Design Evaluation of Portable Electronic Products Using AR-Based Interaction and Simulation

(1)

제 13권 제 3 호 2008년 6월 pp. 209-216

증강현실 기반 상호작용과 시뮬레이션을 이용한 휴대용 전자제품의 설계품평

박형준*, 문희철**

Design Evaluation of Portable Electronic Products Using AR-Based Interaction and Simulation

Hyungjun Park* and Hee-Cheol Moon**

ABSTRACT

This paper presents a novel approach to design evaluation of portable consumer electronic (PCE) products using augmented reality (AR) based tangible interaction and functional behavior simulation. In the approach, the realistic visualization is acquired by overlaying the rendered image of a PCE product on the real world environment in real-time using computer vision based augmented reality. For tangible user interaction in an AR environment, the user creates input events by touching specified regions of the product-type tangible object with the pointer-type tangible object. For functional behavior simulation, we adopt state transition methodology to capture the functional behavior of the product into a markup language-based information model, and build a finite state machine (FSM) to controls the transition between states of the product based on the information model. The FSM is combined with AR- based tangible objects whose operation in the AR environment facilitates the realistic visualization and functional simulation of the product, and thus realizes faster product design and development. Based on the proposed approach, a product design evaluation system has been developed and applied for the design evaluation of various PCE products with highly encouraging feedbacks from users.

Key words :

Product design evaluation, Augmented reality, Tangible interaction, Functional behavior simulation, State transition methodology

1. 서 론

핸드폰

, MP3

플레이어

,

디지털카메라등모든휴

대용전자제품은임베디드시스템

(embedded system),

즉미리정해진특정기능들을수행하기위한행동양 태가내장된컴퓨터제어시스템을갖고있다

.

^시스템

에내장된기능적행동양태는대부분매우복잡하며

,

거의모든 경우인간

-

^기계^상호작용

(human-machine

interaction, HMI)

^작업들로^나타난다

.

^이러한^휴대용

전자제품의고객들은주로사용편의성

,

^제품^특성

,

^사

용자인터페이스

(user interface)

^에^근거하여^제품을^구

매한다

.

제품의성공적인시장진입을위해서는제품에대한 고객요구를 제품 특성

(features)

과 기능

(functions)

에 정확히반영함과동시에제품출시기간

(time-to-market)

을혁신적으로줄이는것이절실히요구된다^[1-3]

.

이러 한요구에적절히대처하기위한필수적인활동으로 널리 인식되는 것이 바로 제품개발과정

(product development process)

^에서의^시작품

(prototypes)

^의^효

율적이고광범위한사용이다^[1-5]

.

전통적인물리적시작

(physical prototyping)

^이^매우

많은시간과비용을요구하므로물리적시작을대체

하기 위한 기술들이연구되어 왔다^[1,2]

. 3

^차원

CAD

기술은제품외관을설계하는데널리이용되고있으 며

,

^쾌속시작

(rapid prototyping, RP)

^기술은 ^물리적

시작의시간및비용문제를완화시키고있다^[1-3]

.

^그

러나

CAD

기술을포함한기존시작방법들은제품의

**교신저자

,

종신회원

,

조선대학교산업공학과

**

학생회원

,

조선대학교산업공학과

-

논문투고일

: 2007. 10. 24 -

심사완료일

: 2008. 03. 28

본논문은

2007

년학술발표회우수논문상수상작임

.

(2)

기능적행동양태

(functional behavior)

^를^반영할^수^없

다는큰단점이있다

.

^최근^컴퓨터^기술의^급속한^진

보로인해 가상시작

(virtual prototyping, VP)

^이^기존

시작방법들의단점을극복하기위한해법으로인식 되고있다

.

가상시작은가상현실과

CAD/CAE/CG

^기술을^바탕

으로물리적시작품생성이전에

3D CAD

^모델의^품

평

,

^시험

,

^해석^작업^등과^밀접하게^관련된다^[3-6]

.

^가상

시작을위한기존방식은가상환경에위치한가상모 델을영상출력장치를통해시각화하므로실세계환 경의사실감을느끼기가어려우며

,

주로마우스

,

키보 드

,

데이터글러브등을이용하여가상객체와상호작 용을하므로자연스러운상호작용이곤란하다

.

이러 한문제점들을해결하기위한시도로서최근증강현

실

(augmented reality, AR)

기술이대두되어여러 분

야에서활용되고있다^[7,8]

.

