Augment-3D 증강현실 활용한 수업

이 천 중 학 교 수석교사 김 정 식 http://sciencelove.com/

증강현실을 수업에 활용한다는 것은 상상만 해도 즐거운 일이다. 영화의 한 장면처럼 아무것도 없던 공간에 우리가 관찰해야 할 사물이 나타나고 그 사물을 함께 보면서 수업을 할 수 있다면 어떨까? 예를 들면 책상위에 지구모습이 나타나거나, 공룡모습이 나타나게 하고 관찰 할 수 있다면 지금까지의 수업과는 달리 훨씬 더 역동적인 수업이 될 것이다. 실제 모형을 가져다 놓고 관찰 할 수도 있지만 증강현실을 이용한다면 실제 모형을 사용하는 것 보다 더 좋은 점들도 많다. 모형을 준비하기 위해 시간을 낭비 하지 않아도 되고, 모형을 놓아야 할 공간을 확보하지 않아도 된다. 필요하다면 탁자 위나 노트 위에서도 원하는 가상세계를 수업으로 불러들일 수 있다.

<아바타의 한 장면>

증강현실 어플을 이용하여 상상속의 현실을 수업에 끌어들여 보자

1.. Augment 어플 설치하고 사용하기

안드로이드 폰의 경우에는 플레이스토어에서 아이폰의 경우에는 앱스토어에서 Augment - 3D Augmented Reality 어플을 다운받아 설치한다.

<플레이 스토어>

<앱 스토어>

Augment 어플을 처음 실행시키면 자동으로 에펠탑 모델을 불러오고 실행된다. 모델을 불러오면 첫 화면에서 마커생성을 누른다. 그리고 촬영화면이 뜨면 에펠탑이 가상으로 나타나게 하고 싶은 물체를 선택하여 적당한 거리를 유지한 다음 터치하여 촬영한다.

이때 마커로 사용할 물체는 잡지표지나 책표지를 사용하는 것이 좋다. 너무 단순하면 잘 인식하지 못한다. 그럼 촬영된 물체 위에 에펠탑이 나타나는 것을 확인 할 수 있다. 스마트폰을 움직여서 좌우로 돌려 가면서 관찰할 수도 있고 가까이 다가가서 볼 수도 있고 멀리 떨어져서 볼 수도 있다. 실제 에펠탑은 없지만 촬영된 마커위에 에펠탑이 존재하는 것처럼 카메라를 이동시키면서 관찰하는 것이 가능하다.

학생들과 함께 사용할 때는 매번 마커를 만들기 불편할 수 있다. 이런 경우에는 Augment 홈페이지(http://augmentedev.com/)에 가서 기본 마커를 다운받아 미리 등록되어 있는 기본 마커를 이용할 수 있다. 기본 마커를 다운받아 출력해 놓으면 마커생성을 하지 않아도 자동으로 인식되어 화면에 증강현실이 나타나게 할 수 있다. 학습지등에 미리 넣어 두면 편리하게 사용할 수 있다.

<A4용지 마커>

<포켓 마커>

A4용지 마커는 증강현실이 용지위에 작게 나타나고 포켓마커는 증강현실이 용지를 다 덮을 정도로 크게 나타난다. 따라서 용지위에 물체가 어느 정도 크기로 나타나게 할지 판단해서 마커를 인쇄해 주면 좋다.

3차원 물체의 경우에는 두손가락을 이용해서 물체의 크기를 조절할 수도 있다.

종료했다가 다시 실행시키면 다양한 물체들이 보이게 되고 이 중에 마음에 드는 물체를 선택하여 화면에 증강현실을 통해 나타나게 할 수 있다.

좌측상단에 '<' 모양을 누르면 옵션화면이 열리면서 원하는 물체를 찾아 선택할 수 있도록 잘 분류되어 있는 카테고리 화면을 볼 수 있다. 동물이나 건축물등 다양한 물체를 선택해서 현실 세계로 불러내는 것이 가능하다. 카테고리에서 Geek Museum 을 선택하고 IBM PC를 선택해서 책상위에 추억 속에 IBM PC를 하나 올려놓아 보았다. 마음에 드는 물체는 느낌표 모양을 누른 후 열린 창에서 별표시를 선택해 즐겨찾기를 해 놓을 수도 있다.

이밖에도 검색을 눌러 분자(Molecule) 모형이나 관심 있는 물체들을 찾아서 관찰할 수 있다. 검색할 때는 영어로 검색해야 더 많은 물체들을 볼 수 있다.

