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단안 카메라 기반 증강현실 협업 환경을 위한 사용자 손 인식 상호작용 인터페이스

Tangible User Interface for Monocular Camera Based Collaborative Augmented Reality System

안형학 (Ahn, Hyeong Hak, 서강대학교 영상대학원)

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최근 증강현실이 급부상하면서 다중 사용자에 의한 가상 협업 환경과 모바일 HMD형 입체영상 증강현실이 주목받고 있다. 모바일 단안 카메라 기반 HMD형 증강현실을 이용한 다중 사용자 간 협업 환경 시스템은 사람들에게 증강현실이 단순히 체험이 아닌 일상에서 여러 작업에 큰 효율을 가져다 줄 수 있을 것이다. 그러나 HMD형 증강현실은 단말기를 머리에 부착하기 때문에 사용자가 가상 객체와 상호작용 할 수 있는 수단이 제한된다. 하지만 단말기를 손에 들고 있을 필요가 없으므로 이를 활용한 사용자 인터페이스 환경 개발이 요구된다....
최근 증강현실이 급부상하면서 다중 사용자에 의한 가상 협업 환경과 모바일 HMD형 입체영상 증강현실이 주목받고 있다. 모바일 단안 카메라 기반 HMD형 증강현실을 이용한 다중 사용자 간 협업 환경 시스템은 사람들에게 증강현실이 단순히 체험이 아닌 일상에서 여러 작업에 큰 효율을 가져다 줄 수 있을 것이다. 그러나 HMD형 증강현실은 단말기를 머리에 부착하기 때문에 사용자가 가상 객체와 상호작용 할 수 있는 수단이 제한된다. 하지만 단말기를 손에 들고 있을 필요가 없으므로 이를 활용한 사용자 인터페이스 환경 개발이 요구된다. 이에 본 논문은 단안 카메라 기반 모바일 HMD형 증강현실을 이용하는 다중 사용자 간 협업 상황에서 사용자가 별도의 장치 부착이나 센서에 의존하지 않고 맨 손으로 가상 객체와 상호작용할 수 있는 비전 기반 인터페이스를 제안한다. 맨 손의 3차원 공간 위치 인식은 스테레오 카메라와 같은 3차원 정보 취득 시스템이 필요하다. 하지만 증강현실에 이용되는 대부분의 개인 모바일 단말 장치는 단안 카메라 환경이다. 그래서 본 연구에서는 여러 사용자의 카메라가 동시에 동일한 증강현실에 이용되는 다중 사용자 환경의 특수성에 착안하여, 이를 스테레오 비전과 같은 다시점 환경으로 확장한다. 이를 위해 최소 둘 이상의 여러 사용자가 서로 다른 위치에서 지정된 특정 마커를 주시하는 상황을 가정한다. 그리고 사용자 간 실시간으로 공유되는 카메라 촬영 자세 정보들을 통해 손의 3차원 공간 위치를 삼각측량법으로 추정한다. 추정된 손의 중심 위치로부터 손의 실제 크기를 감안한 가상 손 객체를 설정하고 이와 증강된 가상 객체 간의 간단한 충돌 검사를 통해 상호작용이 가능함을 보인다. 제안하는 시스템은 상기 서술한 목적 상황의 가상환경에서 가상 객체와 보다 직관적인 커뮤니케이션이 가능하게 하는데 기여할 것이다.