가상시작을실현시키기위해서는휴대용전자제품 개발과정에관련된모든참여자들에게제품의사실적 인시각화및제품기능적행동양태의시뮬레이션을 체험할수있는체계적인방안이요구된다

.

^본^논문에

서는이러한요구조건을만족시킬수있는휴대용전

자제품의 가상 설계 품평

(virtual design evaluation)

방안을제안한다

.

^제안된^방안의^주요^{아이디어는}^증

강현실기반상호작용과기능적행동양태시뮬레이션 을효과적으로병행함으로써사용자로하여금실세계 환경에서휴대용전자제품의시각적표현뿐만아니라

HMI

^기능적^{행동양태를}^체험하게^하는^것이다

.

논문의나머지는다음과같이구성된다

. 2

장에서는 제안된설계품평방안에대해설명하고

, 3

장에서는

AR

기반상호작용및기능시뮬레이션에대해설명한다

.

4

장에서는제안된방안을이용한설계품평시스템구

현및사례를설명한다

. 5

장에서는결론을맺는다

. 2. 제안된 설계품평 시스템

Fig. 1

^은

AR

^기반^{상호작용을}^이용한^{제품설계품평}

방안에대한전체구조를나타낸다

.

^휴대용^전자제품

의설계품평및응용을위해필요한주요과정들은다 음과같다

.

• 제품모델생성

• 멀티미디어콘텐츠데이터획득

•

HMI

^기능^정보^모델^생성

• 유한상태기계코드생성

•

AR

^기반^감각형^오브젝트^제작

언급된주요과정을통해얻어진제품모델정보

,

^멀

티미디어콘텐츠데이터

,

^{유한상태기계}^코드

,

^그리고

감각형오브젝트를병행하여

AR

^기반^상호작용^및^제

품기능시뮬레이션을수행한다

.

^이를^통해^휴대용^전

자제품의사실적인시각화

,

^생생한

HMI

^기능^시뮬레

이션

,

^그리고^제품^기능^평가^및^사용성^평가^등과^같

은제품설계품평과정에서요구되는중요한일들을 수행할수있게된다

.

부품기하모델들과이들간의조립관계및기구학 적정보로구성된제품모델과특정상태에따른제품 의시각적콘텐츠를이용하여특정상태의렌더링이 미지를생성한후

, AR

기법을통해해당이미지를실 세계영상위에실시간으로오버레이

(overlay)

함으로 써시각화를수행한다

.

시각화수행과동시에특정상 태에따른음성콘텐츠도스피커를통해출력된다

.

제품의기능적행동양태를

HMI

기능 정보모델로 표현한 후

,

이를 바탕으로 유한상태기계

(finite state

machine, FSM)

코드를생성하여

HMI

기능시뮬레이

션모델로이용한다

.

이러한유한상태기계를감각형 오브젝트를이용한

AR

^기반^{상호작용과}^병행하여^제

품의기능시뮬레이션을수행한다

.

^즉

,

^감각형^오브젝

트를이용한

AR

^기반^{상호작용을}^통해^제품^구성^부

품인버튼이나스위치를조작하여이벤트를발생시키 면

,

^{유한상태기계에}^의거하여^제품의^상태를^바꾸거

나정해진활동을수행하는방식으로입력이벤트에 따른제품의기능시뮬레이션을수행한다

.

Fig. 2

^는

AR

^기반 ^제품^설계 ^품평을^위해 ^필요한

주요성분들과이들의관계를나타내는개념도이다

.

Fig. 1.

Architecture of product design evaluation using AR-

based interaction.

(3)

그림에서는

MP3

^{플레이어를}^예로^들었다

.

AR

기반상호작용및

HMI

기능시뮬레이션을통

해사용자는휴대용전자제품의기능평가와사용성 평가를수행할수있다

.

제품기능평가와사용성평 가를통해제품의외형또는구조적인문제가발생하 면제품의구조설계를수정하며

,

제품

HMI

기능에문

제가발생하면제품의

HMI

기능설계를수정한다

.

수

정된제품 모델과

HMI

^기능 ^모델을^이용하여^다시

가상시작을반복함으로써제품개발을촉진시킨다

.

^품

평을통해승인된설계는물리적시작품제작에우선 적으로이용되며

,

^인터넷을^통해^다양한^{사용자들에}

게이용될수있다

.

