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연구과제 상세정보

HMD 기반 가상환경에서 VR 멀미를 위한 탐색적 연구
An Exploratory study of Virtual Reality Sickness in HMD based Virtual Environments
  • 연구자가 한국연구재단 연구지원시스템에 직접 입력한 정보입니다.
사업명 학제간융합연구사업 [지원년도 신청 요강 보기 지원년도 신청요강 한글파일 지원년도 신청요강 PDF파일 ]
연구과제번호 2015S1A5B6036579
선정년도 2015 년
연구기간 1 년 (2015년 09월 01일 ~ 2016년 08월 31일)
연구책임자 박창훈
연구수행기관 호서대학교
과제진행현황 종료
공동연구원 현황 정지운(고려대학교)
김현택(고려대학교)
KO HEEDONG(한국과학기술연구원)
과제신청시 연구개요
  • 연구목표

  • 몰입감과 현실감을 극대화한 HMD 기반의 가상환경에서 사용자가 경험하는 부작용인 VR 멀미에 대한 융합연구로서 가상현실 시스템과 콘텐츠 측면에서 VR 멀미를 유발하는 요소를 도출하고, 해당 요소에 대한 인간의 인지지각 과정을 이해하기 위한 탐색 연구를 목표로 한다.
    - HMD기반 가상현실 시스템의 VR 멀미 유발요소 도출 및 자극특성 이해를 위한 탐색 연구
    - 실시간 상호작용하는 360도 입체 콘텐츠의 VR 멀미 유발요소 도출 및 자극특성 이해를 위한 탐색 연구
    - HMD 이용자의 VR 멀미 검출을 위한 예비 실험 및 융합연구 협력기반 구축
  • 기대효과
  • ● 최근 HMD 판매량 급증이 예상되면서, HMD의 이용이 인체에 미치는 영향 중 부작용인 VR 멀미(motion sickness)에 대한 과학적인 연구를 통하여 객관적인 근거와 안정성 확보

    ● 몰입감과 사실감은 유지하면서 VR 멀미를 경감시킬 수 있는 다각적인 연구를 통한 VR 산업의 저변 확대와 질적 향

    - VR 멀미와 같은 부정적 경험은 가상환경에 대한 혐오 학습으로 이어질 수 있으며, 사용자들로 하여금 가상환경에 대한 접근을 멀리하게 하는 결과를 초래할 수 있음. 따라서, VR 멀미에 대한 연구는 향후 가상환경 관련 사업의 저변 확대와 질적 향상
    - 몰입감과 사실감을 유지하면서 VR 멀미를 경감할 수 있는 해결방법에 대한 연구 필요. 가상환경의 질적 수준을 유지하기 위해 몰입감과 현실감 손실을 최소화 하면서 VR 멀미를 경감시킬 수 있는 방법 제시
    - 본 연구를 통해 표준화된 VR 멀미 경감법이 개발된다면 3D 가상환경 사업의 저변확대와 잠재적인 수요창출에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대
  • 연구요약

  • ● 연구 배경
    - 최근 대형 사업자의 상용 HMD 출시와 함께 가상현실에 대한 관심이 고조되면서 수십 종류의 HMD와 관련 장치들이 개발 중
    - HMD의 대중화와 함께 시뮬레이션 기술을 이용한 타 산업과의 융합 가능성이 기대되면서 전 세계 가상현실 단말 판매량이 2018년에는 3,980만 대까지 급증한다는 전망에 따라 이를 경험하는 사람도 증가할 것으로 예상

    ● 연구 필요성
    - 최근 HMD 판매량 급증이 예상되면서, HMD 기반의 가상환경에서 발생 가능한 부작용과 대처 방안에 대한 연구 필요성 제기
    - 몰입감과 사실감을 극대화한 HMD 기반 가상환경에서 사용자가 경험하는 생리적 부작용인 VR 멀미(motion sickness)가 인체에 미치는 영향에 대한 객관적인 연구 필요
    - VR 산업의 저변 확대와 질적 향상을 위하여 몰입감과 사실감은 유지하면서 VR 멀미 경감을 위한 다각적인 연구 필요
    - 논문경향은 가상현실 기술 구현이 주를 이루며, VR멀미에 대한 연구는 답보 상태에 있다가 작년부터 급증하기 시작. 특히, 최근 대중화와 함께 새롭게 주목받고 있는 HMD기반의 가상환경을 대상으로 하면서 시스템 및 콘텐츠 기술과 생리심리학 차원의 융합연구는 미흡

