JAVATIC

테이블탑 기기와 인터랙티브 벽면 디스플레이(5)

nemonemo — Mon, 10 Nov 2008 18:02:28 +0900

크리에이티브 커먼즈 라이선스

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테이블 탑 기기에서 쓰이는 멀티 터치 센싱에 관한 기술을 구분하자면
크게

비시각 기반 (non-vision based method)
시각기반 (vision based method)

http://www.javatic.com/4 에서는 비시각 기반(non-vision based method) 에 대한 글이였고

이번엔

시각기반 (vision based method) 에 대해 알아보자.
시각기반은 전에 말했듯이 카메라로 물리적 객체를 검출 및 인식을 합니다.
사람이 눈으로 사물을 보듯이
테이블탑도 카메라를 통하여 멀티 터치를 인식하는 것입니다.

카메라로 물체를 인식하기 때문에
비시각기반의 Capacitive sensing(정전용량 방식) 처럼 전기적 신호기들이 없기때문에
스크린이 반투명 하지 않아서
투사방식은 상부에서 영상을 투사하는 방식(top down projection) 이나
후면에서 영상을 투사하는 방식(rear projection) 모두 가능합니다.

그렇치만 상부에서 영상을 투사하는 방식의 그 단점 (설치 불편, 그림자로 인한 이미지 왜곡) 때문에
후면에서 영상을 투사하는 방식을 대부분 사용 합니다.

시각기반에서는 여러 기술들 중에 FTIR 멀티-터치 센싱원리를 말하고자 합니다.
이는 지문 추출을 위해 사용되는 FTIR(Frustrated Total Internal Reflection)의 원리에 기반을 두고 있습니다.

뉴옥대의 Jefferson. Han이 선보였습니다.
이분 정말 대단하시더라구요 한인 2세라고 하시던데 왠지모를 뿌뜻함이 'ㅁ'/
동영상을 퍼오고 싶었는데.. 오늘따라 왜이리 안보이나요..
jefferson Han으로 검색해 보시면 이분이 멀티 터치 관련 발표하시는 동영상을
쉽게 찾아 보실수 있겠습니다.

FTIR 멀티-터치 센싱원리를 그림으로 표현하면 이런데요.

작동원리는 매질의 표면(여기서는 아크릴판) 에 손가락을 갖다 대면 전반사 장애로 인해 빛이 산란되고
이 빛을 카메라로 추적하면 여러 접촉점을 동시에 탐지 할 수 있습니다.

여기서 전반사 라는건 "임계각" 이상의 입사각을 가진 빛이 매질 경계면에서
모두 매질 내부로 반사되는 현상입니다.

쉽게 말하면 사람이 터치 하는 아크릴판 밑에는 적외선으로 전반사를 일으킬수 있도록 쏘면 이 빛은
사람이 터치를 안할 시에는 밑에 돌아다니고 있다가 터치가 일어나면
그 빛들이 분산된다고 합니다.

(어후. 이런거에 안친해서 이해하니라 힘들었었습니다 ㅠ_ㅠ.)

이 방식으로 사용된 대표적인 사례는 바로 MS의 surface입니다.

이 FTIR 멀티-터치 센싱원리의 장점이라고 한다면
●시공간적으로 높은 해상도의 터치 이미지 정보를 획득 가능 (이건 시각기반을 쓰는 다른 기술들도
이 장점을 갖지 않을까 싶습니다)
●시스템을 저렴하게 구현가능(비시각기반의 Capacitive sensing(정전용량 방식)보다)

단점은
●큰공간 차지 - 테이블탑의 경우 테이블 밑에 발을 넣을 수없다. 카메라와 프로잭션의 위치때문에.
●멀티터치시 접촉되는 포인트 정확히 구분안됨 - 손으로 터치시 하나의 손에 여러개 손가락인지
두개의 손에 여러개의 손가락인지등의 구분.

테이블탑 기기와 인터랙티브 벽면 디스플레이(4)

nemonemo — Mon, 10 Nov 2008 16:55:15 +0900

크리에이티브 커먼즈 라이선스

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요번엔 테이블 탑 기기와 인터랙티브 벽면 디스플레이의 주요 기술이라고
볼수있는 멀티 터치 센싱에 관한 기술입니다.

사실 테이블 탑 기기와 인터랙티브 벽면 디스플레이라기보다는
테이블 탑 기기의 멀티 터치 센싱에 관한 기술이라고 할수 있겠습니다.

인터랙티브 벽면 디스플레이의 기술이 그닥 나와 있지를 않아서..