2.1제품모델생성

제품모델

(product model)

^에는^제품을^이루는^부품

들의기하모델

,

^색상^및^재질

,

^부품들^간의^조립^관계

(assembly structure)

^와 ^기구학적 ^운동

(kinematics)

^에

관한정보가포함된다^[2]

.

^{기하모델은}^보통

CAD

^소프

트웨어를이용하여생성되나

,

^제품^외형에^대한^물리

적시작품이나소프트목업

(soft mockup)

이존재하는

경우

, RE

기법^[9]을병행하여기하모델을생성할수있

다

.

본연구에서는생성된기하모델을사실적인시각

화에충분한품질을갖는삼각메쉬

(triangular mesh)

로

근사하여

OBJ

와

STL

형태로저장한다^[2,10]

. STL

파 일은제품용감각형오브젝트제작을위해이용된다

(2.5

^절^참조

).

Fig. 3

^은^역공학^기법을^이용한

A

^사

MP3

^플레이어

에대해기하모델생성예를나타낸다

.

^먼저

Fig. 3(a)

와같이여러방향에서의측정을통해삼차원데이터 를얻은후

,

^잡음제거

,

^정합

,

^평활화

(smoothing),

^구멍

채움

(hole filling),

^면^갯수줄임

(decimation)

^등의^데이

터처리 작업^[9,15]을수행하여

Fig. 3(b)

^와 ^같은^전체

기하모델을얻는다

.

^그런^다음

,

^전체^{기하모델을}

Fig.

3(c)

^와^같이^영역별로^분리한^후

,

^각^영역에^대한^색

및재질정보를부여한다

.

^{최종적으로}^제품의^기구학

적운동정보를부여한다

. MP3

^{플레이어의}^경우

1)

윗면에있는

3

^개의^누름형^버튼과^본체^간의^수직방

향직선운동

, 2)

^앞면에^있는^한^개의^레버형^버튼과

본체간의상하좌우및수직방향직선운동

, 3)

^아랫면

에있는슬라이더와본체간의수평방향직선운동을 고려하였다

.

2.2 멀티미디어콘텐츠데이터획득

제품의사실적인시각화및기능적행동양태표현 을위해이용되는제반멀티미디어콘텐츠데이터를 확보해야한다

.

^본^{연구에서는}^콘텐츠^데이터를^이미

지데이터

,

^오디오^데이터

,

^그리고^비데오^데이터로^구

분하였다

.

^이미지^데이터는^제품의^시각화를^위한^텍

스처와휴대용전자제품의

LCD

^{디스플레이에}^출력되

는각종이미지를포함하며

, JPEG

^파일^형태로^저장

된다

.

^오디오^데이터는^휴대용^{전자제품의}^기능적^행

동양태중음성출력에이용되는데이터로서

MP3

파

일또는

WAV

파일형태로저장된다

.

비데오데이터

는휴대용전자제품의

LCD

디스플레이에출력되는 각종애니메이션데이터로서

AVI

파일형태로저장된 다

.

이러한멀티미디어콘텐츠데이터획득을위해구 매또는직접녹음

/

^녹화를^수행하는 ^방식이^요구된

다

.

^획득된^콘텐츠^데이터는^재사용을^위해

DB

^에^저

장및관리된다

.

Fig. 2.

Key components of AR-based approach.

Fig. 3.

Geometric model created with RE tools.

Fig. 4.

Examples of graphical images used for LCD display

of the MP3 player.

(4)

Fig. 4

^는

MP3

^플레이어

LCD

^{디스플레이에}^이용되

는그래픽이미지일부를나타낸다

. HMI

^기능^시뮬레

이션동안작은이미지들이파란색큰바탕이미지위 로적절하게붙여지는방식에의해특정상태에서의 이미지가생성되어출력된다

.

2.3 HMI 기능정보모델생성

제품의

HMI

^기능 ^정보 ^모델이란 ^제품이 ^갖는

HMI

^기능적^{행동양태를}^표현하는^정보^모델을^말한

다

.

본연구에서는상태전이방법론에의거하여제품

의

HMI

기능정보모델을생성한다^[11]

.

제품의

HMI

기능모델에는다음과같은정보를포함한다

.

