Earticle

본 연구는 비대칭 XR 환경에서 가상 공간의 버추얼 사용자와 물리적 공간의 피지컬 사용자를 연결하기 위한 버추얼-피지컬 양방향 상호작용 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 비대칭 환경에서의 핵심 스토리텔링 요소를 기반으로 설계된 비대칭 XR 경험 <Treasure Hunter>를 구현하기 위해 개발되었으며, 두 사용자의 몰입감과 현존감을 증진하는 것을 목표로 한다. 본 연구는 기존 동일 공간 내 상호작용 연구나 산업 환경에서의 협업 관련 연구와 달리 비대칭 원격 환경에서의 서사적 요소와 기술적 요소를 통합적으로 다룬다는 점에서 차별성을 가지며, 향후 XR 콘텐츠 설계와 온오프라인 통합 경험 디자인에 기여할 것으로 기대된다.

This paper proposes a Virtual-Physical bidirectional interaction system for connecting virtual user and physical user in an asymmetric XR environment. The proposed system is developed to implement the asymmetric XR experience <Treasure Hunter>, designed based on key storytelling elements for asymmetric environment, aiming to enhance the immersion and presence of both users. Unlike previous studies focusing on interaction in co-located environments or collaboration in industrial settings, this research distinctively integrates narrative and technical elements in asymmetric remote environments. It is expected to contribute to the design of future XR content and the development of integrated online-offline user experiences.

본 연구는 TUI기반 체험전시의 담론 활성화를 위한 기초 연구로 디지털환경에서 변화되고 있는 어린이 체험전 시 현상을 분석하여 TUI를 활용한 어린이 체험전시의 발전 유형을 밝혀 보고자 하였다. 연구 전개를 위하여 체험전시에 서 야기되는 인터랙티브의 요소인 TUI(tangible user interface)를 처음 제안한 MIT Tangible Media Group의 3가 지 요소 측면(인터랙티브 평면, 비트와 원자의 연결, 환경미디어)과 텐저블즈 유형(물건, 장치, 평면, 공간)을 토대로 국 내외 체험전시 사례를 조사 분석하고 특성을 도출하였다. 분석결과, TUI 요소는 인터랙티브 평면과 비트와 원자, 환경 미디어 순서가 많았으며, 텐저블즈는 물건, 평면, 장치, 공간 유형 순서로 높았다. 이러한 사실은 어린이들의 적극적 개 입과 확장된 경험이 필요한 체험전시에 TUI가 적극 활용되고 있음을 보여준다.

This study is a basic research towards diffusion of discourse regarding TUI-based experience exhibition. In that purpose this study tries to find out the development type of children's experience exhibition using TUI by analyzing children's experience exhibition phenomena that are changing in digital environment. For the sake of this research, cases of experience exhibitions were analyzed and characteristics were derived based on TUI(Tangible User Interface) and on the types of tangibles. As results of this study, TUI elements were found in the order of interactive planes, connection of bits and atoms, and environmental media and Tangibles were ranked in the order of stuff, planes, devices, and space types. This fact shows that TUI is actively used in experience exhibitions where children's active participation and extended experience is necessary.

최근 창의적 공학 교육의 일환으로 많이 활용되고 있는 레고 마인드스톰 NXT와 체감형 인터페이스의 닌텐도사의 wii가 큰 인기를 얻고 있다. 본 논문에서는 Wii 컨트롤러인 위모트를 이용하여 체감형 인터페이스 기반 NXT 로봇을 구동하였다. 각각의 사용으로도 다양한 인터페이스 및 설계가 가능하지만, NXT와 위모트를 함께 사용한다면 더욱 다양한 인터페이스의 창의적인 로봇 및 체감형 인터페이스를 기대하여 본다.

The creative part of engineering education is to use a lot of Lego MindStorm NXT and tangible interface is getting so popular that Nintendo's wii. This paper, using the Wii controller, Wiimote tangible was driven interface based on the NXT robot. Use of various interfaces, and design as possible, but, if you use the NXT and Wiimote with the more creative of the interface to the robot and is expected to tangible interface.