테이블 탑 기기에서 쓰이는 멀티 터치 센싱에 관한 기술을 구분하자면
크게

비시각 기반 (non-vision based method)
시각기반 (vision based method)

비시각과 시각을 나눈 주요 이유는
터치시 이 터치 위치를 찾음에 있어서 카메라(사람으로 따지면 눈이겠죠 ㅇㅅㅇ)
를 사용하면 시각기반 아니면 비시각 기반으로 나눴다 하겠습니다.

비시각 기반(non-vision based method)에는
Capacitive sensing(정전용량 방식)이 있습니다.

* 손이 안닿았을때 *손이 닿았을때

그림처럼 스크린밑에 전류를 흘려보내서 손이 그지점에 닿을때 전류의 방향이 바뀌면서
(사람의 손가락이 접지가 되버린듯한) 이때 사람이 어디를 터치했는지 알수있는 방식입니다.

이는 ATM기계나 요새 많이 나와있는 원터치 기기들이 대부분 이 방식으로 사용하고있습니다.

그러나 문제는 멀티 터치를 구현하는데 이를 어떻게 이용하는가 였는데요
이 정전용량 방식으로 테이블탑을 구현한 사례가 있습니다.

미쯔비시 연구소의 Diamond Touch가 대표적인데요

이 Diamond Touch 는 전기적인 정전용량 변화를 측정할 수 있는 안테나 세트로 구성되었습니다.
내장 안테나는 절연체로 싸여있는 전기적인 정전 재료의 얇은 조각으로서 각 행과 열은
다이아몬드 패턴으로 구성되어 있습니다.

작동원리는
사용자가 테이블에 터치 하였을 때, 신호는 터치 포인트 아래에 직접 연결되어 있는 한쌍의
정전용량 장치를 통해 연결된 사용자의 수신기로 들어가고
수신기는 사용자가 테이블 표면의 어떤 부분을 터치했는지 인식 할 수 있습니다.

이 각각의 다이아몬드 패턴들이 그 스크린 밑에 있으면서 멀티 터치를 인식하게 되는것이다.

이때문에 스크린은 반투명 하게 되어서
투사방식은 상부에서 영상을 투사하는 방식(top down projection) 방법을 사용합니다.

<Diamond Touch 사용 동영상>

비시각 기반(non-vision method)의 장점은
●시스템복잡도를 크게 낮추는 효과
●손의 접촉 여부 - 전류의 흐름으로 손의 접촉점을 정확히 알수 있다.
●접근성여부
단점은
●높은 해상도 구현의 어려움 - 높은 해상도 구현을 위해서는 아주 많은 센서 연결이 필요
제작 비용의 증가로의 문제가 심해진다.

테이블탑 기기와 인터랙티브 벽면 디스플레이(3)

nemonemo — Mon, 10 Nov 2008 14:17:43 +0900

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<투사방식>
테이블탑 기기 영상투사방식은 2가지가 있습니다.

top down projection(상부에서 영상을 투사하는방식)
rear projection(후면에서 투사하는 방식)

한논문에서는 botton up projection(하부에서 투영하는방식)으로 더 나눈것도 있는데
제 생각엔 아무래도 위아래를 따지는게 아니라
테이블탑 기기일 경우
테이블탑기기 밖에 프로젝션을 설치하느냐
안에 설치하느냐에 따라서 top down projection 과 rear projection을 나눈듯 합니다.
(정말로.. 저의 생각일뿐. ㅠ_ㅠ;; 이렇게 이해 되더라구요..)

top down projection(상부에서 영상을 투사하는방식)은
높은 선반이나 천장에 카메라와 프로젝터를 설치 하는 것입니다.

설치 위치에 따른 단점이 있는데요
● 설치의어려움
● 이동의 어려움
● 이미지 왜곡

천장이나 이런곳에 설치할려면 프로젝터와 카메라등을 낑낑 이고 가서는
설치해야하는것도 어렵고 일단 설치하면 다른 장소에 또 설치하기....
정말 어렵습니다.
그리고 가장큰문제는 위에서 영상을 투사하는 방식이라서 투영된 영상과 사용자의
머리나 손등과 겹칠수 있어 이미지 왜곡을 일으킨다는 문제입니다.

이는 우리가 흔히 학교나 세미나실에서 볼수있는 프로젝터를 생각하면
프로젝터가 쏘와진 칠판에 손을 얹으면 그림자 지는것을 볼수있다.
테이블탑에서 이 그림자를 잘못인식하면서 이미지 왜곡을 일으킬수 있다는 것이다.

rear projection(후면에서 투사하는 방식) 은
확산제를 부착한 투사 스크린을 사용하며
프로젝터와 카메라를 테이블안에 설치 합니다.

