Multimedia Workshop

1. Multimedia Workshop Virtual Reality Introduction HyoungSeok Kim

2. 가상현실 개요 • 개요 • 가상현실 시스템의 종류 • 가상현실 장비 • Web 기반의 가상현실 Dongeui University

3. 개요 • 가상현실의 정의 • 실시간 시뮬레이션과 공감각적 상호작용을 포함하는 고성능의 사용자-컴퓨터 인터페이스 • 공감각 사용 • 시각, 청각, 촉각, 후각 등 • 다양한 미디어 (멀티미디어) 사용 • 내용 • 현실세계를 시뮬레이션 • 현실에서 체험하기 불가능한 세계 구성 Dongeui University

4. 개요 • 주요 기술 • 3차원 컴퓨터 그래픽스 기술 • 가상환경 모델링 • 디스플레이 • 실시간 렌더링 • 은면제거 • 충돌처리 • 상호작용 (HCI) • Tracking (또는 registration) • 사용자의 시점, 몸의 움직임을 파악하기 위함 • 입력장치 및 기술 • 3차원 오디오 기술 Dongeui University

5. 개요 • 가상현실의 특성 • 임장감(Presence) 또는 몰입감(Immersion) • 3차원 가상의 세계에 실제로 자신이 존재하는 것과 같은 느낌 • HUD (Head Up Display)와 같은 디스플레이 장치와 Data Glove와 같은 입력장치 사용 • 상호작용성 (Interactivity) • 가상의 환경을 조작하고 적절한 피드백 (feedback)을 얻을 수 있어야 한다. • 자율성 (Autonomy) • 가상환경 내의 객체들이 자율성을 가지고 적절하게 움직이거나 반응해야 한다. Dongeui University

6. 가상현실 시스템의 구성 • 몰입형 가상현실 시스템 • 비몰입형 가상현실 시스템 • 증강현실 시스템 Dongeui University

7. 가상현실 시스템의 종류 • Desktop VR • HUD-based VR • CAVE • Augmented Reality Dongeui University

8. Desktop VR • CRT나 LCD monitor 사용 • Mouse 등을 이용하여 navigation • Virtual walk-through / fly-through • Shutter glasses 등을 이용하여 stereo 구현 가능 • 여러 명이 사용 가능 • 낮은 몰입감 • 저가 Dongeui University

9. HUD-based VR • HUD (Head Up Display) 또는 HMD (Head Mount Display) 사용 • 사용자의 눈을 완전히 가리는 display 장치 사용 • Tracking 장비를 사용하여 사용자 머리 (또는 눈동자)의 위치와 방향 계산 • 3차원 오디오를 사용하여 입체 음향정보 제공 • Data glove나 haptic 등의 장비를 사용하여 촉각 정보 전달 • 하나의 장비로 한 사람만 사용 가능 • 높은 몰입감 • 고가 Dongeui University

10. CAVE • Cave Automatic Virtual Environment • HUD나 monitor 대신 projector를 사용 • 밀폐된 방의 5면 또는 6면에 화면을 투사하여 사용 • 마치 사용자들이 동굴에 들어온 것 같이 느끼게 함 • 자신의 몸을 동시에 볼 수 있음 • 동시에 여러 명이 사용 가능 • 단 인터렉션은 대부분 한 사람에 한정 • 중간 정도의 몰입감 • 고가 Dongeui University

11. 증강현실 • 실세계와 가상의 세계를 혼합한 형태의 시스템 • 현실세계를 가상의 환경으로 보강 Dongeui University

12. 증강현실과 혼합현실 Milgram’s Reality-Virtuality Continuum Augmented Reality Augmented Virtuality Real Environment Virtual Environment Dongeui University

13. 가상현실 장비 하드웨어 렌더링 장비 디스플레이 장치 소프트웨어 입력 / 또는 interaction 장치 모델링 툴 그 외 Dongeui University

14. 가상현실 하드웨어 • Rendering system • SGI (Silicon Graphics) • PC: Graphics accelerator • ATI, nVidia • Display Device • HUD (Head Up Display) • Shutter glasses • Projectors Dongeui University

15. 가상현실 하드웨어 • Interaction Devices • Tablet • Track ball / space ball • Polhemus cube • 각 부위의 위치 트래킹 • Data gloves • 사용자의 손의 동작 정보 전송 • Haptic devices • 사용자에게 촉각 정보 제공 • Tactile information • Force feedback Dongeui University

16. 가상현실 소프트웨어 • 3D Modeling SW • 3D Studio Max • Rhino • Maya • Softimage • Wavefront: Alias • Others • WorldToolkit: Sense8 • Cosmo Worlds / Cosmo Player: SGI Dongeui University

