‘3차원(3D)’라는 새로운 환경에서 컴퓨터와 인간이 상호작용하는 방법을 다각도로, 심층적으로 다룬다. 3D 사용자 인터페이스는 AR/VR이 주목받기 시작했을 때부터 꾸준히 관심을 받아왔고, 최근 메타버스의 급부상으로 다시금 잠재력 있는 분야로 눈길을 끌고 있다. 이 책은 해당 기술에 관한 설명뿐만 아니라 인터페이스와 연관된 인간의 감각 및 인지 체계까지 다루면서 총체적으로 설명한다.

[목 차]

1부. 3D 사용자 인터페이스의 기초

1장. 3D 사용자 인터페이스 소개
1.1 3D 사용자 인터페이스란 무엇인가?
1.2 3D 사용자 인터페이스가 필요한 이유
1.3 용어
1.4 적용 분야
1.5 결론

2장. 3D 사용자 인터페이스: 역사와 로드맵
2.1 3D UI의 역사
2.2 3D UI의 로드맵
2.3 이 책의 범위
2.4 사례 연구 소개
2.5 결론

2부. 인간 요소와 인간 - 컴퓨터 상호작용의 기본

3장. 인간 요소와 기본 요소들
3.1 소개
3.2 정보 처리 과정
3.3 인식
3.4 인식
3.5 물리적 인체 공학
3.6 가이드라인
3.7 결론
추천 도서 및 논문

4장. 인간 - 컴퓨터 상호작용의 일반 원칙들
4.1 들어가기
4.2 사용자 경험 이해하기
4.3 원칙과 가이드라인 디자인하기
4.4 사용자 경험 엔지니어링
4.5 결론
참고

3부. 3D 사용자 인터페이스를 위한 하드웨어 기술

5장. 3D 사용자 인터페이스 출력 하드웨어
5.1 소개
5.2 소개
5.3 청각 디스플레이
5.4 햅틱 디스플레이
5.5 충실도에 따른 디스플레이의 특성
5.6 디자인 지침: 3D 사용자 인터페이스를 위한 출력 장치 선택
5.7 사례 연구
5.8 결론
추천 도서 및 논문

6장. 3D 사용자 인터페이스 입력 하드웨어
6.1 소개
6.2 전통적인 입력 장치
6.3 3D 공간 입력 장치
6.4 3D 사용자 인터페이스용 보충 입력 장치
6.5 특수 목적 입력 장치
6.6 DIY 입력 장치
6.7 3D 사용자 인터페이스에 사용되는 입력 장치 선택
6.8 사례 연구
6.9 결론
추천 도서 및 논문

4부. 3D 상호작용 기술

7장. 선택 및 조작
7.1 소개
7.2 3D 조작 작업
7.3 3D 조작 작업 분류
7.4 그러쥐기 메타포
7.5 지정 메타포
7.6 표면 메타포
7.7 간접 메타포
7.8 양손 사용 메타포
7.9 혼합 메타포
7.10 기타 3D 조작 측면
7.11 디자인 가이드라인
7.12 사례 연구
7.13 결론
추천 도서 및 논문

8장. 탐색
8.1 들어가기
8.2 3D 탐색 작업
8.3 3D 탐색 분류
8.4 걷기 메타포
8.5 조향 메타포
8.6 선택 기반 탐색 메타포
8.7 수동 조작 기반 탐색 메타포
8.8 기타 탐색 기술
8.9 3D 환경에서 길찾기
8.10 디자인 가이드라인
8.11 사례 연구
8.12 결론
추천 도서 및 논문

9장. 시스템 제어
9.1 들어가기
9.2 시스템 제어 이슈
9.3 분류
9.4 물리적인 제어 장치
9.5 그래픽 메뉴
9.6 음성 명령
9.7 제스처 명령
9.8 도구
9.9 멀티모달 기술
9.10 디자인 가이드라인
9.11 사례 연구
9.12 결론
추천 도서 및 논문

