몰입(Flow) 이론에 기반한 항공우주 가상박물관 디자인 및 분석

Abstract

가상박물관은 문화 교육, 관광 홍보, 문화유산 보존, 예술 교류 분야 등에서 널리 활용되고 있다. 기존의 가상박물관은 그래픽 처리 능력, 디스플레이 방식 등 기술적 한계로 인해 온라인 환경에서 풍부한 브라우징 체험을 제공하는데 제약이 많았다. 또한 대부분의 경우 ‘인간 중심’의 디자인 이념을 무시한 ‘사물 중심’이 주를 이루었다. 기존의 가상박물관 디자인은 사용자의 다양한 심리적 요인과 다양한 감각의 통합 체험을 고려하지 않고 디자인의 합리성과 사용자 만족도를 정량화할 객관적인 지표 역시 부족하다. 이에 따라 본 논문에서는 전통 박물관학의 이론적 토대와 가상박물관의 ‘지능화’ 발전 추세를 바탕으로 시각·청각·촉각의 감각통합과 결합된 몰입 이론을 도입하여 새로운 가상박물관 디자인 체계를 제안하고 사례 검증을 수행하였다. 구체적인 연구 내용 및 결론은 다음과 같다. (1) 다감각 체험과 사용자의 심리 요인이 박물관 디자인에 상호결합된 관계와 디자인 구조에 대해 논의하였다. 대영박물관, 구글 가상박물관, 프랑스 루브르박물관 등 국내외 유명 가상박물관 10여 곳의 디자인 규칙을 분석하여 가상박물관의 다감각 인터랙티브 디자인의 주요 형태를 연구하고, 감각 체험과 사용자 심리 요인의 결합 관계를 논증하였다. 또한 사용자의 심리적 인지, 정신적 인식, 몰입 체험 세 가지 차원에서 사용자의 심리 요인이 가상박물관 디자인에 미치는 영향을 논의하고, 전통적인 가상박물관 조직 구조를 기반으로 사용자의 심리 요인을 통합한 디자인 구조를 제안하였다. 그 결과, 다감각 체험 요소와 사용자의 심리 요인이 가상박물관 디자인에 중요한 의의를 지니고 있음을 확인할 수 있었다. (2) 몰입 이론과 딥러닝을 고려한 가상박물관 디자인 방안을 제안하였고, 여기에 사회심리학의 상관 개념들을 통합시켰다. 사용자 심리 요인을 통합한 디자인 이념을 확립한 후, 사용자 심리를 주관적 심리, 특성 심리, 작용 심리로 구분하고, 몰입 개념을 도입하여 사용자의 브라우징 만족도를 객관적으로 표현하는 평가 지표로 삼았다. 즉 사용자가 몰입 상태에 도달하는 등급을 통해 사용자 심리 요인을 고려한 가상박물관 디자인 효과를 평가하였고, 이를 바탕으로 몰입 이론과 딥러닝 방법에 기반한 가상박물관 디자인 체계를 제안하고, 항공우주 가상박물관을 사례로 삼아 그 방안을 검증하였다. 그 결과, 몰입 상태 등급은 가상박물관 디자인의 실행 가능성과 사용자의 체험 만족도를 측정하는 중요한 지표로 사용될 수 있으며, 몰입 이론에 기반한 가상박물관 디자인 계획은 사회심리학의 관련 개념을 충족시킴은 물론 다양하고 체험적이며 사용자 친화적인 가상 전시관 서비스를 구현하는 데 유용하다는 사실을 확인할 수 있었다. (3) 몰입 이론을 융합한 항공우주 디지털박물관 및 항공우주 가상박물관을 구축하여 디자인 이론의 정확성을 검증하였다. Django 개발 프레임워크를 기반으로 한 항공우주 디지털박물관과 Unity3D를 기반으로 한 항공우주 가상박물관을 각각 디자인하고, 사용자 심리 요인을 고려한 최적화된 신경망 추천 알고리즘을 디지털박물관에 통합하여 사용자의 개인화된 맞춤형 브라우징 체험을 향상시켰다. 그리고 최종적으로 사용자의 실제 체험에 대한 설문 조사를 통해 본능적 차원, 행동적 차원, 반성적 차원의 세 가지 측면에서 사용자의 사용 체험을 분석하였다. 분석 결과, 본 논문에서 제안한 알고리즘은 기존의 시간 기반 추천 알고리즘보다 추천 정확도가 높았다. 이를 통해 사용자 심리 요인을 고려한 항공우주 디지털박물관은 사용자로부터 높은 평가를 받았으며, 다양하고 심층적인 인터랙티브 체험을 제공할 수 있다는 사실을 확인하였다. (4) 사용자의 체험 분석을 통해 항공우주적 요소들이 고도로 사실적인 3D 모델링과 몰입형 감각 디자인을 통해 사용자들에게 시각적인 임팩트를 주는 것으로 나타났다. 사용자들은 가상박물관의 감각 체험이 실제 감각을 자극하고 몰입감을 조성한다고 인식하였다. 동시에 몰입 이론에 기반한 몰입형 및 대화형 디자인을 통해 더 많은 사용자들이 몰입 상태에 도달할 수 있었음을 확인하였다. 항공우주 가상박물관의 인터랙티브 디자인과 몰입 이론의 도입을 통해 사용자들은 항공우주 박물관에서의 체험을 크게 개선할 수 있었으며, 항공우주의 세계에 완전히 몰입하여 능동적으로 탐색하고 학습하며 더 많은 지식과 즐거움을 얻을 수 있었다. 또한 항공우주적 요소에 대한 사용자들의 주의력과 집중도가 높아짐으로써 항공우주 과학 지식의 깊이를 향상시킬 수 있었다. 이를 통해 몰입 이론 모델을 통합한 항공우주 가상박물관 디자인의 합리성과 실행 가능성을 검증하였다.|Virtual museums have been widely used in fields such as cultural education, tourism promotion, cultural heritage protection, and art exchange. Traditional virtual museums are limited by their technological level, and their graphics processing capabilities are limited, which makes it difficult for online environments to provide a rich browsing experience; In addition, due to the differences in design concepts, traditional virtual museums are influenced by traditional museum display methods. Most of them are ‘object centered’ and focus more on the presentation of artworks or exhibits, rather than the user's sense of participation and experience, ignoring the design concept of ‘people-oriented’. The current design of virtual museums does not consider the different psychological factors of users and the experience of integrating different senses, lacking objective indicators that can quantify the rationality of virtual museum design and user satisfaction. Considering the rich exhibition forms and educational significance of virtual aerospace museums, it is necessary to further improve the user's browsing experience and satisfaction. Therefore, in order to address the key challenges mentioned above, Based on the theoretical basis of traditional museology and the development trend of ‘intelligent’ virtual museum, this paper proposes a virtual museum design scheme based on flow theory through the introduction of flow theory and the application of audio-visual touch integration, and carries out an example verification.The specific research content and conclusions include the following aspects: (1) The coupling relationship between sensory experience and user psychological factors for museum design and the design architecture are discussed. Combining the design rules of more than 10 famous virtual museums at home and abroad, such as the British Museum, Google