기능성 게임
Received: Jan. 13. 2020 Revised: Feb. 17. 2020 Accepted: Feb. 27. 2020
Corresponding Author: Il-Ju Ko (Soongsil University) E-mail: [email protected]
ISSN: 1598-4540 / eISSN: 2287-8211
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체감형 스피닝 게임 구현을 위한 스포츠 기능적 움직임※
길영익, 이현주, 고일주 숭실대학교 미디어학과
{xjr1636, 2sguswn2s}@naver.com, [email protected]
Sport Functional Movement for
Physically Interactive Spinning Game Implementation
Young-Ik Gil, Hyeon-Ju Lee, Il-Ju Ko Dept. of Digital Media, Soongsil University
요 약
체감형 스포츠 게임은 가상경기뿐만 아니라 훈련이 가능한 형태로 확대되어 실제 스포츠를 대체하고 있다. 기존 체감형 스포츠 게임은 실재감과 몰입을 위한 기술적 연구가 대부분이며, 운동 경험을 위한 스포츠 움직임과 관련된 연구는 부족하다. 스포츠 기능적 움직임은 실제 스 포츠 경기의 기본 움직임이며, 본 논문에서는 스피닝의 기능적 움직임을 적용하여 실제 스피닝 을 대체할 수 있고 개인이 진행 가능한 체감형 스피닝 게임을 구현한다. 스포츠 기능적 움직임 은 실제 스포츠 종목을 대체할 수 있는 체감형 스포츠 게임을 만들기 위한 적절한 방법이 될 것으로 기대한다.
ABSTRACT
Physically interactive sports games are expanding to be training forms to replace real sports. Previous Physically interactive sports games are mostly technical studies for reality and immersion, and there is a few research related to sports movements for exercise. In this paper, we implement the physically interactive spinning game by applying the functional movement of spinning so that it can’t only replace the real spinning but also an individual can play. Sports functional movement is expected to be an appropriate way to create physically interactive sports games.
Keywords : Physically Interactive Game(체감형 게임), Screen Sports(스크린 스포츠), Sport Functional Movement(스포츠 기능적 움직임)
1. 서 론
최근 건강한 삶을 영위하고자 건강과 운동에 대 한 관심이 증가하면서 실제 스포츠 활동을 대체할 수 있는 체감형 스포츠 게임이 각광받고 있다[1].
체감형 스포츠 게임은 스포츠와 IT의 결합을 통해 가상환경 내에서 실제 스포츠 경기를 진행할 수 있도록 구현되어 국내에서는 스크린 골프를 시작으 로 야구, 양궁, 사격 등과 같이 다양한 종목으로 확대되었다. 또한 시간과 공간적 제약 없이 누구나 즐길 수 있으며, 스포츠 장비를 가지고 실제 스포 츠와 유사한 움직임을 통해 진행하기 때문에 해당 스포츠 종목의 운동 효과와 운동 경험이 발생하여 실제 스포츠 종목을 대체할 수 있다는 특징을 가 진다[2]. 초기 체감형 스포츠 게임은 실제 경기와 동일한 방식으로 진행하는 가상 경기 콘텐츠를 통 해 스포츠 경기에서 발생하는 운동 경험을 중심으 로 콘텐츠를 제공하였으나, 최근 훈련이나 강습이 가능한 콘텐츠가 나오면서 확대된 운동 경험을 제 공하여 실제 스포츠 종목을 대체할 수 있는 형태 로 발전하고 있다[3]. 체감형 스포츠 게임의 연구 는 높은 몰입과 실재감을 위한 기술 연구에 초점 을 맞추어 진행되고 있으며, 실제 종목을 대체하기 위해 스포츠 경기에서 발생하는 움직임과 관련된 연구는 정밀한 센서를 적용하거나 사람들이 흥미롭 게 생각하는 움직임 일부만을 적용하는 방식으로 진행되고 있어 실제 스포츠의 기능적 움직임을 고 려한 체감형 스포츠 게임에 대한 연구는 부족한 실정이다[4].
체감형 스피닝 게임은 체감형 스포츠 게임이 다 양한 종목으로 확대됨에 따라 GX의 스피닝을 주 제로 IT기술을 이용해 구현한 게임이다. 퍼포먼스, 멘탈 스피닝으로 이루어진 콘텐츠로 유사한 운동 동작을 수행함으로써 스피닝 운동 경험이 발생하 며, 그룹 운동으로 진행되는 스피닝을 강사 없이 개인이 진행할 수 있다는 특징을 가진다. 그러나 체감형 스피닝 게임을 구현함에 있어 다양한 운동 동작을 정의하고, 스피닝 게임이 아닌 실제 운동과
연계가 가능한 형태로 구현하기에 어려움이 있다.
따라서 본 논문에서는 체감형 스피닝 게임이 실 제 스피닝과 연계가 가능하고 유사한 운동 경험을 제공할 수 있는 형태로 구현하기 위해 스포츠 기 능적 움직임을 알아보고, 체감형 스피닝 게임을 구 현한다. 또한 개인이 스피닝 훈련과 운동 프로그램 을 진행할 수 있도록 콘텐츠를 구성하여 실제 스 피닝 종목의 대체 가능성을 제시한다.