    ● 기존 연구와 차별점
    - 기존 VR 시스템과 비교하여 몰입감과 사실감을 극대화한 최신 HMD 장비를 이용하는 가상환경에 특화된 VR 멀미 연구
    - VR 멀미에 대한 다각적인 연구를 위하여 시스템과 콘텐츠 측면에서 멀미 유발요소를 도출하고 이에 대한 인지지각 과정의 자극특성 연구

    ● 연구목표1: HMD기반 가상현실 시스템의 VR 멀미 유발요소 도출 및 자극특성 이해를 위한 탐색 연구
    - HMD 장치에 대한 VR 멀미 유발요소 도출 및 자극특성 이해에 대한 연구를 위하여 HMD의 세부기술 파악을 통한 예비지식 획득
    - HMD 시스템 측면에서 VR 멀미를 유발하는 요소를 도출하고 해당 요소가 사람의 인지지각 과정에 미치는 자극특성을 이해하기 위해 문헌 및 인터넷 조사
    - 최신 상용 HMD에 대한 체험 및 비교 분석을 통한 VR 멀미 유발요소 도출 및 자극특성 이해
    - 파악한 유발요소와 자극특성을 HMD의 세부기술인 몰입형 디스플레이 기술과 헤드 트랙킹 기술 측면에서 분류 및 -리

    ● 연구목표2: 실시간 상호작용하는 360도 입체 콘텐츠의 VR 멀미 유발요소 도출 및 자극특성 이해를 위한 탐색 연구
    - 콘텐츠 측면에서 실시간 상호작용하는 360도 입체영상이 유발하는 VR 멀미 요소를 도출하고, 해당 요소가 사람의 인지지각 과정에 미치는 자극특성을 이해하기 위해 문헌 및 인터넷 조사
    - 탐색조사에서 파악한 멀미요소와 자극특성을 Zeltzer가 정의한 가상현실의 3가지 기본 요소인 자율성(Autonomy), 상호작용(Interaction ), 임장감(Presence) 측면에서 분류 및 정리
    - 가상환경 내 실시간 3차원 상호작용을 탐색(navigation)과 조작(manipulation)으로 구분하여 VR 멀미의 유발요소와 자극특성 파악
    - 가상환경의 상호작용에 대하여 HCI 측면에서 최적의 경험(optimal experience)을 제공하기 위하여 유용성(usefulness), 사용성(usability), 감성(affect) 차원에서 충족하는 접근법을 VR 멀미 유발과 자극특성에 확대 적용

    ● 연구목표3: HMD 이용자의 VR 멀미 검출을 위한 예비 실험 및 융합연구 협력기반 구축
    - HMD 기반의 가상환경에서 VR 멀미 실험을 위하여 실시간 상호작용하는 360도 입체영상 콘텐츠 개발 및 통합
    - HMD 이용자의 VR 멀미 검출을 위한 실험 설계 및 생리신호 측정을 위한 실험 환경 구축
    - HMD 기반 가상환경에서 VR 멀미 관련 중장기 융합연구를 위한 연구주제 도출 및 과제 지원
결과보고시 연구요약문
  • 국문
  • 몰입감과 현실감을 극대화한 HMD 기반의 가상환경에서 사용자가 경험하는 부작용인 VR 멀미에 대한 융합연구로서 가상현실 시스템과 콘텐츠 측면에서 VR 멀미를 유발하는 요소를 도출하고, 해당 요소에 대한 인간의 인지지각 과정을 이해하기 위한 탐색 연구를 목표로 한다.
  • 영문
  • As a convergence study of VR nausea, which is a side effect experienced by users in an HMD-based virtual environment maximizing immersion and realism, we derive the elements that cause VR motion in the aspect of virtual reality system and contents, It aims at exploration research to understand process.
연구결과보고서
  • 초록
  • 몰입감과 현실감을 극대화한 HMD 기반의 가상환경에서 사용자가 경험하는 부작용인 VR 멀미에 대한 융합연구로서 가상현실 시스템과 콘텐츠 측면에서 VR 멀미를 유발하는 요소를 도출하고, 해당 요소에 대한 인간의 인지지각 과정을 이해하기 위한 탐색 연구를 목표로 한다.
  • 연구결과 및 활용방안
  • * 연구 결과

