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가상환경과 멀티미디어
9.1 가상현실의 소개
9.2 가상현실 기술의 실현환경 9.3 가상현실의 활용
9.4 증강현실
9.5 사이버스페이스
9.6 웹에서 가상현실 기술의 활용
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9.1 가상현실의 소개
가상현실의 개념
가상현실의 종류
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가상현실의 소개
가상현실의 개념
가상현실(Virtual Reality) 이란?
가상현실의 세계란 상상의 세계를 현실과 같이 만들어 내고 인체의 감 각기관(눈, 코, 귀, 입, 피부 등)이 인위적으로 창조한 세계에 몰입됨으 로서 자신이 그 곳에 있는 것처럼 느낄 수 있는 공간을 의미
가상현실 세계에서는 현실 세계에 대한 시뮬레이션 뿐만아니라 현실 세계에서 불가능한 체험을 가능하게 함
멀티미디어 기술의 발전은 가상현실의 실현에 큰 영향을 끼침 9.1 가상현실의 소개4
가상현실 시스템의 요구사항
임장감(Presence)과 몰입감(Immersion)
상호작용성(Interactivity)
자율성(Autonomy)
가상현실 시스템의 요구사항
9.1 가상현실의 소개
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가상현실의 종류
(1) 몰입형 가상현실 시스템(Immersive VR System)
컴퓨터에 의해 만들어진 3차원 환경에 HMD 등의 몰입형 장비를 착용하 여 가상의 세계를 경험하고 상호 대화식으로 정보를 주고받는 시스템
사용자가 현실과는 완전히 차단된 가상 환경만을 볼 수 있도록 하는 것으 로 가장 이상적인 형태
고가의 장비를 필요로 하기 때문에 주로 연구 실험용으로 사용
CAVE(Cave Automatic Virtual Environment) 환경 방과 같은 공간의 벽에 입체영상을 투시
9.1 가상현실의 소개
가상공간에 몰입하고 있는 참여자 CAVE 모델의 예
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(2) 비몰입형 시스템(Non-immersive VR System)
탁상형 가상현실 시스템(Desktop VR System) 이라고도 부르며, 모니터 화면에 나타난 영상을 사용자가 보면서 가상현실을 체험하는 방식.
가상 세계에 대한 몰입감이 떨어지는 등 부족한면은 많으나 PC등 저가의 장비를 이용해 쉽게 사용이 가능하여 현재 대중적으로 많이 보급되어 있 음9.1 가상현실의 소개
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(3) 증강 현실(Augmented Reality)
실 세계와 가상의 이미지가 중첩되는 복합형 가상현실 시스템(Hybrid VR System)
사용자가 보는 현실 세계와 부가 정보를 갖는 가상세계를 합쳐 하나로 보 여 주는 것으로 최근 활발한 연구가 진행되고 있는 분야
가상현실 기술만으로 현실 세계를 완벽하게 대체하기 보다는 현실 세계 를 가상세계로 보완해주는 개념장비를 착용하고 수술에 임하는 의사 AR안경을 통해 보이는 화면
9.1 가상현실의 소개
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9.2 가상현실 기술의 실현 환경
가상현실 시스템의 구성
가상현실 저작 소프트웨어
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가상현실 시스템의 구성
가상현실 시스템은 크게 렌더링(Rendering) 시스템, 입력장치, 출력 장치, 가상현실 응용 개발 소프트웨어, 3차원 모델링(Modeling) 소프 트웨어로 구성
입력장치는 참여자의 위치, 방향 및 행위로 인한 이벤트 정보를 전송
출력장치는 입력정보에 대응하는 3차원 영상, 음향, 촉각(Force Feedback) 등의 출력을 전달
렌더링 시스템은 참여자의 정보를 월드 데이터베이스에 반영하여 실시간 으로 새롭게 변화된 3D 영상과 음향을 재생
월드 데이터베이스는 가상현실과 관련된 데이터를 저장, 관리가상현실 시스템의 처리과정
9.2 가상현실 기술의 실현 환경
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(1) 그래픽 렌더링 시스템
Silicon Graphics 워크스테이션 - 전문적인 VR application을 개발하기 위 해 가장 많이 사용되는 장비로서 성능이 뛰어난 만큼 매우 고가
SGI 워크스테이션에서는 실시간 그래픽 렌더링을 위해서 RISC 프로세서, 비디오 가속보드 및 대용량의 RAM을 사용
자연스런 영상을 얻기 위해서는 적어도 초당 25 ~ 30 fps 수준의 실시간 렌더링 요구.
