[한양대 A+] Haptics Rendering (햅틱 랜더링) 조사 레포트

소개

"[한양대 A+] Haptics Rendering (햅틱 랜더링) 조사 레포트"에 대한 내용입니다.

목차

1. Haptics Rendering 이란
2. Haptics Interaction

본문내용

Haptics Rendering 이란
1.햅틱 인터페이스는 햅틱장치를 통해 사용자가 직접 가상의 정보를 만지고, 물리적인 반응을 촉각을 통해 느낄 수 있도록 함으로써 실제 세계에서와 같은 자연스러운 인터페이스를 제공한다. 햅틱 렌더링은 가상 환경과 상호 작용을 할 때 발생하는 물리적인 접촉을 실감나게 재현하기 위한 과정을 말한다.
1-1. 일반적인 능동적(active) 햅틱 시스템
햅틱랜더링은 크게 세 가지 단계로 나눌 수 있다.
먼저, 가상 공간의 햅틱 커서가 가상의 물체와 닿았을 때 그 순간과 닿은 부위를 감지하기 위한 충돌 검사(collision detection)가 필요하다. 이때 가상공간의 햅틱 커서의 위치는 햅틱장치의 단말 장치(end effector)의 물리적인 위치로부터 매핑된다.
만약 충돌이 일어난 경우에는 햅틱 커서가 가상의 오브젝트 내부로 침투하는 것을 막기 위해 물리적인 반력을 생성하여 오브젝트 내부의 햅틱 커서를 오브젝트 표면으로 밀어내야 한다. 이때 물리적인 반력을 계산하는 것이 두 번째 단계가 된다. 이외에 고려해야 하는 것은 가상의 오브젝트가 표면의 질감을 재현해야 한다. 예를 들면, 표면의 마찰력, 경도, 거칠기 정도 등의 물리적인 재질감을 고려해서 반력이 생성되어야 한다.
계산된 반력을 그대로 햅틱 장치에 적용하면 몇 가지 이유로시스템을 불안정하게 만든다. 이를 해결하기 위해 시스템의 안정화를 고려한 제어 알고리즘의 적용이 마지막 단계이다.

<중 략>

1-2. 충돌검사 과정(Collision detection)

햅틱 시스템의 안정화와 가상 오브젝트 표면의 딱딱한 질감을 실감 있게 재현하기 위해서 햅틱 렌더링 과정은 1kHz 정도의 빠른 업데이트를 요구하고 있다. 따라서 햅틱 커서와 가상 오브젝트 간의 충돌 검사가 신속히 이루어져야 하고 동시에 물리적인 접촉감을 재현하기 위해서는 가능한 한 정확한 충돌 검사가 이루어져야 하는 어려움이 있다.

충돌 검사를 수행하는 방법들은 가상 오브젝트의 표현 방식에 따라 달라지는데, 크게는 메시 모델과 볼륨 모델 기반으로 나눌 수 있다.

참고자료

· 기계저널, 테마기획 <햅틱의 연구 동향과 응용>