공간 스케일에 따른 증강현실 콘텐츠의 사용자 시지각 및 인지 특성 :User Visual Perception and Cognitive Characteristics of Augmented Reality Contents According to Spatial Scale

한원희

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자료유형: 학위논문

저자정보: 한원희 (숭실대학교, 숭실대학교 대학원)

지도교수: 김주연

발행연도: 2021

저작권: 숭실대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수44

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2022

사용자 특성에 따른 증강현실 콘텐츠 치수지각 차이 비교

한원희 , 김주연 대한건축학회논문집 2022.04 학술저널

2021

공간 스케일에 따른 사용자의 증강현실 가구 콘텐츠 배치 유형 특성 분석

한원희 , 김주연 한국주거학회 학술대회논문집 2021.11 학술대회자료

공간 스케일에 따른 증강현실 콘텐츠의 사용자 시지각 및 인지 특성

한원희 실내디자인학과 2021.01 학위논문

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증강현실(Augmented Reality; AR)은 실제 공간과 가상 콘텐츠가 상호작용하는 실재감 높은 가상 환경을 제공하는 기술로서 특히 실내디자인 분야에서 효율적으로 활용될 가능성이 크다. 디지털 미디어 분야에서 증강현실 하드웨어와 소프트웨어 기술에 관한 연구는 꾸준히 발전하고 있다. 그러나, 공간디자인 분야에서 좀 더 몰입감 있고 실재감 있는 증강현실 환경을 제공하고 활용하기 위한 사용자 경험 중심의 지각·인지 연구는 아직 미비한 실정이다. 이에 본연구에서는 증강현실 환경의 공간인식을 지각과 인지의 범위로 세분화하여 다양한 측면에서 특성 차이를 보고자 하였다. 먼저, 문헌 조사와 선행 연구 조사를 통해 치수지각과 인지 행동에 따른 요인들을 도출하여 분석의 틀을 제작하였다. 이에 증강현실 콘텐츠의 스케일이 지각 및 인지에 어떻게 영향을 끼치는가에 대한 파악을 위해 현실 공간을 직접 반영해 진행하는 1:1 스케일과 전체적인 공간을 인식하는 1:20 스케일을 선정하여 가구 배치 실험을 진행하였다. 분석은 지각과 인지 특성에 따라 구분하였다. 먼저, 지각 범위에서는 시지각과 치수지각을 포함하며 가상 콘텐츠 자체에 대한 사용자의 지각 특성을 살펴보았다. 이를 위해 간단한 박스 모형과 3가지 가구에 대한 치수 응답 데이터를 분석하였다. 지각 측면에서는 사용자들이 증강현실 콘텐츠를 크게 보는 경향이 있었고, 각 스케일별 사용자 특성에 따른 통계적으로 유의미한 차이를 확인하였다. 인지 범위에서는 공간을 인지하고 어떻게 행동하는지에 대하 살펴보고자 하였다. 이를 위해 10가지 가구에 대한 배치를 진행하고, 각 가구의 스케일 조정과 착시 유형 데이터를 분석하였다. 인지 측면에서는 증강현실 콘텐츠를 실제보다 작게 조정하는 경향이 있었고, 이는 증강현실 콘텐츠의 지각을 크게 보고 배치에서 작게 조정했다고 해석할 수 있었다. 또한, 각 스케일에서 착시의 유형이 구분된다는 점을 확인하였다. 결론적으로 스케일에 따른 가구 배치 실험을 통해 1:1 스케일과 1:20 스케일에서 지각·인지 특성에 차이가 있다는 점과 AR 경험 여부, Design 교육 여부 등과 같은 사용자 특성이 스케일에 따라서 다르게 영향을 준다는 점을 확인했다.
본 연구는 증강현실의 각기 다른 스케일 환경에서 사용자들의 특성에 따른 인지·지각 데이터를 통계적으로 검증하였다. 증강현실 콘텐츠는 이전까지 디자인 분야에서 진행되던 축소된 스케일에서의 설계 및 교육 방식과 다르게 실제 스케일에 따른 다양한 가상 콘텐츠를 활용한 학습 확장성이 가장 큰 장점으로 주목받았던 만큼, 디자인 분야에서 증강현실의 다양한 활용 방법 등을 고안하는 기존 연구와 달리 이용자 중심의 데이터를 통해 증강현실의 실질적인 디자인 교육 효용성을 확인했다는 점에서 기존의 연구 영역과 차별점이 있다. 또한, 실내디자인 분야에서 증강현실 콘텐츠에 대한 이해와 설계에 유용하게 적용되기 위한 기초자료로서의 의의가 있다.