　•

HMI

작업들과관련된구성개체정보

•

HMI

와관련되는이벤트

(event)

리스트

• 제품이취할수있는상태리스트

• 각상태에서수행되는활동

(activity)

^정보

• 각상태에서발생할수있는상태전이리스트

• 각상태전이를유발시키는이벤트

-

^액션^정보

　제품을구성하는부품들은제품의물리적외형을 결정하며

,

^일부^부품들은 ^사용자와^제품^간의^상호

작용에개입된다

.

^예를^들어

,

^스위치

(switches),

^버튼

(buttons),

^{출력표시장치}

(displays)

^등이^이러한^부품에

해당한다

.

^이들을^구성개체

(objects)

^라고^하는데

,

^각

구성개체는실제상황에서발생하는모든일들을표

현하기 위한 미리 정해진 특성

(properties)

^과 ^함수

(functions)

^들의^집합을^갖는다

.

^제품의^전체적인^행동

양태는상태

(state)

라고불리는개별적인단위기능들

로나누어질수있다^[11]

.

제품은 “

On

”과“

Off

”상태 를포함하여많은다른상태들을갖고있으며

,

제품의 한상태에서다른가능한상태로전이된다

.

이것을상 태전이

(state transition)

라고한다

. Fig. 5

에서와같이 현재상태에서특정한이벤트가발생하여정해진조 건이만족되면다른상태로의전이가일어난다

.

^이벤

트의구체적인예로는시작버튼누름

,

^음량증가^버튼

누름등을들수있다

.

새로운상태로전이하기이전에수행되는작업을 액션

(action)

^이라고^하며

,

^활동

(activity)

^은^특정^상태가

활성화되어있을때

,

^제품에 ^수행되는^작업을^말한

다

.

^각^액션이나 ^활동은^일련의 ^{명령문들로}^표현되

며

,

^각^명령문은^변수의^값^지정^및^간단한^산술연산

,

그리고 사용자정의 함수의호출 등으로표현된다

.

Fig. 5

^에서와^같이^활동을^시작활동

,

^종료활동

,

^중간활

동으로구분할수있다

.

^상태가^전이되는^{상황에서는}

현재상태에대한종료활동이수행되고

,

^액션으로^인

해상태가전이되고

,

새로운상태에대한시작활동과 중간활동이수행된다

.

본연구에서는해당휴대용전자제품의

HMI

기능 적행동양태를먼저 분석한후

, RapidPlus CODE

라 는소프트웨어^[11]를이용하여위에언급된세부정보 를입력함으로써

HMI

기능정보모델을구축한다

.

제

품의

HMI

기능모델에는제품의특정상태에서의활

동이나상태전이에따른액션에대한추상적인정보 를포함하고있다

.

이러한추상적인정보에대한실체

적인실행은

HMI

^기능^{시뮬레이션}^과정에서^이루어

진다

.

HMI

^기능^정보^모델은^상태들^간의^가능한^전이를

보여주는상태전이도표를생성하는데이용된다

. Fig.

6

^은

MP3

^{플레이어에}^대한^{상태전이도표를}^나타낸다

.

여기서는

MP3

^{플레이어의}^두^가지^주요^기능^모듈인

MP3

^음악^재생^기능 ^모듈과

FM

^라디오^수신^기능

모듈만을고려하였다

.

2.4 유한상태기계코드생성

제품의

HMI

^기능^모델이^일단^생성되면

,

^이를^이

용하여

HMI

^기능^{시뮬레이션을}^위한^엔진으로^사용

되는 유한상태기계를 생성한다

.

^본 ^{연구에서는}

RapidPlus CODE

^를^이용하여^생성된

HMI

^기능^모델

을바탕으로유한상태기계모듈에해당하는

C

^코드를

생성한다

.

^그런^다음

,

^제품의^특정^{상태에서의}^활동이

나상태전이에따른액션에서호출되는사용자정의 Fig. 5.

State transition.

Fig. 6.

State transition chart for the MP3 player.

(5)

함수들에대한 실제적인정의부분을 작성함으로써 생성된

C

^코드를^수정한다

.

^함수^정의부^작성에는^각

종멀티미디어콘텐츠데이터를이용한영상합성

/

^출

력및음성출력등의함수가호출되기도하는데

,

^이를

위해음성

/

^이미지

/

^동영상^데이터^처리용^{라이브러리}

가이용된다

.

2.5 AR기반감각형오브젝트제작

본연구에서는

AR

^기반^감각형^오브젝트

(tangible

object)

를제품용과포인터용으로분류하여이용한다

.

