678

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 서울시립대학교 메타버스 어플리케이션 개발

영문 : Development of UOS metaverse application

과제 팀명

678

지도교수

유하진 교수님

개발기간

2022년 9월 ~ 2022년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 컴퓨터과학부 2016920039 이종훈(팀장)

서울시립대학교 컴퓨터과학부 2017920027 박종혁

서울시립대학교 컴퓨터과학부 2018920027 서인해

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

서울시립대학교 유일 메타버스 플랫폼 UOS Meta는 서울시립대학교 학생들을 위한 메타버스 앱이다. 비대면 수업으로 학교에 방문하지 않은 학생들, 예비 입학생을 위한 앱이다. 해당 학생들은 학교가 익숙지 않을뿐더러 대면 강의를 들을 때 강의실을 찾아가는데 불편함이 있다. 이들은 학교에 등교하기 전, 미리 메타버스 플랫폼을 통해 학교를 체험할 수 있고 이는 직접 등교했을 때 강의실을 찾아가는 데, 도움이 된다. 또한 플랫폼 내의 작은 게임들로 예비 입학생들끼리 소통할 수 있고 이는 유대감 형성에도 도움이 된다.

개발 과제의 배경

1. 서울시립대학교 예비 입학생들인 10대는 메타버스 이용률이 94.7%에 달하고 김문기, [10대 94.7% 메타버스 써봤다…30대 30.9% 불과], 아이뉴스24, 2022.04.14., https://www.inews24.com/view/1470374, 2022.09.12, 다양한 기업에서 10대들을 대상으로 하는 광고에는 메타버스를 적극 활용하고 있음. 연희진. [‘10대 저격’ 메타버스, 차세대 마케팅의 정답?], 머니s, 2022.03.12., https://moneys.mt.co.kr/news/mwView.php?no=2022031113148058525, 2022.09.12

2. 기존 메타버스 플랫폼을 활용하기에는 맵 크기, 기능 제한, 인원 수 제한 등의 어려운 점 존재

3. 이전에 제작된 서울시립대학교 메타버스는 중앙도서관에만 국한되어 개발되어 인기를 끌지 못함

4. 서울시립대학교 메타버스 활용 시 예비 입학생들에게 큰 홍보 효과 기대

5. 신입생들이 직접 등교하기 전 학교의 모습을 미리 찾아보고 방문하여 강의실, 학과 사무실 등을 찾는데 도움이 됨

개발 과제의 목표 및 내용

1. 유니티3D를 활용한 서울시립대학교 메타버스 개발

2. 파이어베이스를 활용한 로그인, 회원가입, 데이터베이스 구축

3. 포톤을 이용하여 멀티 플레이 가능 - 채팅기능 구현 - 캐릭터 디자인 구현

4. 학교를 홍보하고 안내해줄 수 있는 기능들 구현 - 학교 건물 번호 및 입학처, 학생처, 학과 사무실, 강의실 등 주요 위치에 대한 정보 - 네비게이션 기능(대학교 투어) - 전체 맵(지도) 확인 기능 5. 간단한 미니게임(학교 건물에 대해 익숙해지고, 안내해줄 수 있는 미니게임 위주) - 고양이 사진 찍기 및 고양이 도감 수집

관련 기술의 현황

관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

전 세계적인 기술현황

1. 제페토, 로블록스, 게더타운과 같은 메타버스 플랫폼

2. VRchat같은 VR 메타버스 플랫폼

3. VR 디바이스

4. 애플 AR 글래스

5. 카툰 렌더링 기법

6. 게임 그래픽 실시간 레이 트레이싱

특허조사 및 특허 전략 분석

1. 메타버스 전시회장

1. 요약: 본 발명은 메타버스 기반 3차원 전시체험 시스템으로서, 웹페이지를 통해 전시품을 출력하는 관리서버를 포함할 수 있다.

2. 내용: 전시회장에서 단말기를 통해 전시 물품의 정보를 웹페이지로 나타내는 기술

3. 차별점: 실제 전시회장에서 단말기를 통해서 정보를 얻는다는점, 가상공간을 웹페이지로 나타낸다는점, 전시회에서 전시품에 대한 정보를 제공하는 것을 목적으로 한다는 점이 다름(우리 프로젝트는 전시품의 홍보가 아닌 메타버스 전체인 캠퍼스를 체험하는 것을 목적으로 함)

2. 메타버스 박람회장

1. 요약: 본 발명은 메타버스 박람회장에 관한 것으로써, 온라인으로 코로나 확산 위험성을 낮추고, 경제 활성화, 저렴한 비용, 수월하고 안전하 박람회의 진행을 목적으로 함

2. 내용: 기본적인 공간인 박람회장과, 개인적인 공간인 가상부스로 나눠져있음. 가상 부스에는 동영상 배너, 동영상 현수막, QR코드, 전시대, 홈페이지가 있음.

