증강현실(Augmented Reality)

I. 가상현실에 보충, 증강현실(AR)의 개요

가. AR(Augmented Reality, 증강현실)의 정의

- 가상 현실(Virtual Reality)의 한 분야로 실제 환경에 가상 사물이나 정보를 합성하여

원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 컴퓨터 그래픽 기법

-현실세계와 가상세계를 융합하여 사용자의 오감을 증강하여 인지하도록 만드는

가상현실 기법

 

나. AR(Augmented Reality)의 필수 요건

요건	내 용
실감성	실 세계와 가상세계를 Seamless, Real Time으로 혼합하여 제공
상호작용성	공간모델링, 대화형 지능 부여를 통한 사용자 인터렉션 제공

 

다. 증강현실의 특징

-현실과 가상이 결합되어 있어야 함. – seamless interface

-실시간으로 동작 및 상호작용이 가능해야 함 – 조작성 강화

-3차원 방식의 다감각적 정보 제공

 

 

II. AR(Augmented Reality)증강현실의 구성도와 기술요소

가. 증강현실의 구성도

 

- Camera로부터 수집된 객체정보를 Tracking 하여 위치 및 회전정보를 획득하고

 3D객체정보를 3D 물리엔진을 통해 가상공간에 증강하고  Display 함

나. AR의 주요 요소

구분	상세내역	세부기술
Calibration보정	카메라 좌표와 좌표의 관계를 계산 위치 보정	패턴, 자동 보정
Tracking	객체의 움직임에 대한 위치 및 회전정보를 계산, 획득	광학추적, Hybrid 추적
Registration	원하는 위치에 가상의 객체를 오차 없이 증강하는 정합기술	마커기반, 가상영상 삽입
Interaction	사용자에게 증강현실을 Display 및 액션 처리	2차원, 3차원시각 I/F, HMP
3D Processing	3차원 객체모델링, 3차원 가상현실 구현 및 처리	VRML, 3D물리엔진

 

 

III.. AR(Augmented Reality)의 기술구현 및 활용사례

가. 증강현실 기술 구현

구분	내용
위치인식	공간추적장치, 사용자센서감지, 환경 인식
생체인식	동작인식 미세조작, 사용자 전자기 감지
인공지능	다양한 SW  반응, 성장시스템,  Profile 분석
오감구현	HMD(Head Mounted Display, 시각), 3D Audio(청각), HAPTIC(촉각), 전자코(후각), DataGlove(센서가부착된 데이터입력용 장갑)
모바일기술	모바일 증강현실에서 사용됨

 

나. AV 기술 구현 원리

구 분	내 용
Video Input	캠코더나 카메라를 이용한 영상의 입력
Binarization	영상을 이진화화여 디지털화함
Labeling	Labeling Algorithm을 이용한 영역별 분리
Extract Rectangle	분리된 영역 중 정사각형 영역들을 추출
Marker Detection	마커 인식

 

다. 증강현실 사용 사례

구분	분야	주요내용
실내	의료	수술에 활용 환자 외 환부에 수집된 정보를 중첩표시로 효과적인 수술
	제조	HMD를 착용한 사용자가 실제장비를 보면서 작업에 필요한 정보를 즉시 획득할 수 있는 장점계승
	게임	게임을 배경으로 실제환경을 삽입하여 현실감을 증대
	교육	단순이론설명에서 탈피하여 직접실제 교구들과 함께 가상객체를 이용하여 교육을 하거나, 새로운 교육 컨텐츠를 생성하고, 손쉬운 인터페이스를 제공함으로써, 특히 어린이들에게 흥미유발
	영화	특수장치 또는 특수효과 생성에 이용
실외	군사용	군인에게 자신의 위치, 적의 위치와 같은 항법 및 위치 정보를 제공하는 시스템

 

 

IV. 증강현실의 현안문제와 향후 전망

가. 현안 문제

구분	내용
기술적 측면	- 디스플레이, 추적 장치의 경량화, 정확도 향상 필요. - 지원 디바이스의 가격 경제성 및 저전력화 필요. - 제반 기술에 대한 표준화 및 정부차원의 정책적 지원 필요. - 연구 낮은 연구 수준의 성숙도 향상 필요.
사회적 측면	- 사회적인 적응력 필요. 즉, 모바일 분야(휴대폰, 스마트폰 등)에서의 접목을 통한 사회적 저변 확대 필요.

 

나. 향후 전망

- 휴대형 기기 및 u-환경에서의 증강현실 가속화.

- 저작 도구 및 개발 프로세스 확대

- IT Conversions를 주도할 새로운 패러다임