Augment Reality (증강현실)

I. 개요
가. 증강현실의 정의
- 가상 현실의 하나의 분야에서 파생한 기술
- 현실세계와 가상의 체험을 결합하는 기술을 의미
- 실제 환경에 가상사물을 합성하여 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 컴퓨터그래픽 기법

나. 가상현실과 증강현실
- 가상현실은 모든 환경을 컴퓨터를 통해 가상환경으로 제작하여 사용자와 상호작용을 함
- 증강현실은 현실 세계를 바탕으로 사용자가 가상의 물체와 상호작용 함으로써 향상된 현실감을 부여

II. 증강현실의 요소 기술
가. 디스플레이 기술
- HMD (Head Mounted Device): 머리에 착용할 수 있는 형태
  a) Optical see-Through HMD
      - 광학 합성기를 통해 실세계 환경을 직접 보면서, 광학 합성기로 투사되는 가상 영상을 동시에 봄
      - 단점: 빛이 100% 투과되지 않아서 실세계 영상이 어둡게 보이고, 가상 영상 역시 선명하지 않다.
                가상 영상은 해상도의 영향을 많이 받는다.

  b) Video see-Through HMD 
      - HMD에 1개 이상의 카메라 별도로 설치
      - 비디오 합성기를 통하여 실세계 영상과 컴퓨터에서 생성한 가상 영상을 합성하
      - HMD에 부착된 LCD와 같은 디스플레이 장치로 출력

- Non-HMD (Non-Head Mounted Device)
  a) 소형 디스플레이 장치
      - 의료분야와 같이 좋은 해상도의 결과 영상이 필요하고 무거운 HMD를 착용할 수 없는 환경

  b) 대형 디스플레이 장치
      - 프로젝터나 CRT 모니터로 구성된 대형 스크린에 나타나는 3차원 오브젝트를 셔터 안경을 착용한 사용자가 보는 형태
      - 비행 시뮬레이터, 다중 참여 사무실 등에 활용

- Hand Held 형
   디스플레이 대신 가볍고 이동성을 부여
   휴대폰, PMP, 휴대용 디지털 TV수신기, 휴대용 게임기, PDA 등

현재는 HMD 및 대소형 디스플레이를 사용하고 있지만, 사용자들의 이동성 증가와 간편성 요구의 증가로 Hand Held 형 디스플레이로 발전할 것이다.

나. 마커 인식 기술
- 카메라 1대로 3차원 좌표를 파악하기가 쉽지 않음
- 마커를 이용해 상대적 좌표를 축출하고 가상의 실제 영상에 합성
- 마커: 컴퓨터 vision 기술로 인식하기 용이한 임의의 물체를 의미

다. 영상 합성 기술
- 카메라 교정 기술을 통한 합성
  a) 카메라 교정 장비 및 3차원 위치 센서를 이용하는 방법
      - 단점: 고가의 장비 및 제한된 취득 환경을 요구

  b) 시각 기반 기법
      - 다른 장비를 사용하지 않고 취득한 영상만을 이용해 카메라 교정
      - 사전에 알고 있던 체크 패턴을 실제 세계에 포함하여 투영된 영상을 통해 교정
      - 단점: 사전에 알고 있는 패턴이 존재해야 함으로 다소 제한 사항이 있음.

- 카메라 교정 기술 없이 영상을 합성하는 기술
   - 장점: 사전의 교정 패턴이 요구되지 않음
   - 단점: 사용자에게 기저점의 지정을 요구하기 때문에 기저점으로 나타낼 패턴이 없을 경우 큰 오차 발생

III. 증강현실의 응용 분야
- 자동차 네비게이션
- 이러닝
- 게임 산업
- 의료 분야
- 제조 분야
- 방송/광고 분야
- 모바일 분야