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우선 사용자가(증강현실 애플리케이션 실행 후) 스마트폰 등의 내장 카메라로 특정 거리나 건물을 비추면 GPS 수신기를 통해 현재 위치의 위도/경도 정보, 기울기/중력 정보 등이 스마트폰에 임시 기록된다.
[IT강의실] 현실과 가상의 절묘한 조화 – 증강현실
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증강현실 = 가상현실
증강현실의 기본 원리
스마트폰을 통한 증강현실 체험
진보하는 증강현실 기술
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TECH SQUARE :: [1단계] 증강현실의 소개 및 구현원리
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증강 현실 원리
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증강현실의 이해와 구현원리 :: 모바일 보물창고
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3. VR, AR 기술 원리 및 핵심 기술 – Part1 : 네이버 블로그
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증강 현실 – 위키백과, 우리 모두의 백과사전
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개요[편집]
정의[편집]
증강현실(AR)과 가상현실(VR)의 구분[편집]
증강현실 개념이 자리잡게 된 배경[편집]
같이 보기[편집]
각주[편집]
외부 링크[편집]
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[IT강의실] 현실과 가상의 절묘한 조화 – 증강현실
[IT강의실] 현실과 가상의 절묘한 조화 – 증강현실 이문규 [email protected] [용어로 보는 IT 2015 개정판] 몇 년 전부터 전세계를 휩쓴 스마트폰, 태블릿 PC 열풍이 소비 성향을 비롯해 생활 패턴까지 변화시키고 있다. 그만큼 요즘 IT 기기는 우리의 일상과 대단히 밀접한 관계를 갖고 있다. 그 동안 영화에서나 볼 법한 신기술을 이제는 누구라도 쉽게 사용할 수 있게 되었기 때문이다. 그 대표적인 신기술 중 하나가 바로 ‘증강현실’이다.인기 만화인 드래곤볼에는 안경처럼 눈에 착용하고 상대를 바라보면 그의 전투력 정보와 상대 거리, 위치 등을 실시간으로 보여주는 ‘스카우터’라는 기기가 등장한다. 이것이 증강현실 기술의 대표적인 사용 예다. 현실의 사물에 대해 가상의 관련 정보를 덧붙여 보여주는 것. 이처럼 불과 십 수년 전에는 상상에 머물렀던 미래 기술이 이제 현실로 다가왔다.
증강현실 = 가상현실 ?
그런데 적지 않은 사람들이 ‘가상현실(Virtual Reality, VR)’과 증강현실을 혼동하고 있다. 가상현실은 자신(객체)과 배경·환경 모두 현실이 아닌 가상의 이미지를 사용하는데 반해, 증강현실(Augmented Reality, AR)은 현실의 이미지나 배경에 3차원 가상 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여주는 기술이다. 증강현실은 또한 혼합현실(Mixed Reality, MR)이라고도 하는데, 비행기 제조사인 ‘보잉’ 사에서 1990년경 비행기 조립 과정에 가상의 이미지를 첨가하면서 ‘증강현실’이 처음으로 세상에 소개됐다.
증강현실이란?
증강현실과 가상현실은 서로 비슷한 듯 하지만 그 주체가 허상이냐 실상이냐에 따라 명확히 구분된다. 컴퓨터 게임으로 예를 들면, 가상현실 격투 게임은 ‘나를 대신하는 캐릭터’가 ‘가상의 공간’에서 ‘가상의 적’과 대결하지만, 증강현실 격투 게임은 ‘현실의 내’가 ‘현실의 공간’에서 가상의 적과 대결을 벌이는 형태가 된다. 때문에 증강현실이 가상현실에 비해 현실감이 뛰어나다는 특징이 있다.
이 밖에 가상현실은 일반적으로 영화나 영상 분야 등 특수 환경에서만 사용되지만, 증강현실은 현재 일반인들에게도 널리 활용될 만큼 대중화된 상태다. 예를 들어, 인터넷을 통한 지도 검색, 위치 검색 등도 넓은 의미에서는 증강현실에 포함된다. 다만 컴퓨터는 이동 중 사용이 곤란하니 스마트폰이나 태블릿 PC 등의 휴대용 기기를 대상으로 한 증강현실 기술이 주목을 받기 시작한 것이다.
증강현실의 기본 원리
증강현실은 내부적으로 대단히 복잡하고 어려운 영상 기술이지만, 기본적으로는 다음과 같은 원리와 순서로 작동한다. 증강현실 기술을 적용하기 위해서는 몇 가지 필요한 게 있는데, 지리/위치 정보를 송수신하는 GPS 장치 및 중력(기울기+전자나침반) 센서(또는 자이로스코프 센서), 이 정보에 따른 상세 정보가 저장된 위치정보시스템(인터넷 연결 필요), 그 상세 정보를 수신하여 현실 배경에 표시하는 증강현실 애플리케이션, 마지막으로 이를 디스플레이로 출력할 IT 기기(스마트폰, 태블릿 PC) 등이다.
우선 사용자가(증강현실 애플리케이션 실행 후) 스마트폰 등의 내장 카메라로 특정 거리나 건물을 비추면 GPS 수신기를 통해 현재 위치의 위도/경도 정보, 기울기/중력 정보 등이 스마트폰에 임시 기록된다. 그런 다음 이 GPS 정보를 인터넷을 통해 특정 위치정보 시스템에 전송한다. 해당 위치 반경의 지역이나 건물의 상세 정보를 모두 스마트폰에 저장하기가 현실적으로 불가능하기 때문이다.
