AUGMENTEDREALITY증강현실

공기주 B031014박주형 B231146변경섭 B031176정은지 B331275Futurologist : Ray Kurzweil

?What is theAugmented

Reality

현실 세계에 3 차원의 가상 정보를 겹쳐 보여주는 기술 .

Augmented Reality?

현실세계에 실시간으로 부가정보를 갖는가상세계를 합쳐 하나의 영상으로 보여주는

혼합현실 (Mixed Reality, MR)

가상현실 기술의 일부로 , 현실환경과 가상환경을 융합하는

복합형 가상현실 시스템(hybrid VR system)

세계 증강현실 시장은 2015 년

약 14 억 5000 만 달러로 추정되며 ,

2020 년까지 연평균 50% 이상의 증가율로

고도성장이 예상되는 유망한 분야이다 .

또한 성장동력으로서 충분한 가치가 있고

기술개발 경쟁이 치열한 상황 .

주제 선정 이유

증강현실어플리케이션

IT 기기

GPS 장치 중력센서

위치정보시스템

증강현실 구현 위한 필수 요소

-지리 / 위치 정보를 송수신하는 GPS 장치 , 중력 ( 기울기 +전자나침반 ) 센서 ( 또는 자이로스코프 센서 )

-상세 정보가 저장된 위치정보시스템 ( 인터넷 연결 필요 )

-상세 정보를 수신하여 현실 배경에 표시하는 증강현실 애플리케이션

-디스플레이로 출력할 IT 기기 ( 스마트폰 , 태블릿 PC)

1966

증강현실의 역사

1975

1989

1990

-이반 서덜랜드 는 가상 세계로 안내하는 창 (Window) 이 될 것이라고 제안하면서 , HMD 를 개발했고 이것을 시초로 연구가 시작됨 .

-Myron Krueger 는 처음으로 사용자로 하여금 가상의 물건들과 인터랙션을 가능하게 했던 Videoplace 를 만들었다 .

-Jaron Lanier 는 가상 현실이라는 신조어를 만들었고 , 첫 번째로 가상 세계를 이용한 수익 창출 모델을 고안했다 .

-Tom Caudell 은 보잉사가 작업자들에게 항공기의 전선을 조립하는 것을 돕기 위한 과정에서 증강 현실이란 용어를 만들고 최초로 사용되었다 .

- 증강현실 기술은 2000 년대 중반까지는 연구 개발과 시험 적용 단계에 있었으나 최근 기술 환경이 갖추어지면서 실용화 단계에 진입하였다 .

최근

가상현실과 증강현실 차이점

그 주체가 허상이냐 실상이냐에 따라 명확히 구분된다 .

가상현실

증강현실

증강현실 활용 사례 : 문화 & 게임▶ RESCAPE ( 웨어러블 디바이스를 활용한 증강현실 게임 ) 리스케이프는 스마트폰을 기반으로 한 게임으로 , 기관총처럼 생긴 게임기의 스코프 위치에 스마트폰을 장착하여 사용함 . 앞쪽의 스마트폰 카메라를 통해 실시간 촬영된 영상이 게임의 배경으로 변환되는 방식을 취한다 .

▶“ 홍익대 디자인 콘텐츠 대학원 & 수담”의 증강현실 아트북 홍익대 디자인 콘텐츠 대학원과 수담 ( 디자인 콘텐츠 기업 ) 의 콜라보레이션으로아트북에서 증강현실을 경험 가능하다 . AR CUBE 라는 앱을 이용해 미리 준비해둔 콘텐츠를 삽입해두어 작품을 카메라로 보면 바로 이 콘텐츠를 감상할 수 있도록 한 방식 .

▶ 방송분야가상 스튜디오 기술의 일환으로 증강현실형태의 콘텐츠를 많이 적용하고 있다 . 특히 , 촬영 후 편집과정에서 그래픽정보를 합성하는 것이 아니라 , 실시간 생방송 중에 가상의 무대장치나 그래프 등을 합성하여 보여주는 형태로 , 스포츠중계나 선거 개표 방송 등에서 활용되고 있다 .

증강현실 활용 사례 : 마케팅▶ IKEA ( 증강현실 앱 )가구를 구매하기 전에 가구를 배치하려는 장소에 이케아 잡지를 두고 앱을 실행하면 스마트폰의 화면에서 내가 원하는 장소에 가상의 가구가 배치된 모습이 보이게 됨 .

▶ TV 프로그램‘워킹 데드 (The Walking Dead)’증강현실을 통해 버스정류장에 좀비가 실제로 등장한 것처럼 연출하여 버스를 기다리는 사람들을 상대로 마케팅 .

