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Executive Summary
목차
제1장 서론 27
1.1. 연구의 필요성 27
1.1.1. 연구배경 27
1.1.2. 기존 기술과의 차별성 30
1.2. 연구목표 32
1.2.1. 전체 목표 32
1.2.2. 연차별 목표 및 연구내용 33
1.3. 개발기술 정의 및 핵심성과물 34
1.3.1. 개발기술 정의 34
1.3.2. 총괄 TRM 35
1.3.3. 년차별 핵심 성과물 35
1.3.4. 당해연도 세부연구내용 36
1.4. 추진체계 및 전략 37
1.4.1. 추진체계 37
1.4.2. 총괄 추진전략 38
1.4.3. 당해연도 추진전략 38
제2장 국내·외 기술동향 및 사전조사 39
2.1. VR/AR 기술 동향 39
2.1.1. 배경 39
2.1.2. 기술 동향 43
2.2. 건설분야 VR/AR 적용 현황 51
2.2.1. 건축 설계 51
2.2.2. 지하 시설물 관리 52
2.2.3. 건설 교육 53
2.2.4. 결론(시사점) 54
2.3. 설계단계 VR/AR 적용사례 및 우선순위 도출 55
2.3.1. 국내외 설계사 VR/AR 적용사례 55
2.3.2. 국내외 설계관련 VR/AR 연구현황 72
2.3.3. VR/AR 소프트웨어 개발현황 78
2.3.4. VR/AR 적용가능업무 및 우선순위 도출 86
2.3.5. 결론(시사점) 87
2.4. BIM to VR 변환사례 조사 및 문제점 분석 89
2.4.1. 주요 배경 89
2.4.2. BIM소프트웨어 및 관련 연구동향 92
2.4.3. BIM 소프트웨어를 활용한 VR/AR 변환 프로세스 99
2.4.4. BIM to VR/AR 소프트웨어 분석 104
2.4.5. 소프트웨어 장단점 분석 118
2.4.6. 결론 119
2.5. VR/AR 관련 국제 전시회 기술 동향 120
2.5.1. 9th AWE(Augmented World Expo) USA 2018[이미지참조] 120
2.5.2. 45th SIGGRAPH(Special Interest Group on Computer Graphics and Interactive Techniques) 2018[이미지참조] 131
2.5.3. I/ITSEC(Interactive/Industry Training, Simulation and Education Conference) 2018 141
2.5.4. VR/AR 관련 국제 전시회 기술 동향 결론 154
제3장 BIM to VR/AR 핵심기술 개발 155
3.1. BIM 데이터 경량화 알고리즘 구현 및 검증 155
3.1.1. 데이터 경량화를 위한 기존 프로세스 및 유사 상용 소프트웨어 분석 156
3.1.2. BIM 데이터 경량화를 위한 다양한 알고리즘 검토 156
3.1.3. 가상현실 환경에서 BIM 데이터 최적화 방안 검토 161
3.1.4. BIM 데이터 경량화 알고리즘 설계 및 프로토타입 구축 165
3.1.5. BIM 데이터 경량화 모듈 적용에 따른 데이터 검증 결과 166
3.2. BIM 객체 재질 자동매핑 모듈 설계 및 프로토타입 구축 168
3.2.1. 기존 재질 매핑 프로세스 및 유사 소프트웨어 조사 168
3.2.2. VR 매핑을 위한 재질 라이브러리 사례 조사 173
3.2.3. BIM 자재 속성정보-재질 라이브러리 매칭 기능 개발 176
3.2.4. 재질 라이브러리 구축 178
3.2.5. 재질 자동매핑을 위한 프리셋 설정 및 자동매핑 모듈 구축 180
제4장 스마트 건설을 위한 최적 시뮬레이션 개발 182
4.1. 가상화 시뮬레이션 모듈 설계 개요 182
4.2. BIM to VR 테스트를 위한 대용량 BIM 모델 작성 183
4.2.1. 데이터 경량화 검증 및 시뮬레이션을 위한 철도 역사 모델링 183
4.2.2. 속성데이터 경량화를 위한 객체 속정정보 정의 및 입력 186
4.3. 화재 시뮬레이션 모듈 설계 및 프로토타입 구축 187
4.3.1. 화재 시뮬레이션 구축 개요 187
4.3.2. 시뮬레이션 시나리오 및 UI 설계 188
4.3.3. 화재 시뮬레이션 구축을 위한 핵심 데이터 설계 190
4.3.4. 가상현실 기반의 화재 시뮬레이션 구축 193
4.3.5. 테스트 및 결과 210
4.4. 철도 시설물 성능평가 시뮬레이션 설계 및 프로토타입 구축 213
4.4.1. 국내·외 철도분야 VR/AR 기술동향 214
4.4.2. 철도시설 성능평가 방법 223
4.4.3. VR기반 철도시설 성능평가 시뮬레이션 프로토타입 개발 232
4.4.4. AR기반 철도시설 성능평가 방향 238