    1) HMD기반 가상현실 시스템의 VR 멀미 유발요소 도출 및 자극특성 이해를 위한 탐색 연구
    - HMD의 세부기술 파악을 통한 예비지식 획득
    - HMD 시스템 측면에서 VR 멀미를 유발하는 요소를 도출
    - 최신 상용 HMD에 대한 체험 및 비교 분석
    - HMD를 몰입형 디스플레이 기술과 헤드 트랙킹 기술 측면에서 분류 및 정리

    2) 실시간 상호작용하는 360도 입체 콘텐츠의 VR 멀미 유발요소 도출 및 자극특성 이해를 위한 탐색 연구
    - 콘텐츠 측면에서 실시간 상호작용하는 360도 입체영상이 유발하는 VR 멀미 요소를 도출
    - 멀미요소와 자극특성을 Zeltzer가 정의한 가상현실의 3가지 기본요소 측면에서 분류 및 정리
    - 3차원 상호작용을 탐색(navigation)과 조작(manipulation)으로 구분하여 VR 멀미의 유발요소와 자극특성 파악
    - HCI 측면에서 최적의 경험(optimal experience)을 제공하기 위하여 유용성, 사용성, 감성 차원에서 충족하는 접근법을 VR 멀미 유발과 자극특성에 확대 적용

    3) HMD 이용자의 VR 멀미 검출을 위한 예비 실험 및 융합연구 협력기반 구축
    VR 멀미 실험을 위하여 실시간 상호작용하는 360도 입체영상 콘텐츠 구축
    HMD 이용자의 VR 멀미 검출을 위한 실험 설계 및 생리신호 측정을 위한 실험 환경 구축
    HMD 기반 가상환경에서 VR 멀미 관련 중장기 융합연구를 위한 연구주제 도출 및 과제 지원

    * 활용 방안

    1) 사회적 기여도
    - 향후 VR 멀미를 예측하는 평가 모델로 발전시켜 HMD 기반 VR 콘텐츠의 제작, 보급 그리고 이용 단계에서 객관적인 근거를 통하여 안전한 이용 및 제작 지침을 제공함으로 VR콘텐츠 산업의 질적 향상과 저변확대를 지원
    - HMD기반 VR 콘텐츠의 제작 단계에서, 멀미감 유발 가능성에 대한 정량적인 수치를 별도의 실험 없이 즉각적으로 제공함으로 안전한 콘텐츠 개발을 위한 가이드라인 지원
    - 개발자가 VR콘텐츠를 개발할 때, 멀미를 유발하는 요소에 대한 정량적인 평가 기준에 부합하면서 콘텐츠의 사실감 또는 몰입감을 최대화할 수 있는 기준 제공

    2) 학문적 기여도
    - 가상환경의 질적 수준을 유지하기 위해 몰입감과 현실감 손실을 최소화 하면서 VR 멀미를 경감시키는 연구를 위한 기초 연구
    - VR콘텐츠의 멀미감 유발요소에 대한 사용자의 멀미 민감도를 각각 평가하여 이에 대하여 개별적인 대처가 가능한 맞춤형 VR 콘텐츠 연구를 위한 기초 연구
    - 시스템적인 측면에서 몰입감과 현실감을 제한하여 영상의 질을 저하시키는 기존 접근 방법과 달리 콘텐츠적인 측면에서 파악한 유발요소와 VR멀미 사이의 상관관계에 근거하여 다양한 수준에서 VR 콘텐츠를 조정하며 개인의 - VR 멀미 특성에 맞도록 개인화하기 위한 기초 연구

    3) 연구성과의 확산정도
    미래창조과학부 9대 국가전략 프로젝트의 가상/증강현실 분야에서 본 연구와 관련된 이용자 안정성 확보 (어지럼증, 멀미 등 휴먼펙터 부작용) 연구의 필요성이 포함됨
  • 색인어
  • 3차원 가상환경, 완전 몰입형 디스플레이, 가상현실 멀미, 감각갈등이론, 자세불안정이론
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