사용자는포인터형오브젝트의끝점을제품형오브젝 트의특정부위에접촉함으로써

HMI

이벤트를발생 시킨다

.

감각형오브젝트에한개이상의고유의

AR

마커가부착되며

,

경우에따라서는특정도형이표기

되기도한다^[12,13]

.

제품용감각형오브젝트는

AR

환경에서제품의위 치와자세를조작하고

,

포인터용감각형오브젝트와

연동하여

HMI

이벤트를생성하기위해이용된다

.

본

연구에서는제품용감각형오브젝트제작을위해쾌

속시작기술을적용하여제품의

STL

^파일을^이용한

RP

^모델을^생성한 ^후

, RP

^모델의^특정 ^부위에

AR

마커를부착한다

.

^휴대용 ^{전자제품은}^한 ^개 ^이상의

LCD

^{디스플레이를}^가지고^있으므로

AR

^마커를^각

LCD

^{디스플레이}^중앙에^부착한다

. Fig. 7

^은

MP3

^플

레이어에대한감각형오브젝트와이를이용하여실 세계에증강된제품모델을나타낸다

.

포인터

(pointer)

^용^감각형^{오브젝트는}

AR

^환경에서

제품형감각형오브젝트의특정부위를선택하기위 해이용된다

.

^본^{연구에서는}^제품용^감각형^오브젝트

제작을위해종이모델링

(paper modeling)

^을^적용한

다

.

^포인터용^감각형^{오브젝트는}^육면체와^사각뿔이

합쳐진형상의다면체로정의한다

.

^이러한^다면체는

장축과수직인평면을교차를시켰을때항상정사각 형이나오는형상을갖는다

.

^이러한^{형상모델에}^대한

전개도를생성및인쇄하여가위와풀만으로쉽게종 이모델을제작한후

,

육면체

4

개의면중앙에동일한

AR

마커를포함시킨다

. 4

개의동일한

AR

마커가부 착된대칭성이있는감각형오브젝트를이용함으로써

AR

환경에서의마커인식률향상및조작용이성을 확보하였다

. Fig. 8

은포인터용감각형오브젝트제작 용전개도

,

제작완료된감각형오브젝트

,

그리고실 세계에증강된포인터를나타낸다

.

3. AR 기반 상호작용 및 기능 시뮬레이션

제품모델정보

,

^{멀티미디어}^콘텐츠^데이터

,

^유한상

태기계코드

,

^그리고^감각형^{오브젝트가}^준비된^후

,

^이

들을

AR

^환경에서^운영하여^제품^설계^품평을^수행한

다

. Fig. 9

^는

AR

^기반^상호작용^및^{시뮬레이션}^개념

Fig. 7.

Tangible object for an MP3 player: (a) the RP model with an AR marker, (b) the augmented image of the product.

Fig. 8.

Tangible object for a pointing tool: (a) a cut-out

sheet for a paper model, (b) the paper model with

four AR markers, (c) the augmented image of the

pointing tool.

(6)

도를나타낸다

.

^사용자는^감각형^{오브젝트들을}^조작

함으로써모니터를통해실세계로증강된제품의시 각적이미지를보고

,

^스피커를^통해^제품^주변에서^흘

러나오는각종소리를듣는다

.

^위에서^언급된

AR

^기

반상호작용및기능시뮬레이션방식을바탕으로사 용자는가상제품의외형

,

^기구학적^운동

,

^그리고

HMI

기능적행동양태를체험한다

.

3.1 AR 기반상호작용

AR

환경에서는

3

차원공간에위치한카메라와마 커간의

3

차원정보

(

상대적위치 및자세

)

를이용하 여가상공간과상호작용을한다

.

따라서

,

카메라보

정

(calibration)

작업이 필수적이다

.

본 연구에서는

ARToolKit

^[12]에서제공하는카메라보정기법을사용

하여카메라보정을수행하였다

.

카메라보정정보를 이용하여마커와카메라간의

3

차원정보는물론마 커와마커간의

3

차원정보를획득할수있다

.

따라 서

,

서로다른마커좌표계위에놓인두개의가상모 델간의상대적인위치및자세정보를파악할수있

다^[12,13]

.

^이러한^사실은^고유^마커를^포함하는^감각형

오브젝트들을이용한상호작용의토대가된다

.