Virtual Museum, and Louvre Museum in France, the main forms of sensory experience in virtual museums are studied, and the coupling relationship between sensory experience and users' psychological factors is demonstrated. The role of user psychological factors on the design of virtual museums is discussed from the three dimensions of user psychological cognition, spiritual perception and immersion experience respectively, and finally, based on the summary of the law, a design architecture that integrates user psychological factors is proposed on the basis of the traditional organization structure of virtual museums. The results found that the elements of sensory experience and user psychological factors have important guiding significance for the design of virtual museums. (2) A virtual museum design scheme considering the theory of mind-flow and deep learning method is proposed, and relevant concepts of social psychology are integrated into it. On the basis of determining the design concept of integrating user psychology factors, user psychology is divided into three parts: subjective psychology, characteristic psychology and role psychology, and the concept of heart flow is introduced as an objective characterization of user browsing satisfaction, and the effect of virtual museum design considering user psychology factors is evaluated through the level of the user's heart-flow state in the browsing process. On this basis, a virtual museum design framework based on the theory of heart flow and deep learning method is proposed, and the virtual aerospace museum is used as an example to discuss the program. The results show that the mind flow state level can be used as an important indicator to measure the feasibility of virtual museum design and the user's experience satisfaction, and the virtual museum design scheme based on the mind flow theory is in line with the relevant concepts of social psychology, which can help to realize a more diversified, experiential, and close-to-users virtual exhibition hall service. (3) An aerospace digital museum and a virtual aerospace museum incorporating the theory of mind-flow were constructed to verify the correctness of the design theory. The aerospace digital museum based on Django development framework and the virtual aerospace museum based on Unity3D were designed respectively, and the neural network recommendation algorithm optimized by considering the user's psychological factors was integrated into the digital museum to improve the user's personalized browsing experience. Finally, through the real user experience and questionnaire research, the user experience was analyzed from the three levels of instinct, behavior, and feedback. The research results show that the recommendation accuracy of the algorithm proposed in this paper is significantly higher than that of the traditional time-based recommendation algorithm, and the aerospace digital museum after considering the user's psychological factors is widely praised by the users, with rich and varied contents on display and profound interactive experience. (4) By analyzing the users' experience, it was found that the aerospace elements brought visual shock to the users through highly realistic 3D models and immersive sensory design. Users believe that the sensory experience of the virtual museum can trigger the real senses and create an immersive feeling. At the same time, the immersive and interactive design of the virtual museum, which is based on the user's flow theory, enables more users to reach the flow state. Through the interactive design of the virtual aerospace museum and the guidance of the flow theory, the user's experience of the aerospace museum is greatly improved, so that the user is completely immersed in the world of aerospace and actively explores and learns, and thus obtains more knowledge and enjoyment. In addition, the user's attention to the aerospace elements is highly focused, which improves the depth of memory for aerospace science knowledge. The rationality and feasibility of the virtual aerospace museum design incorporating the mind-flow theoretical model (Flow) are verified.