4.4.5. 결론(시사점) 242
4.5. AR기반의 매립 시설물 모니터링 프로토타입 구축 243
4.5.1. 개요 243
4.5.2. AR 에어컨 콘텐츠 구현 245
4.5.3. 적용 및 테스트 247
4.6. 3차원 소음 렌더링 기술을 통한 소음 검토 시뮬레이션 사전 조사 250
4.6.1. 서론 250
4.6.2. 3차원 소음 렌더링 기술 250
4.6.3. 소음 시뮬레이션을 위한 공간정보 부여 기술 254
제5장 개발된 결과물의 하드웨어 연계 및 테스트 260
5.1. 재질 및 라이브러리 시각화를 위한 하드웨어 연계 사례 조사 260
5.1.1. 시뮬레이션 플랫폼 구축 국외 사례 조사 260
5.1.2. 하드웨어 가속기를 활용한 재질의 고속 렌더링 261
5.1.3. 시각화 시뮬레이션 모듈 설계 262
5.2. 가상현실 연동을 위한 하드웨어 조사 및 시각화 시뮬레이션 모듈 설계 263
5.2.1. VR 시뮬레이션 연동을 위한 하드웨어 조사(HMD) 263
5.2.2. VR 시뮬레이션 연동을 위한 하드웨어 조사(트레드밀) 265
5.2.3. 버추어 트레드밀 기술 개발 구현 268
5.3. 가상현실 하드웨어 연동을 위한 성능 목표 설정 274
5.4. 하드웨어 연동 테스트 및 결과 276
5.4.1. HTC Vive Pro 활용 276
5.4.2. 가상현실 하드웨어 연계 및 테스트 검증 277
제6장 가상현실 기반의 Digital Twin을 위한 CPS 요소기술 분석 282
6.1. CPS(Cyber Pysical System) 정의 및 배경 282
6.2. CPS 기술 동향 287
6.2.1. CPS 기술의 배경 287
6.2.2. CPS 기술 분류 관점 291
6.2.3. CPS 기술 적용 범위 293
6.2.4. CPS 관련 산업의 특징 294
6.2.5. CPS 산업의 구조 295
6.2.6. CPS 기술의 규모 및 전망 299
6.2.7. CPS 기술개발 트렌드 300
6.2.8. 제조산업 CPS 연구동향 분석 314
6.3. 분야별 CPS 기술 응용·적용 사례분석 326
6.3.1. 의료분야 사이버 물리 시스템 326
6.3.2. 제조분야 사이버 물리 시스템 338
6.3.3. 건설 사이버 물리 시스템(일본 건설 기획 사례) 356
6.4. CPS 기술 분석 370
6.4.1. 기술 구성 370
6.4.2. CPS 플랫폼 IoT 플랫폼 376
6.4.3. CPS 시뮬레이션 기술 384
6.5. 인공지능 기술 391
6.5.1. 인공지능 기술 개요 391
6.5.2. CPS 기반 인공지능의 핵심 요소 기술 393
6.5.3. 머신러닝 기술의 활용 394
6.5.4. SCADA 기술 개요 396
제7장 결론 400
7.1. 기대효과 400
7.2. 연구성과의 활용계획 402
7.3. 차년도 연구계획 404
7.3.1. 차년도 연구내용 404
7.3.2. 차년도 추진체계 및 전략 405
참고문헌 406
서지자료 413
Bibliographic Data 414
판권기 415
표 1.1. 기존기술과의 차별성 31
표 1.2. 연차별 세부 연구 내용 33
표 2.2. Autodesk Revit Live 도구 조사내용 79
표 2.3. Lumion 도구 조사내용 80
표 2.4. Twinmotion 도구 조사내용 81
표 2.5. Entiti 도구 조사내용 82
표 2.6. ThingWorx Studio 도구 조사내용 83
표 2.7. Unity 도구 조사내용 84
표 2.8. Unreal 도구 조사내용 85
표 2.9. 설계사 대상 VR/AR 적용가능업무 및 우선순위 도출 86
표 3.1. Mesh Decimation 알고리즘의 Mesh 제거 분류 157
표 3.2. Node 방식 구성표 175
표 4.1. 철도 역사 BIM 모델 개요 184
표 4.2. 철도시설물 성능평가자의 자격요건 224
표 4.3. 성능평가 세부대상 선정방법 225
표 4.4. 철도시설물 성능평가 요소 227
표 4.5. 평가부문별 평가부문 속성 229
표 4.6. 성능평가등급 및 의미 230
표 4.7. 승강장 안전문의 성능평가기준 231
표 4.8. 승강장 안전문의 물리적인 상태평가 기준 232
표 5.1. 재질 및 라이브러리 시각화를 위한 하드웨어 연계 사례 조사 264
표 5.2. 가상현실 하드웨어 연동을 위한 성능 목표 설정 276
표 6.1. 제조 분야의 CPS 기술 291
표 6.2. CPS 기술 분류별 정의 292
표 6.3. CPS 기술 분류별 정의 293
표 6.4. 업종별 주요 이슈와 기술적 대안 296
표 6.5. CPS 분야 산업구조 298
