 피험자(정상인 7명, 교통사고 환자 1명)를 대상으로 세 가지 주행상황 시나리오를 제시하고, 이후 이완훈련을 실시하였다. 그 결과 이완훈련 후 유의미한 불안감소 효과가 나타났다. 하지만 각각의 주행상황에 따라서 불안이 증가되는 경향성은 나타났으나 통계적으로 유의미한 수준에 이르지는 못하였다. 이를 종합하여 볼 때, 주로 정상인을 대상으로 한 연구임에도 불안유발 경향성이 나타난 점은 고무적이나 교통사고자를 대상으로 한 경험적인 증명이 필요하며, 가상현실을 이용한 이완훈련은 효과적인 것으로 판명되었다.