표제지
목차
Ⅰ. 서론 12
1. 연구의 목적 12
2. 용어 정의 14
가. 가상현실(VR, Virtual Reality) 14
나. 증강현실(AR, Augmented Reality) 15
다. 혼합현실(MR, Mixed Reality) 16
라. 휴먼팩터(Human factor) 18
마. 제작 방법 19
바. 조작방식(입력방식) 19
사. 동작범위(플레이 영역) 22
3. 연구의 범위 및 제한점 23
Ⅱ. 선행연구 및 사례 분석 25
1. 선행 연구자료 25
가. 가상현실(VR) 및 증강현실(AR)의 교육적 효과성에 관한 연구 25
나. 가상현실(VR) 및 증강현실(AR)의 설계적 측면 관련 연구 28
2. 가이드라인 연구 조사 분석 33
가. 식품의약안전처의 가상ㆍ증강현실 기술이 적용된 의료기기 가이드라인 33
나. Class VR의 가이드라인 35
다. ETRI와 KoVRA의 가상ㆍ증강현실 이용 및 제작 안전 가이드라인 39
라. 한국지식재산전략원의 특허기술동향 보고서 55
마. 바른 ICT 연구소의 가상현실 사용자ㆍ개발자 가이드라인 57
바. VIRTUAL REALITY 101 : What You Need to Know About Kids and VR 60
3. 사례 분석(유즈케이스) 63
가. 가상체험형(구글 익스페디션) 63
나. 조작형(더 랩, VIVECRAFT) 71
다. 창작형(코스페이시스) 80
Ⅲ. 이용자 안전 가이드라인 89
1. VR 이용자 가이드라인의 필요성 89
2. VR 이용자 가이드라인의 특징 90
3. VR 이용자 가이드라인의 구성 91
4. 이용 전 VR 이용 가이드라인 91
가. 이용 전 기기 정보 및 상태 확인하기 91
나. 이용 전 활용 공간 점검하기 95
다. 이용 전 위생 점검하기 98
라. 이용 전 콘텐츠 선정하기 99
마. 이용 전 건강 상태 확인하기 102
5. 이용 중 VR 이용 가이드라인 105
가. 이용 중 건강 및 인지 상태 확인하기 105
나. 이용 중 이용 상태 확인하기 106
다. 이용 중 기기 상태 확인하기 109
6. 이용 후 VR 이용 가이드라인 110
가. 이용 후 건강 및 인지 상태 확인하기 110
나. 이용 후 기기 상태 확인하기 111
7. 관리자 체크리스트 113
Ⅳ. 콘텐츠 개발 가이드라인 115
1. 이용에 영향을 미치는 요소 115
2. 사용자 감각 정보의 일체화 117
가. 인터페이스 117
3. 상태ㆍ상황의 식별 기준 121
4. 편의성 원칙 124
5. 인터페이스 디자인 125
가. 그래픽 인터페이스(GUI) 125
나. 사운드 인터페이스 126
6. 컨트롤러(입력장치) 127
7. 위험성 평가 130
가. 반응식 판단 기준 131
나. 문답식 판단 기준(쿠퍼-하퍼 척도) 132
8. 작동 오류 133
가. 명령ㆍ조작 오류에 따른 분류 133
나. 원인적 분류 134
9. 조작과 인지의 부조화 135
10. 동작 범위(플레이 영역) 137
가. 앉는 방식(Seated Scale) 137
나. 서는 방식(Standing Scale) 138
