이 책에서 다루는 내용
- 컴퓨터로 생성한 세계, 가상 공간: 기능 및 애플리케이션
- 사람의 생리와 인지를 반영하는 AR/VR 시스템
- 동영상과 오디오 디스플레이: 기능, 디자인, 애플리케이션
- 현실적인 내비게이션과 상호 작용 전달
- 센서 기술: 관성, 광학, 전자기, 음향
- 촉각, 운동감 단서 통합
- 멀티플레이어 일인칭 게임, 위치 기반 엔터테인먼트, 시네마틱 VR
- 디자인 시각화, 커뮤니케이션, 프로젝트 관리의 복잡한 문제 해결
- 공학적 AR/VR: 항공 우주, 해양, 자동차, 원자력
- 새로운 의료 애플리케이션: 의사 훈련부터 PTSD 치료까지
- 교육, 훈련: 현장 기술, 추상적 개념 교육
- 방대한 데이터셋의 시각화, 질의를 위한 빅데이터 솔루션
- 반자율 로봇의 원격 운영을 위한 AR/VR 사용
- 시각적으로 유발되는 멀미, 기타 '인적 요인'의 과제
- 부상될 법적, 사회적, 윤리적 고려 사항
이 책의 대상 독자
이 책은 표준 컴퓨터 시각화 기술과 AR, VR 시스템을 사용하는 컴퓨터 과학, 엔지니어링, 건축, 기타 분야의 학부, 석사 과정을 위한 보조 자료로 저술됐다. 경영, 공학, 과학계에 있는 사람이라면, 이 책에서 상세히 설명하는 이 기술이 설계 품질, 비용 통제, 더 효율적인 협업과 제조 워크플로우, 데이터의 이해에 강한 영향을 주는 여러 애플리케이션을 참고하면 도움될 것이다. 게이머나 일반 AR/VR 팬이라면 인지 구조와 그 뒤에 숨은 동력이 되는 헤드마운트 디스플레이 기술, 공간 음향 솔루션, 센서, 광범위한 촉각 및 포스 피드백 기기를 탄탄하게 이해할 수 있을 것이다. 이 책의 내용을 이해하는 데 특별한 전제 조건은 없지만 기본적인 컴퓨터의 원칙과 생물학을 알고 있다고 가정하겠다
이 책의 구성
이 책은 증강 현실과 가상 현실 시스템을 기본에서부터 응용까지 설명하는 방식으로 구성됐다. 다양한 실행 기술을 바로 짚어보는 대신 일단 시각, 청각, 촉각의 구조를 알아본다. 그리고 각각 웨어러블 디스플레이, 3D 오디오 시스템, 촉각/포스 피드백 기기의 개별 설명으로 이어진다. 이는 우리의 특별한 인지 구조가 직접 관련 실행 기술을 활용해서 달성하려는 능력 범위의 설계와 애플리케이션에 어떤 지시를 내리는지 잘 이해하도록 돕기 위해서다.
1부, '증강 현실과 가상 현실 소개'는 1장과 2장으로 구성된다.
1장. '컴퓨터로 만든 세계'에서는 광학과 비디오 투과형 증강을 비롯한 몰입형 디스플레이 시스템을 개괄적으로 소개하며, 각각의 역사를 알아본다.
2장. '가상 공간의 이해'에서는 가상 공간의 기본 개념을 개괄하며, 물리적 공간과의 유사성과 차이점, 공간을 정의하고 특징을 지으며 구성하는 데 사용하는 규약, 그리고 내비게이션을 위한 접근법을 살펴본다.
2부, '사람의 감각과 입출력 기기의 관계 이해'는 3장에서 12장까지다.
3장. '시각의 구조'에서는 사람의 시각이 실제 세계와 가상 세계를 인지하는 물리적 과정을 알아보고, 시각 경로, 공간 시각, 단안 및 입체 심도의 신호 검토를 살펴본다.
4장. '헤드마운트 디스플레이의 컴포넌트 기술'에서는 오큘래러티(ocularity), 디스플레이 유형, 이미징, 디스플레이 기술, 광학적 아키텍처를 검토한다.
5장. '증강 디스플레이'에서는 핵심 기능 및 디자인 차별성과 초기에 의도한 용도를 중심으로 현재 시중에서 구할 수 있는 수많은 단안과 쌍안 증강 디스플레이를 알아본다.
6장. '완전 몰입형 디스플레이'에서는 상용으로 출시된 완전 몰입형 헤드마운트 디스플레이 중 최신 세대의 세부 사항을 제시하는데, PC와 콘솔 기반 기기부터 현대적인 스마트폰 기반의 저사양 시스템까지 여러 등급에 걸친다.
7장. '청각의 구조'에서는 우리의 귀가 평균 밀도의 공기 분자의 급속한 변화를 우리가 인지하는 음향으로 어떻게 변환하는지, 두뇌가 음원을 어떻게 지역화하고 구분하는지, 음향 신호가 가상 환경에서 전반적 몰입감에 어떤 기여를 하는지 설명한다.
