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.

본 논문에서는 증강현실 게임에서의 동작 기반 상호작용의 설계 및 구현 기법을 기술한다. 증강현실에서는 상호작용의 도구로 고전적인 입력 장치보다 사용자의 동작에 의존한다. 동작 기반 증강현실 게임은 신체적 움직임에 의한 상호작용을 사용하는 실감 게임의 유망한 분야이나 현재의 동작 인식 기술의 불안정성으로 인해서 증강현실 응용에서 동작 인식 장치를 주 입력 장치로 사용하는 데에는 한계가 있다. 이러한 한계에 대처하기 위해서 각 증강현실 응용들은 여러 보완수단들을 동원하고 있고 이로 인해서 증강현실 게임의 구조가 불규칙적이며 비효율적으로 설계되는 경향이 있다. 본 논문에서는 동작 기반 증강현실 게임의 효율적인 개발 방법론을 제시한다. 실제 탁구채를 사용하는 동작 인터페이스를 가지는 증강현실 탁구게임의 프로토타입을 제시된 방법론에 따라서 설계하고 이를 구현하였다. 구현된 증강현실 게임에서의 상호작용에 있어서 탁구채를 고속으로 인식하고 지연 없이 상호작용 됨을 확인하였다.

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.

플레이어의 움직임을 직접 반영하는 체감형 게임은 키보드와 마우스를 사용하는 일반적인 컴퓨터 게임에서 느낄 수 없는 실감난 조작법과 몰입감을 제공한다. 우리는 플레이어에게 기존의 게임과 다른 재미를 주기 위해 사용자의 스윙이 반영되는 체감형 탁구게임을 제작했다. 이 때, 사용자가 휘두르는 실제 라켓을 가상 공간으로 옮겨서 가상 공간의 공을 칠 수 있게 하기 위해서는 실세계 탁구라켓의 공간정보를 가상세계 공간에 맵핑 해야 한다. 한 대의 카메라를 사용하는 환경에서 오브젝트 추출이나 색깔정보만으로는 체감형 탁구게임에서 요구하는 정확한 공간 정보를 얻을 수 없다. 그래서 Augmented Reality (AR) 기술을 게임 개발에 사용했다. 그리고 시스템이 플레이어의 간단한 제스처를 인식해서 게임에서 필요한 부과적인 입력처리를 가능하도록 했고, 빠르고 간단하게 사용자의 제스처를 인식하기 위해서 스캔라인 방식을 사용했다. 본 논문은 비전기반의 AR과 제스처 인식을 사용하는 실감형 탁구게임을 제안한다.