표 6.6. 산업 인터넷적용 시 신 부가가치 창출 세계 산업 규모 298
표 6.7. CPS 분야의 세계 시장규모 및 전망 299
표 6.8. 산업/제조 분야의 세계 시장규모 및 전망 300
표 6.9. CPS 분야의 국내 시장규모 및 전망 300
표 6.10. 산업 데이터 표준화 동향 302
표 6.11. 미국 CPS관련 기술개발 사례 303
표 6.12. ARTEMIS 주요 추진 과제 304
표 6.13. 인더스트리 4.0의 주요 R&D 프로젝트 305
표 6.14. 인더스트리 4.0의 주요 R&D 프로젝트 308
표 6.15. 스마트 제조 CPS 기술 분야 상위 투입기술 311
표 6.16. 주요 출원인의 출원현황 312
표 6.17. 스마트건설생산 ICT기술 적용과제 분류 360
표 6.18. CPS에 대한 주요 출원국별 내역 373
표 6.19. 자동화용 센서 분류 376
표 6.20. 기업별 CPS 시뮬레이션 도구 385
표 6.21. 인공지능 플랫폼 분야 핵심요소기술 393
표 7.1. 차년도 세부연구목표, 세부목표별 Activities 및 성과물 404
그림 1.1. 국토교통부의 스마트건설 기술 로드맵 상의 VR/AR 기술 28
그림 1.2. VR/AR 매출 예상 28
그림 1.3. VR/AR 년간 투자액 변화 28
그림 1.4. VR/AR 개념 29
그림 1.5. 기존 기술 및 시장 분석을 통한 향후 개발 전략 30
그림 1.6. 이슈트리 기반의 사업추진방향, 비전, 목표 도출 32
그림 1.7. 연구 비전 및 목표 32
그림 1.8. 최종 목표 시스템 구성도 34
그림 1.9. 총괄 TRM 35
그림 1.10. 년차별 핵심 성과물 35
그림 1.11. 당해연도 세부 연구내용 및 Activity 36
그림 1.12. 추진체계 37
그림 1.13. 총괄 추진전략 38
그림 1.14. 핵심 추진전략 38
그림 2.1. Gartner Hype Circle(2014-2017) 40
그림 2.2. AR/VR 기기 형태별 미래 시장규모(2017~2022년) 41
그림 2.3. AR 산업별 시장 규모 41
그림 2.4. VR 산업별 시장 규모 41
그림 2.5. 제품별 주요 AR/VR 기술 흐름도 42
그림 2.6. VR기기용 고해상도 OLED 디스플레이(삼성) 43
그림 2.7. 공동 개발한 VR 헤드셋용 OLED 패널(LG & Google) 43
그림 2.8. 시선추적기술 예시(비주얼캠프社) 44
그림 2.9. 시선추적기술 예시(MAXST社) 44
그림 2.10. 3D 렌더링 기술 기반의 가상 피팅 & 메이크업(에프엑스기어社) 45
그림 2.11. 실시간 렌더링 기술 기반의 조감도(디자인에이포인트社) 45
그림 2.12. VR 렌더링 프로그램, 코비하이렌더(한국가상현실社) 46
그림 2.13. VR 콘텐츠의 소리 위치값을 정해주는 소프트웨어 개발(가우디오랩社) 47
그림 2.14. VR/AR 해드셋 지원 핸즈프리인터페이스 장치 개발(연세대학교) 47
그림 2.15. Magic Leap One(Magic Leap社) 48
그림 2.16. Microsoft 홀로렌즈 구조(Microsoft社) 48
그림 2.17. HTC vive pro(HTC社) 48
그림 2.18. Oculus Quest(Oculus社) 48
그림 2.19. Leap Motion 기술(North Star 프로젝트) 49
그림 2.20. 센서 기반 근육 인식 기술(MYO 기기) 49
그림 2.21. 하체 움직임 인지 기반의 옴니(Omni)(Virtuix社) 49
그림 2.22. 골격의 움직임 인지하는 Kinect 기기(MicroSoft社) 49
그림 2.23. EQS Testing Pawn 작업 화면(Unreal Engine社) 50
그림 2.24. Occlusion Culling 작업 화면(Unity 3d社) 50
그림 2.25. 칼 51
그림 2.26. 노 젓는 배 51
그림 2.27. 총 51
그림 2.28. 혼합형 현실 기반의 건축 설계(트림블社) 52
그림 2.29. 개발된 AR스케일(어반베이스社) 52
그림 2.30. AR 기술 기반의 지하 관로 뷰(차후社) 53
그림 2.31. vGIS앱 사용된 뷰(Meemim社) 53
그림 2.32. VR산업안전교육(코오롱베니트社) 54
그림 2.33. VR 기반 굴착 교육(Gammon社) 54
그림 2.34. 희림건축의 VR용역서비스 사례 56
그림 2.35. 희림건축의 VR/AR 비즈니스 모델 57
그림 2.36. 희림건축의 AR 활용사례 57
그림 2.37. 희림건축의 VR활용가이드 구성 58