사용자로부터 위치/기울기 등의 GPS 정보를 수신한 위치정보시스템은 해당 지역 또는 사물의 상세 정보를 자신의 데이터베이스에서 검색한 후 그 결과를 다시 스마트폰으로 전송한다. 여기에는 물론 특정 건물의 상호, 전화번호 등이 들어 있다. 이 데이터를 수신한 스마트폰은 증강현실 애플리케이션을 통해 현 지도 정보와 매칭시킨 후 실시간 화면으로 보여주는 것이다. 위의 데이터 송수신 단계는 지속적으로 유지, 수행되므로 스마트폰을 들고 거리를 지나면 해당 지역 및 주변에 대한 상세 정보가 순차적으로 화면에 나타나게 된다.
전트기 조종석에 표시되는 HUD
<전투기 FA-18의 조종석에 적용된 HUD(Head-up display) 역시 증강현실의 한 예다>
게임에 적용된 증강현실
<게임에 적용된 증강현실의 예>
스마트폰을 통한 증강현실 체험
스마트폰 사용자라면 증가현실 기능을 활용해 색다른 경험을 할 수 있다. 예를 들어, 친구가 보고 있는 책의 자세한 정보가 궁금하다면 스마트폰 내 증강현실 애플리케이션을 실행한 다음, 카메라 화면으로 책 표지를 비추거나 셔터로 찍으면 된다. 그러면 해당 애플리케이션이 이 화면 정보를 읽어 들여 인터넷 데이터베이스 등에서 책 제목과 저자, 출판사, 서평 평점, 가격 등을 화면에 보여준다. 따라서 당연히 3G/4G 이동통신 또는 와이파이로 인터넷 접속이 가능한 상태여야 한다. 희귀서가 아닌 이상 대부분의 책 정보를 볼 수 있다.
위와 같이 책 정보를 알았고 구매하기로 마음 먹었다. 인터넷으로 주문할 수도 있지만 아무래도 인근 서점을 찾아 직접 훑어 보고 구매하려 한다. 이때는 증강현실을 이용한 지도 검색 애플리케이션을 활용하면 된다. 스마트폰 또는 태블릿 PC의 GPS 정보를 수신하여 현재 자신의 위치를 파악한 후 가장 가까운 거리에 있는 서점을 찾아 주기 때문이다.
카메라를 이용한 증강현실
아울러 인근 서점까지 가는 방법도 증강현실 애플리케이션을 통해 자세히 안내 받을 수 있다. 자동차 이동 경로나 대중교통 탑승·환승 정보는 물론, 도보 이동 시 가상 내비게이션 기능도 제공까지 제공된다. 즉 스마트폰 카메라를 길거리를 비추면 증강현실 애플리케이션이 가는 방향을 가상의 화살표 등으로 표시해 준다.
이제 인근 서점에서 책을 구매했으니 조용한 카페에 들러 천천히 읽고 싶다. 주변에 괜찮은 카페가 있는지도 증강현실 애플리케이션을 통해 확인할 수 있다. 마찬가지로 스마트폰 카메라로 거리를 비추면 건물 및 상호 정보가 화면 위에 자동으로 표시된다. 역시 원하는 카페까지 걸어가는 경로를 화살표 등으로 표시하니 따라가면 된다.
증강현실 앱을 이용해 경로를 탐색하는 모습
증강현실 애플리케이션을 통해 길거리를 비추면 증강현실 애플리케이션이 목적지까지 가는 방향을 가상의 화살표 등으로 표시해 준다.
위의 사례는 스마트폰 사용자라면 지금 이 순간에도 언제 어디서든 즉시 체험할 수 있는 증강현실의 가장 일반적인 형태다. 이 같은 실생활뿐 아니라 증강현실 기술이 적용되는 분야는 매우 다양하다. 특히 요즘에는 광고·홍보 분야에서도 각광을 받고 있다. 자사의 제품에 가상의 이미지를 씌워 독특한 분위기를 연출할 수 있기 때문이다. TV 방송 분야에도 적극 활용되고 있다. 기상 캐스터 뒤로 보이는 가상 기상도, 정보 그래프 등이 대표적인 예다. 이후 가상 디스플레이 기술, 3D 입체 영상 기술 등이 더욱 발전하면 증강현실이 적용될 수 있는 사례는 대단히 넓어지게 될 것이 분명하다.
진보하는 증강현실 기술
2014년 기준 우리나라 스마트폰 사용자는 4,000만 명을 넘어섰다. 이에 따라 증강현실 기술을 기반으로 하는 산업군이 더욱 활발하게 움직일 것으로 예측된다. 외국의 시장조사업체인 주니퍼 리서치(Juniper Research)는 ‘증강현실 시장이 2014년까지 7억 달러 이상의 규모로 성장할 것’이라고 예상한 바 있다. 이런 규모로 성장한다면 머지 않아 스마트폰의 한계를 벗어난 새로운 형태의 증강현실 기술이 탄생할 수도 있을 것으로 보인다.
국제 학술 콘퍼런스인 ‘TED’에서 공개된 ‘식스센스(Six-sense)’라는 기기가 근미래 증강현실의 청사진을 정확하게 보여주어 화제가 됐다. 이 기기는 스마트폰 정도의 크기에 빔프로젝터 기능이 있어 공간에 영상을 투사하거나, 주변의 사진 또는 영상을 받아 들여 그에 해당하는 상세 정보를 보여준다. 이후 양손가락으로 이 화면을 제어할 수 있어 허공에서 마치 터치스크린을 조작하는 듯한 움직임이 가능하다. 영화 ‘마이너리티 리포트’의 한 장면을 연상케 하는 고도의 증강현실 기술이다. 말마따나 영화에서 보던 기술이 점차 현실이 되고 있는 것이다.