디지털 미디어의 발달에 힘입어 오늘날은 여러 미디어들이 서로 통합되는 ‘미디어 컨버전스(Media Convergence)'의 시대로 접어들게 되었다. 이러한 미디어 환경에서 여러 미디어 플랫폼을 자유롭게 넘나드는 융합적 형태의 미디어에 대한 새로운 해석 방식으로 등장한 실감 미디어(Tangible Media)는 인간의 오감 인식 기술과 접목되어 차세대 영상 미디어로 각광을 받고 있다. 시각적 측면뿐만 아니라 실제 대상을 만지는 듯한 촉각적 체험을 가능케 하는 실감 미디어는‘Tangible User Interface(실감형 사용자 인터페이스, 이하 TUI)'와 조우하면서 미래의 혁신기술로 평가되고 있으며 그 활용 방식에 있어서도 많은 변화를 겪고 있다. 1990년대 초를 기점으로 지속적으로 발전해 온 TUI는 단순히 평면 스크린 안에서 대상을 제어하던 시대를 지나 수용자가 여러 형태의 실감형 미디어를 통해 전달되는 갖가지 디지털 신호를 인지하며 이를 원하는 방향으로 조작할 수 있는 단계에 이르렀다. 이러한 현 시점에서 향후 TUI의 효과적인 적용과 이의 추가적인 개발과 발전을 위하여 이를 체험하는 수용자들이 인터페이스의 외적 형태나 사용 동선에 대하여 어떠한 태도를 취하는지를 파악하는 것은 매우 의미 있는 유용한 연구가 될 것이다. 이에 본 연구에서는 오늘날의 발전된 미디어 기술 환경에서 직접적인 콘텐츠 체험 도구로서 TUI를 사용하는 수용자들의 태도가 어떻게 형성되는지 파악하기 위한 연구목적으로 분석연구를 진행하였다. 각 각의 미디어에 대하여 그 외적 형태와 전달 방식을 달리하고 있는 TUI의 수용자 태도 연구를 위하여 본 연구에서는 최근의 체험형 전시장을 대상으로 하여 기존의 TUI 매체들을 조작 방식별로 분류하고 그 사례들에 대하여 면밀하게 조사 분석하였다. 이후 경험론에 근거한 수용자 경험 속성을 바탕으로 분류된 TUI의 태도 항목들을 설정하여 체험형 전시장에서의 TUI에 대한 수용자들의 체험 반응에 대하여 설문연구를 통해 분석, 고찰하였다.

The development of digital media is such that it can serve as a platform for all types of media. Hence, the transference of media is now possible, leading to the phenomenon of ‘media convergence'. Tangible media, which was appeared as a new interpretive method pertaining to media in an integrated form among all media in the current environment, is in the limelight as the images and media of the next generation. Tangible media, which offers tangible experiences such as the touching of objects in addition to visual experiences, is undergoing many changes with regard to its application methods. It is also considered to be a renovation technique of the future. TUIs, which have been growing consistently, started in the early 1990s. They allow users to recognize several digital media signals and control the directions of the signals through tangible media in several forms, as compared to the generation of users which controlled digital signals on only flat screens. At this point, an understanding of audience attitudes with regard to the external form and flow when experiencing the interface will be meaningful research for developing effective applications and for the additional development of TUIs. The purpose of this study is to grasp audience attitudes with regard to TUIs and to understand how they can become a new method of experience in the currently developed technical environment. In this study, existing TUI types of media are classified as an operation system targeting the latest hands-on exhibitions, and examples are analyzed carefully with regard to audience attitudes toward TUIs given their different means of delivery. We then establish attitude categories for TUIs based on the audience experience attributes.

In this paper, we propose a novel tangible interface system whose system does not use the expensive hardware is introduced. This proposed tangible interface is used on the table top capacitive multi touch-screen. The tangible interface apparatus which is called smart puck has sanguine arduino compatible board. The board has a Cds photo-sensing sensor and the EPP8266 WiFi module. The Cds sensor decodes the photometric PWM signals from the system and sends corresponding information to the system via TCP/IP. The system has a server called MT-Server to communicate with the smart pucks. The tangible interface shows reliable operation with fast response that is compatible to the expensive traditional devices in the market.