17. Web 기반의 Virtual Reality • 이미지 기반 • Panorama VR • Object VR • 모델링 기반 • VRML(Virtual Reality Modeling Language) • Web환경에서 동적인 3차원 환경을 개발하기 위하여 표준으로 제안된 스크립트 형식의 언어 Dongeui University

18. VRML의 특징 • Virtual Reality Markup Language • 3차원 그래픽 환경 설정을 위한 script 언어 • Animation 지원 • 사용자 입력에 의한 상호작용과 Navigation지원 • 인터넷을 통한 다중 참여자를 지원하는 가상환경 시스템 구축 가능. • 웹의 사용 전제로 설계됨 • VRML 플러그인 만 설치하게 되면 웹 사용이 가능한 어떤 시스템에서도 볼 수 있음 • 빠른 전송 : 아스키 파일 형태 • 다른 VRML 문서, HTML 문서와 연결 가능 • 메모장 만으로 3D 컨텐츠 제작 Dongeui University

19. VRML의 특징 VRML animation Video graphic panorama VR 상호 작용성 탐색항해 장면의 구성 가상성 파일의 형식 파일의 크기 있음 가능 실시간 사물 모델링 text 작다 없음 불가능 녹화 인공적 그림 binary 크다 없음 불가능 녹화 실제 장면 녹화 binary 크다 없음 불가능 미리 그려짐 그림 / 사진 binary 크다 없음 제한적 가능 녹화/ 실시간 사진 binary 크다 Dongeui University

20. VRML의 예 • #VRML V2.0 utf8 • Transform { • children [ • Shape { • geometry Box { size 1 1 1 } • appearance Appearance { • material Material { • diffuseColor 0.9 0.9 0.0 • specularColor 1.0 1.0 1.0 • emissiveColor 0.25 0.25 0.0 • } } } ]} • 예제보기 • 예제보기 Dongeui University

21. VRML Viewer • Web3D Consortium • http://www.web3d.org/ • 코스모 소프트(Cosmo soft)의 Cosmo Player • http://www.karmanaut.com/cosmo/player/ • 인터비스타(Intervista)의 Worldview • 블락선(Blaxxun)의 Contact • http://developer.base.com/download/index.html#blaxxun3d/install_bx3d.shtml • 패라렐그래픽스(Parallel Graphics)의 Cortona • 사이맥스(Cymax)의 깨비뷰어 Dongeui University

22. VRML 만들기 • 만드는 방법 • 메모장을 이용하여 작성 • 확장자는 “wrl” : code1.wrl • VRML 기본 형식 • 첫번째 라인에 “#VRML 2.0 utf8” 로 시작한다. • VRML 헤더 • Blank가 없도록 하여야 한다. • 버전 VRML 2.0, 인코딩 형식 : utf8 • 그 다음 내용은 줄을 바꾸어 기재 • 주석 : 파운드(#) Dongeui University

23. VRML의 구성 • VRML : 노드와 필드 • 노드 : VRML의 장면을 기술하는 구성요소 • VRML97에서 54개의 노드를 정의 • 대문자로 시작 • 필드 : 노드의 특성을 기술하는 구성요소 • 각 노드에는 다양한 형태, 다양한 개수의 필드를 가짐 • 소문자로 시작 • #VRML V2.0 utf8 • Shape { • geometry Box { • size 1 1 1}} Dongeui University

24. VRML • 장면의 구성 • 사물, 빛, 시점, 이벤트 • 노드를 통해서 이러한 요소를 표현 • 노드의 종류(54개) • Shape Node • Transform Node • Sensor Node • Interpolator Node • Texture Node Dongeui University

25. Quicktime VR • Apple사에서 개발 • 그래픽이 아닌 실사를 사용 • 여러 장의 실사로 파노라마 이미지 생성 • Zoom-in, zoom-out, 회전 가능 • Free download • http://www.apple.com/quicktime/download/win.html Dongeui University

26. Quicktime VR • 예 • 화성 파노라마 사진 • http://www.panoramas.dk/fullscreen3/f2_mars.html • 서울의 거리 • http://www.koreasesang.com/ • 파리 • http://fromparis.com/modules/large.php?style=qtmedium&pano=000093_02 • 기술 • Image Mosaic • http://www-2.cs.cmu.edu/~ph/869/www/mosaic.html • 저작 툴 • VR Worx • Demo version download: • http://www.vrtoolbox.com/vrworx26.html Dongeui University

27. Quicktime VR • QuickTime VR을 이용한 Panorama View 영상 제작 및 재생 실습 Dongeui University