TED에서 공개된 식스센스
이후 증강현실 기술을 활용한 기기로 가장 주목 받은 것이 구글 글래스다(Google Glass). 구글이 시범적으로 개발, 공개한 이 스마트 안경은 일반 안경처럼 눈에 착용하며, 스마트폰처럼 구글 안드로이드 운영체제가 내장되어 안경을 통해 인터넷 검색이나 사진 촬영, 길 안내, SNS 사용 등이 가능하다. 구글 글래스는 기본적으로 음성 명령으로 작동하며, 한쪽 렌즈에 화면 출력용 프리즘에 장착돼 있어 사용자 눈 앞으로 약 25인치 크기의 가상 화면이 나타난다.
구글 글래스
한편 증강현실 기술로 인한 맹점도 배제할 수 없다. 일상 생활을 편리하고 윤택하게 하는 건 확실하지만, 가상 세계에 완전히 매혹되어 현실과 가상을 구분하지 못하는 상황이 발생할 수도 있다. 컴퓨터 온라인 게임에 빠져 정상적인 생활을 영위하지 못하는 경우와 비슷하다. 이외에 현재까지의 증강현실 기술은 다분히 광고형·홍보형 콘텐츠에 집중되고 있기 때문에 향후에도 단발적인 관심끌기 위주로만 흘러가지 않을까 하는 우려도 없지 않다.
또한 증강현실 기술이 사용자에게 적용될 경우 개인 정보가 무분별하게 노출될 수 있다는 지적도 있다. 서두에서 예로 든, 드래곤볼의 스카우터처럼 상대방의 의사와는 무관하게 개인 정보가 쉽게 노출된다면 그로 이한 심각한 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 따라서 언제나 그렇듯 신기술을 개발·개선함과 동시에 그에 따른 잠재적인 부작용 등도 다각도로 예측, 분석하여 사용자에게 피해가 없도록 해야 할 것이다.
글 / IT동아 이문규([email protected])
※본 기사는 네이버캐스트(http://navercast.naver.com/)의 ‘용어로 보는 IT’ 코너에도 함께 연재됩니다.
증강 현실이란 무엇인가 – 기술, 사례 및 역사
what is augmented reality technology
이 포괄적 인 자습서에서는 증강 현실이란 무엇이며 어떻게 작동하는지 설명합니다. 또한 AR의 기술, 사례, 역사 및 응용에 대해 알아보십시오.
이 튜토리얼은 증강 현실 (AR)의 정의와 작동 방식을 포함한 기본 사항을 설명하는 것으로 시작합니다. 그런 다음 원격 협업, 건강, 게임, 교육 및 제조와 같은 AR의 주요 응용 프로그램을 풍부한 예와 함께 살펴 보겠습니다. 또한 증강 현실에 사용되는 하드웨어, 앱, 소프트웨어 및 장치에 대해서도 다룹니다.
이 튜토리얼은 또한 증강 현실 시장의 전망과 다양한 증강 현실 주제에 대한 문제와 과제에 대해서도 설명합니다.
학습 내용 :
증강 현실이란?
AR을 사용하면 가상 객체를 실제 환경에서 실시간으로 오버레이 할 수 있습니다. 아래 이미지는 IKEA AR 앱을 사용하여 꿈의 집을 디자인하고 개선하며 생활하는 모습을 보여줍니다.
[영상 출처 ]증강 현실 정의
증강 현실은 AR 장치를 사용하여 실제 객체와 환경을 3D 가상 객체와 오버레이하고 가상이 실제 객체와 상호 작용하여 의도 한 의미를 생성 할 수 있도록하는 기술 및 방법으로 정의됩니다.
실제 환경 전체를 가상 환경으로 재현하고 대체하려는 가상 현실과 달리 증강 현실은 컴퓨터 생성 이미지와 디지털 정보로 현실 세계의 이미지를 풍부하게하는 것입니다. 비디오, 인포 그래픽, 이미지, 사운드 및 기타 세부 사항을 추가하여 인식을 바꾸려고합니다.
AR 콘텐츠를 생성하는 장치 내부 가상 3D 이미지는 기하학적 관계를 기반으로 실제 개체에 오버레이됩니다. 장치는 다른 물체와 관련된 물체의 위치와 방향을 계산할 수 있어야합니다. 결합 된 이미지는 모바일 화면, AR 안경 등에 투사됩니다.
한편, 사용자가 AR 콘텐츠를 볼 수 있도록 사용자가 착용하는 장치가 있습니다. 같지 않은 가상 현실 헤드셋 사용자를 시뮬레이션 된 세계에 완전히 몰입시키는 AR 안경은 그렇지 않습니다. 안경을 사용하면 가상 객체를 실제 객체에 추가하고 오버레이 할 수 있습니다. 예를 들어 수리 영역을 표시하기 위해 기계에 AR 마커를 배치합니다.
AR 안경을 사용하는 사용자는 주변의 실제 물체 나 환경을 볼 수 있지만 가상 이미지가 풍부합니다.
1990 년 용어가 만들어진 이래 처음으로 군사 및 텔레비전 분야에 적용되었지만 AR은 이제 게임, 교육 및 훈련 및 기타 분야에 적용됩니다. 대부분은 휴대폰과 컴퓨터에 설치할 수있는 AR 앱으로 적용됩니다. 오늘날에는 GPS, 3G 및 4G, 원격 감지와 같은 휴대폰 기술로 향상되었습니다.
AR의 유형
증강 현실은 마커리스, 마커 기반, 프로젝션 기반 및 중첩 기반 AR의 네 가지 유형입니다. 하나씩 자세히 살펴 보겠습니다.
# 1) 마커 기반 AR
특수 표시 등 특수한 시각적 개체 인 마커와 카메라가 3D 디지털 애니메이션을 시작하는 데 사용됩니다. 시스템은 콘텐츠를 효과적으로 배치하기 위해 시장의 방향과 위치를 계산합니다.