5부. 3D 사용자 인터페이스 설계 및 개발

10장. 3D 사용자 인터페이스 디자인과 개발 전략
10.1 소개
10.2 사람을 위한 디자인
10.3 새로운 3D 사용자 인터페이스 개발
10.4 디자인 가이드라인
10.5 사례 연구
10.6 결론
추천 도서 및 논문

11장. 3D 사용자 인터페이스 평가
11.1 소개
11.2 3D UI 평가 방법
11.3 3D UI 평가 측정 항목
11.4 3D UI 평가의 특성
11.5 평가 방법 분류
11.6 세 가지 다중 메서드 접근법
11.7 3D UI 평가를 위한 가이드라인
11.8 사례 연구
11.9 결론
추천 도서 및 논문
감사

6부. 3D 인터페이스의 미래

12장. 3D 사용자 인터페이스의 미래
12.1 3D 디스플레이를 사용하는 사용자 경험
12.2 3D UI 디자인
12.3 3D UI 개발과 평가
12.4 실세계의 3D UI
12.5 3D UI 애플리케이션

이 책에서 다루는 내용

◆ 3D 사용자 인터페이스: 진화, 요소, 로드맵
◆ 핵심 용례: 가상 및 증강 현실(VR, AR), 모바일/웨어러블 기기
◆ 3D UI 디자이너가 알아야 할 인간 감각 체계와 인식 인체 공학
◆ 검증된 사람-컴퓨터 상호작용 기술의 3D UI 적용 양상
◆ 시각, 청각, 촉각 및 햅틱 시스템을 위한 3D UI 출력 하드웨어
◆ 사용자의 물리적인 공간을 위한 3D 위치, 방향, 행위 데이터 확보
◆ 3D 객체 선택과 조작
◆ 가상 및 물리 여행 시 사용하는 여행과 길찾기 기술
◆ 시스템 제어 기술로 애플리케이션의 상태 변경, 명령 발행, 사용자 입력의 또 다른 형태
◆ 3D 사용자 인터페이스 선택, 개발 및 평가 전략
◆ 2D를 활용한 놀랍고, 자연스러운 멀티모달과 양손 상호작용
◆ 3D 사용자 인터페이스의 미래: 공개 연구 문제와 최근 떠오르는 기술

이 책의 대상 독자

이 책은 독자가 본인의 목표와 의도에 따라 여러 방법으로 활용할 수 있다. 인간-컴퓨터 상호작용 경험이 없는 대학원 강의 또는 학부 수준의 입문 3D 사용자 인터페이스 디자인 강의에서도 사용할 수 있다. 인간-컴퓨터 상호작용 배경지식이 있는 학생들은 3D 사용자 인터페이스를 더 자세히 배울 수 있다.

이 책의 구성

개정판은 6개 부로 구성했다. 초판에서 길찾기, 부호 입력 증강 현실을 다뤘던 3개의 장은 따로 장을 나누지 않고 책의 다른 부분에서 함께 설명했다. 3D 사용자 인터페이스 장의 기본 자료로 사용할 수 있는 배경 지식을 제공하고자 인간 요소와 일반적인 인간-컴퓨터 상호작용을 다루는 2개의 장을 새로 추가했다. 또 최신 연구 개발 및 결과를 토대로 각 장에 새로운 자료를 반영해 크게 수정했다. 더불어 애플리케이션 개발 관점에서 장과 장 사이의 내용 통합이 중요해 모바일 증강 현실 애플리케이션과 1인칭 가상 현실 애플리케이션을 설명하는 2개의 실제 사례 연구를 추가했다. 그 내용은 3, 4, 5부의 각 장 끝에 담았다. 이를 통해 3D 사용자 인터페이스 디자인을 특정 애플리케이션에서 또는 각 3D 애플리케이션에서 활용하는 법을 배울 수 있을 것이다.

