2013 한국게임학회 추계학술발표대회에 출품한 논문인 Bci를 이용한 어드벤처 게임 no more iraq 개발 입니다.

1. [표 1] Neurosky Mindwave Mobile 사양
BCI(Brain-Computer Interface)를 이용한
장비명
Mindwave Mobile
제작사
어드벤처 게임 “No more Iraq” 개발
Neurosky (USA)
블루투스 3.0
김현우○, 권순정
서강대학교 게임교육원
acuranetics@gmail.com, iamsam@sogang.ac.kr
기능
건식 EEG 센서
검출 주파수 범위
eSense 알고리즘
검출 패턴
Hyun Woo Kim○, Soon Jung Kwon
Dept. of Game Design, Sogang Advanced Game Education
AAA배터리 1개 사용
Attention (집중력)
Meditation (이완력)
Eye Blink (눈깜빡임)
Mac Os X(10.6.5 Later)
iOS,
요 약
Android, Unity 3D
본 논문에서는 BCI(Brain-Computer Interface)를 활용한 게임을 구상하고 개발함으로써 BCI
장비를 입력 인터페이스로 사용하는 되는 게임을 구현하였다. 이를 위하여 사용되는 BCI 장비에
대해서 알아보고 기존의 콘텐츠를 살펴본다. 그리고 앞서 나온 내용을 토대로 정적인 인터랙션을
이용한 게임 개발을 기획, BCI를 활용한 어드벤처 게임을 구상, 구현함으로써 추후 BCI를 활용한
게임 제작에 대한 방향을 제시하고자 한다.
[그림 2] Neurosky MindHunter
점을 두고 이를 이용한 게임 개발을 기획하여 BCI
장치를 활용한 어드벤처 게임을 구상, 구현하였다.
본 논문은 다음과 같이 구성된다, 2장에서는 게
임 개발에 사용된 BCI 장비와 그 활용사례를 알아
보고 3장에서는 BCI를 이용한 게임을 구상하는 과
정과 구성, 전체적인 구조에 대해 설명한 뒤 설계
내용을 바탕으로 개발된 게임의 실행 결과물과
BCI 활용 요소에 대한 내용을 살펴보고 마지막으
로 결론을 맺는다.
2. BCI(Brain-Computer Interface) 장비
BCI를 이용한 게임을 만들기 위해서는 BCI 장
비가 필요하다. 본 논문에서는 [표 1]의 사양을 가
진 Neurosky사의 Mindwave Mobile을 이용하였
다.
2013년 한국게임학회 추계학술대회 논문집
2.1.1 게임
0.5 ~ 50Hz
IBM PC( Windows)
지원 플랫폼
두뇌-컴퓨터 인터페이스를 의미하는 BCI(Brain
-Computer Interface)는 생물의 두뇌와 컴퓨터를
연결하여 쌍방향 통신을 가능하게 하는 수단으로
뇌과학 응용분야 중 하나인 뉴로피드백(Neuro
Feedback)에서 큰 중추를 담당한다. BCI는 의료
치료 및 교육 등 다양한 분야에서 사용되고 있으
며 소프트웨어 개발기술의 총 집합체인 게임과 엔
터테인먼트 등의 콘텐츠 분야에서도 사용되고 있
다. [1]
현재 BCI를 통해 제작된 콘텐츠들은 대부분 간
단한 미니게임 혹은 동영상과 단발성의 인터랙티브
가 결합된 인터랙티브 무비가 주를 이루고 있다.
이들의 공통점은 반사신경이 중요시되는 순발력 보
다는 정적으로 진행되는 집중력과 이완력에 초점을
둔다는 점을 꼽을 수 있다. 이에 본 논문에서는 이
러한 정적인 인터랙션을 이용하는 상호 작용에 초
BCI를 이용한 게임 개발에 앞서 먼저 BCI 장비
를 통하여 제작, 유통되고 있는 콘텐츠를 먼저 짚
어볼 필요가 있다. Neurosky 사의 Store에서 서비
스되고 있는 콘텐츠 들을 살펴보았다.
10시간 연속 사용
Development of the Adventure Game “No more Iraq” Using
Brain-Computer Interface
1. 서 론
2.1 유통되고 있는 콘텐츠 분석
1
[그림 1] Neurosky Mindwave Mobile
게임은 NeuroSky Store의 Entertainment 카테
고리에서 가장 많이 볼 수 있는 유형의 콘텐츠로
대다수의 게임들은 [그림 2]의 MindHunter와 같
은 아케이드 장르와 퍼즐 장르의 게임을 위주로
서비스 되고 있으며 Mindwave에서 기본으로 제공
하는 Attention과 Meditation 입력 수치를 주 입
력으로 사용하여 순발력 보다는 정적으로 집중해야
되는 게임을 위주로 서비스를 하고 있다. [4]
[그림1]의 Mindwave Mobile은 블루투스 3.0과
ThinkGear Native Library를 통해 다양한 플랫폼
으로 개발하기 용이한 BCI 장비이다.