설치 위치에 따른 장점은
● 설치 공간이 적다 (top down projection에 비해서)
● 이미지 왜곡이 없다

테이블탑 기기와 인터랙티브 벽면 디스플레이(2)

nemonemo — Tue, 04 Nov 2008 11:48:33 +0900

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(컴공세미나 발표) 테이블탑 기기와 인터랙티브 벽면 디스플레이(1)에 이이서
요번 글에선 인터랙티브 벽면 디스플레이에 대해알아보겠습니다.

<3.인터랙티브 벽면 디스플레이(interactive wall display)>
논문을 읽어보면서
짧은 제 이해력으로 테이블탑기기와 인터랙티브 벽면 디스플레이를 생각해보면
테이블형태의, 테이블기능 + 컴퓨터기술 을 가진것이 테이블탑 기기.
벽을 이용한것 + 컴퓨터기술 은 인터랙티브 벽면 디스플레이라고 생각합니다.

이건 마치 코에걸면 코걸이 귀에걸면 귀걸이처럼...

앞에글에서 테이블탑기기의 정의를 "테이블에 대한 새로운 발견이고 사용자 인터페이스를 제공하고 테이블표면(tabletop)을 이용한 스크린을 가지고 있으며 사용자와 상호작용이 가능한 기기이다."라고 말했었는데요
이와 더불어 인터랙티브 벽면 디스플레이의 정의를 말하자면 "벽에 대한 새로운 발견,재해석이고 사용자 인터페이스를 제공하고 벽면을 이용한 스크린을 가지고 있으며 사용자와 상호작용이 가능한 기기이다." 라고 할수있습니다.
음. 테이블과 벽이란것이 틀릴뿐 같은 정의라 할수 있습니다.

정리해보자면
테이블탑기기와 인터랙티브 벽면 디스플레이와의 같은점과 다른점
●같은점 - 기기의 정의와 UI방식
●다른점 - 활용하는공간, 응용분야, 사용자의 사용행태
라고 간단히 생각 할수 있겠습니다.

분명 우린 테이블이나 벽의 기능은 우리가 사용하는 행태는 분명 틀립니다.
그러나 현시점에 나온 테이블탑 기기나 인터랙티브 벽면 디스플레이는
그 모양새(터치스크린 등)나 기술(멀티터치 등)이 비슷합니다.
단지 테이블로 쓰이느냐 벽으로 쓰이냐의 차이인것 이다.

벽면 디스플레이라고해서 나온 citywall이라는 동영상을 찾게 되었습니다

핀란드에 헬싱키에 있다고 하는데 파일묶음들을 어떤식으로도 조절이 가능한 3D '구'로 표현해내는 특징이 있다고 합니다. 우리 컴퓨터로 보자면 탐색기를 열어서 어떤파일을 클릭하는것처럼 이 citywall은 구형식으로 그걸 보여주는 것 같습니다.
그리고 문자메시지를 보내면 citywall이 수신도 하구요.

여기서 인터랙티브 벽면 디스플레이의특징으로 보이는것이 테이블탑 기기와 마찬가지로
1.터치스크린(벽면을이용한)
2.직관적인 사용자 인터페이스를 제공.
3.멀티터치
4.멀티유저
라고 볼수있겠습니다.

테이블탑 기기와 인터랙티브 벽면 디스플레이(1)

nemonemo — Fri, 31 Oct 2008 18:22:53 +0900

크리에이티브 커먼즈 라이선스

이 저작물은 크리에이티브 커먼즈 코리아 저작자표시-비영리-동일조건변경허락 2.0 대한민국 라이선스에 따라 이용하실 수 있습니다.

컴공세미나 시간에 발표는
정보학회지 2008.3에 실린 논문을 요약하는것이 일단 목표였습니다.
여기에 실제 사례인 surface를 조사!!

이제 테이블탑 기기와 인터랙티브 벽면 디스플레이에 대해 알아보자.
사실 내 발표는 테이블탑 기기에 대부분 맞춰져 있습니다.

인터랙티브 벽면 디스플레이의 자료가 거의 없다고나 할까 ㅠ_ㅠ;

<1.배경>
쉽게.. 우리가 한개씩은 가지고 있는 핸드폰을 생각해보자.