지은이의 말

초판을 발행한 뒤 10년이라는 시간이 지나며 많은 점이 달라졌다. 초판은 좋은 평가를 받았지만 3D 사용자 인터페이스의 사용이 대학 연구 실험실이나 일부 산업 연구 실험실에 국한돼 있었기 때문에 너무 앞서간 면도 있었다. 지난 10년 동안 하드웨어와 소프트웨어 분야에서 모두 기술 혁신이 일어나면서 상업 분야에서는 다양한 애플리케이션 도메인에서 유용하고 강력하며 참여적인 사용자 경험을 제공하는 3D 사용자 인터페이스 기술을 사용한 가상 현실감 증대 현실 디스플레이, 모바일 장치, 게임 콘솔, 로봇 플랫폼까지 출시했다. 필수 하드웨어 및 소프트웨어의 경우 3D 사용자 인터페이스로 작업하는 대학 연구 실험실을 활성화했고, 교실에서는 가상 및 증강 현실 실습을 할 수 있게 돼 대학원생, 대학 졸업자, 고등학생 수준까지 기술을 훨씬 쉽게 접하게 됐다. 이러한 발전 덕분에 이 책은 연구자, 개발자, 애호가, 학생 등 폭넓은 잠재 타깃 독자에게 더욱 유용해졌다.

달라진 사항들을 감안해서 독자의 요구 사항(오래된 것과 새로운 것)을 반영했고 3D 사용자 인터페이스 하드웨어와 소프트웨어에 대한 방대한 연구 자료를 업데이트하고자 내용을 크게 개선해야 했다. 또한 10년 사이에 무작위 공간에서 사용자나 객체의 위치와 방향, 움직임을 결정할 수 있는 적절한 센서를 사용하면 3D 사용자 인터페이스를 거의 모든 부분에 적용할 수 있게 돼서 그런 애플리케이션의 존재를 알 수 없다는 입장으로 내용을 쓰기로 결정했다. 즉, 책을 더 포괄적이고 시의적절하게 구성해서 하드웨어에서 소프트웨어, 3D 사용자 인터페이스 기술과 애플리케이션의 평가까지, 3D 사용자 인터페이스 디자인을 다루면서도 논의의 힘을 잃지 않는 방향으로 다양한 변화를 주고자 노력했다.

옮긴이의 말

이 책은 3D 사용자 인터페이스의 역사, 발전 로드맵과 인간의 감각 및 인지체계에 관해 배경을 설명한 다음 본격적으로 기술, 디자인 등 실용적인 영역을 아울러 설명하는 구조로 돼 있다. 가볍게 트렌드를 좇는 것에 목표를 뒀거나 화려한 기술과 디자인을 선보이는 데만 집중했다면 책을 이렇게 구성하지는 않았을 것이다. 그러나 저자는 3D 인터페이스를 활용할 엔드유저인 인간을 먼저 깊이 이해하려고 했다. 이를 통해 인간의 능력과 한계를 존중하는 효과적인 3D 사용자 인터페이스 기술을 개발하고 디자인하는 데 도움이 되기를 바랐다. 인간이 3D 공간에서 어떤 행동을 먼저 취해야 할지 계획하기 어려워하는 모습, 손을 뻗어서 객체에 접촉해 단단히 붙잡는 모습 등 구체적인 연구들을 담은 논문을 소개한 이유다. 기술에만 매몰될 것이 아니라 인간의 행동과 인지가 상호작용 기술과 디자인 개발에 어떤 함의를 주는지 보여 주고자 한 것이다.

많은 사람은 이미 3D 시대가 눈앞에 와 있다고 생각한다. 이제 3D는 남녀노소 모두에게 익숙한 주제가 됐다. 게임뿐만 아니라 대중 미디어 및 마케팅 용어로서 화려하면서도 직관적인 기술로 알려졌기 때문이다. 실제로 관련 기술도 40년 동안 눈부시게 발전했다. 강력한 프로세서, 고화질 디스플레이, 반응형 상호작용, 효율적인 소프트웨어 등 필요한 조건은 다 갖춰진 것처럼 보인다. 하드웨어는 어떤가? AR/VR 머리 장착용 디스플레이 기기(HWD), 각종 제스처 및 모션 감지 웨어러블 기기가 이미 우리 손에 쥐어져 있다.

