체험하는 과학,실감하는 상상!

천체 관람과 과학실험을 주제로 가상현실(VR) 실감 콘텐츠 개발

천체 관람과 과학실험을 주제로 한 가상현실(VR) 실감 콘텐츠를 개발하고 있다. 천 체 관람 콘텐츠는 다양한 디바이스(VR HMD, 키넥트, 립모션)들을 활용하여 개발하 였고, 과학실험 콘텐츠는 립모션(Leapmotion)을 이용해 개발하였다.

  • 실감형 과학문화전시 VR/AR/MR 콘텐츠 개발
  • 주관기관 / 전자부품연구원(김도훈 교수)
VR HMD(Head Mounted Display)
자기주도적 학습 수행을 돕는 천체 관람 콘텐츠

천체 관람 콘텐츠는 사용자가 우주의 다양한 정보를 몰입 도 높은 환경에서 체험하며 자기주도적 학습을 수행할 수 있도록 돕는 것을 목적으로 한다. 그러므로 사용자는 콘 텐츠 속에서 다양한 상호작용을 통해 가상의 우주를 체험 할 수 있다.
VR HMD(Head Mounted Display)를 활용해 개발된 콘텐 츠의 경우 디바이스에 기본 제공되는 두 개의 컨트롤러를 활용하여 태양계 주변을 이동하거나 각각의 행성을 관찰 하고 88개의 별자리를 가상공간에서 확인할 수 있다. 키 넥트 또는 립모션을 사용한 콘텐츠의 경우 사용자의 움직 임을 인식하는 디바이스의 특징을 활용하여 선택된 행성 을 확대, 축소 또는 회전해보며 관찰할 수 있다.

동영상 감상
립모션을 이용하여 콘텐츠를 조작하는 모습
양방향 상호작용 체험이 가능한 과학실험 콘텐츠

과학실험 콘텐츠는 사용자가 직접 경험하기는 어렵고 가 상의 공간을 통해서는 체험이 가능한 내용을 주로 다루고 있다. 이를 통해 책이나 강의를 통한 주입식 과학 교육이 아닌 콘텐츠와의 양방향 상호작용을 통하여 주도적으로 학습할 수 있는 환경 조성이 목적이다. 이미 개발된 과학 실험 콘텐츠로는 진공 상태의 낙하실험, 아폴로 11호 달 착륙 콘텐츠, 원자력 발전의 핵분열 실험 등이 있다. 진공 상태 낙하실험 콘텐츠의 경우, 일반 공기 중과 진공 환경에서의 낙하실험으로 나누어진다. 사용자가 립모션 위에 손을 올려놓고 좌우로 움직이면 이를 컴퓨터가 인식 하여 가상의 공간에 반영한다. 움직임이 인식됨과 동시에 막대기에 달린 쇠구슬과 깃털이 동시에 낙하를 시작한다. 공기 중 환경이라면 당연히 쇠구슬이 더 빠른 속도로 낙 하하고 깃털이 뒤이어 천천히 떨어질 것이다. 진공 상태 라면 동시에 낙하할 것으로 예측해 볼 수 있고, 이를 그대 로 가상의 공간에 구현하였다. 또한, 원자력 발전의 핵분열 실험 콘텐츠의 경우 립모션 이 손의 위아래 움직임을 감지하며 이를 제어봉의 위치에 반영한다. 즉 손이 아래에 위치하면 제어봉이 내려가 핵 분열이 감소하고 위에 위치하면 제어봉이 올라가 핵분열 이 증가하는데, 심하면 동작이 정지한다.

개발하면서 어려웠던 점은?