Augmented Reality (AR) is a technology that provides a highly realistic virtual environment in which real space and virtual content interact, and is likely to be used efficiently, especially in the field of interior design. Research on augmented reality hardware and software technology in the field of digital media is steadily progressing. However, in the field of space design, user experience-centered perception / cognitive research to provide and utilize a more immersive and realistic augmented reality environment is still inadequate. Therefore, in this study, we subdivided the spatial cognition of the augmented reality environment into the range of perception and cognition, and looked at the differences in characteristics in various aspects. First, through literature research and previous research research, factors due to dimensional perception and cognitive behavior were derived, and a framework for analysis was created. In order to understand how the scale of augmented reality content affects perception and cognition, the 1: 1 scale that directly reflects the real space and the 1:20 scale that recognizes the entire space. Was selected and the furniture placement experiment was carried out. The analysis was distinguished by perceptual and cognitive traits. First, the perceptual range includes visual angle and dimensional perception, and the user''s perceptual characteristics to the virtual content itself were investigated. For this purpose, we analyzed a simple box model and dimensional response data for three pieces of furniture. On the perceptual side, users tended to look at augmented reality content in a large way, and we confirmed statistically significant differences due to user characteristics by scale. In the cognitive range, I looked at how to recognize space and behave. For this purpose, we placed 10 pieces of furniture and analyzed the scale adjustment and visual data for each piece of furniture. On the cognitive side, there was a tendency to adjust the augmented reality content to a smaller size than it actually is, which could be interpreted as a larger view of the perception of the augmented reality content and a smaller adjustment to the placement. It was also confirmed that the types of illusions were distinguished on each scale. In conclusion, the furniture placement experiment using scales shows that there is a difference in perceptual and cognitive characteristics between 1: 1 scale and 1:20 scale, and user characteristics such as AR experience and design education have different effects depending on the scale. I confirmed that.
In this study, we statistically verified cognitive and perceptual data according to user characteristics in different scale environments of augmented reality. Augmented reality content is attracting attention as the greatest advantage of learning scalability that utilizes various virtual contents according to the actual scale, unlike the design and education method at a reduced scale that was previously done in the design field. Therefore, unlike the existing research that devises various ways to utilize augmented reality in the design field, we confirmed the practical effectiveness of augmented reality design education through user-centered data. There are differences from existing research areas. It is also significant as a basic material for useful application in understanding and designing augmented reality content in the field of indoor design.

#증강현실 #공간 스케일 #콘텐츠 배치 #사용자 특성 #시지각 #인지 행동

제 1 장 서론 1
1.1 연구의 배경과 목적 1
1.2 연구의 방법과 범위 3
제 2 장 이론적 배경 6
2.1 증강현실 6
2.1.1 증강현실 개념과 구성 6
2.2 공간인식의 지각과 인지 9
2.2.1 시지각과 치수지각 9
2.2.2 공간 인지와 행동 10
2.3 실제 공간과 증강현실의 시지각 특성 차이 12
2.3.1 기술 요인 12
2.3.2 사용자 특성과 스케일 요인 13
제 3 장 증강현실 콘텐츠 지각·인지 실험 14
3.1 연구모형 14
3.2 실험 참가자 15
3.3 실험 설계 16
3.3.1 실험 환경과 증강현실 콘텐츠 제작 과정 16
3.3.2 증강현실 콘텐츠 스케일 설정과 실험 기본값 설정 17
3.3.3 실험과정 19
3.4 분석방법 22
3.4.1 지각 특성 분석 22
3.4.2 인지 특성 분석 22
제 4 장 증강현실 실험 데이터 분석 결과 23
4.1 증강현실 콘텐츠 지각 특성 분석 23
4.1.1 스케일별 BOX 치수 응답 범위 빈도 및 비율 비교 23
4.1.2 스케일별 BOX 치수 응답 기술통계 24
4.1.3 참가자 특성에 따른 BOX 치수 응답 범위 비율 차이 검증 25
4.1.4 참가자 특성에 따른 BOX 치수 응답 평균 비교분석 27
4.1.5 스케일별 BOX 크기 지각 범위 빈도 및 비율 비교 30
4.1.6 스케일별 BOX 크기 지각 기술통계 31
4.1.7 참가자 특성에 따른 BOX 크기 지각 비율 차이 검증 31
4.1.8 참가자 특성에 따른 BOX 크기 지각 평균 비교 분석 32
4.1.9 스케일별 가구 치수 응답 범위 빈도 및 비율 비교 33
4.1.10 스케일별 가구 치수 응답 기술통계 36
4.1.11 참가자 특성에 따른 가구 치수 응답 범위 비율 차이 검증 37
4.1.12 참가자 특성에 따른 가구 치수 응답 평균 비교 분석 39
4.2 증강현실 콘텐츠 인지 특성 분석 43
4.2.1 스케일별 가구 크기 조정률 범위 빈도 및 비율 비교 43
4.2.2 스케일별 가구 크기 조정률 기술통계 49
4.2.3 참가자 특성에 따른 가구 크기 조정률 범위 비율 차이 검증 52
4.2.4 참가자 특성에 따른 가구 크기 조정률 평균 비교 분석 63
4.2.5 스케일별 가구 배치 실험 시간 범위 빈도 및 비율 비교 68
4.2.6 스케일별 가구 배치 실험 시간 기술통계 68
4.2.7 참가자 특성에 따른 실험시간 범위 비율 차이 검증 69
4.2.8 참가자 특성에 따른 스케일별 실험시간 평균 비교분석 72
4.2.9 스케일에 따른 실험시간 평균 차이 분석 74
4.2.10 스케일별 가구 배치 레이아웃 74
4.2.11 스케일별 가구 배치 착시 유형 76
4.2.12 스케일별 가구 배치 착시 유형 빈도 및 비율 비교 83
4.2.13 참가자 특성에 따른 가구 배치 착시 유형 비율 차이 검증 84
4.3 소결 88
4.3.1 연구가설에 대한 검증 88
4.3.2 지각과 인지 특성의 관계 91
4.3.3 사후설문 조사 분석 98
제 5 장 결론 104
참고문헌 106
부 록 110

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