다. 움직이는 방식(Room Scale) 138
Ⅴ. 가이드라인 현장 적용 140
1. 연구방법 140
가. 연구방법 및 절차 140
나. 연구 참여자 142
다. 연구 도구 143
2. 전문가 타당화 145
가. VR 이용자 안전 가이드라인 145
나. VR 콘텐츠 개발 가이드라인 149
3. 사용성 평가 151
가. VR 활용 교수학습지도안 작성 결과 분석 151
나. 현장 교사 면담 결과 분석 153
4. 현장 적용 155
가. VR 활용 교수학습 지도안 작성 155
나. VR 활용 교수학습 실행 157
다. 교사 대상 심층 면담 결과 160
라. 학생 대상 설문 및 심층면담 결과 161
Ⅵ. 결론 및 제언 163
참고문헌 165
[부록 1] 건강 상태에 대한 자가진단 체크리스트 및 동의서(이용 전) 169
[부록 2] 학생용 학습자료(이용 중) 170
[부록 3] 학습만족도 및 건강상태 확인 설문지(이용 후) 171
[부록 4] VR 콘텐츠 분석표 172
판권기 192
〈표 Ⅱ-1〉 AR의 교육적 효과성 관련 선행연구 26
〈표 Ⅱ-2〉 VR의 효과성 관련 선행연구 27
〈표 Ⅱ-3〉 아동의 발달과 관련된 AR 설계에 대한 연구 28
〈표 Ⅱ-4〉 성공적인 사용자 경험을 위한 네 가지 중점 사항들과 예상되는 도전과제 30
〈표 Ⅱ-5〉 의료기기법 제 2조 33
〈표 Ⅱ-6〉 의료기기 사례 34
〈표 Ⅱ-7〉 목적에 따른 비의료기기 VR/AR 기기 34
〈표 Ⅱ-8〉 가이드라인 비교표 61
〈표 Ⅲ-1〉 건강 및 안전을 위한 휴먼팩터 요소 90
〈표 Ⅲ-2〉 사용성 증진을 위한 휴먼팩터 요소 91
〈표 Ⅲ-3〉 주요 HMD 제조회사에서 제시하는 이용 연령 93
〈표 Ⅲ-4〉 주요증상에 따른 VR 이용 권고 사항 103
〈표 Ⅲ-5〉 HMD 제조사들의 플레이 및 휴식 시간 준수 가이드(한국콘텐츠진흥원, 2018) 108
〈표 Ⅲ-6〉 사용 후 건강 및 인지상태 확인을 위한 체크리스트 111
〈표 Ⅳ-1〉 연령 성별에 따른 고려 요소 116
〈표 Ⅳ-2〉 연령 성별에 따른 확인 요소 116
〈표 Ⅳ-3〉 시야각 확인 요소 118
〈표 Ⅳ-4〉 색상 확인 요소 119
〈표 Ⅳ-5〉 청각 확인 요소 120
〈표 Ⅳ-6〉 상태ㆍ상황의 식별 기준 확인 요소 122
〈표 Ⅳ-7〉 편의성 원칙 확인 요소 124
〈표 Ⅳ-8〉 그래픽 인터페이스(GUI) 확인 요소 126
〈표 Ⅳ-9〉 사운드 인터페이스 확인 요소 126
〈표 Ⅳ-10〉 컨트롤러(입력장치) 확인 요소 127
〈표 Ⅳ-11〉 위험성 평가 확인 요소 131
〈표 Ⅳ-12〉 반응식 판단 기준 131
〈표 Ⅳ-13〉 오류에 따른 분류 133
〈표 Ⅳ-14〉 원인 분류 134
〈표 Ⅳ-15〉 작동 오류 확인 요소 135
〈표 Ⅳ-16〉 조작과 인지의 부조화를 완화하기 위한 배려 136
〈표 Ⅳ-17〉 조작과 인지의 부조화 확인 요소 136
〈표 Ⅴ-1〉 전문가 패널 프로필 및 전문가 검토 참여 단계 142
〈표 Ⅴ-2〉 전문가 타당화 평가 문항 144
〈표 Ⅴ-3〉 가이드라인 전반에 대한 전문가 타당화 결과 146