마커 기반 AR 예 : 마커 기반 모바일 기반 AR 가구 앱입니다.
[영상 출처 ]# 2) 마커없는 AR
이벤트, 비즈니스 및 내비게이션 앱에서 사용되며 예를 들어 이 기술은 위치 기반 정보를 사용하여 사용자가 특정 지역에서 어떤 콘텐츠를 얻거나 찾는 지 결정합니다. 휴대폰에서 사용할 수있는 GPS, 나침반, 자이로 스코프 및 가속도계를 사용할 수 있습니다.
아래 예는 Marker-less AR이 실제 공간에 물체를 배치하는 데 물리적 마커가 필요하지 않음을 보여줍니다.
[영상 출처 ]# 3) 프로젝트 기반 AR
이 종류는 사용자와 표면의 상호 작용을 감지하기 위해 물리적 표면에 투영되는 합성 조명을 사용합니다. 스타 워즈 및 기타 공상 과학 영화와 같은 홀로그램에 사용됩니다.
아래 이미지는 AR 프로젝트 기반 AR 헤드셋에서 검 프로젝션을 보여주는 예입니다.
[영상 출처 ]# 4) 중첩 기반 AR
이 경우 원본 항목은 전체 또는 부분적으로 증가로 대체됩니다. 아래 예제는 사용자가 IKEA 카탈로그 앱에서 스케일이있는 방 이미지 위에 가상 가구 항목을 배치 할 수 있도록 허용하는 것입니다.
IKEA는 중첩 기반 AR의 예입니다.
AR의 간략한 역사
1968 년 : Ivan Sutherland와 Bob Sproull은 원시 컴퓨터 그래픽을 사용하는 세계 최초의 헤드 마운트 디스플레이를 만들었습니다.
다모 클레스의 검
[영상 출처 ]1975 년 : AR 실험실 인 Videoplace는 Myron Krueger가 만들었습니다. 임무는 인간의 움직임이 디지털과 상호 작용하는 것이 었습니다. 이 기술은 나중에 프로젝터, 카메라 및 화면 실루엣에 사용되었습니다.
마이런 크루거
[영상 출처 ]1980 : Steve Mann이 개발 한 최초의 휴대용 컴퓨터 EyeTap. EyeTap은 이미지를 기록하고 다른 이미지를 중첩했습니다. 머리의 움직임으로 연주 할 수 있습니다.
스티브 만
[영상 출처 ]1987 년 : HUD (Heads-Up Display)의 프로토 타입은 Douglas George와 Robert Morris가 개발했습니다. 실제 하늘에 천문 데이터를 표시했습니다.
자동차 HUD
1990 년 : 증강 현실이라는 용어는 보잉 회사의 연구원 인 Thomas Caudell과 David Mizell에 의해 만들어졌습니다.
데이비드 미젤
토마스 코델
[영상 출처 ]1992 : AR 시스템 인 Virtual Fixtures는 미 공군의 Louise Rosenberg가 개발했습니다.
가상 설비 :
[영상 출처 ]1999 : Frank Deigado와 Mike Abernathy와 그들의 과학자 팀은 헬리콥터 비디오에서 활주로와 거리 데이터를 생성 할 수있는 새로운 내비게이션 소프트웨어를 개발했습니다.
2000 년 : 오픈 소스 SDK 인 ARToolKit은 일본 과학자 Hirokazu Kato가 개발했습니다. 나중에 Adobe와 함께 작동하도록 조정되었습니다.
2004 : Trimble Navigation에서 제공하는 야외 헬멧 장착형 AR 시스템.
2008 : Wikitude에서 만든 Android 모바일 기기 용 AR 여행 가이드.
2013 년부터 현재까지 : 블루투스 인터넷이 연결된 Google Glass, Windows HoloLens – HD 홀로그램을 표시하는 센서가있는 AR 고글, Niantic의 휴대 기기 용 Pokemon Go 게임.
스마트 안경 :
[영상 출처 ]AR의 작동 원리 – 그 뒤에 숨은 기술
첫 번째는 실제 환경의 이미지 생성입니다. 두 번째는 실제 물체의 이미지 위에 3D 이미지를 오버레이 할 수있는 기술을 사용하는 것입니다. 세 번째는 기술을 사용하여 사용자가 시뮬레이션 된 환경과 상호 작용하고 참여할 수 있도록하는 것입니다.
AR은 화면, 안경, 핸드 헬드 장치, 휴대폰 및 헤드 마운트 디스플레이에 표시 될 수 있습니다.
또한 읽기 = >> 최고의 AR 스마트 안경
따라서 우리는 모바일 기반 AR, 헤드 마운트 기어 AR, 스마트 안경 AR 및 웹 기반 AR을 보유하고 있습니다. 헤드셋은 모바일 기반 및 기타 유형보다 몰입도가 높습니다. 스마트 안경은 1 인칭 시점을 제공하는 웨어러블 AR 장치이며 웹 기반에서는 앱을 다운로드 할 필요가 없습니다.
AR 안경의 구성 :
[영상 출처 ]S.L.A.M을 사용합니다. 기술 (Simultaneous Localization And Mapping) 및 센서 데이터를 사용하여 물체까지의 거리를 계산하는 Depth Tracking 기술과 함께 다른 기술을 포함합니다.
증강 현실 기술
AR 기술은 실시간 증강을 허용하며 이러한 증강은 환경의 맥락에서 발생합니다. 애니메이션, 이미지, 비디오 및 3D 모델을 사용할 수 있으며 사용자는 자연광과 합성 광으로 물체를 볼 수 있습니다.