2장에서는 선행연구를 통해 체감형 스포츠 게임 의 정의 및 현황 그리고 의료, 재활분야에서 사용하 는 기능적 움직임에 대해 살펴본다. 3장에서는 스포 츠 기능적 움직임을 통해 기존 체감형 스포츠 게임 에 적용된 움직임을 분석하고 체감형 스피닝 게임 을 위한 기능적 움직임을 정의하고 설명하고, 4장에 서는 정의된 스피닝의 기능적 움직임을 적용한 체 감형 스피닝 게임의 콘텐츠를 설명한다. 5장에는 체 감형 스피닝 게임의 전체 시스템을 구현하며, 마지 막으로 6장에서는 결론과 향후과제를 다룬다.
2. 관련연구
2.1 체감형 스포츠 게임
체감형 스포츠 게임은 스포츠를 주제로 IT기술 과 결합을 통해 스포츠 상황에서 발생하는 신체 움직임을 기반으로 가상현실 내에서 스포츠 경기를 진행할 수 있는 게임이다[5]. 통상 체감형 스포츠 게임이라 하면 게임적 요소가 강조된 스포츠 게임 과 실제 스포츠 경기와 아주 유사하게 진행되는 스포츠 시뮬레이션으로 구분할 수 있다.
[Fig. 1] Swing Analysis Screen of Screen Golf
스포츠 게임의 경우 [Fig. 1]과 같이 Nintendo Wii, XBox등과 같은 콘솔 게임에서 제공하던 게 임으로 실제 스포츠 동작과 유사한 동작을 수행하 며 진행하는 게임으로 적용된 규칙과 스포츠 움직 임이 단순하게 적용되어 있어 실제 스포츠를 경험 하지 않았더라도 누구나 쉽게 접할 수 있다[6]. 스 포츠 시뮬레이션은 실제 스포츠 경기와 똑같은 움 직임과 규칙이 적용되어 초기에는 엘리트 선수들의 장비 세팅 및 스포츠 움직임에 대한 결과를 예측 하기 위한 목적으로 사용되었으나 최근에는 생활스 포츠의 영역으로 확장되어 일반인들도 쉽게 접할 수 있도록 보급되었으며 스크린 골프와 야구가 대 표적이다[7]. 최근 스포츠 시뮬레이션은 실제 스포 츠 경기와 같은 경기 콘텐츠만 제공하는 것을 넘 어 레슨 및 네트워크를 활용한 대회까지 개최하고, 게임성을 강조하면서 스포츠 게임과 같이 스포테인 먼트의 영역까지 확대되어 다양한 목적을 가진 체 험자들을 만족시키는 체감형 스포츠 게임의 형태로 발전하고 있다[8]. 체감형 스포츠 게임의 거듭된 발전의 이유는 실제 스포츠 종목을 대체하기 위한 것으로 볼 수 있으며, 선행연구에 따르면 체감형 스포츠 게임에서 체험자들이 수행하는 실제 스포츠 움직임의 적용 여부가 운동 경험을 발생하는 요인 으로 작용한다고 나타났으며, 이는 체감형 스포츠 게임이 실제 스포츠를 대체하기 위해 구현 시 고 려해야하는 핵심 조건으로도 볼 수 있다[9]. 국내 에서 체감형 스포츠 게임은 스크린 골프를 필두로 다양한 종목으로 확대되면서 실제 스포츠 종목 경 기를 간접적인 체험뿐만 아니라 훈련 및 경기의 대체재 역할까지 하는 형태로 발전하였다[10].
스크린 골프는 가상의 필드에서 골프 경기를 진 행하는 게임으로 실제 골프와 같이 다양한 골프 클럽을 가지고 스윙을 하며 경기를 진행한다. 기본 적인 스윙 자세뿐만 아니라 경쟁에서 승리하기 위 해 전략적으로 구사하는 기술적인 스윙까지 인식하 면서 실제 골프와 같은 운동 경험을 제공할 수 있 어 체험자들은 필드를 나가지 못할 때, 골프 경기 의 대체를 위해 스크린 골프를 이용한다[11].
[Fig. 2] Swing Analysis Screen of Screen Golf
[Fig. 2]와 같이 정밀한 센서를 통해 체험자의 스윙분 석을 실시하고 시각화하면서 골프 훈련 및 실력향상을 도모하는 형태로 콘텐츠가 확대되었으며, 이를 활용하여 골프 지도자들이 레슨 또는 강습을 실시하는 형태로 발 전하였다[12]. 또한 스크린 골프장에 캐디까지 있는 곳이 증가하면서 정통적인 골프 경기와 동일하게 스크린 골프 경기를 진행할 수 있어 실제 필드에 나가 진행하는 골프 경기를 넘어 훈련과 강습을 대체할 수 있는 형태로 발전 하였다. 이처럼 스크린 골프는 실제 골프에서 발생하는 모든 움직임과 서비스를 적용하면서 실제 골프를 대체한 다[13].
스크린 야구의 경우에는 기존 타자의 역할만 수 행할 수 있었던 콘텐츠에서 투수 역할을 수행할 수 있는 콘텐츠도 출시되어 타격만 가능했던 야구 의 움직임을 투구의 움직임까지 확장하였다[14].
[Fig. 3] batting Training System of Screen Baseball
[Fig, 3]과 같이 타격 훈련을 할 수 있는 콘텐츠 까지 출시하면서 기본적인 타격뿐만 아니라 기술적 인 타격까지 적용하면서 다양한 목적을 가진 체험 자들을 만족시키는 방향으로 발전하고 있다[15].
