디지털 트윈 전시 공간의 가상-물리 동기화 및 공간 확장 = Virtual-Physical Synchronization and Spatial Extension of Digital Twin Exhibition Spaces

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 디지털 트윈 전시를 위한 기술적 접근으로서, CAVE 기반 가상현실 환경에서 현실 공간과 가상 전시 공간을 실시간으로 동기화·확장하는 전시 공간 구성 방법을 제안한다. 기존의 가상 전시는 시각적 재현에 치중되어, 실제 전시 관람에서 중요한 공간적 연속성, 신체 이동 경험, 현존감 유지에 한계를 보여왔다. 본 연구는 비전 기반 사용자 추적, Unreal Engine 5와 nDisplay를 활용한 가상-물리 공간 동기화, 그리고 사용자 위치 기반 전시 공간 확장 메커니즘을 결합한 디지털 트윈 전시 시스템을 설계·구현하였다. 제안한 시스템은 제한된 CAVE 물리 공간을 다수의 가상 전시 공간에 순차적으로 매핑하여, 관람자가 실제 보행 기반의 연속적인 전시 동선을 유지하며 가상 전시 공간을 관람할 수 있도록 한다. 사례 기반 실험을 통해 시스템의 구현 가능성과 안정적인 동작 특성을 확인하였고, 사용자 위치 기반 시점 제어와 다중 프로젝터 클러스터 렌더링이 전시 관람의 공간적 연속성 유지에 기여함을 관찰하였다. 본 연구는 디지털 트윈 전시 환경 구성을 위한 CAVE 기반 공간 컴퓨팅 시스템의 설계 방향을 제시함으로써, 향후 몰입형 콘텐츠 연구의 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study proposes a technical approach for digital twin exhibitions by presenting a method for real-time synchronization and extension of physical and virtual exhibition spaces in a CAVE-based virtual reality environment. Existing virtual exhibitions have focused on visual representation, limiting spatial continuity, embodied movement, and the maintenance of presence in on-site exhibition experiences. This study designs and implements a digital twin exhibition system integrating vision-based user tracking, virtual-physical space synchronization using Unreal Engine 5 and nDisplay, and a user position-based exhibition space expansion mechanism. The proposed system sequentially maps multiple virtual exhibition spaces onto a limited physical CAVE environment, enabling continuous exhibition paths through natural walking-based navigation. A case-based experiment confirms the system’s feasibility and stable operation, and shows that user position-based viewpoint control and multi-projector cluster rendering support spatial continuity during exhibition viewing. This study presents design directions for a CAVE-based spatial computing system for digital twin exhibitions, providing a basis for future immersive content research.