With the development of wearable augmented reality (AR) technology, there has been a growing emphasis on 3D user interfaces that allows users to interact with virtual objects. Interaction with a subspace, containing objects of interest and their peripheral areas, provides clue that is used to overcome restrictions of interaction with a distant object in AR scene. Egocentric interaction techniques that enable selection and manipulation of a target subspace are required prior to applying user interactions for a distant subspace. In this dissertation, we study on interaction techniques of selection and manipulation of a distant subspace in wearable AR environment. Before designing a method of subspace selection, it is necessary to define the features of subspaces which are determined by user input on the egocentric viewport. Based on the features of the subspace, we propose TunnelSlice, which supports freehand gesture inputs, for effective acquisition of a subspace at a distance via head-worn display even for scenarios involving ambiguous central objects and occlusion. We also propose a freehand based Subspace-in-Miniature, which utilizes subspace replicas, for effective access to and rapid manipulation of 3D objects of interest at a distance. We expect that proposed methods allows user-driven cutout interactions such as subspace authoring, subspace sharing, and subspace management in education, tour, interior, games, and filmmaking with wearable AR technologies.
착용형 증강현실 환경 기술의 발달로 현실공간에 정합된 가상 객체와 상호작용하는 삼차원 사용자 인터페이스가 중요해지고 있다. 다수 관심객체와 그 주변영역을 포함하는 부분공간 상호작용은 기존의 객체 단위 상호작용을 극복할 수 있는 여러 단서를 제공할 수 있다. 이러한 원거리의 부분공간 상호작용을 가능하게 하기 위해서는 사용자의 위치에서 원하는 부분공간을 이음매없이 선택하고 조작할 수 있는 상호작용 기술 연구가 선행되어야 한다. 본 학위 논문에서, 우리는 착용형 증강현실 환경에서 원거리 부분공간의 선택 및 조작 상호작용을 위한 기술을 연구한다. 먼저, 부분공간 선택을 위한 상호작용 방식 설계에 앞서 자기시점 화면 상의 사용자 입력에 의해 신속하게 결정되는 부분공간의 특징을 정의한다. 부분공간 특징을 바탕으로, 우리는 착용형 증강현실 헤드셋 화면상의 모호한 중심객체 또는 객체가림 상황에서도 원거리 부분공간을 효과적으로 얻을 수 있는 맨손기반 제스쳐 입력을 지원하는 부분공간 선택 상호작용을 제안한다. 또한, 우리는 직접 접근이 어려운 원거리 관심 삼차원 객체에 효과적으로 접근하고 이를 신속하게 조작하는 부분공간의 복제를 활용하는 맨손기반 부분공간 조작 상호작용을 제안한다. 우리는 제안한 방법들이 착용형 증강현실 기술과 함께 교육, 관광, 인테리어, 게임, 그리고 영화 등에서 부분공간 저작, 부분공간 공유, 부분공간 관리와 같은 사용자 중심의 선택적 공간 상호작용을 가능하게 할 것으로 기대한다.