이처럼 체감형 스포츠 게임은 가상 환경 속에서 경기를 제공하는 형태를 넘어 실력향상을 위한 레 슨 또는 강습의 영역까지 확대되어 실제 스포츠 종목을 대체하는 방향으로 발전하고 있다. 관련 연 구를 통해 체감형 스포츠 게임에 적용된 스포츠 움직임은 해당 스포츠 종목의 운동 경험을 발생시 켜 실제 스포츠를 대체할 수 있게 하는 핵심적인 요인이라고 정리할 수 있으며, 자세한 스포츠 움직 임을 적용한 체감형 스포츠 게임은 게임의 영역을 넘어 스포츠로서 역할까지 수행할 수 있다.
2.2 기능적 움직임
기능적 움직임은 건강한 삶을 살아가거나 활발한 신체활동에서 발생하는 기본적이고 핵심적인 신체 움직임이다. 일상생활에서 빈번히 일어나는 걷기, 달리기, 물건 옮기기 등과 같은 복합적인 움직임의 기반이 되는 움직임을 [Fig. 4]와 같이 정의하여 의 료 및 재활분야에서 기능적 움직임 평가(Functio-n al Movement Screen)로 사용하고 있다[16].
[Fig. 4] Functional Movement Screen Pattern
7가지로 정의된 기능적 움직임은 신체 분절에서 발생하는 대표적인 움직임으로, 복잡한 움직임에서 확인하기 어려운 신체 분절의 문제를 한 눈에 확 인할 수 있다는 장점을 가진다[17]. Deep Squat, I
-nline Lunge, Huddle Step 움직임은 일상생활에 서 일어나는 대표적인 하체 움직임들의 기본적인 움직임을 살펴볼 수 있는 동작으로 정의되어 발목 과 고관절, 무릎의 움직임을 확인한다. Shoulder Mobility, Straight Leg Raise, Trunk Stability P -ush up, Rotary Stability는 신체 움직임이 복합 적으로 발생할 때 몸통의 안정성과 상·하체의 유연 성을 확인하기 위한 신체 기능의 기본적인 움직임 으로 정의되어 평가한다[18]. 이처럼 기능적 움직 임은 복합적인 움직임을 위한 신체 기능의 가장 기본이 되는 움직임으로 정의되며, 기능적 움직임 에서 발견된 문제를 해결하지 않고 반복적인 움직 임을 수행할 경우 목적에 맞는 움직임을 수행하지 못할 뿐만 아니라 부상의 위험에 노출된다[19].
[Fig. 5] Functional Movement Process Pyramid
[Fig. 5]는 이상적인 신체 움직임을 위한 기능적 움직임의 프로세스 피라미드를 보여준다. 기본적인 움직임 패턴을 습득하여 움직일 수 있는 능력을 갖춘 후 해당 움직임을 효율적으로 수행하기 위한 퍼포먼스 능력을 습득하는 단계로 넘어간다. 그리 고 일상생활이나 활발한 신체활동에서 발생하는 기 술적인 움직임은 마지막 단계에서 습득한다. 신체 움직임을 위한 프로세스는 기초가 되는 기능적 움 직임의 올바른 습득은 기술적인 움직임까지 영향을 미치는 것을 강조하며, 기술적인 움직임 습득까지 의 단계적 움직임 습득 전략을 제시한다[20].
본 논문에서는 이러한 기능적 움직임 프로세스를 착안하여 체감형 스포츠 게임에 적용하기 위한 움 직임에 적용하고자 한다. 스포츠 종목에서 발생하는
기본 움직임은 스포츠 기술 습득을 위한 기초 과정 이 되며, 잘못된 기본 움직임은 스포츠 기술 습득을 어렵거나 불가능하게 한다. 이러한 점에서 기능적 움직임의 프로세스는 스포츠 움직임 습득과정과 유 사하다고 할 수 있으며, 스포츠 움직임을 단계별로 나누어 가장 기본이 되는 움직임을 스포츠 기능적 움직임으로 정의한다. 스포츠 기능적 움직임은 스포 츠 경기를 진행하거나 스포츠 기술 습득을 위한 기 본이 되는 움직임이며, 체감형 스포츠 게임에서는 운동 경험을 제공하거나 운동 경험을 판단하는 도 구로 활용할 수 있다.
3. 체감형 스포츠 게임의 기능적 움직임
체감형 스포츠 게임에 적용된 신체 움직임은 실 제 스포츠와 유사한 운동 경험을 제공하여 실제 스포츠 종목의 대체 가능성을 결정짓는 핵심요소이 다. 3장에서는 기존 체감형 스포츠 게임에 적용된 기능적 움직임을 알아보고 실제 스피닝을 대체할 수 있는 체감형 스피닝 게임 구현을 위한 스피닝 의 기능적 움직임을 정의한다.
3.1 스포츠 기능적 움직임
스포츠 기능적 움직임은 경기를 진행하면서 발 생하는 움직임이나 스포츠 종목의 기술적인 움직임 의 기반이 되는 운동 동작으로 정의할 수 있다. 스 포츠 기능적 움직임은 해당 스포츠 종목에 종사하 는 선수 또는 스포츠 참가자가 효율적인 경기 진 행 및 정확한 자세를 위해 반복적 실시하거나 기 술 습득을 위해 기반을 다지는 움직임이 된다.
