증강현실 기술 및 활용 트렌드(2013년)

증강현실 기술 및 활용 트렌드
2013년 1월

윤훈주
firehj@hanmail.net
http://www.facebook.com/firehj

증강현실은 현실과 가상의 결합
증강현실 (AR, Augmented Reality) 은 현실을 기반으로 가상 정보를
실시간으로 결합하여 보여주는 기술임

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증강현실은 혼합현실 (Mixed Reality) 중의 하나임
•

증강현실은 현실과 가상을 결합한 혼합현실(Mixed Reality)에 속함

•

증강현실(Augmented Reality): 현실을 기반으로 가상정보를 결합
증강가상(Augmented Virtuality): 가상을 기반으로 현실정보를 결합

•

현실의 확장된 형태라는 의미에서 일본에서는 확장현실이라고 부름

혼합현실(Mixed Reality)
현실

증강현실

증강가상

가상

(확장현실)

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상황인식 컴퓨팅을 위한 인터페이스
“이용자 주변의 상황을 컴퓨터가 인지하여 최적의 정보를 제공하는
context-aware computing 실현을 위한 하나의 인터페이스”라고 정의하기도 함

<주변 정보 검색>

<차량 운행 정보를 유리창에 표시>

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증강현실의 범위
가상정보의 범위를 오감으로까지 확대 가능
•

현재의 증강현실은 시각정보가 중심이나, 향후 오감 정보로 확대
- 시각, 청각, 촉각, 후각 등

•

사례) 독일 드레스덴에 설치된 “터치드 에코(Touched Echo)”
- 2차 세계 대전 당시의 폭격 소리를 팔꿈치 진동(골전도)으로 귀에 전달

<독일 드레스덴 관광지 안내문>

<관광객들의 현장 체험>

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<진동 발생 장치>


가상현실이란?

•

컴퓨터를 이용하여 만들어낸 가공의 상황이나 환경을
사람의 감각기관을 통해 느끼게 하여
사용자가 몰입감을 느끼고 상호작용하게 하는 기술

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증강현실과 가상현실의 비교

용어

개념

사례

현실의 정보에 가상 정보 합성

실재하는 공간이나 이미지를
컴퓨터 그래픽으로 구현

증강현실

축구 경기 중계방송 중
프리킥 위치와 골대까지의
거리 표시

컴퓨터 그래픽으로 재현된
문화재

가상현실
실재하지 않는 공간이나
이미지를 컴퓨터 그래픽으로
구현

Second life

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증강현실과 가상현실의 비교
Human Computer Interaction
•컴퓨터와 사용자 관점에서의 증강현실과 가상현실
- 증강현실: 컴퓨터를 통해 현실과 상호작용
- 가상현실: 컴퓨터와의 상호작용

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증강현실의 특징
•증강현실은 현실과 가상의 결합, 실시간 상호작용, 3D로 구현이라는 특징을 가짐
- 현실과 가상의 결합: 현실을 기반으로 가상정보가 결합이 됨
- 실시간 상호작용: 현실과 가상정보를 서로 상호작용을 하며 동작을 함
- 3D 구현: 현실과 가상이 어울리기 위해 가상 콘텐츠는 3D로 구현이 됨
<3D 객체>

<실시간 상호작용>

http://www.youtube.com/watch?v=QkMboeHJQoY#t=171s

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증강현실의 의미

•매직 돋보기
매직
디바이스

현실
브라우저

새로운
경험

•매직 창문
•매직 거울

•현실을 탐색하는 새로운 웹 브라우저
- 온라인과 오프라인의 융합
- 실시간 Feedback
- 생활공간이 곧 웹

•새로운 정보 소비 경험
- 검색어 입력없이도 정보를 바로 볼 수 있음(상황인식)
- 현실에 기반한 정보의 검색

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매직 돋보기
• 세상을 더 잘보게, 더 많은 것을 보게 해주는 돋보기
• 사물을 투시하는 것처럼 숨겨진 정보를 보여주는 X-ray vision

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매직 거울
•나의 얼굴, 나의 몸을 배경으로 다양한 정보를 표현

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오프라인과 온라인(웹)을 연결하는 창문
•오프라인 매체를 통해 디지털 정보를 소비

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검색 방법의 변화
Natural Input
텍스트 입력
위치 및
방향정보

영상 정보

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위치/방향 정보를 이용한 검색

<위치정보>

<방향정보>

-에어태그: 특정위치에 남겨진 정보

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영상인식을 통한 검색
•인터넷 주소가 인코딩되어 있는 QR코드 사용
•사물의 형태를 인식하여 관련 콘텐츠를 검색

<QR코드>

<영상 인식>

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구글 고글스
•구글 서버에서 책, 로고, 명화, 명함, 건물 등에 대한 image를 검색

<검색 대상>

<사물을 인식>

<스도쿠 퍼즐 풀이>

http://www.youtube.com/watch?v=rdftOloAH9Q

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증강현실 기술 원리
•목표물을 추적하는 Tracking과 가상정보를 겹쳐서 보여주는 Mapping