데스크탑 기반의 컴퓨팅 환경에서 모바일 기반 컴퓨팅 환경으로의 전환은 인터페이스의 변화를 필연적으로 요구한다. 이에 현재 모바일 기기들은 작은 사이즈의 기계에 많은 버튼을 부착하고 다양한 기능의 GUI를 제공하여 모바일 환경에서 데스크탑 수준의 인터페이스를 제공하려 하고 있다. 하지만 그 결과 버튼의 사이즈는 작아지고 GUI는 복잡해져 오히려 사용자의 불편함을 가중시키고 있다. 또한 제공되는 GUI는 공통적인 형식이 없고 사용자의 기호를 반영하지 못하며 부가적인 학습이 필요한 문제점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 Solid Object 인터페이스 모델을 제안한다. 본 모델은 사용자가 직접 제작 가능하며 TUI(Tangible User Interface)의 특성을 활용하여 조작의 편의를 추구 하였으며, 증강현실(Augmented Reality) 기술을 이용하여 즉각적인 정보 피드백을 제공한다. 그리고 Pictorial Image Code로 증강현실과 TUI를 연결하고 사용자에게 직관적인 정보를 제공해준다.

최근 현대 사회에 '가상현실'개념이 도입됨에 따라 '가상현실'기술이 적용된 게임 콘텐츠들이 활성화되고 있는 추세이다. 이와 더불어 기존의 GUI와 NIUI에서 발전된 새로운 인터페이스로 텐저블 인터페이스(Tangible Interface)가 급부상하면서 관련 인터페이스를 활용한 연구 또한 필요한 시점이며, 이를 기반으로 하여 '가상현실'기술과 텐저블 인터페이스를 융합한 새로운 게임 콘텐츠를 제안을 하고자 '가상현실' 기기를 활용한 텐저블 인터페이스 기반의 학습용 Unity 3D 게임 콘텐츠를 제작하였다.

최근 현대 사회에 '가상현실'개념이 도입됨에 따라 '가상현실'기술이 적용된 게임 콘텐츠들이 활성화되고 있는 추세이다. 이와 더불어 기존의 GUI와 NIUI에서 발전된 새로운 인터페이스로 텐저블 인터페이스(Tangible Interface)가 급부상하면서 관련 인터페이스를 활용한 연구 또한 필요한 시점이며, 이를 기반으로 하여 '가상현실'기술과 텐저블 인터페이스를 융합한 새로운 게임 콘텐츠를 제안을 하고자 '가상현실' 기기를 활용한 텐저블 인터페이스 기반의 학습용 Unity 3D 게임 콘텐츠를 제작하였다.

정보 과학 기술의 발전과 생활 수준의 향상이 가속화되면서 주변 환경을 구성하는 가구나 공간조차도 정보 통신과 컴퓨터 기능이 내재된 인간과 상호작용할 수 있는 개념으로 확장되고 있다. 또한 비즈니스의 규모가 방대해지면서 협업이 필요성이 증가되는 가운데 단일 사용자에게 맞춰진 표준 데스크탑을 대체할 새로운 기기와 인터페이스에 대한 요구가 증가하고 있다. 본 연구에서는 이런 패러다임에 맞춰 선호되고 있는 테이블탑 컴퓨팅을 다수의 LCD와 PC를 포함하는 분산 하드웨어 방식의 고해상도 대형 디스플레이로 구성하고, 다중 사용자의 입력을 동시적으로 처리할 수 있는 적외선 카메라를 활용한 마커 인식 기반의 탠저블 인터페이스를 개발하였다. 그리고 이 시스템에서 동작하는 고해상도 이미지 뷰어와 퍼베이스브 블록 격파 게임 응용프로그램을 구현하였다.

