<증강현실이란?>
1. 증강현실이란?
가. 가상현실과 증강현실
1) 가상현실
- 컴퓨터 시스템에서 생성한 3D가상 공간과 상호작용이 일어남
- 현실 세계 바탕의 가상공간과 인체의 오감
2) 증강현실(Agumented Reality)
- 가상현실의 한 종류
- 가상현실의 한 분야에서 파생된 기술
- 현실의 이미지, 배경 + 3차원 가상 이미지
3) 증강현실 작동 순서
* GPS장치 중력센서 *
: 지리, 위치정보 송수신
* 위치정보 시스템 *
: 지리, 위치의 상세 정보를 저장함
* 애플리케이션 *
: 상세 정보 수신 후 현실 배경에 표시
* IT기기 *
: 화면을 고글, 스마트폰, PC 등에 출력
※ 포켓몬고 증강현실 작동 순서
GPS를 통해 위치정보를 송출
>> 나이앤틱이라는 시스템에서 GPS정보를 수신
>> 나이앤틱의 GPS정보에 맞춰 데이터 각각의 환경 송출
(※ 여기서 환경이라는 것은 위치에 따라 나오는 포켓몬이 다르게 제공됨을 의미)
>> 포켓몬고의 어플리케이션에 나이앤틱의 정보 수신
>> 최종적으로 스마트폰에 우리가 플레이하는 포켓몬고 화면이 출력됨
4) 증강현실 시제품
* MS 홀로 렌즈 헤드셋 *
- 독립적 작동
: CPU(중앙처리장치), GPU(그래픽처리장치) 내장
- 모든 공간이 디스플레이 화면으로 변함
- 3D 홀로그램이 띄워지고, 음성, 동작으로 상호작용
* APPLE + VRVANA*
- 3D 모션 센서 개발 업체 인수
- 차세대 웨어러블 기기로 증강현실 시장에 참여
나. 증강현실구현
1) 증강현실 구현 항목
- 하드웨어
- 임베디드 소프트웨어
- 증강현실 콘텐츠
2) 증강현실 인식정보
* 이미지 *
- 2차원 이미지 분석 방식
- 프로그래밍으로 이미지 특징을 좌표나 마커로 만들어 인식 대상 판독
- 분석 엔진을 통해 원본 이미지 분석
- 이미지의 점, 선, 곡선 등의 특징을 자동으로 분석, 추출, 저장
- 분석을 한 이미지는 콘텐츠가 오버랩 되어 구현
- 다양한 콘텐츠를 이미지에 맞게 접목하는 것이 중요
* 소리 *
- 이미지에 맞추어 소리가 출력
* 주파수 *
- 무선으로 통신을 하는 경우 주파수가 맞아야 통신이 가능
* 공간 *
- 현실공간에서 추가되는 정보를 보여주는 것이기에 공간은 필수적
다. 증강현실의 보급
1) 스마트폰
- 휴대성과 편리성
- 카메라와 사용자의 시야가 비슷
- 인터넷을 통해 실시간 콘텐츠사용가능
- 어플리케이션을 통해 맞춤형 콘텐츠 제공이 가능함
2) HMD
- 고글, 헬멧을 착용하여 각종 정보가 증강현실로 구현되는 방식
<증강현실의 기술>
1. 증강현실기술
가. 소프트웨어
1) 이미지 인식기술
- 카메라 비치는 사물의 이미지를 추출
- 추출된 사물에 3D 형태의 제품이나 캐릭터 등을 투영해 다양한 동작을 구현
ex) 나비캠(Navicam), 블립파(Blippar)
2)마커 기반 증강 현실
- 인식을 도와주는 표식(마커)를 통해 인지하는 정보가 중요
- 표시가 되어 있는 곳에 카메라를 비추면 검색을 통해 정보를 얻음
- QR코드, 특정사물을 통해 적용 가능함
* 장점 : 탐지가 쉬움, 성공확률이 높음
* 단점 : 협소한 응용번위, 비현실적, 실내환경에서 적용
ex) LEGO Kiosk
3) 마커 리스 증강현실
- 마커 없이 물체 인식
- 실제 세계의 자연적 특징들로부터 눈에 보이는 영상을 직접 편별
- 카메라의 방향을 결정해 관련정보를 취득하여 영상에 부가하는 기술
ex) BazAR, PTAM
4) 테이터 컴프리션
- 데이터 압축 기술
- 데이터 집합의 기억 영역을 절감하거나 전송 시간 단축을 위해 데이터를 좀 더 적은 수의 비트를 사용해서 부호화하는 것
ex) QR코드
나. 하드웨어
1) 디스플레이 디바이스(Display Device)
- 실질적으로 사람이 증강현실을 보게 해주는 장치
- 증강현실이 구현되는 장치
- 보여주는 것에 대한 기술
2) 헨드 헬드 디스플레이
- 손에 쥐고 이동하는 형태
