사용성 평가

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그림 49. 고정구 대안 B를 이용한 제품별 디자인 품평: (a) MP3 Player;

(b) 게임폰; (c) PMP

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표 5. 손가림 현상 해결에 대한 설문 평가 항목 사용성 평가 항목

1. 몰입감 및 사실감을 느낄 수 있는가?

2. 시스템이 흥미를 유발시키는가?

3. 가상제품을 조작하는 게 쉬운가?

4. 손의 위치를 정확히 파악할 수 있는가?

5. 가상 제품이 선명하게 보이는가?

6. 프레임 재생 지연으로 인한 불편함은 없는가?

7. 시스템 환경에 대한 불편함은 없는가?

그림 50. 손가림 현상 해결에 대한 설문 평가 결과

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그림 50의 도표는 피실험자들의 설문 결과 평균값을 나타낸다. 1, 2, 3, 4번 항목 에 대해서는 손 가림 현상이 해결된 환경이 그렇지 않은 항목에 비해 좋은 점수를 받았다.

5번 항목에 대해서는 손의 그림자로 인해 가상 객체의 외각부분이 일그러지는 현 상이 일어나는 경우가 있는데, 이로 인해 손 가림 현상이 해결된 환경이 상대적으로 나쁜 점수를 얻었다고 사료된다.

6번 항목에 대해서도 손 가림 현상이 해결된 환경이 해결하지 않은 환경에 비해 상대적으로 나쁜 점수를 얻었다. 이는 손 가림 현상 해결 방안 사용 유무에 상관없 이 가상제품의 기능 체험 중 동영상이 실시간 재현되는 경우 프레임 재생율(frame rate) 저하가 발생하게 되는데, 손가림 현상이 해결된 환경은 영상처리 작업에 소요 되는 계산량 증가로 인한 프레임 재생율 저하가 더 심해져서 가상 제품을 조작하는 데 약간의 지연 현상이 발생하기 때문으로 사료된다.

7번 항목에 대해서는 손 가림 현상이 해결된 환경이 시스템 환경에 대한 제약이 더 크다고 나왔는데, 손의 YCbCr구간 정보를 얻는 과정에서 주변 배경이 손과 비슷 한 YCbCr 갖는 경우를 피하기 위해 조명 및 배경을 조절해야 하는 추가적인 제약이 요구되기 때문으로 사료된다.

설문 평가를 통해 전반적으로 손 가림 현상을 해결함으로써 손 위치 파악이 용이 해져 가상제품 조작 과정에서의 몰입감 및 사실감이 향상되었다고 볼 수 있다.

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또한 4장에서 언급한 3가지 포인터를 이용하여 3가지 제품(MP3 플레이어, 게임폰, PMP)을 적용대상으로 사용성 평가를 해보았다. 표 6은 사용성 평가를 위한 Task들을 나타낸다. 실험대상자는 대학생 10명으로 하였으며, 피실험자들은 3가지의 포인터용 오브젝트들을 이용하여 표 5에 정의된 Task들을 수행 하였으며 작업을 마친 후에는 표 7에 있는 설문지를 작성하였다. 설문 문항들의 최고점수는 5점 최소점수는 1점으 로 구성하여 이들 점수를 이용하여 각각의 포인터용 오브젝트들에 대한 정성적 평가 를 해보았다. 그림 51, 52, 53은 각각 제품에 따른 작업 평균 소요시간을 나타낸다.

표 6. 포인터 오브젝트에 대한 사용성 평가 작업 내용 제품모델 Task Task 내용

Task1 on->music3->volume up MP3 Player

Task2 on->radio->주파수이동->volume up Task1 특정인 전화걸기

Game Phone

Task2 착신음 변경 Task1 사진 보기 PMP

Task2 동영상 보기

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그림 51. MP3 Player 정량적 사용성 평가 도표

그림 52. 게임폰 정량적 사용성 평가 도표

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그림 53. PMP 정량적 사용성 평가 도표

MP3 Player와 게임폰의 경우 터치펜형 포인터를 이용하여 작업들을 수행하는데 가 장 적은 시간을 소비하였으며, 그 다음으로 고정구 대안 B, 그리고 고정구 대안 A의 순서로 조금씩 차이가 있는 시간대를 기록하였다. 제품의 마커와 버튼들이 같은 평 면 위에 있지 않아 그에 따른 오차로 인해 작업시간에 영향이 주었고, 더불어 포인 터 기준점에 대한 오차의 영향력으로 이러한 결과가 나온 것으로 사료된다. PMP는 3 개의 대안들이 모두 비슷한 시간대를 기록 하였는데, MP3 Player와 게임폰과 달리 PMP의 시간이 차이가 나지 않는 이유는 PMP의 버튼들이 PMP에 부착된 마커 평면 위 에 있어 포인터용 오브젝트별 버튼작업 정확도가 작업시간에 미치는 영향이 작은 것 으로 사료된다.