그러나 수업에 활용하기에는 아직 미흡한 점이 있다.

2. 증강현실 물체 직접 만들어 사용하기

3d max 와 같은 3차원 그래픽 프로그램을 이용하면 3D 모델을 직접 제작하여 증강현실을 만들 수 있다. 하지만 3D 물체를 만드는 일은 보통사람에게는 어려운 일이다. 그래서 이곳에서는 2차원 그림을 활용하여 증강현실을 만드는 방법에 대해 알아보겠다.

우선 배경이 없는 png 파일을 준비한 후 (그냥 그림화일을 사용하면 사각형 형태로 화면이 나와 보기가 안좋다.) http://augmentedev.com/ 에 접속한다.

우측상단에 있는  버튼을 누른 후 로그인을 한다. 회원가입은 아주 간단하게 할 수 있으므로 회원가입 후 로그인을 한다. Add a Model 버튼을 누르면 아래와 같이 모델을 추가하는 창이 열린다.

제목에 이름(이름을 영어로 적으면 나중에 검색해서 찾을 수 있다. 하지만 한글로 쓰면 검색해도 찾을 수가 없다.)을 쓰고 Upload a Model 에 파일선택을 눌러 배경이 없는 png 파일을 선택한다. 썸네일에도 같은 파일을 선택하도록 한다. 선택이 끝나면 Upload a Model 을 눌러 모델을 업로드 한다.

업로드가 끝나면 모델을 바로 접근할 수 있는 QR코드가 만들어 진다. 이 QR코드를 저장해 두자. 그러면 학습지 등에 삽입하여 별다른 설명 없이 학생들도 바로 만들어 놓은 모델로 접속하게 할 수 있다.

Augment 어플을 실행시키고 옵션에서 QR 코드 스캔을 실행하여 만들어 진 QR코드를 스캔하면 된다.

<위>

<심장>

QR코드로 스캔하면 자동으로 모델이 불러져 들어온다. 그럼 책표지 등에 마커를 설정하거나 아니면 기본마커를 이용해 만들어 놓은 모델들을 불러 올 수 있다. 심장 같은 경우에는 사람의 몸에 기본마커를 붙여 놓고 관찰하면 재미있는 수업이 될 수 있다.

확장자가 dae 로 끝나는 collada 파일을 구해다가 3D 모델을 같은 방법으로 올리면 3차원 물체를 볼 수 있다. 아래 사이트에서 다양한 collada 파일을 구할 수 있다. 텍스쳐가 포함된 경우에는 zip 파일 형태로 업로드 해야만 정상적으로 텍스쳐가 나온다.

http://sketchup.google.com/3dwarehouse/

3. 투명 png 만드는 법

포토샵과 같은 전문 그래픽 프로그램을 사용하면 배경이 없는 png 파일을 쉽게 만들 수 있다. 이곳에서는 웹상에서 실행되는 무료 그래픽 프로그램을 사용해서 배경을 없애도록 하겠다. 우선 http://pixlr.com/editor/ 에 접속해서 컴퓨터로 부터 이미지 열기를 눌러 원하는 사진을 불러온다. 이때 사진은 가능한 배경이 단색인 것이 좋다.

도구툴바에서 지우개 도구를 선택해서 배경을 지운다. 배경이 흰색으로 만들어 졌으면 마술봉 도구를 선택해서 배경을 클릭하면 배경이 모두 자동으로 선택되어 진다. 여기서 편집 - 반전선택 메뉴를 선택하면 배경을 제외한 위장 그림만 선택되고, 편집- 복사 메뉴를 선택해서 클립보드에 위장 그림을 복사한다.

이후 파일 - 새이미지 메뉴를 선택해서 새로운 이미지를 만드는데 다음 그림과 같이 클립보드로부터 이미지 생성 과 투명옵션을 선택한다.

그럼 아래 그림처럼 배경이 투명한(배경이 바둑판무늬) 그림이 만들어 진다.

배경이 삭제되었으면 파일 - 저장 버튼을 눌러 그림을 저장한다. 그림을 저장할 때 형식에서 PNG(투명,완전한 품질)을 선택한 후 저장을 해야 배경이 삭제된 그림을 저장할 수 있다.

그림의 크기는 너무 크지 않도록 하는 것이 좋다. 300*300 정도가 좋다. 화면에 올려 보면 마커위에 약간 떠 있는 모습을 볼 수 있다. 그림 크기를 작게 만들면 화면위에 뜨는 것도 줄어든다. 가능하면 포토샵 등을 사용

하기 바란다.