몰입형 가상환경 상에서 효과적인 공간지각을 위한 비쥬얼 가이더의 설계 및 구현

Abstract

가상현실(Virtual Reality) 정의에 따르면, 가상현실의 핵심 요소는 몰입감(immersion) 과 상호작용(interaction)이라고 할 수 있다. 이때 시각적인 공간지각은 가상현실에서 자연스러운 상호작용을 지원하는 중요한 요소 중의 하나이다. 특히 몰입형 가상현실은 현실세계가 완전히 차단된 형태이기 때문에, 직관적인 공간지각을 통한 상호작용이 가상현실 상의 실제감(presence)을 높이기 위한 중요한 역할을 하게 된다. 하지만 현재 가상현실에서 가상객체의 표면 재질과 그림자, 가상객체 간의 상대적 크기, 가상세계 내의 원근법, 가상공간의 높이 등의 공간지각의 단서가 충분히 제공되고 있지 않다. 가상현실이 일반 사용자들에게 보다 친숙한 환경이 되기 위해서는 가상공간과 사용자의 상호작용이 효과적으로 지원되어야 하지만, 가상세계를 구성하는 요소 내에 공간지각을 위한 단서가 충분히 제공되고 있지 않기 때문에 가상환경에서 자연스러운 공간지각이 어려운 것이 사실이다. 따라서 사용자에게 친숙한 상호작용을 제공하고 자연스럽게 몰입할 수 있는 가상환경이 지원되도록 몰입형 가상환경에서 공간지각을 위한 단서를 지원하는 연구가 필요하다. 본 논문에서는 이러한 한계를 극복하기 위하여 가상환경(Virtual Environment) 내에서 거리 및 깊이의 지각을 직관적으로 할 수 있는 방법으로 Visual Guider를 제안하였다. Visual Guider는 2차원 윈도우 시스템에서 객체들의 크기와 간격을 측정하기 위해 사용되고 있는 눈금자의 개념을 도입하여 몰입형 가상공간에서 활용할 수 있도록 먼저 몰입형 가상환경 시스템인 CAVE™-like 시스템의 구성 및 특징을 분석하였다. 또한 상호작용 기법의 종류에 따라 Visual Guider의 다양한 형태와 기능을 갖추도록 설계하였다. 마지막으로 CAVE™-like 시스템에서 가상객체의 상대적 크기와 다른 객체와의 상대적 거리를 판단할 수 있도록 안내하는 보조 도구로써 제안된 Visual Guider의 기능을 포함한 어플리케이션을 통해 유용성을 확인하였다.

;According to the definition of Virtual Reality (VR), the core elements of it are immersion and interaction. The visual spatial perception is one of the most important elements that should be available for natural interaction in VR. Especially the immersive virtual reality system provides a completely closed environment so that the interaction through intuitive spatial perception becomes important to enhance the presence in a VR system. In order for VR to become popular, effective interaction should be possible between the systems and their users. However, effective spatial perception is difficult using existing systems since sufficient clues for spatial distance perception such as texture and shades of the objects, inter-object distance, dimensions, perspective and height in VR cannot be provided. Thus, it is necessary to guarantee useful means in order to offer user-friendly interaction and effective spatial perception in immersive environments. For this purpose, a Visual Guider proposed and designed with the aim of intuitive perception of distance and/or depth has been applied to a CAVE-like™VR system. By analyzing the CAVE-like™system, an existing immersive VR system, solutions for effective distance perception were applied to yield a Visual Guider. The resulting Visual Guider has been implanted into the CAVE-like™system to help users perceive effective distance and/or depth in this immersive system. Depending on the interactions, it is also possible to modify the formats and functions to provide extendibility of the guider. The usefulness of the Visual Guider has been confirmed through applications including the Visual Guider function.