하지만 조금 더 들여다보면 모바일 및 데스크톱의 사용자 인터페이스는 10년 동안 바뀌지 않았다. 또 지금까지 발전된 관련 기술들을 적절하게 결합하는 3D 사용자 인터페이스는 나오지 않았다. 게다가 이미 나온 상호작용 기술도 아직 2D 사용자 인터페이스와 동일한 수준의 표준화를 거치지 않았는데, 3D 기술은 빠른 속도로 발전하고 있다. 물론 서두에 언급한 메타뿐만 아니라 애플, 알파벳(구글의 모회사), 마이크로소프트, 유니티 테크놀로지 등 거대 IT 기업들은 광범위하게 해당 기술을 개발 중이고, AR/VR, 3D 사용자 인터페이스 기술을 요소별로 전문적으로 개발하는 기업들은 꾸준히 생겼다. 관련된 연구와 사용 사례를 만드는 작업도 지속적으로 진행됐다. 비록 나아갈 길은 멀어도 이 분야의 미래가 더 기대되는 이유다.

저자 : 조셉 라비올라 주니어
JOSEPH LAVIOLA JR
센트럴 플로리다 대학교 컴퓨터과학 전공 부교수로 상호작용 시스템 및 UX 클러스터를 총괄한다.

저자 : 에른스트 크루이프
ERNST KRUIJFF
본-라인-지크(BONN-RHEIN-SIEG) 응용과학 대학교 비주얼 컴퓨팅 연구소의 컴퓨터과학 전공 임시 교수로 3DMI 그룹의 다중 감각 3D UI 설계를 총괄한다.

저자 : 라이언 맥마한
RYAN MCMAHAN
텍사스 대학교 댈러스(UNIVERSITY OF TEXAS AT DALLAS)의 컴퓨터과학 및 예술 조교수로 미래의 몰입형 가상 환경 실험실(FIVE)을 이끈다.

저자 : 더그 바우만
DOUG BOWMAN
버지니아 공과대학교 컴퓨터과학 교수로 3D 상호작용 연구 그룹과 인간-컴퓨터 상호작용 센터를 총괄한다. ACM의 저명한 과학자다.

저자 : 이반 푸피레프
IVAN POUPYREV
구글의 선진 기술 및 제품(ATAP, ADVANCED TECHNOLOGY AND PRODUCT) 부서에서 기술 프로그램 팀장으로 재직 중이다.

역자 : 장혜림
IT 기자, 테크니컬 라이터로 활동했다. 개발자 잡지 「마이크로소프트웨어」, 온라인 IT 미디어 「아웃스탠딩」 기자로서 자바 창시자인 제임스 고슬링(JAMES GOSLING), 파이썬 창시자인 귀도 판 로섬(GUIDO VAN ROSSUM), 대만 디지털 장관인 오드리 탕(AUDREY TANG)을 인터뷰해 기사화했다. 미국 AI 스타트업 ‘스카이마인드(SKYMIND)’의 창립자 겸 최고기술책임자(CTO) 애덤 깁슨(ADAM GIBSON)의 ‘DEEPLEARNING4J(자바를 활용한 딥러닝)’ 국내 강연을 2회 통역했으며, IT 보안 관련 서적 『SECURITY IN COMPUTING』(에이콘, 2017)을 부분 번역한 바 있다.

역자 : 이지은
정보 컴퓨터 공학을 전공하고 모바일 브라우저 개발자로 시작해 SAAS 마켓 운영, 통신사 과금 서버 운영 및 검증 업무를 수행했다. 현재는 정보 시스템 감리 업무를 수행하고 있다. 웹이나 모바일 기술에 관심이 많으며 신기술에도 관심이 있다. 『모바일 인터랙션 디자인』(정보문화사, 2015), 『개발자도 알아야 할 안드로이드 UI 디자인』(에이콘, 2017) 등 6권의 IT 기술 서적을 번역했다.