시각적 기반 SLAM :
[영상 출처 ]SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) 기술 동시 현지화 및 매핑 문제를 해결하는 알고리즘 세트입니다.
SLAM은 기능 포인트를 사용하여 사용자가 실제 세계를 이해하도록 돕습니다. 이 기술을 통해 앱은 3D 개체와 장면을 이해할 수 있습니다. 물리적 세계를 즉시 추적 할 수 있습니다. 또한 디지털 시뮬레이션을 오버레이 할 수 있습니다.
SLAM은 모바일 장치 기술과 같은 모바일 로봇을 사용하여 주변 환경을 감지 한 다음 가상지도를 만듭니다. 지도에서 위치, 방향 및 경로를 추적합니다. AR 외에도 드론, 항공기, 무인 차량, 로봇 청소기 등에 사용되며 예를 들어 인공 지능과 기계 학습을 사용하여 위치를 이해합니다.
특징 감지 및 매칭은 다양한 시점에서 특징점을 수집하는 카메라와 센서를 사용하여 수행됩니다. 그런 다음 삼각 측량 기술은 물체의 3 차원 위치를 추론합니다.
AR에서 SLAM은 가상 객체를 실제 객체로 슬롯 및 블렌딩하는 데 도움이됩니다.
인식 기반 AR : 마커가 감지되면 오버레이가 가능하도록 마커를 식별하는 카메라입니다. 이 장치는 마커의 위치와 방향을 감지 및 계산하고 실제 마커를 3D 버전으로 대체합니다. 그런 다음 다른 사람의 위치와 방향을 계산합니다. 마커를 회전하면 전체 개체가 회전합니다.
위치 기반 접근. 여기 t시뮬레이션 또는 시각화는 GPS, 디지털 나침반, 가속도계 및 속도계에 의해 수집 된 데이터에서 생성됩니다. 스마트 폰에서 매우 일반적입니다.
깊이 추적 기술 : Microsoft Kinect와 같은 깊이지도 추적 카메라는 다양한 기술을 사용하여 카메라에서 추적 영역에있는 물체의 실시간 거리를 계산하여 실시간 깊이지도를 생성합니다. 이 기술은 일반 깊이 맵에서 개체를 분리하고 분석합니다.
아래 예제는 깊이 알고리즘을 사용한 손 추적입니다.
[영상 출처 ]자연 기능 추적 기술 : 유지 관리 또는 조립 작업에서 단단한 물체를 추적하는 데 사용할 수 있습니다. 다단계 추적 알고리즘은 물체의 움직임을보다 정확하게 추정하는 데 사용됩니다. 마커 추적은 보정 기술과 함께 대안으로 사용됩니다.
가상 3D 객체와 애니메이션을 실제 객체에 오버레이하는 것은 기하학적 관계를 기반으로합니다. 더 나은 AR 경험을 제공하기 위해 TrueDepth 카메라가있는 iPhone XR과 같은 스마트 폰에서 확장 된 얼굴 추적 카메라를 사용할 수 있습니다.
AR의 장치 및 구성 요소
Kinect AR 카메라 :
[영상 출처 ]카메라 및 센서 : 여기에는 AR 카메라 또는 기타 카메라가 포함됩니다. 예를 들어 스마트 폰에서는 실제 물체의 3D 이미지를 촬영하여 처리를 위해 보냅니다. 센서는 사용자와 앱 및 가상 개체의 상호 작용에 대한 데이터를 수집하여 처리를 위해 보냅니다.
처리 장치 : AR 스마트 폰, 컴퓨터 및 특수 장치는 그래픽, GPU, CPU, 플래시 메모리, RAM, Bluetooth, WiFi, GPS 등을 사용하여 3D 이미지 및 센서 신호를 처리합니다. 속도, 각도, 방향, 방향 등을 측정 할 수 있습니다.
영사기: AR 프로젝션에는 AR 헤드셋 렌즈 또는 기타보기 표면에 생성 된 시뮬레이션을 프로젝션하는 것이 포함됩니다. 이것은 미니어처 프로젝터를 사용합니다.
동영상 : 최초의 스마트 폰 AR 프로젝터
반사경 : 거울과 같은 반사경은 인간의 눈이 가상 이미지를 볼 수 있도록 AR 장치에 사용됩니다. AR 카메라와 사용자의 눈에 빛을 반사하는 데 작은 곡면 거울 또는 양면 거울 배열을 사용하여 대부분 이미지를 적절하게 정렬 할 수 있습니다.
모바일 장치 : 최신 스마트 폰에는 통합 GPS, 센서, 카메라, 가속도계, 자이로 스코프, 디지털 나침반, 디스플레이 및 GPU / CPU가 포함되어 있기 때문에 AR에 매우 적합합니다. 또한 모바일 AR 경험을 위해 AR 앱을 모바일 장치에 설치할 수 있습니다.
아래 이미지는 iPhone X에서 AR을 보여주는 예입니다.
[영상 출처 ]헤드 업 디스플레이 또는 HUD : AR 데이터를 투명 디스플레이에 투사하여 볼 수있는 특수 장치입니다. 군대 훈련에서 처음으로 사용되었지만 이제는 항공, 자동차, 제조, 스포츠 등에 사용됩니다.
AR 안경은 스마트 안경이라고도합니다. 스마트 안경은 알림 표시 용입니다. 예를 들어 스마트 폰에서. 여기에는 Google 안경, Laforge AR 안경 및 Laster See-Thru가 포함됩니다.
AR 콘택트 렌즈 (또는 스마트 렌즈) : 이들은 눈에 닿도록 착용합니다. 소니와 같은 제조업체는 사진 촬영 또는 데이터 저장 기능과 같은 추가 기능을 갖춘 렌즈를 개발하고 있습니다.