[Fig. 6] Sport Functional Movement Process
[Fig. 6]은 스포츠 기능적 움직임의 프로세스 모 델을 보여준다. 어떤 스포츠 종목을 배우는 과정에 있어 처음부터 복잡한 스포츠 기술을 배우지 않는 다. 해당 스포츠 종목에서 가장 기초가 되는 움직 임을 먼저 배우고, 반복적인 훈련을 통해 숙달시킨 후 복잡한 스포츠 기술을 단계별로 나누어 습득하 게 된다. 가장 하위 단계에 위치한 스포츠 기능적 움직임은 스포츠 상황에서의 효율적인 움직임을 위 해 반복적인 훈련을 거친다. 숙달된 스포츠 기능적 움직임은 해당 스포츠 종목에서의 능력을 향상시키 는 퍼포먼스 능력을 향상시키고 스포츠 기술을 습 득하는 데에 기반이 된다. 이처럼 체감형 스포츠 게임을 구현하는데 있어 해당 스포츠 종목의 기초 동작이 되는 스포츠 기능적 움직임은 운동 경험 제공과 실제 스포츠 종목을 대체하여 스포츠 기술 습득 및 훈련이 가능한 형태를 위해 반드시 적용 해야 한다.
3.2 종목별 스포츠 기능적 움직임
기존 체감형 스포츠 게임으로 구현된 대표적인 종목은 골프, 야구, 양궁, 사격이 있다. 해당 종목 들의 체감형 게임에 적용된 스포츠 기능적 움직임 을 분석하기 위해 종목의 실제 스포츠 상황에서 발생하는 스포츠 기능적 움직임을 알아본다.
[Table 1] Functional Movement of Golf
Golf
Wood Shot Iron Shot Bunker Shot
Putting
골프의 기능적 움직임은 [Table 1]과 같다. 상황 에 맞게 골프채를 이용한 스윙 움직임은 골프 경 기를 진행함에 있어 기본이 되며, 전략적으로 구사 하는 상급자 기술인 페이드 샷과 드로우 샷 등과 같은 기술의 기초 움직임이 되기 때문에 골프의 기능적 움직임으로 정의할 수 있다. 실제 골프 경 기에서는 홀과 홀 사이를 이동하거나 공을 찾아 걸어가는 걷기와 같은 움직임이 발생하지만 경기
결과나 개인 실력에 큰 영향을 미치지 않기 때문 에 골프의 운동 경험이 발생한다고 보기 어려우며 기능적 움직임으로 정의하지 않아도 무방하다.
[Table 2] Functional Movement of Baseball
Offence Defense
Baseball
Batting Pitching
Bunt Throw
Running Catch
Base Touch Running
야구 종목의 경우에는 수비자와 공격자의 역할 에 따라 수행하는 움직임이 다른 야구의 종목적 특성으로 인해 [Table 2]와 같이 야구의 기능적 움직임은 다양하게 구성된다.
공격자는 투수가 던진 공을 배트로 타격하는 배 팅 동작 또는 가볍게 공을 맞춰 투수와 포수 사이 에 공을 보내는 번트 동작 이후 베이스로 달려가 고 베이스를 터치하는 움직임은 야구에서 득점을 위해 수행하는 공격자의 기능적 움직임으로 정의할 수 있다. 수비자는 투수가 야구공을 던지는 움직임 과 외야수, 내야수 선수들이 타격된 공의 방향으로 달려가고, 타구를 잡아서 원하는 위치로 던지는 움 직임까지 기능적인 움직임으로 정의할 수 있다.
[Table 3] Functional Movement of Archery&Shooting
Archery&Shooting
Aiming Shooting Reloading
양궁과 사격의 기능적 움직임은 [Table 3]와 같 이 유사한 형태로 구성되어 있다. 두 종목 모두 일 정 거리에 위치한 표적을 조준하여 각각 활과 총 을 슈팅하며, 슈팅 전 화살과 총알을 장전하는 기 능적인 움직임으로 구성된다. 실제 양궁과 사격에 서 나타나는 움직임은 동일하게 나타났으며, 사용 하는 장비와 경기 규칙에서 차이가 있는 것을 알 수 있다. 이처럼 스포츠 종목별 경기 진행과 기술 습득에 기본이 되는 기능적 움직임을 정의하였다.
기능적 움직임은 실제 스포츠 종목의 기본적인 운
동 경험을 발생시킨다고 할 수 있으며, 이에 따라 체감형 스포츠 게임을 구현함에 있어 해당 스포츠 종목의 운동 경험 제공하기 위한 반드시 적용해야 하는 요소가 된다.
3.3 체감형 스포츠 게임의 기능적 움직임
체감형 스포츠 게임은 스포츠 기능적 움직임의 적용 정도에 따라 운동 경험을 충족시켜 만족도를 높일 수 있으며, 실제 스포츠 종목을 대체하여 해 당 종목의 기술 습득과 실력 향상의 목적으로 사 용될 수 있는 가능성으로 해석할 수 있다.
기존에 구현된 체감형 스포츠 게임을 통해 실제 스포츠 종목에서 발생하는 기능적 움직임의 적용여 부를 살펴보고, 움직임 측면에서의 충분한 운동 경 험과 실제 스포츠 종목의 대체 여부를 확인한다.
[Table 4]는 체감형 스포츠 게임 종목별 적용된 기능적 움직임을 보여준다.