대표적인 SGI 워크스테이션으로는 Fuel, Tezro, Octane 등(2) 3D 그래픽 가속 보드(3D Graphic Accelerating Board)
PC용 데스크탑 VR 시스템을 구성하기 위해서는 VRML 또는 3차원 그래 픽 라이브러리(OpenGL, Direct 3D 등)를 지원하는 그래픽 가속보드가 필 요
대표적인 OpenGL 가속보드는 3D Labs 사의 FireGL, Permedia 시리즈, ATI 사의 Rage 시리즈, RivaTNT, Voodoo등9.2 가상현실 기술의 실현 환경
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(3) 입력장치
데이터 글러브(Data Glove) : 섬유굴절 케이블을 이용하여 각 손가 락의 굽힘과 뻗침을 측정
3D 마우스(3D Mouse), 스페이스 볼(Spaceball) : 3차원 위치와 방 향 좌표 입력이 가능한 장치
9.2 가상현실 기술의 실현 환경
데이터 글러브, 3D 마우스, 스페이스 볼
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(4) 출력장치
HMD(Head Mounted Display)ㆍ 가상공간에서 강제적인 몰입효과를 얻을 수 있는 디스플레이 장치 ㆍ HMD를 착용하고 있는 사용자의 주시방향을 탐지하여 지속적으로 가상환경을 변화시키는 추적기능을 갖음
ㆍ 단점으로 착용감과 해상도가 떨어지며, 장시간 착용시 멀미(Motion Sickness)를 유발
크리스털 아이(CrystalEyes)ㆍ 컴퓨터 스크린 상의 이미지를 3차원 입체화상으로 보여주는 입체안경 ㆍ 완전한 몰입감은 느낄 수 없지만 2차원 화면과 3차원 입체화면의 전환이 용이하고 센서 범위 내의 여러 사람이 동시에 사용 가능
9.2 가상현실 기술의 실현 환경
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시각전달뿐 아니라 몰입감을 더욱 높이기 위한 청각, 촉각 및 후각 정보 를 사용자에게 전달하는 것들이 있음ㆍ 청각: HRTF(Head-Related Transfer Function) 계산법을 이용하여 실제세계에서 들리는 것처럼 생동감 있게 전달
ㆍ 촉각: 센서 글러브(Sensor Glove)등 촉각이나 압력에 대한 감각을 제시할 수 있는 장치인 햅틱장치(Haptic Device)를 이용
햅틱장치로 3차원 물체를 제작
ㆍ 후각: 시도되고 있으나 향후 많은 개발이 필요함
9.2 가상현실 기술의 실현 환경
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가상현실 저작 소프트웨어
VR 소프트웨어
3차원 모델링 소프트웨어
VR응용개발 소프트웨어(1) 3차원 모델링 소프트웨어
가상세계를 구성하는 3차원 물체를 생성, 편집
영화, 광고용 3차원 애니메이션 제작에 많이 사용9.2 가상현실 기술의 실현 환경
주요 기능 - 3차원 물체 모델링 기능, 텍스쳐 매핑(Texture Mapping) - 다양한 특수효과, 애니메이션 기능 등
대표적인 모델링 소프트웨어
SGI 사의 MAYA
- SGI 워크스테이션용, 영화 광고용 제작이 많이 사용 SoftImage XSI
- SGI 워크스테이션용, PC용, GUI방식, 영화, 광고용 제작이 많이 사용 Autodesk 사 3D Studio MAX
- PC용, GUI방식, 대중적으로 많이 사용됨 NewTek 사의 Light Wave 3D
- 건축, 산업디자인, 영화, 게임 제작 등에 사용
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(2) VR응용 개발 소프트웨어
VR 시스템의 구성요소들을 통합하고 관리하는 작업을 수행.9.2 가상현실 기술의 실현 환경
주요 기능
- 가상공간 저작 기능(자체 저작 기능, 외부 데이터의 임포트), 사용자 입출력 처리 - 가상세계에 3차원 모델링 객체의 배치 및 관리기능
- 객체의 행위 기술 및 3차원 애니메이션 기능
대표적인 VR응용개발
소프트웨어
SGI IRIS Performer
- 대부분의 전문 VR 응용을 개발하는데 사용되는 라이브러리 도구 - 외부 모델링 파일을 임포트(Import)하여 사용 가능
V-Realm Builder
- VRML 저작도구와 자체 모델링 기능 제공 Cosmo Worlds
- VRML을 기반으로 하는 저작 도구로 스크립트 편집 기능과 자체 모델링 기능 및 에니메이션 기능을 제공
Spazz3D
- 3D 모델 제작 및 애니메이션 기능
- VRML 및 AVI 형태의 인터랙티브한 3D 월드 생성 AC3D
- 항공운행 시뮬레이션(Fight Simulation)이나 게임과 같은 가상 환경 구축 - OpenGL을 이용하여 빠른 실시간 디스플레이 제공