AR 콘택트 렌즈는 눈과 접촉하여 착용합니다.
[영상 출처 ]가상 망막 디스플레이 : 그들은 인간의 눈에 레이저 빛을 투사하여 이미지를 만듭니다.
비디오 : 가상 망막 디스플레이
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AR의 이점
귀사 또는 조직을위한 AR의 몇 가지 이점과이를 통합하는 방법을 살펴 보겠습니다.
통합 또는 채택은 사용 사례 및 애플리케이션에 따라 다릅니다. 유지 관리 및 생산 작업 모니터링, 부동산 가상 워크 스루 수행, 제품 광고, 원격 설계 강화 등에 사용할 수 있습니다.
오늘날 가상 피팅룸은 구매 수익을 줄이고 구매자의 구매 결정을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.
영업 사원은 흥미로운 브랜드 AR 콘텐츠를 제작 및 게시하고 광고를 삽입하여 사람들이 콘텐츠를 볼 때 자신의 제품을 알 수 있습니다. AR은 참여를 향상시킵니다.
제조에서 제조 장비 이미지의 AR 마커는 프로젝트 관리자가 작업을 원격으로 모니터링하는 데 도움이됩니다. 디지털지도와 식물을 사용할 필요성이 줄어 듭니다. 예를 들어 장치 또는 기계가 제자리를 가리켜 제자리에 맞는지 결정할 수 있습니다.
장치 또는 기계가 제자리를 가리켜 제자리에 맞는지 결정할 수 있습니다. 몰입 형 실제 시뮬레이션은 학습자에게 교육 학적 이점을 제공합니다. 게임 기반 학습 및 훈련의 시뮬레이션은 연구자들이 보여준 것처럼 심리적 이점과 학습자 간의 공감력을 높입니다.
의대생은 AR 및 VR 시뮬레이션을 사용하여 막대한 예산이나 환자에게 불필요한 부상을 입히지 않고 가능한 한 많은 수술을 시도 할 수 있습니다.
아래 이미지는 AR이 수술 실습을위한 의료 교육에 어떻게 적용되는지 보여줍니다.
[영상 출처 ]AR을 사용하여 미래의 우주 비행사는 첫 번째 또는 다음 우주 임무를 시도 할 수 있습니다.
AR은 가상 관광을 가능하게합니다. 예를 들어 AR 앱은 원하는 목적지로가는 길을 제공하고 거리의 표지판을 번역하며 관광 정보를 제공 할 수 있습니다. ㅏ 좋은 예 GPS 내비게이션 앱입니다. AR 콘텐츠는 예를 들어 박물관에 추가 현실이 추가되는 새로운 문화적 경험을 제작할 수 있습니다.
GPS 내비게이션 앱입니다. AR 콘텐츠는 예를 들어 박물관에 추가 현실이 추가되는 새로운 문화적 경험을 제작할 수 있습니다. 증강 현실은 2020 년까지 1,500 억 달러로 확장 . 300 억 달러에 비해 1,200 억 달러로 가상 현실 이상을 확장하고 있습니다. AR 지원 장치는 2023 년까지 25 억 개에이를 것으로 예상됩니다.
자체 브랜드 애플리케이션을 개발하는 것은 기업이 AR 기술에 참여하기 위해 사용하는 가장 일반적인 방법 중 하나입니다. 기업은 여전히 타사 AR 플랫폼 및 콘텐츠에 광고를 게재하거나 개발 된 소프트웨어에 대한 라이선스를 구매하거나 AR 콘텐츠 및 청중을위한 공간을 임대 할 수 있습니다.
개발자는 ARKit 및 ARCore와 같은 AR 개발 플랫폼을 사용하여 애플리케이션을 개발하고 AR을 비즈니스 애플리케이션에 통합 할 수 있습니다.
증강 현실 대 가상 현실 대 혼합 현실
증강 현실은 가상 현실 및 혼합 현실과 유사하며 둘 다 실제 물체의 3D 가상 시뮬레이션을 생성하려고 시도합니다. 혼합 현실은 실제 개체와 시뮬레이션 된 개체를 혼합합니다.
위의 모든 경우는 센서와 마커를 사용하여 가상 및 실제 개체의 위치를 추적합니다. AR은 센서와 마커를 사용하여 실제 물체의 위치를 감지 한 다음 시뮬레이션 된 물체의 위치를 결정합니다. AR은 이미지를 렌더링하여 사용자에게 투사합니다. 수학 알고리즘도 사용하는 VR에서 시뮬레이션 된 세계는 사용자의 머리와 눈의 움직임에 따라 반응합니다.
그러나 VR은 사용자를 실제 세계와 격리시켜 시뮬레이션 된 세계에 완전히 몰입시키는 반면 AR은 부분적으로 몰입 할 수 있습니다.
=> 추천 자료 – AR Vs VR : 비교
혼합 현실은 AR과 VR을 결합합니다. 그것은 현실 세계와 가상 물체의 상호 작용을 포함합니다.
증강 현실 애플리케이션
신청 설명 / 설명 의학 / 건강 관리 AR은 의료진을 원격으로 교육하고, 건강 상황을 모니터링하고, 환자를 진단하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 노름 AR은 게임장이 가상 영역에서 플레이어가 실제 활동을 수행 할 수있는 실제 경험을 포함하도록 이동함에 따라 더 나은 게임 경험을 제공합니다. 소매 및 광고 AR은 고객에게 제품의 3D 모델을 제시하고 부동산과 같은 제품에 대한 가상 워크 스루를 제공함으로써 고객이 더 나은 선택을 할 수 있도록함으로써 고객 경험을 개선 할 수 있습니다.