[Table 4] Functional Movement of Physically Interactive Sport Game
Functional
Movement Applicability
Screen Golf
Wood Shot ✓
Iron Shot ✓
Bunker Shot ✓
Putting ✓
Screen Baseball
Batting ✓
Bunt ✓
Running -
Base Touch -
Pitching ✓
Throw -
Catch -
Screen Archery
&
Shooting
Aiming ✓
Shooting ✓
Reloading -
스크린 골프는 기능적 움직임이 모두 적용된 것 으로 나타났다. 가상환경 속 골프공이 위치한 코스 상태에 따라 스윙 플레이트의 페어웨이, 러프, 벙 커 영역에 놓고 적절한 스윙을 구사할 수 있다. 또
한 타격된 골프공의 속도와 회전수 및 탄도각 등 을 인식할 수 있는 센서를 통해 체험자의 스윙뿐 만 아니라 상급자가 구사하는 드로우 샷과 페이드 샷 등과 같은 기술적인 스윙까지 인식하면서 스크 린 골프는 골프의 기능적 움직임뿐만 아니라 골프 기술적인 움직임까지 인식하여 실제 골프의 운동 경험을 그대로 제공하는 것으로 나타났다.
스크린 야구는 배팅, 번트, 투구 움직임만이 적 용된 것으로 나타났다. 초기에 출시된 스크린 야구 는 날아오는 공을 타격하기 위한 타자의 배팅 동 작만 적용하였으나, 투수 모드도 출시되면서 투구 움직임까지 적용하였다. 그러나 실제 야구 경기와 는 달리 스크린 야구에서는 타격 이후 화면 속 가 상의 선수가 베이스 터치를 하면서 진행되고, 투수 역할을 제외한 수비수의 움직임을 적용한 콘텐츠는 전무하여 실제 야구 경기를 진행하면서 발생하는 기능적 움직임이 부분적으로 적용되어 있어 불완전 한 야구 경기 경험을 제공하는 것으로 나타났다.
체감형 스포츠 게임으로 구현된 양궁과 사격은 장전 움직임을 제외한 조준 움직임과 슈팅 움직임 이 적용되어 있는 것으로 나타났다. 이는 두 종목 이 일정 거리에 위치한 표적을 조준하고 슈팅하는 것이 장전하는 움직임보다 경기 결과와 실력에 영 향을 미치는 움직임이라는 것으로 해석할 수 있으 며, 장전 움직임을 제외하더라도 체험자에게 충분 한 운동 경험을 제공할 수 있는 것을 알 수 있다.
스포츠 기능적 움직임의 적용은 운동 경험뿐만 아니라 체감형 스포츠 게임 종목의 핵심적인 인기 요인으로 작용하여 전체 이용률에 영향을 미치는 요인으로도 볼 수 있다. 분석된 결과를 보면 스크 린 골프는 실제의 모든 움직임을 수행할 수 있어 많은 사람들에게 인기를 유지하고 있는 것으로 해 석할 수 있다. 그러나 스크린 야구의 경우 스크린 양궁과 사격에 비해 적은 기능적 움직임이 적용되 어 있으나 높은 인기와 이용률이 나타는데, 이는 실제 야구의 인기가 양궁과 사격 종목에 비해 월 등히 높아 체감형 스포츠 게임의 인기까지 영향을 미치는 것으로 해석할 수 있다. 따라서 체감형 스
포츠 게임의 성공적인 구현 조건은 인기가 높은 스포츠 종목의 선택과 해당 종목에서 발생하는 기 능적 움직임을 모두 적용하여 충분한 운동 경험을 제공해야 한다. 본 논문에서는 GX종목 중 가장 인 기가 높은 스피닝은 체감형 스포츠 게임으로 구현 하기에 다른 GX종목보다 유리하며, 스피닝의 기능 적 움직임을 모두 적용한다면 실제 스피닝 종목의 운동 경험을 유사하게 제공하면서, 실제 스피닝을 대체할 수 있을 것이다.
3.4 스피닝의 기능적 움직임
스피닝은 아웃도어 사이클을 타는 것과 같이 페 달링을 기반으로 진행하는 GX(Group Exercise)프 로그램 중 가장 인기가 많은 대표적인 운동 종목 이다. 스피닝은 운동 동작에 따라 퍼포먼스 스피닝 과 멘탈 스피닝으로 운동 프로그램이 구분된다.
퍼포먼스 스피닝 프로그램은 국내에서 가장 인 기가 많은 스피닝 프로그램으로 박자에 맞는 페달 링을 통한 하체 움직임과 다이내믹한 상체 움직임 을 실시하며 진행된다. 상체 움직임은 대중가요를 이용한 배경음악에 해당하는 가수의 안무를 기반으 로 구성되거나 알파벳 또는 문자와 같은 형태를 이용하여 구성한다. 퍼포먼스 스피닝의 상체 움직 임은 운동 실력을 가장 표면적으로 보여주는 부분 이며, 이와 동시에 배경음악 박자에 맞는 페달링을 실시하는 하체 동작은 스피닝 운동 실력뿐만 아니 라 운동 효과 및 운동 경험이 발생하는 퍼포먼스 스피닝의 기능적 움직임으로 정의할 수 있다. 가수 의 안무를 이용한 상체 움직임은 정형화되어 있지 않고 스피닝 강사마다 차이가 있기 때문에 기능적 움직임으로 정의하는 데 어려움이 따른다. 따라서 퍼포먼스 스피닝 강사들이 동일하게 사용하는 베이 직 동작을 퍼포먼스 스피닝의 기능적 움직임으로 정의할 수 있으며, 이는 [Fig. 7]과 같이 5가지로 구성된 상체 움직임이다.
[Fig. 7] Basic Motion of Performance Spinning
베이직 동작은 기본이 되는 몸통 근육군의 활성 화와 박자에 맞는 움직임을 습득하기 위한 기본 움직임으로 활용되기 때문에 퍼포먼스 스피닝 프로 그램 진행의 핵심이 된다.
