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Extending on-tablet 3D sketching with in-space 3D interactions for design practice = 공중 3D 인터랙션을 통해 확장한 디자인 실무용 태블릿상 3D 스케칭
서명 / 저자 Extending on-tablet 3D sketching with in-space 3D interactions for design practice = 공중 3D 인터랙션을 통해 확장한 디자인 실무용 태블릿상 3D 스케칭 / Yongkwan Kim.
저자명 Kim, Yongkwan ; 김용관
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2018].
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8032635

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학술문화관(도서관)2층 패컬티라운지(학위논문)

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초록정보

Sketching allows designers to quickly explore various product ideas while still in the early stages of the design process. However, the scale and proportion of a final product can be difficult to imagine when sketching in a 2D medium such as pen and paper. On-tablet 3D sketching (using a pen and a graphics tablet) allows designers to create 3D shapes with 2D pen strokes and traditional 2D perspective drawing skills. However, interactions with the 2D screen can hinder designers from envisioning a realistic scale and proportion for their products. On the other hand, in-space 3D interactions (using hand-tracking and virtual reality technologies) can allow designers to create 3D shapes in the air using their hands and their inherent spatial senses. This enables designers to express and evaluate products’ scale and proportion using an immersive stereoscopic view; however, low precision and fatigue mean that this technique is impractical in product design. In this study, I propose a new design workflow that combines on-tablet 3D sketching and in-space 3D interactions in a complementary manner. In this workflow, a designer quickly expresses an approximate scale and proportion for a product using hand posture and hand motions captured with a hand-tracking sensor. The designer can then use the expressed information as a 3D reference for a detailed pen drawing on a graphics tablet, thus creating a 3D product concept. The designer can immersively experience and evaluate the created concept in virtual reality through a head-mounted display. The designer can perform all these activities in an integrated workflow to iteratively and progressively develop a product concept while maintaining its scale and proportion. I designed interaction techniques to effectively sketch products of various sizes with a guaranteed scale and proportion and integrated those techniques into a single workflow. I then implemented the workflow as a practical system using off-the-shelf devices. I evaluated the system with end users and analyzed the design results and processes. Finally, I applied the system to actual product design processes to show that the new 3D sketching workflow has the potential to be an innovative design process in the real world.

디자이너는 스케칭을 통해 제품의 형상을 빠르게 표현함으로써 디자인 초기 단계에서 다양한 제품 아이디어를 탐색한다. 하지만 펜과 종이를 이용한 평면적인 스케칭 단계에서는 최종적인 제품의 입체적인 크기와 비율을 실재감 있게 확인하기 어렵다. 그래픽 태블릿과 펜을 이용한 태블릿상 3D 스케칭 기법은 디자이너가 전통적인 투시도법을 활용하여 3차원 형상을 저작할 수 있게 하지만 평면 스크린을 통해 입출력이 이뤄지므로 여전히 제품의 실제 크기와 비율을 고려하기는 쉽지 않다. 한편, 손 추적 및 가상 현실 기술을 이용한 공중 3D 인터랙션 기법은 디자이너가 인간의 타고난 공간 감각을 활용하여 공중에서 손으로 곧바로 3차원 형상을 생성하고 제품의 크기와 비율을 입체적으로 경험할 수 있게 하지만 결과물이 정교하지 못하고 장시간 사용 시 피로를 유발하여 제품 디자인 과정에 활용되기 어렵다. 본 연구에서는 태블릿상 3D 스케칭 기술과 공중 3D 인터랙션 기술을 상보적으로 결합한 새로운 디자인 작업 흐름을 제시한다. 이 작업 흐름 상에서 디자이너는 손 추적 기술로 얻어지는 손의 자세 및 움직임 정보로 빠르게 제품의 대략적인 크기와 비율을 표현하고, 이를 참고하여 그래픽 태블릿상에서 펜으로 정교한 형상을 저작하며, 저작되는 형상을 가상 현실을 통해 몰입감 있게 경험하고 평가한다. 디자이너는 이 모든 과정을 통합된 작업 흐름 상에서 반복함으로써 최종적인 제품의 크기와 비율을 지속적으로 고려하면서 제품 콘셉트를 점진적으로 발전시켜나갈 수 있다. 본 연구에서는 다양한 크기의 제품 콘셉트를 효과적으로 저작하기 위한 인터랙션 기법들을 설계하고 이를 단계적으로 시스템에 통합한다. 본 연구에서는 기성품들로 구성된 실용적인 시스템을 구현하고 이를 이용하여 사용자 평가를 수행하고 실제 제품 디자인 과정에 적용해봄으로써 공중 3D 인터랙션을 통해 태블릿상 3D 스케칭을 확장한 새로운 작업 흐름이 제품 디자인 과정을 혁신할 수 있음을 보였다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {DID 18005
형태사항 vii, 126 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 김용관
지도교수의 영문표기 : Seok-Hyung Bae
지도교수의 한글표기 : 배석형
수록잡지명 : "Agile 3D sketching with air scaffolding". Proceedings of the 2018 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems, 238(2018)
수록잡지명 : "SketchingWithHands: 3D sketching handheld products with first-person hand posture"
Including Appendix
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 산업디자인학과,
서지주기 References : p. 118-125
주제 3D sketching
product design
scale
proportion
on-tablet
in-space
hand-tracking
virtual reality
3D 스케칭
제품 디자인
크기
비율
태블릿상
공중
손 추적
가상 현실
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