독일뒤셀도르프 근교에 자리 잡은 대형마트레알 (REAL). ▶ 화장품 컨설팅 단말기 (KosmeticBeratungsterminal)모니터에 본인의 얼굴이 보이고 , 피부가 건성 , 중성 , 지성 가운데 어디에 속하는지 표시된다 . 또한 피부에 맞는 추천 화장품 목록이 나타나는데 본인이 원하는 화장품을 선택하면 해당 화장품이 화면 속의 얼굴에 메이크업 되어 보여진다 . ( 제품 체험 마케팅에 활용 )

증강현실 활용 사례 : 교육

▼ 웅진씽크빅 바나나로켓 AR어린이들을 위한 과학그림책 교육용 어플리케이션 .종이책에서 보고 들을 수 없는 입체 영상과 음향 효과를 스마트폰이나 태블릿 PC 를 통해 보고 들을 수 있음 .

▶ 뽀로로 스케치팝단순한 색칠공부에서 벗어난 “ 3D 증강현실”색칠놀이 어플 .아이들이 뽀로로 스케치북에 색칠을 하고 , 그 색칠한 캐릭터를 어플로 인식하면 자신이 색칠한 캐릭터가 3D 애니메이션으로 화면에서 움직임 .‘모바일 어워드 코리아 2015’ 유아교육 분야 대상 수상 .

증강현실 활용 사례 : 의료- 의학교육 : 방대한 의료 데이터베이스를 3 차원 시각화함으로써 , 임상의학자나 학생들은 중요한 생리학적 원리들이나 기본적인 해부학 지식들을 쉽게 이해할 수 있다 .  - 가상내시경 : 신체 내에 내시경을 삽입하지 않으면서 관찰대상이 되는 장기의 병변에 대한 정확한 위치 ,크기 , 형태를 보여주기 위한 방법이다 . 3차원 가상 내시경을 구현하기 위해서는 디렉트 볼륨렌더링 방법과 관찰대상이 되는 해부학적 구조의 영역에 대한 볼륨모델을 생성하는 방법을 사용한다 .

- 신경외과수술 (Neurosurgery) : 신경외과 수술은 정상인의 해부학적 구조와 질환 사이의 복잡한 관계를 이해해야 하고 절차 또한 단순하지 않다 .따라서 여러 모달리티 (CT, MRI 등 ) 로부터 촬영된 영상들의 정합 및 퓨전 작업으로 해부학적 구조에 대한 복합적인 정보를 제공받아야 한다 .

- 수술 시뮬레이션 및 계획 : 초창기에는 그래픽스 해상도의 한계와 촉각 입력 및 피드백 장치의 부족으로 많은 한계를 드러냈지만 최근 기존의 한계점들을 극복한 형태의 몇몇 시뮬레이터들이 등장하기 시작하였다 . - 증강현실 기반 컴퓨터 보조수술 : 가상의 컴퓨터그래픽스 데이터와 실제영상이 합쳐진 혼합영상이 위치추적장치 그리고 디스플레이 장치와 함께 사용되면서 HMD 의료분야에서의 새로운 응용들이 도출되었다 . CAS 는 다양한 모달리티를 갖는 의료영상들을 수술 중에 시각화함으로써 의사에게 효과적인 작업을 할 수 있도록 도와주는 시스템이다 . 환자에게 수술로 인한 외적 충격을 최소화 하기 위한 방법으로 최소 침습 혹은 비침습적 수술기술이 각광받으면서 , 그러한 기술을 사용하기 쉽고 정확하게 시각화 해주는 증강현실기반의 응용시스템들이 개발되고 있다 .

증강현실 활용 사례 : 홀로렌즈Microsoft “Hololens”

▶ 홀로렌즈 광학 프리젠테이션 시스템 . 홀로렌즈는 고해상도 렌즈를 쓰고 홀로그램과 현실을 함께 보게 된다 . 홀로렌즈의 광학 프로젝션 시스템은 현실감을 높여 홀로그램과 현실의 시각적 차이를 줄여야 하는데 , 다차원의 천연색 이미지를 낮은 지연시간에 처리해 보여주도록 설계됐다 .

▶ 홀로렌즈 빌트인 스피커홀로렌즈의 헤드셋은 공간감 있는 소리를 들려준다 . 인간의 귀가 특정한 물리적 위치에서 어떻게 소리를 받아들이는지 구체화한 과학적 모델을 사용한다 . 이를 통해 복합적인 소리를 들려주고 , 공간감을 높일 수 있게 된다 . 마이크는 음성 명령어를 잡아내며 , 깊이 센서는 3차원 공간 속에서 손가락 제스처 발생 위치를 정확히 잡아낸다 .