그림 2.38. 희림건축의 VR활용사례(외부경관, 내부실내 검토) 58
그림 2.39. 희림건축의 VR활용사례(경기장 좌석배치에 따른 피치 시아확보 검토) 59
그림 2.40. (주)아키페이스 건축설계사의 VR 모델하우스 사례 59
그림 2.41. (주)아키페이스 건축설계사의 VR 경관시뮬레이션 사례 60
그림 2.42. (주)아키페이스 건축설계사의 VR 경관시뮬레이션 사례 60
그림 2.43. (주)마노조경 설계사의 VR 조경시뮬레이션 사례 61
그림 2.44. NBBJ 사례 61
그림 2.45. AECOM 사례 62
그림 2.46. Mushroom VR 회사 사례 62
그림 2.47. Gensler 사례 1 63
그림 2.48. Gensler 사례 2 64
그림 2.49. E4H 사례 64
그림 2.50. HOK 사례 1 65
그림 2.51. HOK 사례 2 66
그림 2.52. HOK 사례 3 66
그림 2.53. Perkins+Will 사례 1 67
그림 2.54. Perkins+Will 사례 2 68
그림 2.55. Smith group 사례 69
그림 2.56. CallisonRTKL 사례 1 69
그림 2.57. Stantec 사례 70
그림 2.58. Woods Bagot 사례 71
그림 2.59. HDR 사례 71
그림 2.60. AR을 활용한 공동주택 배치계획 검토 72
그림 2.61. 온양박물관 전시시설의 VR 적용사례 73
그림 2.62. 공공도서관 설계안의 VR 적용사례 73
그림 2.63. VR기술의 설계교육 적용 및 무장애 설계안 평가 사례 74
그림 2.64. AR기술의 적용성 검토 74
그림 2.65. VR의 교육 활용성 검토 75
그림 2.66. AR을 활용한 계획단지의 시민 홍보 76
그림 2.67. 파노라마 이미지와 BIM 데이터를 결합시킨 Semi-AR 기법 제안 76
그림 2.68. BIM-AR기술을 연동한 BAAVS 시스템 77
그림 2.69. VR 가상공간에서 BIM 메타데이터의 시각화 78
그림 2.70. 빌딩객체 표현의 변화 89
그림 2.71. AR/VR Annual financing history 90
그림 2.72. 프로젝트 수명 주기 전반에 걸친 가상현실 사용, ICON Lab 91
그림 2.73. 프로젝트 초기단계에서의 사용자 VR 검토를 통한 평면 수정 92
그림 2.74. 다양한 BIM 소프트웨어 연동 프로세스 93
그림 2.75. 가상/증강/혼합 현실 94
그림 2.76. 일본 Construction IT World 95
그림 2.77. AR CAD Cloud for BIM 95
그림 2.78. BIM 자동변환 프로세스 96
그림 2.79. BIM to VR 연구동향 97
그림 2.80. 인텔의 알로이 프로젝트 가상현실 무선 헤드셋 98
그림 2.81. AR Sandbox(UC David) 98
그림 2.82. SketchUP Viewer 99
그림 2.83. BIM To VR Workflow 100
그림 2.84. Unity와 Pixyz를 활용한 Workflow 101
그림 2.85. BIM기반 증강현실 기술의 구성 102
그림 2.86. 마커기반 증강현실 기술 적용 102
그림 2.87. 파노라마 사진과 3D 설계 모델을 사용한 비가시 영역 검토 102
그림 2.88. BIM과 증강현실을 이용한 시스템 프로세스 103
그림 2.89. HoloLens를 위한 Build 화면 104
그림 2.90. 가상실증실험실 배치도 105
그림 2.91. TechViz XL Soultion 106
그림 2.92. TechViz XL Architecture 107
그림 2.93. TechViz XL Soultion 고급 기능 107
그림 2.94. TechViz Unity 5.x Setup Guide 108
그림 2.95. Middle VR Unity 엔진 연동 화면 109
그림 2.96. Middle VR 전체 개념도 109
그림 2.97. Middle VR 뷰포트 110
그림 2.98. Middle VR 몰입형 CAVE 구성도 110
그림 2.99. Fuzor VR 구성도 112
그림 2.100. Fuzor VR 주요 기능들 112
그림 2.101. Stingray VR Workflow 113
그림 2.102. Stingray VR에서의 HTC Vive 템플릿 114
그림 2.103. Stingray VR 편집 화면 115
그림 2.104. Stingray VR 적용 사례 115
그림 2.105. VRcollab VR Workflow 116
그림 2.106. VRcollab Lite 주요기능 117
그림 2.107. VRcollab 스튜디오 117