고객을 가상 상점과 방으로 안내하는 데 사용할 수 있습니다. 고객은 가구를 구입할 때와 같이 자신의 공간에 3D 항목을 오버레이하여 크기, 모양, 색상 및 유형과 관련하여 자신의 공간에 가장 적합한 항목을 선택할 수 있습니다.
광고에서는 AR 콘텐츠에 광고를 포함하여 기업이 콘텐츠를 시청자에게 대중화하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 제조 및 유지 관리 유지 보수에서 수리 기술자는 전문가가 현장을 방문하지 않고도 AR 앱을 사용하여 지상에서 수리 및 유지 보수 작업을 수행하도록 전문가에 의해 원격으로 지시 될 수 있습니다. 이는 해당 위치로 이동하기 어려운 장소에서 유용 할 수 있습니다. 교육 AR 대화 형 모델은 교육 및 학습에 사용됩니다. 군 AR은 고급 탐색을 지원하고 실시간으로 개체를 표시하는 데 도움이됩니다. 관광 여행 AR은 AR 콘텐츠에 광고를 게재하는 것 외에도 탐색에 사용할 수 있으며 목적지, 길 찾기 및 관광에 대한 데이터를 제공합니다.
실생활에서의 AR 사례
Elements 4D는 AR을 사용하여 화학을 더 재미 있고 매력적으로 만드는 화학 학습 애플리케이션입니다. 이를 통해 학생들은 요소 블록에서 종이 큐브를 만들어 장치의 AR 카메라 앞에 놓습니다. 그런 다음 화학 원소, 이름 및 원자량의 표현을 볼 수 있습니다. 학생들은 큐브를 모아서 그들이 반응하는지와 화학 반응을 볼 수 있습니다.
[영상 출처 ]Google에서 판지를 사용하는 Google Expeditions에서는 이미 전 세계의 학생들이 역사, 종교 및 지리 연구를위한 가상 투어를 할 수 있도록 허용하고 있습니다.
Human Anatomy Atlas를 통해 학생들은 7 개 언어로 10,000 개 이상의 3D 인체 모델을 탐색하고 부품, 작동 방식을 배우고 지식을 향상시킬 수 있습니다.
Touch Surgery는 수술 연습을 시뮬레이션합니다. AR 회사 인 DAQRI와 협력하여 의료 기관은 학생들이 가상 환자 수술을하는 모습을 볼 수 있습니다.
IKEA 모바일 앱은 부동산 및 가정용 제품 둘러보기 및 테스트로 유명합니다. 다른 앱으로는 Nintendo의 게임용 Pokemon Go 앱이 있습니다.
자세히 알아보기 = >> 증강 현실 애플리케이션 예제
AR을위한 개발 및 설계
AR 개발 플랫폼은 AR 앱을 개발하거나 코딩 할 수있는 플랫폼입니다. 예 ZapWorks, ARToolKit, MAXST for Windows AR 및 스마트 폰 AR, DAQRI, SmartReality, ARCore by Google, Windows의 Mixed Reality AR 플랫폼, Vuforia 및 ARKit by Apple이 포함됩니다. 일부는 모바일 용 앱, 다른 일부는 P.C. 및 다른 운영 체제 용 앱 개발을 허용합니다.
AR 개발 플랫폼을 통해 개발자는 Unity, 3D 추적, 텍스트 인식, 3D지도 생성, 클라우드 스토리지, 단일 및 3D 카메라 지원, 스마트 안경 지원, 기타 플랫폼 지원 등 다양한 기능을 앱에 제공 할 수 있습니다.
서로 다른 플랫폼을 통해 마커 기반 및 / 또는 위치 기반 앱을 개발할 수 있습니다. 플랫폼을 선택할 때 고려해야 할 기능에는 비용, 플랫폼 지원, 이미지 인식 지원, 3D 인식 및 추적이 가장 중요한 기능, 사용자가 AR 프로젝트를 가져오고 내보내고 다른 프로젝트와 통합 할 수있는 Unity와 같은 타사 플랫폼에 대한 지원이 포함됩니다. 플랫폼, 클라우드 또는 로컬 스토리지 지원, GPS 지원, SLAM 지원 등
이러한 플랫폼으로 개발 된 AR 앱은 수많은 기능을 지원합니다. 미리 만들어진 AR 개체가있는 하나 또는 다양한 AR 안경으로 콘텐츠를 볼 수 있으며, 개체에 반사가있는 반사 매핑 지원, 실시간 이미지 추적, 2D 및 3D 인식,
일부 SDK 또는 소프트웨어 개발 키트는 드래그 앤 드롭 방식으로 앱을 개발할 수있는 반면 다른 일부는 코딩 지식이 필요합니다.
일부 AR 앱은 사용자가 AR 콘텐츠를 처음부터 개발, 업로드 및 편집 할 수 있도록합니다.
결론
이 증강 현실에서 우리는 기술이 실제 환경이나 객체에서 가상 객체를 오버레이 할 수 있다는 것을 배웠습니다. SLAM, 깊이 추적, 자연 기능 추적, 물체 인식 등의 기술 조합을 사용합니다.
이 증강 현실 튜토리얼은 AR, 작동의 기본 사항, AR 기술 및 응용 프로그램을 소개합니다. 마지막으로 AR 통합 및 개발에 관심이있는 사람들을위한 모범 사례를 고려했습니다.
