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한갑종(Gabjong Han),황재인(Jane Hwang),최승문(Seungmoon Choi),김정현(Gerard Jounghyun Kim) 한국HCI학회 2007 한국HCI학회 논문지 Vol.2 No.2
이 논문에서는 증강현실을 이용하여 디포머블(Deformable)한 3차원의 도자기 모델을 손을 이용하여 자연스러우면서도 직관적으로 변형시키고, 이를 실제 물체들과 같이 디스플레이 해 줌으로써 실재감을 느낄 수 있는 새로운 시스템을 제안한다. 제안된 시스템에서는 값비싸면서도 거추장스러운 장비를 사용하지 않고도 카메라와 마커의 상대적인 위치를 통해서 손의 위치를 알아내게 되고, 일반적으로 물체를 변형시킬 때 사용하는 손의 움직임을 본떠 6가지 형태의 모델링 인터페이스 및 버튼형 인터페이스를 제공한다. 그리고 실시간으로 변형된 모델에 대한 결과를 증강현실을 이용하여 디스플레이 해 주는 방법을 통해서 물체의 크기 및 모양을 좀 더 실재감 있게 느낄 수 있게 한다. 이러한 방법은 비단 도자기뿐만 아니라 다양한 분야에 활용 가능하며, 보통 컴퓨터가 있는 집에 화상카메라가 하나 정도는 있다는 점에서 교육적인 용도로써의 활용 가능성이 상당히 크다 할 수 있을 것이다. This paper presents an augmented reality based modeling system that can provide pottery design experiences to the user. Augmented reality offers natural 3D interaction, a tangible interface, and integration into the real environment. In addition, six modeling techniques that mimics the hand movements in real world deformation process and an occlusion based interaction technique is provided for pottery modeling. The developed interface facilitates fast and intuitive pottery design. The AR pottery system can be used for pottery prototyping/design and educational purposes.
이재봉(Jaebong Lee),한갑종(Gabjong Han),최승문(Seungmoon Choi) 한국HCI학회 2008 한국HCI학회 학술대회 Vol.2008 No.2
이 논문에서는 부채꼴 모양을 가진 요소의 집합으로 3차원 도자기 모델을 구성하고 사용자가 촉감을 느끼면서 가상공간의 도자기를 제작할 수 있도록 하는 새로운 모델을 제시한다. 변형체를 다루기 위해 기존에 사용하던 유한 요소법(finite element method)과 같은 방법은 모델이 복잡하고 연산량이 많아 실시한 햅틱 렌더링(haptic rendering)에 사용하기에는 많은 제약이 있다. 제안한 모델에서는 도자기 모양의 특징에 착안하여 부채꼴 모양을 가진 요소들이 원통 형태로 모여 쌓여있는 구조를 이용하였다. 이를 통해 요소의 개수를 줄이고 복잡한 연산을 최대한 단순화하면서 효율적인 모델링이 가능하도록 했다. This paper presents a fast modeling technique of virtual pottery using force feedback based on a circular sector element method. Previous techniques for simulating deformable objects such as finite element method (FEM) are limited in real-time haptic rendering due to their complexity and expensive computational cost. In our model, circular sector elements which fully represent features of pottery's shape are closely gathered and piled together. This allows efficient deformable object modeling through a decrease in the number of elements and reducing computational cost.
GPU 기반의 부채꼴 요소법을 이용한 햅틱 도자기 모델링 시스템
이재봉(Jaebong Lee),한갑종(Gabjong Han),최승문(Seungmoon Choi) 한국정보과학회 2010 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.37 No.8
본 논문에서는 사용자가 실제와 같은 촉감을 느끼면서 가상 도자기의 물레 성형을 체험할 수 있는 E-Learning 시스템을 제안한다. 원통형으로 대칭을 이루는 도자기 모양의 특징에 착안하여 부채꼴 모양을 가진 요소의 집합으로 3차원 도자기를 모델링하였다. 부채꼴 요소법에 최적화된 충돌 처리와 인접 요소간 상호작용 알고리즘을 고안하였으며, GPU 기반의 빠른 햅틱 모델과 시각 모델의 동기화를 구현하였다. 성능 평가 결과 부채꼴 요소법은 기존의 변형체 렌더링 기법에 비해 훨씬 더 조밀한 도자기 모델의 현실적인 실시간 햅틱 렌더링이 가능한 것을 확인하였다. 우리가 구현한 시스템을 도자기와 관련된 교육적인 컨텐츠와 잘 결합한다면 초등학생들을 대상으로 한 E-Learning 시스템으로 성공적인 활용이 가능할것으로 예상된다. This paper presents an efficient modeling system of virtual pottery in which the user can deform a body of virtual clay with a haptic tool for E-learning. We propose a Circular Sector Element Method (CSEM) which represents the virtual pottery with a set of circular sector elements based on the cylindrical symmetry of pottery. Efficient algorithms for collision detection and response, interactions between adjacent elements, and GPU-based visual-haptic synchronization are designed and implemented for the CSEM. Empirical evaluation showed that the modeling system is computationally efficient with finer details and provides convincing model deformation and force feedback. The developed system, if combined with educational contents, is expected to be used as an effective E-learning platform for elementary school students.