▶ 홀로렌즈 홀로그래픽 프로세싱 유닛 (HPU).MS 는 3 번째 프로세서인 홀로그래픽 프로세싱 유닛 (HPU) 을 발명했다 . HPU 는 시선 , 제스처 , 3 차원 위치인식 등을 실시간으로 이해하는 능력을 가졌다 . HPU 가 센서 데이터를 효율적으로 처리하며 , 처리된 결과는 개발자가 쉽게 활용할 수 있도록 단순한 결과물로 나온다 . 복잡한 물리적 연산에 대한 고민을 개발자가 하지 않아도 된다고 MS 측은 강조했다 .

증강현실 활용 사례 : 홀로렌즈

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Human Factor ( 어지러움증 ) : 휴먼 팩터는 사용자의 실감 영상 감상을 최적화하기 위해 인간의 신체적 , 인지적 특성을 규명하는 연구이다 . 휴먼 팩터의 개념이 중요하게 등장한 것은 본격적으로 3D 콘텐츠를 제작하고 소비하면서다 . 3D 를 처음 접하는 사람들은 대다수가 약간의 어지러움과 현기증을 호소한다 .

증강현실의 문제점 & 주안점

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Spam and Security : 유용한 정보대신 선정적이거나 홍보성의 정보가 넘쳐날 우려가 있다 . 증강현실은 현실과 가상의 세계가 합쳐진 것인 만큼 , 가상현실보다 더 현실과 가상의 세계를 혼동하게 될 가능성이 높다 .

UX(User Experience) : Joe Lamantia 는 [AR 의 미래와 UX 디자인 고려 ] 라는 글을 통해 두가지 문제를 제기했는데 첫째는 어떤 숨어있는 정보들이 화면상의 인터페이스 레이어를 통해 나타나야 하는 가이며 둘째는 지금까지의 모델 중에서 어떠한 것이 가장 적절한 인터페이스인가 ? 하는 것이다 . 

Openness ( 개방성 ) : 증강현실 프로그램이 관심을 끄는 이유는 일반사용자가 직접 레이어 컨텐츠를 개발해서 디스플레이 할 수 있는 플랫폼이기도 하기 때문이다 . 수 많은 회사들이 안드로이드 스마트폰에서 사용 가능한 레이어들을 개발하고 있으며 “ Layar” 는 이러한 레이어들을 사용자에게 판매할 수 있도록 할 계획이다 .

Interoperability ( 상호운용성 ) : 증강현실 기기 및 서비스간 상호 원활한 통신이 가능하고 , 정보교환이나 일련의 처리를 정확하게 실행할 수 있는 특성인 상호운용성이 보장되어야 한다 .

결말 - 증강현실의 미래 ▶ 현재는 기술의 한계로 실험적인 연구 수준에 머무르고 있는 의료나 제조산업분야에서의 증강현실 기술이 앞으로 산업이나 의료현장에서 실제적으로 적용되기 위해서는 무엇보다 정밀도와 안정성이 높아져야 할 필요가 있다 .

▶ 미래에는 증강현실에 특화된 하드웨어가 소프트웨어와 결합되어 제대로 증강된 현실을 느낄 수 있는 시대가 열릴 것이다 . 또 그 하드웨어의 중심에는 웨어러블 디바이스가 자리 잡을 것이고 ,‘ 보는 것 중심’에서‘보고 듣고 느낄 수 있는’기술로 발전해 나갈 것이다 .

▶ 제스처 인식이나 음성인식과 같이 부가적인 장치를 손에 들지 않고도 정보의 조작이 가능한 상호작용 기술의 발달은 누구나 손쉽게 증강현실 정보를 조작하고 이용할 수 있는 기반이 될 것으로 기대된다 .

▶ 증강현실의 성장 잠재성을 고려할 때 이 제품이 만들어낼 미래의 모습을 정확히 그려내기엔 아직 이르지만 증강현실이 새로운 플랫폼과 하드웨어의 개발에 접목되어 우리 생활을 보다 편리하게 해줄 것은 분명해 보인다 . 증강현실 관련 기술을 개발하는 기업에는 지금이 글로벌 기업들과의 파트너쉽 기회를 적극 모색해야 할 시점이라고 할 수 있다 . 이제 우리는 증강현실이 보여줄 미래를 꿈꾸며 편리해진 생활을 즐기면 될 것이다 .