1988년에 나온 핸드폰이란다.. 구글이미지에서 찾았드랬죠! ㅎㅎ
이랬던 핸드폰이.. 이제는

온갖기능을 무장한채.. 우리가 알고있던 전화기의 범위(전화를 주고받는)를 넘어버렸다.
1988년에 핸드폰으로 사진도찍으며 mp3도 듣고 사전기능 메모등등의 이런걸 할수 있으리라 생각했을까?
현대의 와서 이런 여러 기술들의 융합되는 사례는 여럿 볼수있는데.
모 대표적인걸로는 PDA, 닌텐도DS, PMP 등등.. 이 있다.
이런 기술들이 융합에서 이 융합을 가능하게 했던건 컴퓨터의 기술이 아니였을까
아니 기술들의 융합의 중심에는 컴퓨터의 기술이 있다.
이런 컴퓨터중신의 기술융합과 이 기술의 발전은
컴퓨터는 아니지만 컴퓨터의 일부 기능을 해낼수있는 그런 새로운 기기들을 탄생시켰다.

이런 기술발전과 기술의 융합과 더불어
이런 새로운 기기들과 interaction(상호작용) 하기 위한 직관적이고 편리한 방법을 더 모색 하게 되는데 특히나 HCI(Human Computer Interaction)분야에서 이런 사용자 인터페이스 제공과 인터랙션 할수 있는 편리한방법의 연구가 활발하다고 한다.

기술의 융합과 그 융합이 중심엔 컴퓨터 기술 여기다 직관적이고 편리한 사용자 인터페이스 제공과 인터랙션 하기 위한 연구, 게다가 유비쿼터스의 환경을 구축하려는 노력들이
이 새로운 테이블탑기기와 인터랙티브 벽면 디스플레이를 나타나게 한것이다

<2.테이블탑(tabletop)기기의 정의 및 특징>
일단 테이블탑이 무엇인지나 보자

MS의 surface가 쉐라톤 호텔에 설치 되어있는 모습이라고 한다.
테이블탑기기의 모습을 보았으니

테이블탑기기의 정의를 정리해보자면
테이블에 대한 새로운 발견이고 사용자 인터페이스를 제공하고 테이블표면(tabletop)을 이용한
스크린을 가지고 있으며 사용자와 상호작용이 가능한 기기이다.
테이블탑기기는 컴퓨터의 기술 + 테이블(우리가 사용하는 그테이블!)의 사용행태(테이블을 위에서 책을본단든지 사진을 골른다든지의 테이블사용행태) 등이 융합되어서
짠~ 하고 나타난 테이블탑 기기가 아닐까 생각된다.
물론 오래전부터 연구한 결과로 테이블탑 기기가 나왔지만
나같은 사용자로선 기존에 있던 새로운 기기여서 이 테이블탑 기기인 surface를 보구선
어디서 뚝떨어진 신기한 기기같은 생각을 했다.

테이블탑 기기의 특징은
1.터치스크린
2.직관적인 사용자 인터페이스를 제공.
3.멀티터치
4.멀티유저
사용자와 기기간의 인터랙션을 위한 직관적이고 편리한방법이 손을 이용한 방법이 있다.
이는 기기의 터치 스크린을 이용하여 사용자가 화면의 사진을 왼쪽으로 옮기고 싶으면
그대로 손을사용해서 왼쪽으로 터치해서 갖다 놓는것, 그림을 그릴때 붓을 이용하는 것처럼
테이블탑에서도 그림을 그릴때 쓰던 붓 그대로 가져다가 그림을 그린다던지의
직관적인 방법을 사용하도록 터치스크린과 사용자 인터페이스를 제공한다.
기본적으로 PC를 사용함에 있어서 키보드와 마우스를 이용한 기기와 인터랙션하는데
이 테이블탑은 이 키보드와 마우스 조차 사용법을 몰라도
컴퓨터에 대해 아무것도 몰라도 사용하기 편리한 방법을 제공한다.

그리고 가장큰 특징이 이 멀티터치와 멀티 유저인데
기존의 한번의 터치만을 인식할수 있던 터치 스크린이 아니라
멀티터치 즉, 두개이상의 터치를 인식할수 있는 터치 스크린을 테이블탑 기기는 가지고 있다.
멀티유저는 한사람 이상의 사용자를 말한다.

테이블을 생각해봤을때 테이블은 나혼자만의 것이 아닌 여러사람과 함꼐 사용할수 있는 가구라고 할때 이 사용행태 그대로 테이블탑 기기도 한사람 이상의 사용자들 간의 상호 협력적으로
이 테이블탑 기기를 사용할수 있다.