실감형 컨텐츠를 위한 향상된 동작 인식 리모트 컨트롤러
박건혁(Gunhyuk Park),김상기(Sangki Kim),임성훈(Sunghoon Yim),한갑종(Gabjong Han),최승문(Seungmoon Choi),최승진(Seungjin Choi),어홍준(Hongjun Eoh),조선영(Sunyoung Cho) 한국HCI학회 2009 한국HCI학회 학술대회 Vol.2009 No.2
본 연구에서는 실감형 컨텐츠를 위한 리모트 컨트롤러의 하드웨어 및 소프트웨어적 개선점을 살펴본다. 보이스코일 모터와 진동 모터를 모두 사용한 진동 촉감 제공 방법을 제시하며, 마커의 크기 및 카메라 파라미터 최적화를 통한 위치 추적 시스템의 성능 향상을 살펴보고 효율적인 세그멘테이션 및 비전 데이터 추가를 통한 동작 인식의 개선점을 살펴본다. 또한, 제시된 컨트롤러의 실감형 컨텐츠에 대한 적용 가능성을 살펴본다. This paper describes the improvements made on hardware and software of the remote controller for realistic contents. The controller can provide vibrotactile feedback which uses both of a voice-coil actuator and a vibration motor. A vision tracking system for the 3D position of the controller is optimized with respect to the marker size and the camera parameters. We also present the improvements of motion recognition due to the effective motion segmentation and the fusion of vision and acceleration data. We apply the developed controller to realistic contents and validate its usability.
김상기(Sangki Kim),박건혁(Gunhyuk Park),전석희(Seokhee Jeon),임성훈(Sunghoon Yim),한갑종(Gabjong Han),최승문(Seungmoon Choi),최승진(Seungjin Choi) 한국정보과학회 2009 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.15 No.3
In this paper we propose a motion recognition method for handheld controller. 3-D acceleration signals, generated by 3 axis accelerometer in the controller, are transmitted to the computer by Bluetooth communication. We extract motion segments from continuous acceleration signals and apply to each motion model, which is trained in training phase. Hidden Markov Model was used to model each motion. We applied proposed method to three motion sets, the recognition result was good enough to practical use. 본 연구에서는 손에 들고 있는 컨트롤러를 이용하여 사용자의 동작을 인식하는 방법을 제안한다. 컨트롤러에는 3축 가속도 센서가 부착되어 있어 사용자의 움직임에 따라 가속도 신호를 생성 이를 블루투스 통신을 이용하여 컴퓨터로 전달한 후 분석하여 사용자의 동작을 인식한다. 입력된 가속도 신호로부터 중력 가속도를 제거한 후 동작구간을 추출하여 이를 동작 모델에 적용 가장 높은 우도(likelihood)를 갖는 동작으로 인식한다. 각 동작 모델은 HMM을 이용하여 학습되며 성능 향상을 위한 가중치 보정과정과 인식 속도향상을 위한 방법을 포함한다. 제안된 방법을 3가지의 동작 집합에 적용하여 실용화가 가능한 정도의 높은 인식 결과를 얻었다.
전석희(Seakhee Jean),김상기(Sangki Kim),박건혁(Gunhyuk Park),한갑종(Gabjong Han),이성길(Sungkil Lee),최승문(Seungmoon Choi),최승진(Seungjin Choi),어홍준(Hongjun Eoh) 한국HCI학회 2008 한국HCI학회 학술대회 Vol.2008 No.2
This paper proposes a game controller that provides user motion input and tactile feedback display, in addition to the traditional button-type input. The device utilizes both and accelerometer and an infrared camera in order to estimate 3D position and to recognize user motion. The information from the accelerometer and the camera are integrated for better performance, Various tactile sensations are presented using a voice-coil type vibrator. We apply the proposed controller to a motion-based game and validate its usability. 본 연구에서는 게임에서의 몰입도 증가를 위해 기존 버튼 방식의 입력에 사용자의 자연스러운 동작을 이용한 입력과 진동 촉감을 출력하는 게임 컨트롤러를 제안한다. 동작을 이용한 입력장치는 가속도 추적기와 적외선 비디오 카메라를 동시에 사용한다. 두 정보의 장단점을 보완/융합해서 컨트롤러의 움직임을 추적하고, 사용자의 동작을 인식한다. 다양한 종류의 진동촉감은 보이스코일 진동자를 이용하여 제공한다. 또한, 제안하는 게임 컨트롤러를 게임의 상호작용에 적용하는 방법을 제공하고, 응용 프로그램에의 적용가능성을 살펴본다.