정보제공 및 상호작용을 지원하는 홀로그램 피라미드 시스템 설계 및 구현에 관한 연구

Abstract

영상관련 제반기술의 발달과 함께 3D 콘텐츠 및 첨단 IT기술을 활용한 스마트러닝에 대한 관심이 지속적으로 높아지고 있다. 이를 효과적으로 구현하기 위해 제안된 3D 콘텐츠 관련 기술은 입체적이고 현실감 있는 내용을 전달하여 학습자의 흥미와 집중력을 높이고 체험적 경험을 제공할 수 있다는 장점으로 인해 유용한 학습 매체로서 자리매김할 것으로 보인다. 그러나 3D 콘텐츠의 구현방식에 있어, 기존의 양안식 3D 기술은 특수 안경의 착용이 요구되며 사용자에게 어지럼증을 느끼게 하는 등의 불편함으로 인해 사용을 망설이게 하는 요인을 제공한다. 반면에 플로팅 홀로그램 기술은 비교적 오래된 기술임에도 불구하고 구현방식에 대한 기술적 보완, 디스플레이 및 제반 영상 관련 기술의 지속적인 발전을 통해 상기의 한계를 극복하며 자연스러운 3차원 입체영상을 제공할 수 있어 효과적으로 3D 콘텐츠를 제공할 수 있는 실용적 기술로 판단된다. 홀로그램은 입체감과 실재감을 가진 영상을 제공하는 특성을 보유하고 있어 실제로 보기 힘든 다양한 사물을 한 자리에서 관찰 가능하며, 상호작용을 지원하는 모바일 기기와 연동 시 학교 교육에서 제공하기 어려웠던 자기 주도적이고 체험 중심적인 사물 기반의 정보취득 및 공유 또한 가능하다. 이러한 이유로 인해 본 논문에서는 사물 기반의 정보취득 및 공유기능을 제공하기 위한 장치로 홀로그램 시스템을 채택하였다. 이러한 정보취득 및 공유기능을 기반으로 사물에 대한 감각적인 경험과 함께 설명적 자료를 제공하고 이와 연관된 탐구 활동을 수행할 수 있어야 한다. 그러나 기존의 연구에서는 시각적 인식 향상에만 주안점을 두어 부가적인 정보는 음성 해설을 일방적으로 전달하는 형태에 머물러 있었다. 이에 본 연구는 사물 기반의 정보취득 및 공유기능에 필요한 요구사항을 파악하여 다양한 형태의 정보와 상호작용을 제공할 수 있는 홀로그램 피라미드 시스템의 설계 및 구현을 제안한다. 본 논문에서는 사물 기반 학습(object-based learning)의 3가지 학습 영역인 조작 활동, 탐구 활동, 협력 활동에 근거하여 이를 위한 정보 및 상호작용을 제공하도록 하였다. 객체를 회전하고, 관심 가는 부분을 포인팅하고 선택하는 행위는 모션센서를 활용한 3D 제스처 인식 디바이스를 입력 장치로 사용하여 체험적 경험을 제공하는 조작 활동을 지원한다. 이를 통해 다양한 정보 중 원하는 정보를 선택적으로 받아 볼 수 있는 기회를 제공하므로 사용자에 따라 다양한 방식의 학습 및 탐구활동을 통한 개별적 이해를 제공한다. 더 나아가 선택한 객체에 대해 코멘트를 작성할 수 있어 지식, 경험 등의 공유를 통해 마지막 영역인 협력 활동을 지원하도록 하였다. 향후 디스플레이 및 영상 관련 기술의 발달과 3D 콘텐츠에 대한 지속적인 관심을 고려해볼 때 다양한 분야에 있어 홀로그램을 활용한 활발한 연구가 진행될 것으로 기대된다.;In addition to overall technology improvement around visualization, there is an increased interest of the smart learning based on 3D contents and advanced IT technology. With its given nature of 3D contents being realistic and 3 dimensional, we expect 3D technology to be implemented as one of the most effective media for a learner with increased level of both focus and interest in near future. However, method of visualization using stereoscopic 3D technology requires users to wear a special glass may cause discomfort such as dizziness. Therefore, it could discourage users to adopt this technology. Although floating hologram technology is somewhat old, it has been working diligently on improving visualization technique and adopting new display and its related technology to overcome its given limitation. As s result, it has recently been recognized as one of the most effective way to offer 3D contents to users. Hologram has a characteristic of providing 3 dimensional and realistic images. This enables users to observe many different objects in one location. It makes possible to obtain and share self-directed, object-based experience-oriented information among users by linking each other using mobile devices, which has been considered as one of the most challenging tasks for schools. This is why this thesis chose hologram system as the enabling technology for tasks I described above. Object based information acquisition and sharing must be able to provide sensory experience and descriptive material that can perform its related research activities. But existing researches only remains on conveying one sided voice commentary and visual recognition. So, this thesis will grasp necessary requirements to design and deliver a holographic pyramid system, which could provide various types of information visualizations and interactions. This thesis provides information and interaction based on 3 activities of object-based learning such as control, research and cooperation. 3D gesture recognition devices using motion sensors are being used as an input device to spins object and marks point of interest for users to control and experience 3D contents. By doing so, the system lets user to select necessary information based on their learning method and research activities to maximize user experiences and their education needs. Furthermore, the device lets user to put comments to support sharing of information and experiences. This cover the cooperation aspect of it. Going forward, we expect to see various researches of hologram since there is a lasting interest of both 3D technology and contents.