그림 2.108. 몰입형 가상현실시스템 종류 118
그림 2.109. Augmented Hearing 기술(Nuheara社) 121
그림 2.110. AR기반 신발/의류 판매(Vyking社) 121
그림 2.111. 모바일 장비를 활용한 사이버 모델하우스 및 차량 제원 변경(BMW社) 122
그림 2.112. 모바일 환경에서 AR Motorsports 게임(abylight社) 122
그림 2.113. 가상/증강현실 콘텐츠를 쉽게 제작하주는 JigSpace 플랫폼(JigSpace社) 123
그림 2.114. 가상/증강현실 통합 플랫폼(CN2社) 123
그림 2.115. Vuzix M300 Augmented Reality(AR) Smart Glasses 제품 시연(Vuzix社) 124
그림 2.116. DigiLens AR HUD Headset 제품(DigiLens社) 125
그림 2.117. eSight의 smartglasses 제품 시연 및 제품 활용 발표(eSight社) 125
그림 2.118. Varjo의 Bionic Display Headset 제품 시연 및 제품 활용 발표(Varjo社) 126
그림 2.119. Ultrahaptics의 STRATOS Explore Development Kit 제품 및 시연(Ultrahaptics社) 126
그림 2.120. Wrnch의 AI 기반 Human Motion 기술 적용 시연 및 활용 발표(Wrnch社) 127
그림 2.121. DUCATI의 증강현실 기술 기반 모터사이클 유지보수 시연 현장(DUCATI社) 127
그림 2.122. CurvSurf의 AI 기반 Human Motion 기술 적용 시연 및 활용 발표(CurvSurf社) 128
그림 2.123. Microsoft의 Simplygon 프로그램 시연(Microsoft社) 128
그림 2.124. 산호세주립대학교 편재호 교수과의 회의 130
그림 2.125. RTS-Tracker 시스템 시연(Rialis社) 131
그림 2.126. iClone Motion LIVE 제품 시연(iClone Motion社) 132
그림 2.127. 홀로그램 장치 시연(NIPPON CARBIDE社) 132
그림 2.128. 홀로그램 장치 시연(NIPPON CARBIDE社) 133
그림 2.129. Lucy-HoloReality Display 장치 시연(광운대학교) 133
그림 2.130. 수면 위의 홀로그램 장치 시연(Electro-Communications대학) 134
그림 2.131. MPOV 프로젝터 장치 시연(크리스티社) 134
그림 2.132. Daydream view 장치 시연(구글社) 135
그림 2.133. ANIMATRIK 장치 시연(B&H Studio社) 135
그림 2.134. 엔진 홍보 부스(Unreal社) 135
그림 2.135. 엔진 홍보 부스(Unity 3D社) 135
그림 2.136. 가상현실 환경(Cave) 내의 OPTIS 시연(ANSYS社) 136
그림 2.137. 자율주행 현장 스캐너 장치 홍보 영상(DOXEL社) 136
그림 2.138. 손가락 햅틱 장비 시연(KAIST) 137
그림 2.139. LevioPole 햅틱 장비 시연(ERATO社) 137
그림 2.140. HMD를 통한 로봇 팔 제어 장치 시연(FUSION社) 137
그림 2.141. 사람 & 동물 행동 모사(UC 버클리대학교) 138
그림 2.142. "Making computer animation more agile, acrobat-and realistic" 논문 중(타이완 국립대학) 139
그림 2.143. "A Seamless Texture Color Adjustment Method for Large-Scale Terrain Reconstruction" 논문 중(ETRI) 139
그림 2.144. "3D Facial Geometry Analysis and Estimation Using Embedded Optical Sensors on Smart Eyewear" 논문 중(Keio 대학) 140
그림 2.145. "Progressive Real-Time Rendering of Unprocessed Point Clouds" 논문 중(TU Wien 대학) 140
그림 2.146. I/ITSEC(Interactive/Industry Training, Simulation and Education Conference) 2018 행사장 142
그림 2.147. 전시부스 및 AR 기반 유지보수 및 모니터링 시연(DiSTI社) 145