정보 과학 기술의 발전과 생활 수준의 향상이 가속화되면서 주변 환경을 구성하는 가구나 공간조차도 정보 통신과 컴퓨터 기능이 내재된 인간과 상호작용할 수 있는 개념으로 확장되고 있다. 또한 비즈니스의 규모가 방대해지면서 협업이 필요성이 증가되는 가운데 단일 사용자에게 맞춰진 표준 데스크탑을 대체할 새로운 기기와 인터페이스에 대한 요구가 증가하고 있다. 본 연구에서는 이런 패러다임에 맞춰 선호되고 있는 테이블탑 컴퓨팅을 다수의 LCD와 PC를 포함하는 분산 하드웨어 방식의 고해상도 대형 디스플레이로 구성하고, 다중 사용자의 입력을 동시적으로 처리할 수 있는 적외선 카메라를 활용한 마커 인식 기반의 탠저블 인터페이스를 개발하였다. 그리고 이 시스템에서 동작하는 고해상도 이미지 뷰어와 퍼베이스브 블록 격파 게임 응용프로그램을 구현하였다.

현재 국내는 4차산업이 활성화됨에 따라 디지털정보화 사회로 급속적인 발전을 이룩하였다. 이에User들은 스마트 폰이나 태블릿 PC 등의 디바이스장치를 통해 새롭고 다양한 정보와 자료들을 획득및 수집하고 있는 추세이다. 이렇게 다양한 콘텐츠와 서비스가 실시되고 있음에도 불구하고, User들의요구는 점차적으로 극대화되고 있으며, 이를 충족하고자 TUI기반의 콘텐츠들이 우후죽순 생겨났으나기존의 테이블 탑 디스플레이에 새로운 인터페이스인 스마트 퍽을 사용을 하는데 있어서 다수의 User 가 동시에 접근을 하지 못하는 어려움이 있었다. 이에 대해 본 논문에서는 스마트 퍽 시스템에 User를위한 보안인증 시스템을 구축하고 이를 통해 스마트 퍽에 대한 User를 구분하고 인증하는 시스템을적용하였고, 다수의 User가 동시적으로 인터페이스에 접근 하였을 때, 발생되는 보안적인 문제점을 해결하였다.

As the digital information society develops, services for providing mutual interfaces between various digital devices and users are being implemented. Therefore, users acquire and use a lot of information through various devices such as smart phone and tablet PC. It is a very common sight for a user to handle multiple devices in an interface. These user-oriented interfaces have gradually evolved from the existing methods and have developed new interfaces to the present. The TUI (Tangible User Interface) is a realistic interface technology that provides physical manipulation of digital information. It is an interactive interface that enables digital information to be applied to physical objects so that users can use them conveniently in daily life. In this study, we implemented a service that provides users with more various contents and additional elements by inter working with smart puck system using physical objects. User authentication using LEA (Lightweight - Encryption Algorithm) encryption algorithm, which has been researched and developed in Korea, so as not to cause a collision when accessing contents at the same time, The system was designed and constructed, user authentication was classified so that it could be applied to smart puck system after construction, and multiple users access the interface at the same time to solve the conflict problem.

최근에는 지진의 발생 빈도가 높아지고 발생되는 재난의 규모가 점차 증가되고 있다. 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)은 이동 속도가 빠르고 장착된 카메라로 감시가 가능하기 때문에 넓은 지역의 재난 상황을 모니터링하거나 발생 여부를 감시하기에 적합하다. UAV의 기능이 점차 증가되면서 이를 조종하기 위한 방법도 복합해지고 있기 때문에 전통적인 조종기 기반의 조종 방법이 아닌 새로운 형태의 사용자 인터페이스가 요구된다. 본 논문에서는 소방방재용 UAV를 제어하기 위한 사용자 인터페이스를 제안한다. 직관적인 사용자 인터페이스를 제공하기 위해서 체감형 인터페이스를 적용한다.

본 논문은 적외선 컴퓨터 비전으로 책상형 스크린상에 사용자 조작 물체의 위치와 각도를 실시간으로 추적할 수 있는 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 기존 컴퓨터 비전 시스템의 약점인 주변 조명의 영향을 거의 받지 않는다. 위치뿐만 아니라 각도와 버튼 클릭 상태도 실시간으로 얻어낸다. 이 시스템을 활용하여 컬러랩 박스를 제작하였다.