- 가장 일반적이고 접근성이 높음
- 스마트폰, PMP, 휴대용 게임기
* 위치기반 *
- GPS + 무선통신기술
- 이동중인 사용자에게 위치와 관련되 정보를 제공
* 마커기반 *
- 특정한 표식을 이미지 인식장치를 이용하여 하는 방식
- QR코드, 바코드, 소프트웨어 등록된 특정사물
3) 헤드마운트 디스플레이(HMD, Head Mounted Display)
- 머리에 장착해 사용하는 장치
- 특수 모니터를 통해 양 눈으로 3차원 그래픽 이미지 송출
- 경량화 소형화가 계속 발전됨
ex) 구글 글래서, 이노베가 아이옵틱(iOPtik)
4) 트래킹
- 움직임을 좌표로 나타내는 기술
* 카메라 *
정보 추적을 위한 입자필터 기반
* Sight Sensor *
눈의 움직임을 감지하는 센서
* Acceleration Sensor *
가속도를 감지하는 센서
* GPS *
Global Positioning System
비행기, 선박, 자동차 등에 GPS 송수신기를 부착하여,
인공위성을 이용해 위치를 알 수 있는 시스템
* RFID *
Radio Frequency Identification
극소형 칩에 상품 정보 저장, 안테나를 달아 무선으로 데이터를 송신하는 장치
* Wireless Sensor *
센싱이 가능하고 수집된 정보를 가공하는 프로세서가 달려있어
정보를 전송하는 소형 무선장치
* Input Device *
입력장치로 컴퓨터에 데이터를 입력을 위해 사용되는 장치
전통적인 장치로는 마우스, 키보드가 있음
최근 터치스크린, 센서 등 다양화 되고 있음
* Computing Device *
자동적으로 계산하는 기계
하드웨어 처리 과정 능력
<증강현실의 특징>
1. 증강현실의 특징
- 현실과 가상이 결합되어야 한다
- 실시간 상호작용이 가능해야 한다.
- 3D로 표현된 가상이 현실에 반영되어야 한다.
가. 증강현실
- 실제공간 + 가상의 사물합성 >> 현실에 존재하는 사물처럼 보여줌
현재 지도서비스, 부동산 매물정보, 도서관 등을 통해 활용됨
1) 증강현실 기술 연구
* 1966년 *
- 이반서덜랜드의 HMD 개발
- 양쪽 눈에 3차원 그래픽으로 표시장치
- 현실 영상 위에 가상 정보 중첩 가능
* 1990년 *
- 톰 코멜 증강현실 최초 사용
- 항공기 전선 조립을 돕기 위해 도면의 이미지를 실제 화면에 중첩
- 항공기 전선 조립을 돕기 위해 도면의 이미지를 실제 화면에 중첩
*2000년대 *
- 연구 개발 및 시험 단계 적용
* 2010년대 *
- 스마트폰 보급 + 모바일 기반 증강현실
- 실용화 착수
- 다양한 분야에서 적극 실용화를 진행
나. 현실-가상 연속체
- 가상현실로 갈수록 가상 이미지 양 증가, 현실 세계와의 연관성 약화
1) 현실세계(Real World)
- 현재 살고 있는 존재하는 현실
2) 증강현실(Augmented Reality, AR)
- 현실을 바탕으로 가상 합성
3) 증강현실(Augmented Virtuality, AV)
- 가상을 바탕으로 현실 합성
4) 가상현실(Virtual Reality, VR)
- PC를 이용한 그림, 그래픽을 이용해 만든 것
5) 혼합현실(Miced Reality, MR)
- 증강현실 + 증강가상
다. 증강현실의 문제점
1) 통합
- 현실과 가상의 정보를 매끄러운 통합이 어려움
- 상대적으로 이질감을 느낌
- 그렇다고 너무 몰입을하게 되면 현실과 가상을 구별 못할 수도 있음
아직 뭐가 맞는지 잘 모르겠음
2) 지나친 의존
- 능동적으로 하기보다는 수동적으로 변함
- 내비게이션 보급으로 길을 찾거나 기억하는 능력 저하
- 추천과 팝업에 의존하여 다양한 정보를 놓칠수 있음
* 포켓몬고의 사례 *
: 스마트폰의 화면에 너무 몰입한 나머지 주변사건, 사고에 대응하는 반응속도가 늦어
교통사고 등이 증가함
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