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Design and Implementation of VR Surgical Serious Game using UE4
우천우(Tian Yu YU),김석규(Seok-Kyoo KIM) 한국컴퓨터게임학회 2021 한국컴퓨터게임학회논문지 Vol.34 No.2
VR 수술 시스템의 도입은 현대 의학 교육에 큰 의미가 있다. VR 수술 시스템은 의대생과 젊은 의사의 학습효율을 크게 향상시키고 반복 훈련 목표를 달성하며 전통 의학 교육의 단점을 보완할 수 있다. 사회적 디지털화가 심화됨에 따라 의료 분야의 VR 수술 시스템 구축이 시급해지고 있다. 본 논문은 의료에 적용되는 기능성 게임의 관점에서 VR 수술의 기능성게임 디자인을 연구한다. 먼저 사용자 경험 이론과 사용자 심리적 필요사항을 바탕으로 기능성 게임에 대한 사용자 경험과 기대치를 분석하였다. 그리고 사용자의 실제 필요사항과 게임 레벨 기능 디자인을 분석하고, 게임 디자인의 핵심 포인트를 강조하여 최적화하였다. 둘째, 3D MAX를 결합한 UE4 모델 구성의 주의할 점을 분석하였다. 마지막으로 위 연구를 바탕으로 흉강경 하에서 폐기포 VR 수술의 본격적인 게임을 설계하였다. 게임 디자인은 대상 사용자를 분석하여 내용을 결정한 후 이를 전문의에게 확인하여 이루어졌다. 첫째, 인간 가슴의 얇은 CT 이미지를 기반으로 3DS MAX를 이용하여 가슴 모델, 수술 도구 및 수술 장면을 시뮬레이션 하였다. 둘째, UE4 게임 엔진을 사용하였다. 이 기술은 3D 모델이 기능성 게임 시뮬레이션의 요구 사항을 충족하도록 만들고 UE4 장면을 디자인하며 C ++ 언어를 사용하여 게임 기능을 개발하였다. The introduction of virtual surgery system is of great significance to modern medical education. Virtual operation system can significantly improve the study efficiency of medical students and young doctors, achieve the goal of repeated training, and make up for the shortcomings of traditional medical education. As social digitalization intensifies, the construction of virtual surgery system in the medical field is urgent. This paper studies the serious game design of VR surgery from the point of view of serious game applied to medicine. Based on the theory of user experience and user psychological needs, we first analyzed the user experience and expectations of serious games. We then analyzed the user s actual needs and the game level function design, and optimize the key points of game design that should be emphasized. Secondly, the precautions of model constructed with UE4 combined with 3D MAX are analyzed. Finally, based on the above research, the serious game of lung bulla VR operation under thoracoscope is designed. The game design content was determined by analyzing the target user, which then was confirmed by a professional doctor. Firstly, based on the thin CT image of the human chest, 3D MAX technology is used to simulate the chest model, surgical tool and surgical scene. Second, UE4 game engine is used. The technology makes 3D model to meet the requirements of serious game simulation, then designs the imported UE4 scene, develops the game functions in the research area using C++ language, and then packages and releases the related resources.
KCI
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