작업을 마친 후에는 표 7에 있는 설문지를 작성하였다. 설문 문항들의 최고점수는 5점 최소점수는 1점으로 구성하여 이들 점수를 이용하여 각각의 포인터용 오브젝트 들에 대한 정성적 평가를 해보았다.

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표 7. 포인터 오브젝트에 대한 사용성 평가 설문 문항 1 상호작용시 촉감을 느낄 수 있는가?

2 원하는 버튼을 선택하기 쉬운가?

3 버튼 누름 작업시 손의 불편함은 없는가?

4 마커 가림으로 인한 불편함은 없는가?

5 포인터용 오브젝트가 손가락에 잘 고정되는가?

그림 53. 설문 평가 결과

그림 53은 3개의 포인터용 오브젝트의 설문 항목들에 대한 점수를 나타내고 있다.

촉감 제공과 관련된 1번 문항의 경우 터치펜형 종이모델이 가장 낮은 점수를 얻었으 며, 2번 항목의 경우 고정구 대안 A가 낮은 점수를 얻었다. 4번 항목은 4개 대안 모 두 비슷한 점수를 얻었으며, 5번 항목은 터치펜형에 비해 고정구 대안들이 낮은 점

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수를 얻었다. 손가락에 고정이 잘 되게 하기 위해서는 피실험자의 손가락에 적합한 고정구형 RP모델을 제작하면 되지만, 표준 치수에 대해서는 많은 피실험자들이 손가 락에 고정이 잘되지 않았던 것으로 사료된다.

3번 항목의 경우 검지 손가락 굽힘에 대한 유익함을 정성적으로 평가하려 하였지 만 피실험자들은 굽혔을 때 편하다는 것과 굽히지 않고 일직선으로 폈을 때 편하다 는 의견이 비슷하게 나누어져서 손가락 굽힘 제공에 대한 장점을 파악하기 어려웠다.

그리고 3가지 포인터에 대한 정량적, 정성적 결과를 토대로 분산분석을 수행하였 다. 표 8과 9는 포인터 종류에 따른 제품별 Task 시간에 대한 유의확률(p value)과 설문 문항별 점수에 대한 유의확률을 나타내고 있다.

표 8. 포인터 종류에 따른 제품별 Task 시간에 대한 ANOVA 결과 (유의확률)

MP3 Player 게임폰 PMP

Task 1 Task 2 Task 1 Task 2 Task 1 Task 2 포인터 0.3333 0.2229 0.5935 0.5607 0.8040 0.9328

표 9. 포인터 종류에 따른 설문 문항별 점수에 대한 ANOVA 결과 (유의확률) 설문 문항 1 설문 문항 2 설문 문항 3 설문 문항 4 설문 문항 5 포인터 0.0000** 0.0692 0.1448 0.9650 0.0645

표 8에서 유의확률(p value)가 모두 0.05이상이므로 Task 시간에 미치는 포인터 종류의 영향이 없다고 할 수 있으며, 표 9는 촉감 제공에 관련된 설문 1번을 보면 p value가 0.01미만 수준에서 유의 함을 알 수 있다. 이는 다른 설문 문항에 비해 설 문 문항 1이 포인터 종류에 따라 촉감의 차이가 발생함을 알 수 있다.

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이러한 정량적, 정성적 사용성 평가 결과를 통해 다음 표 10과 같이 4가지의 요소 (정확성,터치감, 마커 인식률, 경제성)에 따라 선호도가 달라질 수 있다.