멘탈 스피닝은 아웃도어 라이딩과 같이 실내에 서 바이크의 저항을 조절하며 배경음악에 맞추어 페달링하는 프로그램이다. 운동 강도는 배경음악의 빠르기와 스피닝 바이크에 부착되어 있는 페달 저 항에 의해 좌우되며, 페달의 저항을 조절하거나 일 정 구간에 최대속도로 실시하는 페달링은 지루할 수 있는 페달링에 변화를 주고, 인터벌 트레이닝의 원리를 적용하여 운동 효과를 극대화한다.
멘탈 스피닝의 기능적 움직임은 페달링으로 정 의하며, 박자에 맞는 정확한 페달링은 멘탈 스피닝 의 운동 효과를 결정 짓는 요인이 된다. [Fig. 8]은 박자에 맞는 정확한 페달링의 조건을 보여준다.
[Fig. 8] Correct Pedaling Conditions
[Fig. 8]처럼 페달을 밟는 발의 무릎이 모두 펴진 상 태에서는 페달이 최하단 위치에 머물게 되며, 이때 스 피닝 프로그램에서 요구하는 한 박자가 된다. 스피닝의
체험자의 입장에서 배경음악 박자의 빠르기가 적당할 때에는 양쪽 발 중 한 발이 기준이 되어 한 박자로 페 달링이 가능하며, 반대로 배경음악의 박자가 빠를 때에 는 기준이 되는 발 없이 양발이 각각 한 박자가 되어 페달링을 진행한다. 박자에 맞는 페달링 움직임은 멘탈 스피닝의 기능적 움직임이 되며, 앞서 설명한 퍼포먼스 스피닝에서도 기능적 움직임으로 정의할 수 있다.
스피닝의 기능적 움직임을 정리하자면, 퍼포먼스 스 피닝의 기능적 움직임은 상체 움직임으로 이루어진 베 이직 동작과 박자에 맞는 페달링이며, 멘탈 스피닝은 박자의 맞는 페달링으로 정의하였다. 실제 퍼포먼스 스 피닝의 경우 상체 동작과 동시에 팔 동작을 실시하지 만, 퍼포먼스 스피닝 동작을 배우는데 있어 상체 동작 을 제대로 습득하지 못한 상태에서 팔 동작을 실시할 경우 부정확한 자세로 인해 부상을 초래할 수 있다. 따 라서 팔 동작은 기능적 움직임에서 제외하고, 퍼포먼스 스피닝의 기본이 되는 베이직 동작만 포함하였다.
4. 스피닝의 기능적 움직임 적용
체감형 스피닝 게임은 실제 스피닝의 프로그램 에 따라 퍼포먼스 모드와 멘탈 모드로 구성된다.
배경음악의 박자에 맞추어 운동 프로그램이 진행되 는 특성으로 리듬게임 방식을 접목하였다.
4.1 퍼포먼스 모드
퍼포먼스 모드는 퍼포먼스 스피닝의 기능적 움 직임으로 정의된 베이직 동작과 페달링을 모두 적 용하여 구현하였다.
[Fig. 9] Game Screen of Performance Mode
퍼포먼스 모드가 시작되면 배경음악이 재생되고, [Fig. 9]와 같이 게임화면에 6개 구역으로 나누어 구성된 노트 출현 위치에서 노트가 출현한다.
체험자는 머리 이용하여 출현하는 노트를 맞추며 리듬게임과 같은 형식으로 콘텐츠를 진행한다. 이때 출현하는 노트는 퍼포먼스 스피닝의 베이직 동작을 동일하게 수행할 수 있도록 동작별로 [Table 5]와 같이 노트 출현 위치를 패턴화하여 노트 출현 위치 번호에 맞게 순서대로 출현하도록 적용하였다.
[Table 5] Note Pattern of Basic Motion Basic Motion Note Pattern
Bounce 2-5
T Motion 1-2-5-2-3-2-5-2 L Motion 5-4-5-2-5-6-5-2
V Motion 1-5-3-5
Z Motion 1-3-4-6-3-1-6-4
노트 출현 위치의 패턴화를 통해 운동 동작의 순서와 반복횟수를 쉽게 조합할 수 있어 실제 퍼 포먼스 스피닝의 운동 프로그램 그대로 적용할 수 있게 하였다. 스피닝의 기능적 움직임뿐만 아니라 운동 프로그램까지 실제 스피닝과 동일하게 적용하 면서 운동 효과와 운동 경험을 제공한다.
4.2 멘탈 모드
멘탈 모드는 멘탈 스피닝의 기능적 움직임인 페 달링과 실제와 동일한 운동 효과를 위해 실제 멘 탈 스피닝의 운동 프로그램을 적용할 수 있도록 설계하였다.
[Fig. 10] Game Screen of Mental Mode
페달링 위주의 움직임이 발생하는 멘탈 스피닝 의 특성으로 인해 박자에 맞게 화면에 출현하는 노트는 페달링을 통해 맞출 수 있도록 하였다.