AR

^엔진은

AR

^기반^상호작용^관련^{정보처리를}^담

당하는데

,

^마커^인식

,

^제품^시각적^상태정보^처리

,

^가

상모델렌더링

,

^{가상이미지}^증강

,

^음성^제어

,

^환경설정

등의기능을수행한다

.

^{기본적으로}

AR

^엔진은^감각형

오브젝트에부착된마커를인식하고

,

^해당^가상모델

의위치와자세정보를파악한다

.

^그런^다음

,

^제품의

시각적상태정보를제품의가상모델에반영하여렌더

링한후

, AR

^기법에^의해^실세계^영상에^증강된^이미

지를모니터에출력한다

.

^동시에^현재^상태와^관련된

음성정보를스피커에출력한다

.

AR

^엔진은^포인터용^감각형^{오브젝트의}^끝^부분이

제품용감각형오브젝트의특정부위

(

^버튼

,

^스위치

,

^다

이얼등

)

^를^일정시간^이상^접촉하는^지에^대한^여부를

바탕으로

HMI

^이벤트를^인식한^후

,

^{유한상태기계에}

게인식된

HMI

^이벤트를^전달한다

.

3.2 HMI기능시뮬레이션

제품

HMI

^기능^{시뮬레이션}^관련^{정보처리는}^유한

상태기계에서수행된다

. AR

엔진으로부터

HMI

이벤 트가전달되면

,

유한상태기계는

HMI

기능모델을참

조하여

HMI

이벤트에따른상태전이유무를확인한

다

.

상태전이가확인되면

,

정해진액션수행과함께상 태를전이시키고

,

새로운상태에서요구되는활동을 수행한다

.

액션이나활동의수행은제품의시각적상 태정보를변화시키거나음성정보를제어하게된다

.

제품의시각적상태정보는

AR

엔진으로전달되어제 품의가상모델에반영되며

,

제품의음성적정보는스 피커를통해출력된다

.

^이러한^액션이나^활동의^수행

을통해버튼이나스위치의위치및자세변경이나

,

MP3

^음악^재생

/

^정지

,

^램프의^불이^켜짐

/

^꺼짐

,

^소리^녹

음시작

/

^정지

,

^음량^조절^등이^수행된다

. 4. 구현 및 적용사례

제안된

AR

^기반^설계품평^방안을

C

^와

C++

^언어

를병행하여

Windows

^기반

PC

^상에서^구현하고^있

다

.

^실세계^영상^획득을^위해

640

^×

480

^해상도를^갖

는

PC

카메라를 이용하였고

,

출력장치로는 컴퓨터

LCD

모니터와스테레오스피커를이용하고있다

.

카

메라 보정

,

마커 인식

,

그리고

AR

증강을 위해

ARToolKit

을이용하였다^[12]

.

제품 모델 생성을위해

CAD

소프트웨어

Rhino3D V3.0

^[14]과역공학소프트

웨어로

RapidForm 2004

^[15]^을^{이용하였다}

.

^감각형^오

브젝트의

3D

^모델^생성을^위해

Rhino3D

^를^이용하였

으며

, HMI

^기능^모델^생성^및^{유한상태기계}^모듈^생

성을위해

RapidPlus V8.0

^[8]^을^{이용하였다}

.

^시각화^및

렌더링을위해서그래픽스라이브러리

Open GL

^및

GLUT

^를^{이용하였다}^[16]

.

^그리고

,

^음성^재생을^위해서

MP3 decoder

^관련 ^공개 ^{라이브러리를} ^{이용하였다}

.

AVI

^동영상^재생^모듈

, OBJ

^파일^입출력

, I/O

^인터페

이스를포함한환경설정

,

^그리고^시스템^통합은^자체

개발하였다

.

RP

^모델과^{종이모델을}^이용한

AR

^기반^감각형^오

브젝트를제작하였다

.

^그런^다음

,

^제품^모델

, HMI

^기

Fig. 9.

Control flow in AR-based interaction and

simulation.

(7)

능모델

,

^{유한상태기계}

,

^감각형^{오브젝트를}^이용하여

AR

^기반^제품^설계품평^시스템을^{구현하였다}

.

^구현된

시스템을이용하여

MP3

^플레이어

,

^게임폰

,

^휴대폰

,

PMP

^등에^대한^{설계품평을}^{수행하였다}

.