In this paper I present a system that with infrared vision sense tracks the position and orientation of a wireless object on a tabletop display surface. The system offers two types of improvements over existing computer vision tracking approaches. First, the system tracks an object accurately without susceptibility to changes in lighting conditions. Second, the system tracks not only the orientation but button click state of the object. This system can detect these changes in real time. Finally, I present an application of the system : Color Lab Box.

본 연구는 실물형 인터페이스 개념과 특징을 설명하고 있는 선행연구를 대상으로 실물형 인터페이스디자인에 대한 특성을 토출하여 이를 토대로 실물형 인터페이스 디자인 가이드라인을 제안하였다. 도출된 인터페이스 디자인 가이드 라인의 특성은 물리적 조작성, 기기의 용이성 및 편리성, 지각적 표현성, 상황인지 및 공간성, 그리고 사회적 상호작용으로 구분되었으며 25개의 세부항목이 추출되었다. 개발된 가이드라인은 사용자와의 상호작용 측면이 강조된 것으로 이를 실제공간의 체험형 전시물들에 적용하여 평가함으로써 현 실물형 인터페이스 디자인의 특성을 분석하였다. 조사대상으로 선정된 국립과학 박물관의 전시 설치물들 중 실물형 인터페이스 평가가 가능하다고 판단되는 15개의 설치물을 대상으로 개발된 디자인 가이드 라인에 따라 전문가 평가를 하였다. 평가결과 신체모션을 이용한 인터페이스에 대한 점수가 가장 높았으며 이들은 상황인지 및 공간성 영역에서 높은 평가를 받았다. 상황인지 및 공간성은 새로이 확장된 실물형 인터페이스 특성으로 최근 그 중요성이 강조되고 있다. 분석 결과 대부분의 설치물들은 버튼과 조이스틱 위주의 물리적 조작성을 제공하는 설치물이 가장 많았으나 향후 시각, 청각, 촉각 등의 다감각 인터페이스나 사용자가 직접 설치장치들을 재배열하는 인터렉션 개발 등이 필요하였다. 본 연구는 실물형 인터페이스 디자인을 평가할 수 있는 기준을 제시하였다는데 그 의의가 있으며 실물형 인터페이스디자인이 적용된 전시 설치물들이 개발되고 적용됨에 있어 발전 방향을 모색하는데 도움을 줄 것으로 기대한다. 향후 개발된 실물형 인터페이스 디자인 가이드 라인에 따라 전문가 평가뿐만 아니라 실제 사용자들을 대상으로 하는 사용자 경험 평가가 병행되어야 할 것이다.

Tangible user interfaces have been developed in the area of Human-Computer Interaction for the last decades, however, the applied domains recently have been extended into the product design and interactive art. Tangible User Interfaces are the combination of digital information and physical objects or environments, thus they provide tangible and intuitive interaction as input and output devices, often combined with Augmented Reality. The research developed a design guideline for tangible user interfaces based on key properties of tangible user interfaces defined previously in five representative research: Tangible Interaction, Intuitiveness and Convenience, Expressive Representation, Context-aware and Spatial Interaction, and Social Interaction. Using the guideline emphasizing user interaction, this research evaluated installation in a science museum in terms of the applied characteristics of tangible user interfaces. The selected 15 installations which were evaluated are to educate visitors for science by emphasizing manipulation and experience of interfaces in those installations. According to the input devices, they are categorized into four Types. TUI properties in Type 3 installation, which uses body motions for interaction, shows the highest score, where items for context-aware and spatial interaction were highly rated. The context-aware and spatial interaction have been recently emphasized as extended properties of tangible user interfaces. The major type of installation in the science museum is equipped with buttons and joysticks for physical manipulation, thus multimodal interfaces utilizing visual, aural, tactile senses etc need to be developed to provide more innovative interaction. Further, more installation need to be reconfigurable for embodied interaction between users and the interactive space. The proposed design guideline can specify the characteristics of tangible user interfaces, thus this research can be a basis for the development and application of installation involving more TUI properties in future.