[Fig. 10]은 멘탈 모드의 게임화면을 보여준다. 멘 탈 모드는 배경음악 박자에 맞추어 왼발과 오른발 의 페달링을 통해 진행하기 때문에 노트 출현 영 역을 좌우측으로 구분하였으며, 노트가 판정 라인 에 도달하는 박자에 맞추어 해당 방향의 페달링으 로 노트를 맞추며 진행하도록 하였다. 이처럼 체감 형 스피닝 게임의 두 가지 모드는 배경음악을 이 용하여 진행하는 스피닝의 특성에 맞게 리드게임 형식을 접목하였다. 그리고 노트를 이용하여 퍼포 먼스 모드에서는 베이직 동작으로 구성된 상체 동 작을 유도하고, 멘탈 모드는 좌우측 페달링을 유도 하면서 스피닝의 기능적 움직임을 적절히 적용하여 실제와 같은 운동 경험과 운동 효과를 제공할 수 있다.
5. 체감형 스피닝 게임 구현 5.1 체감형 스피닝 게임 시스템
[Fig. 11] Physically Spinning Game System
체감형 스피닝 게임 시스템의 구성은 [Fig. 11]
과 같다. 체감형 스피닝 게임의 하드웨어는 크게 모니터, 키넥트(Kinect), 스피닝 바이크로 구성되며 모니터는 PC에서 진행되는 콘텐츠 화면을 출력한 다. 키넥트의 경우 체험자의 실시간 머리 위치 데
이터를 추출하고 이를 퍼포먼스 모드에 반영하여 콘텐츠 진행이 가능하도록 한다. 마지막으로 스피 닝 바이크에는 페달 위치 인식 모듈과 속도 측정 모듈이 부착되어 있으며, 페달 위치 인식 모듈은 바이크 몸체 부분에 부착되어 체험자가 퍼포먼스 모드와 멘탈 모드 진행 시 박자에 맞는 페달링을 실시하고 있는지에 대한 정보를 페달 위치로 판단 하고 이에 대한 피드백을 제공한다. 그리고 속도 측정 모듈은 스피닝 바이크 디스크에 부착되어 있 으며, 체험자의 페달링에 대한 디스크 회전 속도를 측정하여 콘텐츠에 RPM 단위로 반영하면서 실제 스피닝 바이크에서 제공하기 어려운 운동 관련 정 보를 취득하고 제공한다.
5.2 체감형 스피닝 게임 하드웨어
체감형 스피닝 게임의 하드웨어는 키넥트, 속도 인식 모듈, 페달 위치 인식 모듈과 같이 세 가지로 구성된다. 그 중 속도 인식 모듈과 페달 위치 인식 모듈은 실제 스피닝에서 알기 어려운 정보를 제공 하여 확장된 운동 경험을 제공할 수 있는 체감형 스피닝 게임의 핵심 하드웨어이다.
[Fig. 12] Speed Recognition Module
속도 인식 모듈과 페달 위치 인식 모듈은 실제 스피닝 바이크에 부착하여 구현하였으며, 각 모듈 은 아두이노(Arduino)기반의 리드센서(Reed Sens or)와 자석으로 구성된다. 그 중 속도 인식 모듈은
[Fig. 12]와 같다. 디스크에 자석을 부착하여 디스 크 회전 시 자석도 같이 회전하게 된다. 회전 시 두 개의 리드센서가 차례로 활성화 되어야 한 바 퀴를 회전했다는 것으로 인식하며, 두 개의 리드센 서가 활성화 된 시간으로 속도를 계산하도록 구현 하였다. 두 개의 리드센서 중 하나의 리드센서만 영향을 받게 되면 속도 측정이 되지 않아 정방향 과 역방향에 관계없이 완벽히 수행된 체험자의 페 달링을 유도할 수 있다. 이는 완벽하지 않은 페달 링을 실시해도 속도 측정이 가능했던 실내 고정형 바이크와의 차별점이 되며, 운동 관련 정보 제공이 어려운 실제 스피닝 바이크의 단점을 보완한다.
페달 위치 인식 모듈은 체험자가 박자에 맞는 페달링 실시여부를 확인하고 이에 대한 피드백을 제공하는 역할을 한다. [Fig. 13]과 같이 페달이 연 결된 크랭크 부분에 자석을 부착하고, 페달이 최하 단 지점과 최상단 지점에 도달한 위치와 동일선상 의 바이크 몸체에 리드센서를 각각 부착하였다.
[Fig. 13] Pedal Position Recognition M
오른쪽 페달의 위치는 하단에 부착된 리드센서 가 인식하며, 왼쪽 페달의 위치는 상단에 부착된 리드센서가 인식하기 때문에 체험자가 퍼포먼스 모 드와 멘탈 모드 진행 시 배경음악 박자에 맞는 페 달링을 실시하고 있는지에 대한 여부를 알 수 있 도록 구현하였다.
이처럼 체감형 스피닝 게임의 속도 인식 모듈과 페달 위치 인식 모듈은 체감형 스피닝 게임에 적 용된 스피닝의 기능적 움직임을 인식하고 기존 스 피닝 바이크에서 제공하기 어려운 속도, 올바른 페 달링과 같은 운동 관련 정보를 제공함으로써 단점 을 보완함과 동시에 실내 고정형 바이크와 차별화 가 된다.
5.3 체감형 스피닝 게임 콘텐츠 진행
체감형 스피닝 게임의 콘텐츠는 프로그램 실행 후 아이디 입력을 통해 로그인을 하고, 모드 선택 화면에서 체험자가 희망하는 스피닝 프로그램을 선 택한다. 이후 배경음악 및 운동 프로그램을 선택하 고 콘텐츠를 진행한 뒤 결과 화면을 통해 획득 점 수와 함께 운동 부위 및 소모된 칼로리를 확인할 수 있다. 체감형 스피닝 게임은 어두운 실내에서 화 려한 조명과 함께 진행한다는 스피닝의 특성에 맞게 콘텐츠 배경을 실제 스피닝과 유사한 적용하였다.