본논문에서는현재판매중인

A

^사

MP3

^플레이어

와

B

^사 ^게임폰을 ^{적용대상으로} ^하였다

. Fig. 10

^과

Fig. 11

^은

MP3

^{플레이어와}^게임폰에^대한^서로^다른

4

^가지 ^상태에 ^놓인 ^{가상제품모델을} ^각각 ^나타낸다

. MP3

^{플레이어의}^경우^제품^기능^중

MP3

^음악^재생

기능과

FM

라디오수신기능을고려하였으며

,

게임 폰의 경우 제품 기능 중 전화 기능

,

메시지 기능

,

MP3

및동영상플레이

,

음량및착신음설정등제품

기능의대부분을고려하였다

. Fig. 12

^는

AR

^환경에서

의

MP3

^{플레이어와}^게임폰에^대한^설계품평^장면을

보여준다

.

^실세계^영상과^함께^제품의^삼차원적^외형

뿐만아니라제품의기능적행동양태를체험할수있 어서사용자들의반응은긍정적이었다

.

^제시된^시스

템을통해사용자들은제품기능에대한빠른이해와 용이한평가를할수있었다

.

5. 결 론

휴대용전자제품의특성과기능에대한검토와평 가를가상공간에서원활하게수행하기위해서는제품 의원활한사용자상호작용

,

사실적인시각화

,

그리고 생생한기능시뮬레이션이함께제공되어야한다

.

본 논문에서는이러한요구조건을만족시킬수있는한 가지해법으로서

AR

^기반^감각형^{상호작용과}^기능^시

뮬레이션을이용한휴대용전자제품의가상설계품평 방안을제안하였다

. RP

^모델과^종이 ^모델을^감각형

오브젝트제작에적용하였으며

, ARToolKit

^에^의거한

AR

^환경을^손쉽게^{구축하였다}

.

^제안된^방안에^의거하

여구현된제품설계품평시스템은

AR

^기반^상호작용

과기능시뮬레이션을효과적으로병행함으로써사용 자로하여금실세계환경에서휴대용전자제품의현 Fig. 10.

VP model for the MP3 player at four different

states: (a) MP3 Play, (b) Mode Select, (c) FM Radio, (d) Hold.

Fig. 11.

VP model for the game phone at four different states: (a) On, (b) Calling, (c) Multimedia menu, (d) Movie.

Fig. 12.

AR-based product design evaluation: (a) MP3

player, (b) game phone.

(8)

실감있는시각화와기능적행동양태를체험하게한 다

.

^기존의

VR

^기술에^의거한^방안에^비해^시각화의

현실성과상호작용의편의성을향상시킬수있었다

.

추후연구로서다양한피실험자를대상으로제안된 감각형

AR

^기반^설계품평^방안에^대한^체계적인^기

능평가및사용성평가를수행하고자한다

.

^이를^통

해제안된방안의구체적인장단점을파악하여제안 된방안을더욱발전시키고자한다

.

^아울러

,

^제안된^방

안의개선을위해인터넷기반

AR

^{환경에서도}^적용

가능한휴대용전자제품설계품평방안을모색하고 있다

.

그리고

,

가상모델운용과정에서의몰입감증가 를위해

HMD

를이용한입체영상시각화기능을추 가하고자한다

.

또한

,

제품용감각형오브젝트에이용 되는

RP

모델의제작시간및비용을절감하기위해

RP

모델을종이모델로대체하는방안을고려하고있 다

.

이를위해서는제품본체와비슷한크기와모양의 근사다면체생성기능과근사다면체로부터전개도

를자동으로생성하는기능의개발이요구된다^[18,19]

.

참고문헌

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문 희 철

2005년조선대학교산업공학과학사

2007년조선대학교산업공학과석사

2008년~현재조선대학교산업공학과대 학원 박사과정

관심분야: Virtual Prototyping of Engineered Products, Tangible Augmented Reality, CAD/

CAM Applications

박 형 준

1991년포항공과대학교산업공학과학사

1993년포항공과대학교산업공학과석사

1996년포항공과대학교산업공학과박사

1996년~2001년삼성전자중앙연구소 책임연구원

2001년~현재조선대학교산업공학과 부교수

관심분야: Geometric Modeling and Processing, Virtual Prototyping of Engineered Products, 3D Shape Construction and Understanding, Reverse Engineering, CAD/CAM/CG Applications