〈표 Ⅴ-4〉 가이드라인 각 권고사항에 대한 전문가 타당화 결과 147
〈표 Ⅴ-5〉 VR 이용자 안전 가이드라인에 대한 전문가 의견 148
〈표 Ⅴ-6〉 VR 콘텐츠 개발 가이드라인에 대한 전문가의 의견 150
〈표 Ⅴ-7〉 VR 이용자 안전 가이드라인을 고려한 교수학습지도안 수정ㆍ보완 사항 152
〈표 Ⅴ-8〉 현장 교사 의견 요약 154
〈표 Ⅴ-9〉 VR 활용 교수학습 지도안 155
〈표 Ⅴ-10〉 사이버 멀미 발생 현황 159
〈표 Ⅴ-11〉 VR활용 교육 만족도 설문 결과 161
[그림 Ⅰ-1] VR을 이용한 연구 14
[그림 Ⅰ-2] VR을 이용한 게임 플레이 15
[그림 Ⅰ-3] AR 네비게이션과 VR 네비게이션의 비교 15
[그림 Ⅰ-4] AR 가상 인테리어 16
[그림 Ⅰ-5] 증강 현실 안경 16
[그림 Ⅰ-6] 현실 공간에 가상의 정보를 추가해 인터랙션 하는 모습(마이크로소프트 홀로렌즈) 17
[그림 Ⅰ-7] 현실 세계에 3차원 이미지 정보를 보여주는 모습(마이크로소프트 홀로렌즈) 17
[그림 Ⅰ-8] 인간공학과 사용자 경험 18
[그림 Ⅰ-9] 삼성 Gear VR HMD 측면의 터치패드 19
[그림 Ⅰ-10] 3Dof 컨트롤러 20
[그림 Ⅰ-11] 6Dof 컨트롤러 20
[그림 Ⅰ-12] 모션트래킹 예시(Noitom사의 Perception Neuron Pro) 21
[그림 Ⅰ-13] 아이트래킹 예시 21
[그림 Ⅰ-14] 앉는 방식 사용 예시 22
[그림 Ⅰ-15] 서는 방식 사용 예시 22
[그림 Ⅰ-16] 움직이는 방식 사용 예시 23
[그림 Ⅱ-1] 교육을 위한 가상현실 시스템의 일반적 모델 32
[그림 Ⅱ-2] Class VR 기기 36
[그림 Ⅱ-3] Plan 화면 구성 36
[그림 Ⅱ-4] Cloud 화면 구성 37
[그림 Ⅱ-5] Deliver 화면 구성 38
[그림 Ⅱ-6] ClassVR의 구독 화면 38
[그림 Ⅱ-7] 상용화된 VR 커버 42
[그림 Ⅱ-8] VR용 일회용 마스크 42
[그림 Ⅱ-9] 파노라마 로테이터와 설치 모습 46
[그림 Ⅱ-10] 전정기관의 움직임 감지 및 VR 영상 동기화 49
[그림 Ⅱ-11] 고유수용감각과 시각간의불일치 49
[그림 Ⅱ-12] 리그 구현 방식 52
[그림 Ⅱ-13] HMD 내 S3D 구현 모식도 53
[그림 Ⅱ-14] 위치에 따른 AR 그래픽 54
[그림 Ⅱ-15] 국가별 특허 출원 동향 분석 55
[그림 Ⅱ-16] 국가별 기술 시장 성장단계 56
[그림 Ⅱ-17] Google Expeditions 활용 모습 63
[그림 Ⅱ-18] Google Expeditions 피라미드 관련 영상 64
[그림 Ⅱ-19] 더 랩 메인 화면 71
[그림 Ⅱ-20] 더 랩 게임 배경(베스퍼 피크 산) 72
[그림 Ⅱ-21] 더 랩 게임 캐릭터(인공지능 강아지) 73
[그림 Ⅱ-22] 더 랩 게임 속 '허브(로비)' 73
[그림 Ⅱ-23] 더 랩-Sling Shot 74
[그림 Ⅱ-24] 더 랩-Longbow 74
[그림 Ⅱ-25] Xortex 75
[그림 Ⅱ-26] Secret Shop 75
