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물리기반 모델링을 이용한 증강현실에서의 효과적 객체 상호작용

Title
물리기반 모델링을 이용한 증강현실에서의 효과적 객체 상호작용
Other Titles
Physically-Based Objects Interaction in Augmented Reality Environments
Authors
이민경
Issue Date
2008
Department/Major
대학원 컴퓨터정보통신공학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Master
Abstract
실제와 가상의 객체간에 물리적 상호작용(physically-plausible interaction)이 가능한 증강현실(augmented reality)은 트레이닝, 테스크 플래닝, 시뮬레이션 등의 응용에서 업무를 실제로 수행할 때의 비용이나 위험요소를 줄이면서 실감나는 수행으로 큰 도움이 될 수 있다. 하지만 실제 환경 및 객체 추적을 위한 카메라가 근본적으로 가지고 있는 문제인 추적 지연(tracking latency)은 정확한 충돌검사 및 충돌처리를 저해하고, 따라서 실시간으로 안정적인 물리적 상호작용을 수행하기 어려워 진다. 본 논문에서는 연속적 충돌검사(continuous collision detection) 기법과 제약조건 기반의 강체역학(constraint-based rigid body dynamics) 모델링 기법을 이용하여 마커 기반(marker-based)의 추적 환경에서 현실의 객체와 가상의 객체가 물리적으로 현실적이고 안정적으로 상호작용하는 증강현실 방법을 제안한다. 본 논문에서 구현된 증강현실 시스템은, (1) 증강현실 환경상의 현실 객체를 인식하고 추적 하는 부분과 (2) 증강현실에 등장하는 모든 객체들 간의 물리적인 상호작용을 시뮬레이션 하는 부분으로 크게 구성된다. 객체 추적에 사용되는 일반적인 카메라로는 적은 수의 불연속적인 프레임 밖에 얻을 수 없는 한계에도 불구하고, 본 논문에서는 연속적 충돌검사 방법을 이용하여 객체간의 올바른 충돌 정보를 얻을 수 있고, 이를 이용하여 제약조건 기반의 강체역학 시뮬레이션을 적용하여 안정적이고 현실적인 물리 반응을 생성할 수 있다. 제안한 방법론은 카메라에 의한 추적 지연에도 불구하고, 본 논문에서 수행한 벤치마킹 시나리오들에서 안정적으로 현실의 객체와 가상의 객체가 물리적으로 실감나게 상호작용 하는 결과를 보여주었다.;In augmented reality environment, physically-plausible interaction between real and virtual objects is useful for many applications such as training, task planning and simulations. In particular, it is difficult to simulate the physically plausible behaviors of objects in real time since the discrete nature of camera tracking and the latency may hinder accurate collision detection and response in a physically-believable manner. In this dissertation, we propose an augmented reality system using marker-based tracking which supports physically plausible interaction among virtual and real objects, realized by using continuous collision detection and constraint-based rigid body dynamics. The proposed system consists of two stages, (1) tracking real objects and rendering virtual objects, and (2) simulating the physical behavior among real and virtual objects. In spite of the limitation of tracking latency, we were able to simulate stable and physically-plausible interactions among real and virtual objects in augmented reality environments using continuous collision detection and constraint-based rigid body dynamics.
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일반대학원 > 컴퓨터정보통신공학과 > Theses_Master
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