그림 2.148. GL Studio가 지원하는 플랫폼(DiSTI社) 146
그림 2.149. VE Studio의 Fidelity Matrix(DiSTI社) 146
그림 2.150. 장비 시뮬레이터 시연(CMLab社) 148
그림 2.151. CMLabs사의 조립, 해체가 용이한 장치 및 장비별 콘트롤러(CMLab社) 148
그림 2.152. MASA Group 전시부스(Masa社) 149
그림 2.153. SWORD 기반의 군사 훈련 가상 구성도(Masa社) 150
그림 2.154. 부스 및 관련 트래킹 장비들(OptiTrack社) 150
그림 2.155. 부스 및 VR 체험을 위한 트레드밀(Frontis社) 151
그림 2.156. 자체 개발한 보행 및 주행 트래킹 장비(ETRI) 152
그림 2.157. 회의 사진 및 업무협의 현장 152
그림 3.1. Mesh(Polygon) 수의 차이에 따른 모델변화 156
그림 3.2. Mesh 데이터의 5가지 분류 기준 157
그림 3.3. Mesh Optimization 알고리즘의 핵심 코드 159
그림 3.4. Progressive Mesh Optimization 알고리즘 예시 160
그림 3.5. Ray Casting 기법 개요 162
그림 3.6. Z-Buffering 기법 개요 162
그림 3.7. 전체 Culling 기법 개요 163
그림 3.8. View-Frustum Culling 개요 163
그림 3.9. Back-Face Culling 개요 164
그림 3.10. Occlusion Culling 개요 164
그림 3.11. LoD 개요 164
그림 3.12. BIM 데이터 경량화 알고리즘 개요도 165
그림 3.13. BIM 데이터 경량화 알고리즘 아키텍처 166
그림 3.14. 건물 BIM 모델의 데이터 경량화 결과 167
그림 3.15. 지형 및 교량 BIM 모델의 데이터 경량화 결과 167
그림 3.16. 재질매핑이 가능한 소프트웨어 169
그림 3.17. 기존 재질매핑 프로세스 화면 170
그림 3.18. 일반매핑 & VR매핑 & 지스톰 개발매핑 차이점 171
그림 3.19. 텍스쳐 제작 방법(예시 1) 172
그림 3.20. 텍스쳐 제작 방법(예시 2) 172
그림 3.21. 재질 라이브러리 LIST 화면 173
그림 3.22. Node 방식 & Slot 방식 재질 제작 화면 174
그림 3.23. 소프트웨어별 재질 편집 화면 176
그림 3.24. BIM 데이터 자동매핑 프로세스 177
그림 3.25. 재질 라이브러리 개발 상세 프로세스 정의 178
그림 3.26. Material DB 화면 179
그림 3.27. Material 라이브러리 구축 화면 179
그림 3.28. 기존 VR 개발 프로세스 180
그림 3.29. PIXYZ Import / 파싱모듈 개발/ 유니티 자동화 재질 플러그인 181
그림 4.1. 가상화 시뮬레이션 모듈 프로세스 183
그림 4.2. 대상 모델의 외관 및 속성/재질 정보 매핑 184
그림 4.3. 가상현실 환경에서의 대상 모델 전경 예시 185
그림 4.4. 경량화 대상 정의를 위한 속성 정보 186
그림 4.5. 화재 시뮬레이션 구축 개요 화면 187
그림 4.6. 화재 시뮬레이션 구축 사례 화면 188
그림 4.7. CustomConfig 구조 189
그림 4.8. CustomConfig 구조(상세) 190
그림 4.9. 탈출구 설정 UI 190
그림 4.10. 대피동선 설정 작업 화면 191
그림 4.11. 화재 시뮬레이션을 진행 시 인물 연출 화면 191
그림 4.12. 다면투사 설정 및 시연 화면 192
그림 4.13. VIVE 트래커를 활용한 이동기능 구현 193
그림 4.14. 시작 위치 설정 UI 194
그림 4.15. 3차원 시작 위치 설정 UI 194
그림 4.16. 화재 경보 및 주변 소음 설정 UI 195
그림 4.17. 워프 지점 설정 화면 195
그림 4.18. 포지션 모듈 연동 및 프리셋 구축 UI 196
그림 4.19. 화재 프리팹 설정 화면 197
그림 4.20. DefaultFireController 화면 198
그림 4.21. 화재상태 설정 화면 1 198
그림 4.22. 화재상태 설정 화면 2 199
그림 4.23. 화재생성 화면 1 200
그림 4.24. 화재생성 화면 2 201
그림 4.25. FireController 객체 설정 201
그림 4.26. 자동발화시간 설정 202
그림 4.27. 시뮬레이션 셋팅 203
그림 4.28. 빌드 셋팅 화면 203
그림 4.29. MainScene 셋팅 화면 203