[그림 Ⅱ-27] Aperture Robot Repair 76
[그림 Ⅱ-28] Solar System 76
[그림 Ⅱ-29] 더 랩-Human Medical Scan 77
[그림 Ⅱ-30] VIVECRAFT 메인 화면 77
[그림 Ⅱ-31] VIVECRAFT 시작 화면 78
[그림 Ⅱ-32] VIVECRAFT의 듀얼 플레이 모드 78
[그림 Ⅱ-33] VIVECRAFT 활쏘기 모드 79
[그림 Ⅱ-34] VIVECRAFT 낚시 모드 79
[그림 Ⅱ-35] 코스페이시스 서비스 화면 80
[그림 Ⅱ-36] 코스페이시스 초기 화면 81
[그림 Ⅱ-37] 제작 초기 화면 82
[그림 Ⅱ-38] 배경 설정 화면 82
[그림 Ⅱ-39] 캐릭터 설정 화면 82
[그림 Ⅱ-40] 콘텐츠 크기 조절 82
[그림 Ⅱ-41] 애니메이션 효과 82
[그림 Ⅱ-42] 완성된 교육환경의 사례 83
[그림 Ⅱ-43] Google Cardboard 83
[그림 Ⅱ-44] Amazon Sumerian 84
[그림 Ⅱ-45] Amazon Sumerian의 에셋 업로드 화면 85
[그림 Ⅱ-46] Amazon Sumerian의 호스트 생성 화면 86
[그림 Ⅱ-47] Amazon Sumerian의 편집 화면 86
[그림 Ⅱ-48] Amazon Sumerian의 게시 화면 87
[그림 Ⅲ-1] VR 컨트롤러 94
[그림 Ⅲ-2] HMD 기기 94
[그림 Ⅲ-3] 동작범위에 따른 플레이 97
[그림 Ⅲ-4] VR마스크 예시 98
[그림 Ⅲ-5] 소독방법 예시 99
[그림 Ⅲ-6] 클래스VR의 수업관리도구 108
[그림 Ⅲ-7] HMD 제조사들의 VR 보관함 112
[그림 Ⅳ-1] 게임/영상물 등급표시 116
[그림 Ⅳ-2] HMD를 통한 시야각 확인 화면 117
[그림 Ⅳ-3] 사람의 청각 획득 정보 120
[그림 Ⅳ-4] 두 개의 화상으로 입체감을 구현하는 VR 영상 123
[그림 Ⅳ-5] 평면으로 제작된 파티클 효과 123
[그림 Ⅳ-6] HMD 렌즈의 굴곡, 크기ㆍ마감으로 인한 왜곡 124
[그림 Ⅳ-7] 초점의 변화에 따른 UI 화면 125
[그림 Ⅳ-8] 3축(3DoF)와 6축(6DoF) 비교 128
[그림 Ⅳ-9] 터치 패널ㆍ패드가 삽입된 핸드 컨트롤러 129
[그림 Ⅳ-10] 음성 명령 컨트롤러(VUI) 129
[그림 Ⅳ-11] 모션 트래킹의 이용 130
[그림 Ⅳ-12] 왜곡된 정보의 예 130
[그림 Ⅳ-13] 쿠퍼-하퍼 평가기준 예시 132
[그림 Ⅳ-14] 작동 오류의 원인적 분류 134
[그림 Ⅳ-15] 사이버 멀미의 원인 136
[그림 Ⅳ-16] 앉는 방식을 이용한 VR 137
[그림 Ⅳ-17] 서는 방식을 이용한 VR 138
[그림 Ⅳ-18] 움직이는 방식을 이용한 VR 139
[그림 Ⅴ-1] 연구방법 및 절차 141
[그림 Ⅴ-2] 현장 적용 VR 기기 145
[그림 Ⅴ-3] 사용성 평가에서 작성된 교수학습지도안 151
[그림 Ⅴ-4] VR콘텐츠 초기 화면에 제시된 이용자 주의 사항 158
[그림 Ⅴ-5] VR활용 수업 장면 159