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9.4 증강현실
증강현실의 개념
증강현실 기술의 활용
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증강현실의 개념
증강현실 (Augmented Reality)
VR 의 확장된 개념
실세계와 컴퓨터가 생성한 가상세계가 동시에 존재하여 사용자가 실세계 위에 가상세계의 이미지를 겹쳐서 바라봄
모바일환경 이동중에 단말기를 통해 현실세계와 연관하여 컴퓨터가 생성 한 이미지와 정보를 활용 가능, 현실세계와 가상세계가 invisible 인터페이 스를 통해 통합된 형태로 다가옴실세계와 가상세계로부터 새로운 환경을 실현하는 혼합현실(VR)
9.4 증강현실
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증강현실 (Augmented Reality)
사용자가 보는 현실세계에 컴퓨터가 만들어 낸 가상세계 정보를 합성하 여 보여줌 → 현위치나 상황을 인식할 수 있는 센싱장치 필요
실세계 이미지나 정보의 수준을 증강시키는 역할
시스루(See-through) 디스플레이 현실세계 장면 위에 증강현실 정보를 겹쳐서 디스플레이
상호작용성을 지원하여 현위치나 외부 상황정보를 증강현실 시스템에게 실시 간에 제공하는 기능이 요구
가상현실 환경 증강현실 환경
9.4 증강현실
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9.5 사이버스페이스
네트워크 환경에서의 가상공간
사이버스페이스와 아바타
사이버스페이스의 예
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네트워크 환경에서의 가상공간
컴퓨터를 매개로 한 커뮤니케이션 발달 단계
사이버스페이스에서는 아바타를 통하여 다른 사용자와 실시간으로 의사소통이 가능
기존의 의사소통 방법과는 다른 새로운 방법이 존재 가능
Online-BODY : 언어로만 제한되어 있는 의사소통 수단을 아바타의 정서적 표현으로 보완하는 방법
9.5 사이버스페이스
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가상도시의 개념
가상도시에서는 사람과 사람이 만나 정보를 공유하는 커뮤니케이션형의 서비스가 핵심으로, 온라인 쇼핑 등의 편리성을 추구하는 비니지스형의 서비스와 게임과 영화 등 놀이를 연출한 엔터테인먼트형의 서비스를 제 공
정기적인 이벤트를 개최하여 일정 시간과 장소에서만 얻어지는 정보를 공유할 수 있고, 게임, 영화, TV, 잡지 등의 각종 미디어를 삽입하여 종합 적인 미디어 세계를 실현하는 것을 목표
참여자는 아바타를 이용하여 비언어적 표현을 포함하는 커뮤니케이션을 실현하고, 나아가 텍스트, 음성, 동작 등에 의한 커뮤니케이션 채널의 확 장과 각 미디어의 특성을 활용하여 보다 효과적인 사용자 인터페이스를 실현9.5 사이버스페이스
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사이버스페이스와 아바타
아바타의 개념
아바타는 원래 고대 인도에서 ’땅으로 내려온 신의 화신‘을 지칭하는 말
인터넷 시대에는 사이버스페이스에서 사용자를 대리하는 사이버캐릭터 (Cyber Character)의 의미
가상환경 내에서 다른 참여자들이게 자신을 나타내는 중요한 역할 담당
과거에는 2차원 그림으로 표현되었으나 최근에는 3차원 아바타가 활발히 개발되어 이용
'자기표현’ 수단으로 인식돼 왔던 아바타가 최근에는 효과적인 마케팅 수 단으로 이용9.5 사이버스페이스
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최근에는 가상공간에서 인공지능을 갖고 스스로 행동하는 인공생명 (Artificial Life)이나 가상공간 속에서 학습하며 스스로 진화해 가는 디 지털 생명체(Digital Life)에 관한 연구가 진행
9.5 사이버스페이스
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아바타 활용 서비스
포털사이트의 아바타 서비스는 사용자가 아바타의 의상, 표정 등을 자신 의 취향에 맞게 바꾸어 자신의 개성을 나타낼 수 있도록 함
마이크로소프트의 MS Agent처럼 컴퓨터를 이용한 문서작업과 같이 일상 적인 분야에 다양하게 활용됨
전자상거래, 사이버교육, 데이터방송에서도 유용하게 쓰임9.5 사이버스페이스
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사이버스페이스의 예
Virtual City의 성격
네트워크로 분산된 다수의 참여자가 3차원 가상공간을 공유
다수의 사용자가 상대방을 서로 인지하면서 텍스트, 음성을 통한 의사소통 예) SecondLife
9.5 사이버스페이스
