증강 현실 (AR, Augmented Reality)

I. 실 세계와 가상 사물의 상호작용, 증강 현실

실제 환경에 가상 사물이나 정보를 합성하여 보여주기 위해 Tracking, Calibration 등을 이용하는 혼합 현실
 

II. 증강 현실 구성도 및 기술 요소

가. 증강 현실 구성도

나. 증강 현실 기술 요소

구분기술 요소설명
마커인식

위치보정
비전기반
Tracking
– 카메라 이용, 픽셀단위 정확도
– 2D/3D, CVA 알고리즘 마커추적
센서기반
Tracking
– GPS, Digital Compass, 가속도계
– 다양한 센서로 위치/방향 추적
Calibration– 호모그래피 기반 내/외부 보정
– 카메라/실제 평면을 3×3 셀구분
디스
플레이

렌더링
Phantom
Rendering
– 실 객체와 가상 객체 깊이 비교
– 실 객체 표현은 투명 처리
Ghost
Presentation
– X-ray Visualization
– 가리는 객체 반투명 조절
Scene
Manipulation
– 객체 공간적 재배치로 시각화
– 숨김 가상 객체 표출
인터랙션
(UX향상)
HMD– 3D Information Browsing
– 3D Interaction, Marker Gestures
DB 라이
브러리
Marker DB– 영상 마커의 크기 및 패턴 정보
– OpenGL 라이브러리 이용 저장

 

III. 증강 현실의 문제점 및 해결 방안

가. 증강 현실의 문제점

구분문제점대응 방안
실행
오차
정적오차– 실 좌표와 가상 좌표의 불일치
렌더링 오차– 가상 오브젝트 렌더링 문제
동적 오차– 가상 영상 지연→ 실세계 비동기화
하드
웨어
과중한 무게– HMD 등 무게로 인한 집중 어려움
인체 역작용– 신체/신경 비동기로 어지럼증 유발

나. 증강 현실 문제점에 따른 해결방안

구분해결방안세부 방안
해상도
개선
현실 주사율 반영– 최대한 현실과 비슷하게 2개 이상의 시점과 120Hz 이상 재생
PPD 적용– 요구조건 PPD(Pixels per Degree)로 변경(단위 각도 당 필요 픽셀)
지연속도
고려
Motion-to-Photon 지연– 연속된 영상 간 지연속도 개선
– 표시, 수신, 처리 등 복합적 고려
20ms 이하 지연– 영상처리 개발로 지연 최소화
– 시각적 특성 고려 화면 크기 설정
평균 FOV 고려– 최소 초점거리, 공간 분해 고려
– 좌우 120도, 상하 135도 필요

 

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