증강현실의 이해와 구현원리
증강현실의 이해와 구현원리
증강현실이란 용어는 누구나 한번쯤은 들어봤을 것이다. 스마트폰이 활성화되면서 각종 매체에서 이에 대한 이야기가 자주 나왔었는데 기술자체가 워낙 재미있고 신기하다 보니 그 만큼 이슈가 되었던 기술이다. 하지만 주변의 많은 분들과 이야기를 나누어보니, 정작 이 증강현실이란 기술이 다가올 미래에 어떤 의미를 가지고 있는지, 왜 그렇게 중요한지에 대한 이해는 다소 부족하다는 느낌이 들었다. 따라서, 이번에는 증강현실에 대한 이해뿐만 아니라 증강현실이 적용된 다양한 사례를 통해 앞으로 이 기술이 가져올 변화에 대해 같이 이야기해보고자 한다.
1. 증강현실이란?
IT관련 개발자들 조차 증강현실을 한 마디로 설명하기란 쉽지 않다. 증강현실을 좀 더 쉽게 이해하기 위해서는 먼저 비교대상이 있어야 하는데 증강현실과 많이 헷갈리는 용어인 가상현실에 대해 살펴보고 차이점을 비교해보도록 하자.
* 가상현실 VS 증강현실
◎ 가상현실(VR: Virtual Reality)
가상현실이란 말 그대로 가상의, 실제 존재하지 않는 공간을 말한다. 쉽게 생각해서 온라인 게임인 리니지를 연상하면 된다. 이는 실제로는 존재하지 않는 세계이지만, 마치 현실의 세계와 같이 만들어져 있는 공간이다. 그럼 증강현실은 가상현실과는 어떻게 다를까?
◎ 증강현실(AR: Augmented Reality)
증강현실은 가상현실과는 확실히 다른 개념이다. 가장 큰 차이는 공간이 ‘가짜’냐 ‘진짜’이냐 하는 것인데. 가상현실이 실제 존재하지 않는 가짜 공간인 반면 증강현실의 공간은 실제공간을 기반으로 한다. 그리고 이 실제공간에 각종 부가적인 정보를 추가시켜 만든 공간이 바로 증강현실이다.
◎ 영화속 증강현실
몇 해전 인기를 끌었던 아바타란 영화를 봐도 가상현실과 증강현실이 모두 소재로 사용되었단 걸 알 수 있다. 영화 속 주인공인 제이크는 나비족의 몸을 통해 가상현실로 나비족의 세계를 경험하며 (왼쪽), 나비족의 힘의 원천에 대해 상사에게 브리핑하는 장면에서는(오른쪽) 증강현실의 기술을 이용해 다양한 정보를 화면에 나타내주는 것을 볼 수 있다.
[ 영화 아바타 속의 가상현실과 증강현실 비교 ]이외에도 10년도 더 된 많은 영화속에서조차 증강현실은 자주 소개되어 왔다. 예를 들어, 터미네이터가 상대방을 처다보자 드래곤볼의 스카우터같이 상대방의 다양한 정보가 중첩되어 디스플레이 되던 모습을 기억하는 사람이 있다면 그 역시 증강현실의 하나란 사실을 이해할 수 있을 것이다.
자, 이제 증강현실이 어떤 것인지 감이 오는가? 그럼 다음에는 이런 신기한 기술이 어떤 원리로 구현이 되는지 살펴보도록 하자. 의외로 기본적인 구현원리는 간단하다.
2. 증강현실의 구현원리
증강현실을 구현하는 방법은 크게 두 가지 방법이 있지만 보통 증강현실하면 “위치정보 + 전자나침판 + 중력(기울기)센서”의 기술을 사용한 서비스를 말하며 각각의 기술이 제공하는 정보는 다음과 같다.
위치정보
(GPS
기술
) :
사용자의
위치를
제공
디지털
나침판
:
휴대폰이
향하는
방향을
제공
중력센서
:
휴대폰의
기울어진
정도를
제공
그럼
조금
더
감을
잡기
위해
,
이
세
가지의
기술이
어떤
식으로
사용되어
증강현실이
이루어지는지
그
처리과정을
하나씩
살펴보도록
하자
◎ 증강현실이 이루어지는 과정
밑에 그림은 증강현실이 이루어지는 과정을 개념적으로 나타낸 것이다. 물론 실제로는 이보다 훨씬 복잡한 과정을 거치겠지만, 기본적인 서비스Flow는 이와 비슷하다.
1) 위치관련정보 획득
증강현실 App을 실행해서 아무 건물이나 비추면 휴대폰의 현재위치, 휴대폰이 향하고 있는 방향 그리고 기울어진 정도를 단말기에서 제공하는 API(기능)를 이용해 얻는다.
예) 강남역에 위치한 곳의 GPS정보(위도,경도)/휴대폰의 나침판방향/x,y,z축 중력가속도
2) 위치관련정보 서버로 송신
획득한 위치관련정보는 위치정보 시스템으로 전송되는데 여기서 위치정보를 서버로 전송하는 이유는
단말이 현재위치정보와 관련된 정보를 다 가지고 있는 것은 현실적으로 불가능하기 때문이다. 만약 강남역 에 위치한 건물에 입주한 업체가 바뀐 경우를 생각해보면 금방 왜 모든 정보를 가지고 있는 것이 불가능한 지 쉽게 이해가 될 것이다.
3) 해당정보와 관련된 부가정보를 서버로부터 수신
서버는 휴대폰으로부터 받은 정보와 관련된 다양한 부가정보를 파악해 다시 휴대폰의 증강현실 Application에 전송한다. 예) 스타벅스관련 정보, 메뉴, 전화번호, 쿠폰 …
4) 화면에 디스플레이
전송 받은 부가정보를 화면의 카메라 정보에 겹쳐서 보여줍니다.
이제 신기하게만 보였던 증강현실 앱이 내부적으로 어떤 식으로 돌아가는지 감이 잡히는가?
다음에는 이런 증강현실에 사용되는 핵심 기술 2가지를 좀 더 살펴보도록 하겠다..
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