표 10. 3가지 포인터에 대한 선호요소들과 선호도

경제성 정확성 터치감 마커 인식률

터치펜형 아주 좋음 아주 좋음 없음 좋음

고정구 대안 A 좋음 보통 있음 좋음

고정구 대안 B 좋음 좋음 있음 보통

제작비용 및 제작용이성에 해당하는 경제성 측면에서는 고정구 A, B보다 종이로 쉽게 제작할 수 있는 터치펜형이 선호된다. 감각형 오브젝트를 이용한 상호작용 정 확성은 손 끝으로 접촉하는 고정구보다 포인터 끝으로 접촉하는 방식인 터치펜형이 선호되고, 터치감 제공을 위해서는 손으로 직접 제품의 버튼을 누르는 고정구가 선 호된다. 그리고 본 연구에서 사용된 카메라 위치에서의 AR 마커 인식률은 고정구 대 안 B보다 터치펜형과 고정구 대안 A가 선호된다.

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제 6 장 결론

휴대용 전자제품 등을 포함한 디지털 제품의 경쟁력을 확보하기 위해서는 제품디자 인에 대한 고객 요구를 효과적으로 수렴하여 빠르고 정확히 반영할 수 있는 가상시 작 방안이 매우 중요하다. 기존 가상현실 기반의 방안들을 이러한 휴대용 전자제품 의 가상시작에 적용하기에는 상당한 인력과 비용 소요, 현실감 미흡, 고가 장비 요 구 등의 단점이 있다. 가상현실 기반 가상시작을 통해 사용자에게 부피감 및 촉감을 제공하는 것이 쉽지 않으며, 실제 손으로 제품을 조작하는 것과 같은 유사한 감각적 인 상호작용을 제공하는 일은 매우 어렵다.

본 논문에서는 디지털 휴대용 전자제품의 개발 참여자가 고가의 장비를 사용하지 않고 제품의 디자인(형상/기능/유저인터페이스)을 직관적이고, 실감나게 체험할 수 있게 하며, 실제 제품을 조작하는 것과 같은 느낌을 제공하는 증강현실 기반 감각형 상호작용 및 사실적인 시각화 방안을 제시하였다.

제안된 상호작용 방안을 통해 사용자는 증강현실 환경에서 감각형 오브젝트들을 양 손으로 조작하여 실세계 영상 위에 실시간으로 투영된 가상 제품모델과 상호작용을 할 수 있다. 상호작용에 이용되는 감각형 오브젝트를 제품용과 포인터용으로 구분하 였으며, 제품용 오브젝트는 증강현실 환경에서 제품의 위치와 자세 조작에 이용되고, 포인터용 오브젝트는 제품용 오브젝트와 연동하여 휴대용 전자제품의 입력장치를 조 작하여 HMI 이벤트를 발생시키는 매체로 이용된다. 제품용 오브젝트로는 RP 모델을 이용하고, 포인터용 오브젝트로는 손가락 고정구를 이용하는 상호작용 방안을 제시

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하였다. 특히, RP 모델과 손가락 고정구를 이용한 상호작용은 사용자의 손끝을 통해 가상제품의 입력장치를 조작할 수 있음을 보였다. 또한, 이러한 상호작용 방안의 유 효영역을 산출하였고, 상호작용 과정에서 발생하는 손 가림 현상을 해결함으로써 사 실적인 화면을 사용자에게 제공해 줄 수 있는 시각화 방안을 제시 하였다. 연구내용 을 바탕으로 감각형 증강현실 기반 가상디자인품평 테스트베드를 구현하여 사용성 평가를 수행하였다. 이를 통해 개발된 상호작용 및 시뮬레이션 방안에 대한 사용자 들의 긍정적인 반응을 얻었으며, 제시된 방안의 품질과 효용성이 좋음을 확인할 수 있었다.

본 연구의 장점은 다음과 같이 요약할 수 있다.

l 증강현실 환경에서 몰입감 및 현실감을 저하시키는 손가림 현상을 해결하여 좀 더 사실적인 이미지를 사용자에게 제공함으로써 자연스러운 가상현실을 구현할 수 있다.

l 감각형 오브젝트(RP모델 및 손가락 고정구)를 이용하여 제품의 버튼을 직접 누를 수 있는 직관적이고 사실적인 상호작용환경을 사용자에게 제공함으로 써 제품의 디자인을 실감나게 체험할 수 있다.

l HMD, 햅틱 등의 고가의 장비를 이용하지 않고 한 대의 PC와 영상 획득을 위 한 한 개의 PC카메라 그리고 감각형 오브젝트 등을 사용하여 저가의 효과적 인 시스템 구축이 가능하다.