그림 4.30. SceneController 화면 204
그림 4.31. SceneController 하이어라키 셋팅 화면 204
그림 4.32. 메인메뉴 접속 화면 205
그림 4.33. LoadingScen 화면 205
그림 4.34. MultiViewScene 화면 1 206
그림 4.35. MultiViewScene 화면 2 206
그림 4.36. VRViewScene 화면 207
그림 4.37. Vive HMD 사용 화면 207
그림 4.38. Tracker1: 몸통 셋팅 화면 208
그림 4.39. Tracker2: 왼발 셋팅 화면 208
그림 4.40. Tracker3: 오른발 셋팅화면 209
그림 4.41. VRMovementController 화면 209
그림 4.42. 모듈구성 개념도 211
그림 4.43. 개발완료 화면 212
그림 4.44. 스마트 철도안전관리 분야별 세부목표 및 중점추진과제 215
그림 4.45. AR/VR기반 철도안전교육 및 지하철 재난 시뮬레이션과제 215
그림 4.46. VR 기반 선로 유지관리 직원 교육 시스템 구축 사례 216
그림 4.47. VR 기반 선로 작업자 교육 시스템 구축 사례 218
그림 4.48. VR 기반 철도운영 직원 교육 시스템 구축 사례 219
그림 4.49. VR 기반 철도운영 직원 교육 시스템 구축 사례 219
그림 4.50. AR을 이용한 철도시설물 정보 표시 사례 220
그림 4.51. 지멘스의 AR기반 차량 점검 원격지원 221
그림 4.52. 미국 MTBA의 AR기반 원격 지원 시스템 222
그림 4.53. 영국의 철도분야 AR 적용 사례 222
그림 4.54. 철도시설 성능평가 절차 223
그림 4.55. 철도시설의 성능평가 단위 225
그림 4.56. 선로 및 건축시설의 시설물 분류체계 226
그림 4.57. 전기 및 통신시설의 시설물 분류체계 226
그림 4.58. 선로 및 건축시설 성능평가의 구성체계 227
그림 4.59. 전기 및 통신시설 성능평가의 구성체계 228
그림 4.60. 철도시설 성능평가 방법 229
그림 4.61. 성능평가 시뮬레이션 제작 프로세스 233
그림 4.62. GUI 개선사례(I) 233
그림 4.63. GUI 개선사례(II) 233
그림 4.64. 플랫폼의 승강장안전문 평가 준비 화면 235
그림 4.65. 승강장안전문의 평가화면 235
그림 4.66. 승강장안전문의 안전성을 평가하는 화면 236
그림 4.67. 승강장안전문의 내구성을 평가하는 화면 236
그림 4.68. 평가결과를 확인하는 화면 237
그림 4.69. 음성인식 기능을 이용하여 평가의견을 기록하는 화면 237
그림 4.70. 가시화(Visualization) 방법에 따른 예비조사(Preliminary Study) 단계에서의 프로젝트 문서의 이해도 차이 239
그림 4.71. 가시화(Visualization) 방법에 따른 시공(Construction) 단계에서의 프로젝트 문서의 이해도 차이 239
그림 4.72. AR 하드웨아 244
그림 4.73. 매직리프 원 244
그림 4.74. UI 적용 화면 245
그림 4.75. 3D 모델링 246
그림 4.76. 모델링 Render image 246
그림 4.77. AR Maker Image 247
그림 4.78. C# Coding 247
그림 4.79. AR 콘텐츠 현장 Test 248
그림 4.80. AR 콘텐츠 Test 수행 249
그림 4.81. 구조적 머리전달함수 모델의 전체 구조 251
그림 4.82. 구조적 HRTF에서의 head model 251
그림 4.83. 구조적 HRTF에서의 pinna model 252
그림 4.84. 전방 60도에 대한 왼쪽 귀의 HRTF 254
그림 4.85. 전방 60도에 대한 오른쪽 귀의 HRTF 254
그림 4.86. 소리의 전달 과정 및 image method 255
그림 5.1. JigSpace 플랫폼 화면 260
그림 5.2. CN2 플랫폼 화면 260
그림 5.3. AutoCad 및 Revit 화면 261
그림 5.4. 리얼타임 엔진의 렌더링 알고리즘 화면 262
그림 5.5. FDS 데이터 설정 화면 262
그림 5.6. HMD 트래킹 방식 구분 264
그림 5.7. vive 설치 메뉴얼 265
그림 5.8. Nolo VR 기기 266
그림 5.9. Lenove : Mirage Solo 266
그림 5.10. 대표적인 트레드밀 시뮬레이터 267
그림 5.11. FPS 게임용 트레드밀 OMNIDECK 6 267
그림 5.12. 바이브 구성(HMD, 베이스스테이션, 컨트롤러) 269