개발 중 직면했던 어려움은 디바이스 선정과 콘텐츠 기획 부분이다. 초기에는 VR HMD를 이용하여 개발을 진행했 으나, 전시 중에 컨트롤러를 분실할 우려가 있거나 콘텐 츠 체험을 위해서는 사용자가 HMD를 착용해야만 한다는 문제점 등이 발견되었다. 이러한 부분의 해결을 위해 이후 사용자의 하드웨어 착용 이 요구되지 않고 분실 우려가 적은 키넥트 디바이스를 채택하였는데, 동시에 여러 사람을 인식함으로써 생기는 간섭 부분이 문제가 되었다. 결국에 사람 손의 움직임을 제한된 범위 내에서 인식하는 립모션을 개발에 적용하게 되었다. 초기 기획 단계에서는 별자리 또는 행성을 관찰하는 VR 천체 관찰 콘텐츠를 기획하여 개발을 시작하였다. 그러나 이미 여러 과학관에서 비슷한 콘텐츠들을 상영하고 있고, 기존 콘텐츠와의 차별성을 위해 과학실험 부분을 추가로 개발하고 있다.

15가지 전시물 둘러보기

뇌파를 활용한 가상현실 게임 ‘헬리런’

실감형 과학문화전시 VR/AR/MR 콘텐츠 개발 주관기관 / 연세대학교(이상원 교수)

재미와 학습을 함께하는 갯벌 생물·생태 증강현실(AR) 전시체험

실감형 과학문화전시 VR/AR/MR 콘텐츠 개발 주관기관 / 목포대학교(홍선기 교수)

천체 관람과 과학실험을 주제로 가상현실(VR) 실감 콘텐츠 개발

실감형 과학문화전시 VR/AR/MR 콘텐츠 개발 주관기관 / 전자부품연구원(김도훈 교수)

관람객 반응형 프로젝션 매핑을 통한 청동거울 과학전시시스템

과학문화유산 미디어아트 콘텐츠 개발 주관기관 / 국립공주대학교(조영훈 교수)

인터랙티브미디어 기술을 이용한 차세대 과학문화유산 전시콘텐츠 개발

과학문화유산 미디어아트 콘텐츠 개발 주관기관 / 광주과학기술원(김문상 교수)

천문대 2.0에 대응하는 관람객 중심의 천문대 교육 콘텐츠 개발

창의과학 체험형 교육 프로그램 & 콘텐츠 개발 주관기관 / 한국교통대학교(박병준 교수)

사회문제를 해결하라! 과학관에서 만나는 예술 ‘사이언스 아뜰리에’

창의과학 체험형 교육 프로그램 & 콘텐츠 개발 주관기관 / 이화여자대학교(원용진 교수)

양방향 멀티모달 상호작용을 지원하는 체감형 가상과학관 플랫폼 구축

실감형 버추얼 과학관 개발 주관기관 / 한국과학기술원(박진아 교수)

무선형 Circle VR 실감형 우주 과학관, 가상현실 체험을 극대화한 우주 여행을 떠나보자!

실감형 버추얼 과학관 개발 주관기관 / 서울교육대학교(장신호 교수)

GIPS 기반 위치 정보를 이용한 과학문화전시서비스 통합시스템 개발

GIPS 기반 과학관 서비스 통합 운영기술 개발 주관기관 / 한국과학기술원(한동수 교수)

스마트 과학관 운영을 위한 관람객 궤적 빅데이터 기반 인공지능 시스템

관람객 빅데이터(전시서비스) 이용 분석 기술 개발 주관기관 / 부산대학교(권준호 교수)

과학전시물을 위한 다감각 전시 프레임워크 및 디자인 가이드라인 개발

과학문화전시 큐레이션 및 오감자극 전시디자인 기술 개발 주관기관 / 한양대학교(류호경 교수)

과학청진기, 전시물에 숨어 있는 과학지식을 찾아라

과학문화전시 큐레이션 및 오감자극 전시디자인 기술 개발 주관기관 / 한국과학기술원(이우훈 교수)

스마트 천체영상관을 활용한 오감 과학문화공간 구축

과학문화전시 큐레이션 및 오감자극 전시디자인 기술 개발 주관기관 / 자연과별가평천문대(김영모 박사)

ICT 접목을 통해 공유와 기능을 한 번에, 과학관 전시물 플랫폼 웹서비스

과학관 전시물 보존 및 전시물 정보공유 플랫폼 구축 주관기관 / 한남대학교(변봉규 교수)