또한 종래의 BCI 장비가 식염수가 필요한 습식
센서를 사용하여 정확도를 높이는데 반해
Mindwave Mobile은 BCI 장비 최초로 건식 센서
를 채택하여 정확도는 다소 떨어지지만 습식 센서
에 비해 쉽고 간편한 착용방식과 저렴한 가격을
장점으로 가지고 있다.[2]
2 BCI를 이용한 어드벤처 게임 No More Iraq 개발
2.1.2 인터랙티브 무비
[그림3] MyndPlay King Game

2. 인터랙티브 무비는 [그림 3]과 같은 형식이며
Myndplay App Store에서 서비스 되는 콘텐츠로 짧게
는 5분에서 길게는 20분 가량의 영화에 BCI 장비를
통한 인터랙션을 삽입한 콘텐츠다. 게임과 마찬가지로
순발력을 요구하기 보다는 지정된 조건하에서 기본적
으로 제공하는 Attention과 Meditation 입력 수치를 바
탕으로 무비에 나오는 상황을 조작할 수 있게 만들어
진 콘텐츠다. [5]
2.1.3 공통점
앞서 가장 많이 서비스 되고 있는 두 가지 종류의
콘텐츠를 미루어 봤을 때 장비 자체가 순발력을 요구
하는 인터랙션을 제공하지 않아 기본적으로 제공되는
Attention과 Meditation 두 가지 입력 수치를 통한 정
적인 콘텐츠를 위주로 개발되는 것을 알 수 있다. 이
에 본 논문에서는 이와 같은 특성을 반영하면서도 이
전에 시도되지 않았던 형태의 게임을 구상하기로 하였
다.
3. BCI를 이용한 실제 게임 제작
3.1 아이디어 도출
BCI로 제작하기 적합한 게임을 구상하기 위해서
게임 제작에 관심이 많은 학생들이 있는 서강대학
교 게임교육원의 동아리 선빈동 회원을 대상으로
동아리 공모전 형식으로 아이디어를 취합하였다.
그 결과 정적인 인터랙티브를 사용하기에 알맞은
어드벤처 장르의 방탈출 게임 아이디어 “No more
Iraq”가 선정되었고 이 아이디어를 바탕으로 게임
개발을 진행하였다.
3.2 No More Iraq
No More Iraq가 취하고 있는 방탈출 형식의 어
드벤처 게임은 유저가 게임의 주인공이 되어 짜인
시나리오를 따라 문제를 해결 해나가는 식으로 진
행되는 게임이다.
3.2.4 게임 디자인
3.2.1 개발팀 구성
일반적인 게임 개발에는 기획, 그래픽, 프로그램
파트로 개발팀이 구성되나 본 게임은 시나리오가
중요한 어드벤처 게임으로 앞서 말한 3 파트에서
시나리오 파트가 추가되어 [표 2]와 같이 총 4 파
트로 개발 팀이 구성되었다.
[표 2] 개발팀 인력구성
파트 인원
작업
기획
1
PM, 시스템
그래픽 6
리소스 제작 전반
시나리오 1
콘텐츠
프로그램 3
프레임워크 구축
[그림 6] 탐색 파트
3.2.5 BCI 장비 연동 요소
[그림 4] 게임 흐름도
3.2.2 개발 환경
Windows 기반 PC에서 Unity 4.2 엔진 (C#,
Android, 테스트 장비 : Samsung Galaxy S3
LTE), NeuroSky ThinkGear SDK(BCI 장비 제
어), NGUI(텍스트 및 UI 출력)을 이용하여 제작을
하였다.
BCI 장비를 사용하기 위해서 먼저 Unity
Project에 ThinkGear Native Library를 삽입하였
다. 삽입된 ThinkGear Native Library는 [그림 7]
과 같은 흐름도로 동작한다.[6]
게임은 [그림 4]와 같이 시스템적으로 크게 세가
지 파트로 나누어진다. 스크립트에 의해 짜여진 대
사가 출력되며 게임의 스토리가 진행되는 [그림 5]
의 대화 파트, 화면에 출력되는 오브젝트들을 조사
하며 다음 스테이지로 넘어가기 위한 실마리를 찾
는 [그림 6]의 탐색 파트, 탐색 파트로 조사된 기
믹을 풀어나가는 퍼즐 파트로 구성되어있다.
3.2.3 시놉시스
시기는 2020년 말, 바그다드 함락 후 이라크 전
쟁은 종전으로 가는 듯 하였으나 이라크 현지인들
의 거센 반발은 여전히 계속된다.
그러한 상황 속에 대한민국은 평화재건을 위해
이라크 파병을 결정하고 주인공은 평화 재건 부대
인 자이툰 부대원으로 이라크에 파병을 온다.
주인공은 정찰임무 수행 중 이라크 반군의 IED
(급조폭발물)에 휩쓸려 기절하게 되고, 눈을 뜨자
전혀 알 수 없는 갖가지 트릭이 도사리는 방 안에
서 전쟁에 대한 진실을 알게 된다.
