해양과학데이터 기반 연안재해 시뮬레이션 VR콘텐츠 개발

Abstract

최근 해수면 상승 및 폭풍해일의 내습빈도 증가로 우리나라는 1996∼2005년 10년 동안 태풍 매미(Maemi)등의 영향으로 약 13조원, 2006∼2015년에 약 1,500억 원에 달하는 태풍 피해를 입는 등 2000년 이후 피해 규모가 기하급수적으로 증가하고 있으며, 각종 재난/안전사고로 재난대응에 대한 관심은 높아졌으나 이러한 관심에 부응할 만한 효과적인 재난안전 체험 및 교육시스템은 부족한 상황이다. 재난은 매일 일어나지 않기 때문에 실제공간에서 실제 사고를 경험하며 충분한 훈련이나 교육을 하기에는 불가능하다. 그렇지만, 가상공간에서는 재난상황 모사를 통해 더 많은 훈련과 경험을 할 수 있다. 최근 실감형 재난안전체험 콘텐츠들이 등장하고는 있지만, 단순히 시각적 재현에만 치중할 뿐 신뢰성 있는 데이터를 기반으로 한 콘텐츠는 전무하다. 이에 해양관련 기관(국립해양조사원, 국립수산과학원, 기상청, KIOST 등)에서 수집하는 해양과학 데이터를 기반으로, 실제 공간정보가 반영된 가상화공간에서 물리엔진을 통해 데이터를 시뮬레이션할 수 있는 실감형 콘텐츠를 개발하였다. 우선 사실적인 시뮬레이션을 위하여 Physics Engine 모듈을 개발하였다. 역대 태풍의 연속적인 데이터(5분 간격)를 기반으로 기본적인 태풍 단계 모델을 구축하였으며, 이를 통해 유의파, 풍속, 기압 등의 변수조작이 가능도록 하였다. 또한, 사용자가 태풍 시뮬레이터에 개입하여 실감체험을 할 수 있도록 가상객체의 Mass가 반응할 수 있는 통합 태풍 시뮬레이터 모듈을 개발하였다. 디지털 트윈 기술을 활용하여 사실적으로 재현된 가상의 공간에 통합 태풍 시뮬레이터 모듈을 탑재하고 가상공간에서 기상정보 조작 및 태풍체험을 위한 User Interface를 적용하였다. 통합 태풍 시뮬레이터 모듈은 Data Manager 모듈 및 Physics Engine 모듈과 연동하여 시뮬레이션을 처리하였고 최종적으로 HMD 장치를 통해 출력되도록 개발되었다. 연안재해 시뮬레이션 VR 콘텐츠 개발을 통해 실제 태풍 정보를 기반으로 사실적인 시뮬레이션을 직접 체감함에 따라 해양재난의 위험성과 경각심을 고취할 수 있었으며, 향후 지속적인 연구와 기술 고도화를 통해 초중고 과학기술분야 교육현장에서 활용되어 온라인 체험 및 학습효과를 극대화할 수있을 것으로 기대된다.