3. 차별점: 박람회를 목적으로 한다는 점, 각 부스마다 자신의 물품을 홍보하고 해당 특허는 그러한 개인의 목적을 도와주는 것이 주요 기능인점이 다름. (우리는 여러 사람들이 자신의 물품을 홍보하는 플랫폼을 만드는 것이 아니라 어플리케이션 자체가 서울 시립대 자체를 홍보하고자함)

3. 메타버스 사이버 모델하우스

1. 요약: 본 발명은 메타버스를 활용한 사이버 모델하우스로, 현실세계와 가상세계를 실시간으로 혼합하여 실제 사물이나 장소에 VR기술을 접목해 부가적인 정보를 제공하는 것을 목적으로 함

2. 내용: 사이버 모델하우스에 접속하기 위한 단말기, 여러 인테리어 소품을 배치 시켜볼 수 있는 서비스, 인테리어 업체 단말기 등이 있음

3. 차별점: VR기술을 주로 사용한다는 점, 모델 하우스에 여러 인테리어를 미리 해보는 것을 목적으로 한다는 점이 다름.(모델하우스를 안내하는것 보단 모델 하우스를 나만의 집으로 만들어서 미리 체험해보기 위한 것을 목적으로 함)

기술 로드맵

시장상황에 대한 분석

경쟁제품 조사 비교

1. 제페토

1. 슬로건: 내 아바타로 즐기는 또다른 세상 (https://zepeto.me/)

2. 특징: 아바타 꾸미기, 감정 표현 등 나만의 개성을 표현하는 방법이 다양함

3. 기술적 특징: 16인 동시접속 가능(관전만 하는 경우 60인), 맵 크기는 12*12 블록 사이즈(건물 하나정도)

4. 경제적 특징: 아시아 메타버스 점유율 1위 (https://www.hankyung.com/finance/article/2022032229071)

5. 결론: 내 아바타의 개성을 표현하는 방법이 다양해 국내 많은 사용자들의 사랑을 받고 있지만, 이로 인해 동시 접속자수와 맵 크기가 제한됨(하나의 캐릭터가 애니메이션, 의상 등 다양한 표현이 가능할 수록 서버에 전송하는 데이터가 많아짐. 이로 인해 원활한 사용을 위해 동시 접속자 수가 제한되고 적은 인원이기 때문에 맵크기도 크지 않음)

2. 로블록스

1. 슬로건: Reimagining the way people come together. (https://twitter.com/Roblox)

2. 특징: 메타버스 플랫폼이지만 게임플랫폼 이기도함. 따라서 다양한 게임들이 존재

3. 기술적 특징: 공개서버 최대 300명, 비공개서버 최대 50명 동시접속 가능(대신 로블록스 인기 서버는 상당히 자주 터지고, 랙이 심한 문제점 존재, 서버 최적화 문제 있음) (https://zdnet.co.kr/view/?no=20211101051821)

4. 경제적 특징: 전세계 메타버스 점유율 1위(https://www.hankyung.com/finance/article/2022032229071)

5. 결론: 로블록스 홈페이지에 들어가보면 거의 대부분의 서버가 게임을 목적으로 되어있을 정도로 게임에 특화된 메타버스 플랫폼. 이로 인해 게임 이외의 기능은 구현하기가 어렵고 인기가 없음.

3. 게더타운

1. 슬로건: The better way to gather (https://www.gather.town/)

2. 특징: 회의에 특화된 플랫폼이라 화상채팅 기능도 존재, 2d 픽셀 그래픽

3. 기술적 특징: 25~500명(유료) 동시접속 가능, 화상채팅 지원

4. 경제적 특징: 아직 얼마 안된 플랫폼이지만 많은 투자도 받음(https://biz.chosun.com/industry/company/2021/11/12/AL3CS6N5EBHMPNBKMIX4OMFGVA/)

5. 결론: 화상 회의 플랫폼과 메타버스가 결합된 형태. 2d 픽셀 그래픽이라 이용은 조금 더 쉽지만, 실제 세계와 가상세계가 차이가 많이 나는 단점 존재.