2013년 한국게임학회 추계학술대회 논문집
3
[그림 7] ThinkGear 호출도
[그림 5] 대화파트
TG_GetValue를 통하여 [표 3]의 ThinkGear
Data Value 라는 Raw Data를 얻을 수 있었다.
4 BCI를 이용한 어드벤처 게임 No More Iraq 개발

3. [표 3] ThinkGear Native Library에서 출력되는 수치
명칭
설명
나타내는
상태
Delta
델타파 (0.5 - 2.75Hz).
숙면
Theta
세타파 (3.5 - 6.75Hz).
명상
Alpha 1
저알파파 (7.5 - 9.25Hz).
휴식이나
자유로운
상태
Alpha 2
고알파파 (10 - 11.75Hz).
명상
Beta 1
저베타파 (13 - 16.75Hz).
억눌리거나
저항하는
상태
Beta 2
고베타파 (18 - 29.75Hz).
Gamma 1
저감마파 (31 - 39.75Hz).
Gamma 2
중감마파 (41 - 49.75Hz).
Attention
eSense 알고리즘을
통해 분석된 집중도
Meditation
eSense 알고리즘을
통해 분석된 안정도
Blink
eSense 알고리즘을
통해 분석된 눈깜빡임 정도
각성, 또는
흥분시 발견
집중력,
주의력
고요함,
평안함
눈 깜빡임
이를 게임에 사용할 수 있는 데이터로 치환하
기 위하여 [그림 8]과 같이 TG_GetValue로 얻은
수치를 나누어서 사용할 수 있는 데이터로 변환해
주는 MindWave Manager를 제작하였다.
3.2.5 구현된 BCI 장비 사용 요소
No More Iraq에서는 Mindwave Mobile에서
제공하는 3가지 수치 중 Blink를 제외한 Attention
과 Meditation을 이용하여 일반적인 어드벤처 게
임에서는 게임 중간에 힌트 요소를 얻을 수 있게
끔 되어있는 부분을 BCI를 통해서 얻을 수 있도록
기획 하였다.[7]
Mindwave Mobile을 착용 한 상태에서 [그림
9]와 같은 상황에서 화면 우측 상단에 있는 BCI
Scope 버튼을 클릭하면 블루투스로 연결된
Mindwave Mobile에서 현재 선택된 모드에 따라
모드 1에서는 Attention 수치를, 모드 2에서는
Meditation 수치를 받아 각 수치가 일정 이상 올
라가면 [그림 10]과 같이 게임을 진행하는데 필요
한 힌트나 스토리를 유추할 수 있는 문구가 탐색
파트 화면에 나타나게 구현하였다.
제작 결과 BCI 장비를 사용하는 어드벤처 게임
을 제작할 수 있었으며 실제 게임 플레이 시 BCI
장비를 이용한 파트에서 손을 쓰지 않고 게임을
플레이한다는 것에 대하여 새로운 사용자 경험을
가질 수 있었다. 다만 다수의 체험자가 BCI 장비
가 종래의 컨트롤러처럼 인터랙션을 바로 줄 수
없는 점에 대한 아쉬움을 표시했다.
추후에 나올 BCI 장비들이 정적인 인터랙션이
아닌 동적인 인터랙션을 지원할 수 있게 된다면
현재의 마우스나 조이패드 같은 컨트롤러를 쓰기
힘든 노약자와 장애인 혹은 HMD와 연동한 가상
현실을 위한 컨트롤러로 쓰일 수 있을 것으로 예
상된다.
참고문헌
[1] 이지영, 김미선, 고일주, 뇌파의집중도와명상도
를이용한모바일카드게임구현, 한국컴퓨터학
회논문지 Volume. 25, pp. 2, 2012.
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_
consumer_brain%E2%80%93computer_interfa
ces Wikipedia_Comparison of Consumer
Brain-Computer Interface 항목
[3] 이지영,홍성진,조용운,민현규,고일주 뇌파신호를
이용한네트워크기능성아케이드게임구현, HCI
2012 학술대회 논문집, pp .752-p753, 2012
[4] http://store.neurosky.com NeuroSky Store
[5] http://www.myndplay.com/videos.php
MyndPlay Store
[6] http://developer.neurosky.com
NeuroSky Developer Page
[7] 고민진,배정우,오규환, BCI 기반의새로운게임플
레이 연구, HCI 2009 학술대회 논문집 pp .18,
2009
[그림 9] BCI를 사용하기 전의 모습
[그림8] MindWave Manager 호출도
4. 결론
[그림 10] BCI를 사용한 모습
2013년 한국게임학회 추계학술대회 논문집
5
6 BCI를 이용한 어드벤처 게임 No More Iraq 개발
[8] 이창조, 뇌파신호를이용한집중력향상게임구현,
한국게임학회논문집2009 제9권2호, pp .26-27,
2009