독립적인 3차원 양손 상호작용 환경 연구: 자유 곡면 형태의 볼륨 선택 기법을 이용한 예

Abstract

관심 볼륨 영역(VOI)을 전달하는 사용자 환경에서 원활한 의사 소통을 위해 목표 영역 근처를 유연하게 선택하는 것과 상호작용 과정에서의 방해 요소를 줄여 사용자들이 소통에 몰입할 수 있는 것이 중요하다. 3차원 형태 인식의 직관성을 위해 관심 볼륨 영역을 정의하는 것은 목표 영역 근처를 효율적으로 선택하는 것에 기반한다. 또한 의사 소통 도중 방해 받지 않게 되면 사용자 환경으로의 몰입을 향상시킬 수 있다. 예를 들면 물체 회전 같은 시스템에 대한 사용자들의 추가 개입을 줄여서 의사 소통 도중에 방해하는 요소를 줄일 수 있다. 관심 볼륨 영역을 효율적으로 정의하고 자연스러운 상호작용 환경을 제공하기 위해 직육면체나 구 같은 간단한 도형들을 이용하여 관심 볼륨 영역을 정의하는 양손 상호작용 환경이 제안되었다. 기존 상호작용 환경들은 3차원 영역을 선택하는 데 직관적이고 빠르지만 목표 이외 영역을 정의하거나 목표 영역을 정의하지 못해 의사 전달이 불명확해지는 선택 효율성의 문제가 있다. 또한 종속적인 양손 상호작용 환경으로 인해 사용자의 추가 개입을 요구하여 자연스러운 의사 소통의 몰입을 방해한다.본 연구에서는 관심 볼륨 영역을 전달하는 사용자 환경에서 선택의 효율성을 높이고 사용자들의 몰입 향상을 위해 자유 곡면 형태의 볼륨 선택 기법을 이용한 독립적 양손 상호작용 환경을 제안한다. 우리는 3차원 공간에서 한 손을 이용한 넓은 곡선(리본) 형태의 표면 그리기를 통해 사용자가 빠른 시간에 자유 곡면 형태의 영역을 선택할 수 있도록 하였다. 관심 볼륨 영역을 정의하는 동안 나머지 한 손은 영역의 선택과 동시에 다른 작업을 수행할 수 있다. 자유 곡면 형태의 볼륨 선택 기법을 이용하는 것은 목표 영역의 명확한 전달에 효율적이며, 이를 이용한 독립적 양손 상호작용 환경은 사용자들의 추가 개입을 줄일 수 있기 때문에 과업 수행에 대한 몰입과 집중을 높여준다. 우리가 제안한 사용자 환경이 선택 효율성과 3차원 사용자 환경 몰입 향상에 유용하다는 것을 증명하기 위해 정량적 그리고 정성적으로 실험 및 분석하였다. 실험 결과는 자유 곡면 형태의 볼륨 선택 기법이 선택의 효율성을 향상시키고, 독립적 양손 상호작용 환경 디자인이 사용자들의 추가 개입을 감소시켜 상황에 대한 몰입을 높이고 의사 소통에 효율적인 사용자 환경을 만들어 준다는 것을 확인할 수 있었다.