4. 숙명여대 메타버스 '스노우버스'

1. 활용 플랫폼: LG 유플러스, 신한은행, 맘모식스와 함께 자체개발

2. 특징: VR 메타버스, 제 1캠퍼스 전체를 구현, 상시 서비스 오픈, 숙명여대 학생들만 이용 가능

3. 기술적 특징: 채팅, 미션, 이벤트, 아바타

4. 목표: 학생들간의 교류, 온라인 상담, vr 강의

5. 결론: 숙명여대 학생들만 이용가능하기 때문에 다양한 정보를 얻을 수는 없지만 구현하고자 하는 결과물은 우리 팀과 비슷. 하지만 목적이 다름

5. 지스트 메타버스

1. 활용 플랫폼: 게더타운

2. 특징: 2d 메타버스, 전체 캠퍼스, 한시적 오픈, 누구든 참여 가능

3. 기술적 특징: 게더타운의 특징과 동일

4. 목표: 다양한 행사들을 온라인에서 쉽게 접근하기 위함

5. 결론: 게더타운은 화상회의 플랫폼이기도 하기 때문에 링크를 통해 접속 가능. 과학문화 주간에 이벤트성으로 열었고 차후 학교 행사등의 기간에 운영할 것으로 보임. 누구나 캠퍼스를 둘러볼 수 있다는 점에서 우리팀의 목표와 비슷하지만, 소통이 중요시된다는 점에서는 약간 다름.

마케팅 전략 제시

1. 대학교 최대 커뮤니티 에브리타임, 시립대 학생 전용 커뮤니티 시대생에 홍보글 게시

2. 신입생 대상 과 공지방에 홍보

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

1. 메타버스 내 재학생들 데이터를 활용해 학교 프로젝트에 이용 가능

2. 학교 건물 리모델링하기 전 미리 적용해 피드백을 받을 수 있음, 학교 내 시설물 관리 활용

경제적, 사회적 기대 및 파급효과

1. 다양한 홍보 및 안내를 메타버스를 활용해 비용 감소

2. 예비 입학생들이 등교 전 앱 사용을 통해 좀 더 친숙한 캠퍼스 생활이 가능

3. 코로나로 자가격리 하는 학생들도 게임에 참여하여 스트레스 해소 가능

4. 서울시립대학교 입학생들이 입학 전 메타버스 앱을 통해 조금 더 친숙한 캠퍼스 생활이 가능

5. 차후 비대면 이벤트(비대면 축제, 비대면 설명회)등으로 활용 기능

6. 대학 수험생들이 학교, 학과에 대한 정보를 쉽게 얻음으로 인한 학교 경쟁력 강화

기술개발 일정 및 추진체계

개발 일정

구성원 및 추진체계

1. 이종훈 유니티 메타버스 구현, 캐릭터디자인

2. 박종혁 파이어베이스 서버 구축, 데이터베이스 관리

3. 서인해 UI/UX, 건물 디자인, 기획

설계

사용자 요구사항

잠재고객 요구사항

캠퍼스와 최대한 가까운 모습으로 그려진 건물과 배경, 메타버스 가상 환경. 학교 안내, 네비게이션, 학교 건물 소개, 학과 대학 소개, 옷장 등의 기능 추가 요구

제품기능 요구사항

사용자 요구사항 만족을 위한 기능 정의 및 기능별 정량목표

1. 회원관리

회원가입, 로그인, 로그아웃, 회원 탈퇴 등의 모든 회원관리는 web server(Firebase)에서 이루어진다. Firebase Authentication은 OAuth2 및 OpenID Connect 등의 산업 표준을 활용함. 기본 인증 기능을 이용해 회원가입, 로그인, 로그아웃, 회원 탈퇴 기능을 구현할 예정이고, 회원 정보는 Firestore Database에 저장한다.

2. 경로 탐색 알고리즘

맵 전체에서 플레이어가 이동할 수 있는 공간을 설정하고 이를 Vector3 좌표값들로 저장한다. 플레이어의 위치와 목적지의 위치를 선택하고 각각의 위치를 Vector3 좌표로 받는다. 그리고 이동가능한 좌표들을 바탕으로 A*알고리즘으로 목적지까지의 경로를 찾는다. 좌표들을 line rendering을 통해 선으로 연결한 후 화면에 직접 띄운다.

3. 화면 전환 알고리즘

각각의 터치흐름 별로 터치 아이디가 있는데, 이때 UI를 터치했는지 화면을 터치했는지 여부를 배열에 저장한다. 만약 화면을 터치한 경우 시작 포지션을 변수에 저장한다. 터치가 계속중인 동안 (시작포지션-현재 포지션) 스크린 길이 만큼을 카메라를 회전 시킨다. 플레이어가 이동중이 아닌 경우 카메라의 피벗만 회전시켜서 플레이어의 정면도 볼 수 있게 하고, 플레이어가 이동중인 경우 플레이어도 같이 회전 시켜서 화면을 회전시킨 방향으로 플레이어가 이동 시킬 수 있게 한다.