그림 5.13. 버추얼트레드밀 구성 예시(트랙커, 트랙커 부착밴드+신발류) 269
그림 5.14. HMD 하드웨어의 이용 방안 270
그림 5.15. HMD와 트래커 기반의 이동 방향 처리 프로그래밍 화면 270
그림 5.16. 하드웨어 추가로 인한 기능개선 구성도 273
그림 5.17. 개발 테스트 화면 274
그림 5.18. 시뮬레이션 공간의 확장 예시 277
그림 5.19. Unity 3D에서 BIM room 시스템과 연동하여 테스트 277
그림 5.20. 유니티 카메라 설정 구성도 278
그림 5.21. Windows 디스플레이 설정 278
그림 5.22. 다면투사를 위한 하드웨어 구성 279
그림 5.23. 유니티 뷰어를 통한 다면투사 화면 279
그림 5.24. 다면 투사 개발 작업 화면 280
그림 5.25. 시뮬레이션 연동 시작화면 280
그림 5.26. 플레이어에 종속된 다면 투사 카메라 281
그림 6.1. Twin Model의 구성 284
그림 6.2. CPS의 Twin Model의 구현 285
그림 6.3. OT(Operation Technology)와 IT(Information Technology) 시스템 286
그림 6.4. CPS 기반 시뮬레이션 데이터 분석 및 가시화 시스템 287
그림 6.5. NIST Cyber-Physical Systems Public Working Group 288
그림 6.6. Smart Factory에서의 CPS의 개념도 289
그림 6.7. 공정 기반의 CPS의 통합 범위 및 기술 290
그림 6.8. 공정 기반의 CPS의 통합 범위 및 기술 291
그림 6.9. 공정 기반의 CPS의 통합 범위 및 기술 295
그림 6.10. 대규모 CPS 네트워크 용 미들웨어 302
그림 6.11. 스마트 제조 CPS 기술 분야 연도별 출원동향 309
그림 6.12. 국가별 CPS 기술 출원 현황 310
그림 6.13. 스마트 제조 CPS 기술 분야 IPC 기술 및 융합성 312
그림 6.14. 국내 주요출원인의 출원 현황 314
그림 6.15. 의료 사이버 물리 시스템 개념도 328
그림 6.16. 심전도 신호의 측정 및 전달 과정 337
그림 6.17. 심전도 신호의 구조 337
그림 6.18. 사이버물리시스템으로써의 지능형 원격심전도 모니터링 338
그림 6.19. 맞춤형 생산으로의 패러다임 변화 340
그림 6.20. 아디다스 스마트 팩토리 개념과 기대 효과 341
그림 6.21. 노빌리아 Manufacturing by Wire 342
그림 6.22. LS산전의 시스템 모델 345
그림 6.23. 지멘스 스마트 팩토리 구축 방향 및 전략 346
그림 6.24. e-F@ctory 개념도 348
그림 6.25. GE 생각하는 공장 모델 350
그림 6.26. 포스코 스마트 팩토리 추진 방향 351
그림 6.27. 가상 공장 구축을 통한 생산공정 검증 353
그림 6.28. 디지털 가상 공장 생산 지원 모니터링 서비스 기능 355
그림 6.29. 하네스 설계 지원 서비스 355
그림 6.30. CPS 기반 스마트 건설생산 시스템 357
그림 6.31. CPS 기반 스마트 건설생산 시스템 기술맵 358
그림 6.32. 프리캐스트 공법과 ICT에 의한 건설프로세스 개선 이미지 367
그림 6.33. CPS 기본적 매칭 372
그림 6.34. IIoT(산업 사물인터넷)의 위치 374
그림 6.35. 어플리케이션 플랫폼 377
그림 6.36. oneM2M 기능 구조 379
그림 6.37. OCEAN Mobius 플랫폼 380
그림 6.38. OPC 플랫폼 구조 381
그림 6.39. OPC Unified Architecture 382
그림 6.40. 스마트공장 시스템 플랫폼 모형 383
그림 6.41. CPS 운영환경 384
그림 6.42. CPPS 아키텍처 385
그림 6.43. ECML-F를 이용한 설비 모델링 386
그림 6.44. 가상공장 시뮬레이션 및 가시화 387
그림 6.45. 연속 요소에 대한 이산화 기법 388
그림 6.46. 메시지 구조 389
그림 6.47. 필드 계기 397
그림 6.48. PLC/원격터미널장치 397
그림 6.49. 통신 링크/개방형 표준 398
그림 6.50. HMI 소프트웨어 398
그림 7.1. Virtual Singapore 개발 및 활용사례(건물 설계 검토, 도시 풍동 실험) 401
그림 7.2. 연구성과 활용 시나리오 403
그림 7.3. 건설 단계별 가상현실 기술 활용분야 403
그림 7.4. 차년도 연구 추진체계 405
그림 7.5. 차년도 연구 추진전략 405