< 목표물에 대한 추적>

< 가상 정보의 중첩 표시>

Tracking

위치/방향 기반

Mapping

영상 기반

위치/방향 기반

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영상 기반


Tracking 방식에 따른 분류

• 위치 정보: GPS
위치

• 방향 정보: 지자기 센서

기반

• 기울기 정보: 가속도 센서

영

마
커

• 2차원 바코드와 같은 표식을
실시간 추적

마
커
리
스

• 별도의 표식을 사용하지 않음
• SLAM
:Simultaneous localization and mapping
• PTAM: Parallel Tracking and Mapping

상
기
반

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Display 방식 구분

일반

투명

안경형

프로
젝션

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HMD의 활용

<조립/검사>

<레포츠>

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<방송촬영>


3D 그래픽의 결합
현실에 있는 것처럼 가상 정보의 자연스러운 결합

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사례: 유적 복원

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위치인식 기술
• GPS를 이용한 위치인식
• 와이파이를 이용한 위치인식

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네비게이션
하단표시

상단표시

자동차 찾기

커피전문점

버스 정류장

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지하철

쇼핑몰


주변 정보

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위치기반 게임

보물찾기

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지도 그래픽
구글 어스

애플 3C

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영상기반 증강현실
업체 동향

퀄컴 vuforia

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Vuforia 2.0 주요 성능

•클라우드 기반 및 디바이스 기반 Target 이미지
- 클라우드 기반 타겟 동시 인식: 100만개까지 가능

<기기가 많이 움직여도 잘 추적함>

- 디바이스 기반 타겟 동시 인식: 100개 이하
• 사용자정의형 실시간 타겟 생성
• 타겟의 빠른 검출 및 추적
- 기기가 빠르게 움직이더라도 타겟을 놓치지 않고 추적
- 최대 5개까지 타겟 동시 추적

http://www.youtube.com/watch?v=bQY8erp7YbY

<부분적으로 가려져도 잘 추적함>

- 저조명 환경, 타겟이 부분적으로 가려져도 잘 추적함
• 실재감 높은 그래픽 렌더링

http://www.youtube.com/watch?v=8LWyYtt-7vo

http://www.youtube.com/watch?v=Y6vs4cyqplQ

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특징점 추출
•종류: 사진, 게임보드, 잡지, 책표지, 제품포장, 포스터, 인사카드 등
•이미지의 특징점 추적
- 이미 알고 있는 특징점 정보와 비교하여 이미지 추적
•Target의 특징점 정보는 온라인상에서 생성(Target Management System)
- 서버에서 이미지의 특징점을 추출하여 DB에 저장
•DB에 여러 개의 이미지를 저장하며, 동시에 5개의 타겟까지 추적 가능

<특징점 추출>

<콘텐츠 표시>

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퀄컴의 증강현실: Tracker

Image target

Multi Target

Frame Marker
512개의 Frame Markers 구분

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특징점 추출
• 특징점은 이미지의 내의 각진 지점을 추출함
- 곡선으로 구성된 이미지의 특징점을 타겟 이미지로 사용되기에 부적합
<특징점>

<풍부한 특징>

<부족한 특징>

<배경 흰색 제외>

- 각진 지점을 특징으로
추출

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Vuforia 플랫폼 구조

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Vuforia 플랫폼 구조

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메타이오

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메타이오
•AR 애플리케이션을 쉽게 생성할 수 있도록 해줌: Target과 콘텐츠 매핑
<애플리케이션 생성 흐름>

<클라우드 접속>

<Creator 툴 화면>

<채널 생성>

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메타이오
Creator 툴 구성
<View mode>

<Resource>
3D콘텐츠

2D이미지

사운드

동영상

full동영상

유튜브

버튼

웹페이지

junaio

페이스북

2page

트위터

구글

3D

<Tracking page>

•출처: https://dev.metaio.com/creator/tutorials/the-basics/

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메타이오
•중력 정보를 활용함으로써 타겟을 빠르게 검출하고 추적함

<건물>

<벽걸이>

<테이블>

<촛불>

http://www.youtube.com/watch?v=gVnIcYEunc0

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포스터/광고 전단지에서의 정보링크 : Commerce
http://www.layar.com/

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잡지에서의 정보링크: 더 많은 정보 소비

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게임

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보드/미니어처형 게임
보드형

미니어처

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타블릿이 마커 역할

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영수증/티켓

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시뮬레이션: 키오스크

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시뮬레이션: PC, 모바일

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학습

http://www.youtube.com/watch?v=f8IcogneJ_M

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공공장소
사람들의 참여를 이끌어내는 이벤트

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소셜 증강현실

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방송

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모바일 프로젝터

http://www.youtube.com/watch?v=nNHaZplEcwY

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MIT Sixthsense

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프로젝터의 활용

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프로젝터의 활용
Home

의료

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감사합니다
윤훈주
firehj@hanmail.net
http://www.facebook.com/firehj

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