8장. '오디오 디스플레이'에서는 증강 현실과 가상 현실 시스템에서 사용하는 다양한 오디오 디스플레이, 공간 음향 솔루션을 상세히 설명한다. 이 과정에서 그들이 기능적으로 어떻게 다르고 각각 가장 유용한 애플리케이션 설정은 무엇인지 검토한다.
9장. '감각의 구조'에서는 촉각을 가능하게 해주는 원리를 알아보고 피부 해부학, 다양한 기계적 감각 수용기, 고유 감각 수용기의 기능성, 성능 범위, 촉각, 운동 감각 신호의 시각과 오디오 디스플레이 보완 방식을 살펴본다.
10장. '촉각과 포스 피드백 기기'에서는 촉각과 운동 감각 단서에 활용하는 수많은 기술과 제품 솔루션, 그리고 촉각을 활용할 때의 과제도 검토한다.
11장. '위치, 방향, 동작 추적용 센서'에서는 사용자, 헤드마운트 디스플레이, 입력 기기의 위치, 방향, 동작을 추적하는 데 사용하는 다양한 핵심 센서 기술을 다룬다.
12장. '내비게이션과 상호작용 구동 기기'에서는 가상 환경 및 그 안에 있는 개체의 내비게이션과 상호작용을 가능하게 하는 수많은 현재 기술과 출현 중인 기술을 다룬다.
3부, '증강 현실과 가상 현실의 응용'은 13장부터 20장까지다.
13장. '게임과 엔터테인먼트'에서는 예술 및 엔터테인먼트 영역의 증강과 몰입형 시스템 애플리케이션의 일부에 대해 알아보는데, MFPG(다중 사용자 일인칭 게임), 위치 기반 엔터테인먼트, 영화의 가상 현실 등이 포함된다. 이런 응용 영역에서 신기술을 갖출 때 제기되는 강점과 함께 해결해야 할 과제도 강조한다.
14장. '건축과 건설'에서는 증강과 몰입형 디스플레이로 디자인 시각화, 커뮤니케이션, 프로젝트 관리 과제를 해결하는 폭넓고 다양한 방식을 묘사하는 사례 연구를 다룬다.
15장. '과학과 공학'에서는 우주 시스템, 군함 건조, 자동차, 해양, 원자 공학 등 폭넓고 다양한 영역에서 이 기술의 지속적인 실제 응용을 탐구한다.
16장. '의료와 제약'에서는 전통적으로 활용하는 방법에 비해 신기술 솔루션이 가진 강점과 혜택을 위주로 의사의 수련, 외상 후 스트레스 장애(PTSD)와 공포증 치료, 혈관 이미징, 의료용 인포매틱 같은 영역에서 증강과 몰입형 디스플레이가 어떻게 응용되는지 살펴본다.
17장. '항공우주와 방위'에서는 증강과 몰입 디스플레이, 공간 음향, 촉각, 포스 피드백 시스템을 이용해 우주 비행사를 훈련시키는 제트기처럼 복잡한 기기를 제어할 때 사람의 인지 체계의 강점을 활용하고, 전장에서 병사의 능력과 상황 인지를 증강시켜주는 사례 연구를 담았다.
18장. '교육'에서는 손을 이용하는 기술 훈련에서 증강과 몰입형 시스템이 큰 영향을 미치는 기존 애플리케이션을 알아보고, 건축처럼 복잡한 분야와 아동용 경험 학습에서 추상적 개념의 학습을 돕는 방식을 살펴본다.
19장. '정보 제어와 빅데이터 시각화'에서는 여러 과학적 연구와 사업 운영에서 나오는 대량의 데이터셋을 시각화, 조작, 조회하는 몰입형 디스플레이 애플리케이션을 살펴본다.
20장. '원격 로봇공학과 텔레프레전스'에서는 반자동 로봇 시스템을 원거리에서 운영하는 상황에서의 고급 시각화 및 제어 기술 애플리케이션의 여러 사례를 탐구한다.
4부, '인적 요인과 사회적 고려 사항'은 21장부터 23장까지다.
21장. '인적 요인의 고려 사항'에서는 이런 고급 시각화 도구를 사용할 때 생기는 문제와 물리적 부작용을 살펴보는데, 시각적으로 유발되는 멀미와 이접 운동 및 초점 조절의 충돌에서 생기는 문제 등이다. 이런 영향을 최소화하기 위해 취하는 조치도 강조한다.
22장. '법적, 사회적 고려 사항'에서는 상용 증강, 몰입형 디스플레이 기술에서 비롯되는 근본적인 법적, 사회적, 윤리적 이슈를 검토하는데, 제품 안전, 잠재적인 법정 애플리케이션, 증거 제시, 일인칭 게임의 폭력과 현실성 증가 등이다.
23장. '미래'에서는 장단기 전망, 변화가 가져올 혜택을 중심으로 핵심 실행 컴포넌트에서 발전할 방향을 살펴본다.
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