퍼포먼스 모드와 멘탈 모드는 112BPM의 빠르기를 가진 배경음악으로 시작하여 164BPM의 배경음악을 마지막으로 약 8분간 진행할 수 있도록 하였다.
[Fig. 14] Performance Mode : (A)Motion Guide UI, (B)Head Tracking Line
실제 퍼포먼스 스피닝에서의 운동 프로그램 진 행시 운동 동작의 변경 시점과 운동 자세에 대한 피드백은 스피닝 강사에 의해 제공되는데, 체감형 스피닝 게임에서는 운동 동작의 변경 시점은 [Fig.
14]와 같이 다음 운동 동작을 안내하는 UI를 이용 하여 시각적 피드백을 제공하는 방법으로 적용하였 다. 또한 체험자의 머리 움직임을 실시간으로 인식 하고 동선을 표현하는 헤드 트래킹 라인을 적용하 여 체험자가 수행하고 있는 동작 정확성에 대한 피드백을 제공하였다. 다음 운동 동작에 대한 가이 드 UI와 헤드 트래킹 라인은 강사 없이도 개인이 스피닝 진행이 가능하여 실제 스피닝을 대체하고 훈련이 가능하게 하는 요소로 작용한다.
멘탈 모드에서도 퍼포먼스 모드와 동일한 박자 의 배경음악을 이용하였으며, 노트를 이용하여 112BPM과 127BPM의 배경음악에서는 오른발을 기준으로 페달링을 실시하도록 하였고 그 이상 빠 르기의 배경음악에서는 오른발과 왼발 각각 한 박 자로 페달링을 실시하도록 유도하였다.
[Fig. 15] Splint Time of Mental Mode
[Fig. 15]는 멘탈 모드의 스플린트 타임을 보여 준다. 실제 멘탈 스피닝 프로그램에서 일정 시간 동안 최대속도로 페달링을 실시하는 구간을 멘탈 모드에서는 스플린트 타임으로 정의하였다. 실시 구간과 시간을 조절할 수 있어 실제 멘탈 스피닝 프로그램을 적용할 수 있다. 이처럼 체감형 스피닝 게임은 실제 스피닝의 기능적 움직임과 운동 프로 그램을 적용할 수 있으며, 실제 스피닝에서 느끼는 운동 경험과 운동 효과를 제공할 수 있다.
6. 결 론
본 논문에서는 실제 스피닝의 운동 경험 제공과 운동 연계를 위한 체감형 스피닝 게임 구현을 위 해 스포츠 기능적 움직임을 알아보았으며, 스피닝 의 기능적 움직임을 적용한 체감형 스피닝 게임을 구현하였다. 그 결과 스포츠 종목에서 발생하는 기 능적 움직임은 경기 진행 또는 결과에 영향을 미 치는 움직임이며, 체감형 스포츠 게임으로 구현할 때에 운동 경험을 유발하고 실제 스포츠 종목을 대체할 수 있는 요소가 된다. 그리고 기존 체감형 스포츠 게임 사례를 통해 스포츠 기능적 움직임의 적용여부에 따라 인기에도 영향을 미칠 수 있는 것을 알 수 있었다.
체감형 스피닝 게임은 스피닝의 기능적 움직임 을 정의하고 종목 특성에 적합한 형태로 리듬게임 형식을 접목하여 구현하였다. 퍼포먼스 모드는 퍼 포먼스 스피닝의 베이직 동작과 페달링을 기능적 움직임으로 적용하였으며, 멘탈 모드는 박자에 맞 는 페달링을 적용하면서 실제 스피닝 프로그램과 유사한 운동 경험과 효과를 제공할 수 있었다. 또 한 체감형 스피닝 게임을 위해 스피닝 바이크에 페달 인식 모듈과 속도 인식 모듈을 부착하여 개 발한 인터페이스는 실제 스피닝 바이크에서 알기 어려운 정보를 기술적으로 제공하면서 강사 없이 개인이 혼자 스피닝을 진행할 수 있는 요인으로 작용하여 확장된 운동 경험을 제공할 수 있었다.
본 논문에서 구현한 체감형 스피닝 게임의 퍼포 먼스 모드는 머리 움직임 기반 상체 동작의 기능 적 움직임만을 정의하여 적용한 것에 대해 한계가 있다. 체험자의 머리뿐만 아니라 팔 동작까지 인식 하여 다양한 안무 동작을 실시하도록 유도하고 피 드백을 제공한다면 실제 스피닝의 기능적 움직임뿐 만 아니라 기술적인 동작까지 훈련 및 체험할 수 있는 콘텐츠로서의 확장 가능성과 실제 스피닝을 대체할 수 있는 가능성을 가질 수 있을 것으로 사 료된다. 이는 아직까지 구현되지 않은 다양한 스포 츠 종목과 IT기술의 융합 가능성을 제시하는 사례
가 될 수 있으며, 본 논문에서 스포츠 기능적 움직 임을 정의하고 구현하는 방법은 체감형 스포츠 게 임을 만들기 위한 적절한 방법이 될 것으로 기대 한다.
ACKNOWLEDGMENTS
This research was supported by the Researc h and Development to Enhance Firefighting Re sponse Ability founded by National Fire Agenc y(“2018-NFA002-004-01010000-2019”).
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