KR101710198B1 - 홀로그램 객체 표시 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 홀로그램 객체 표시 방법에 관한 것으로, 홀로그램 표시 장치 및 화면 출력 장치와 연결된 증강현실장치에서 실행되는 방법에 있어서, 홀로그램 객체를 표시하는 현실세계 3차원 좌표 공간, 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 면을 표시하는 디스플레이 2차원 좌표 공간 및 상기 화면 출력 장치 안쪽의 가상세계 3차원 좌표 공간을 하나의 좌표계 상의 좌표 값으로 표시하는 통합 좌표계를 구성하거나, 또는 상기 디스플레이 2차원 좌표계를 기준으로 상기 현실세계 3차원 좌표계와 상기 가상세계 3차원 좌표계 사이의 좌표 전환식을 구성하고, 상기 디스플레이 2차원 좌표계 상에 표시되는 객체 중 상기 가상세계 3차원 좌표계 측에서 상기 현실세계 3차원 좌표계 방향으로 이동하는 화면 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 확인하고, 상기 가상세계 3차원 좌표계 측에서 상기 현실세계 3차원 좌표계 방향으로 이동하는 화면 객체가 상기 디스플레이 2차원 좌표계에 접하는 경우 상기 홀로그램 표시 장치를 통해 상기 화면 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 연장하여 이동하는 홀로그램 객체를 상기 현실세계 3차원 좌표계 상에 표시하도록 제어하며, 상기 이동 패턴은, 상기 이동 방향에 중력 방향의 중력 법칙을 결합한 패턴을 포함하여 이루어진다.
Description
본 발명은 홀로그램 표시 장치 및 화면 출력 장치와 연결된 증강현실장치에서 실행되는 방법에 있어서, 홀로그램 객체를 표시하는 현실세계 3차원 좌표 공간, 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 면을 표시하는 디스플레이 2차원 좌표 공간 및 상기 화면 출력 장치 안쪽의 가상세계 3차원 좌표 공간을 하나의 좌표계 상의 좌표 값으로 표시하는 통합 좌표계를 구성하거나, 또는 상기 디스플레이 2차원 좌표계를 기준으로 상기 현실세계 3차원 좌표계와 상기 가상세계 3차원 좌표계 사이의 좌표 전환식을 구성하고, 상기 디스플레이 2차원 좌표계 상에 표시되는 객체 중 상기 가상세계 3차원 좌표계 측에서 상기 현실세계 3차원 좌표계 방향으로 이동하는 화면 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 확인하고, 상기 가상세계 3차원 좌표계 측에서 상기 현실세계 3차원 좌표계 방향으로 이동하는 화면 객체가 상기 디스플레이 2차원 좌표계에 접하는 경우 상기 홀로그램 표시 장치를 통해 상기 화면 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 연장하여 이동하는 홀로그램 객체를 상기 현실세계 3차원 좌표계 상에 표시하도록 제어하며, 상기 이동 패턴은, 상기 이동 방향에 중력 방향의 중력 법칙을 결합한 패턴을 포함하여 이루어지는 홀로그램 객체 표시 방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치를 통해 표시되는 현실은 카메라를 통해 실제 세계를 촬영한 실제현실(Full Reality)과 실제 세계에는 존재하지 않으나 컴퓨터를 통해 만들어진 가상 세계를 표현하는 가상현실(Virtual Reality)로 나뉘며, SF(Science Fiction) 영화와 같이 미리 정해진 장면 시나리오에 따라 블루스크린 앞에서 실제현실을 촬영하고 여기에 가상현실을 조합한 크로마키현실(Chroma-Key Reality)이 존재하며, 크로마키현실은 분류 상 가상현실에 속한다.
최근 정보 통신 지속적인 기술의 발전으로 실제현실 상의 객체에 실시간으로 가상현실 데이터를 표시하는 증강현실(Augmented Reality)이 제안되었다. 증강현실은 SF영화와 같이 미리 정해진 장면 시나리오가 없다는 점, 실제현실을 블루스크린 앞에서 촬영하지 않는 점에서 크로마키현실과 구분된다.
상기 증강현실에서 실제현실 상에 가상현실 데이터를 표시할 객체를 결정하는 방법으로는, 실제현실에 마커(Marker)를 표시한 후 상기 마커를 인식하여 상기 마커 상에 가상현실 데이터를 표시하는 마커 방식 증강현실과, 실제현실에 마커를 표시하지 않고 실제현실 상의 객체를 직접 인식하여 가상현실 데이터를 표시하는 마커리스(Markerless) 증강현실이 존재한다. 현재 마커 방식 증강현실은 각각의 마커를 이용하여 몇 가지 시범 서비스가 제공되고 있으나 마커 구성에 대한 표준화가 전혀 존재하지 않으며, 마커리스 증강현실은 스튜디오에서 미리 정해진 객체를 촬영한 실제현실을 이용하는 경우를 제외하고는 객체 인식의 불안정성으로 인해 시범되지 못하고 있다.
또한, 상기 증강현실에서 실제현실에 가상현실 데이터를 표시하는 방법으로는, 카메라를 통해 촬영되어 저장매체에 저장된 실제현실로부터 마커/마커리스 방식으로 객체를 인식하고 상기 인식된 객체 상에 가상현실 데이터를 표시하는 방법과, 카메라를 통해 실시간 촬영되는 실제현실로부터 마커/마커리스 방식으로 객체를 인식하고 상기 인식된 객체 상에 가상현실 데이터를 표시하는 방법이 존재하며, 상술된 방법 이외에 카메라를 통해 실제현실을 촬영하지 않고 인간의 눈이 그 너머의 실제현실을 바라보는 투명한 물건(예컨대, 안경, 고글, 유리창 등)을 투명 디스플레이로 이용하고 센서 기술을 통해 상기 인간의 눈이 투명 디스플레이 너머의 객체를 인식하여 상기 투명 디스플레이 상에 가상현실 데이터를 표시하는 방법이 이론적으로 존재한다.
한편, 상기와 같은 증강현실은 현실세계의 공간에 홀로그램을 표시하는 것도 포함할 수 있다. 상기 증강현실이 홀로그램을 포함하는 경우, 상기 홀로그램은 현실세계의 환경을 고려하여 표시되어야 한다. 그러나 불확정 요소가 많은 현실세계의 환경을 홀로그램에 적용하는 것은 매우 난해하다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은, 홀로그램 표시 장치 및 화면 출력 장치와 연결된 증강현실장치에서 실행되는 방법에 있어서, 홀로그램 객체를 표시하는 현실세계 3차원 좌표 공간, 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 면을 표시하는 디스플레이 2차원 좌표 공간 및 상기 화면 출력 장치 안쪽의 가상세계 3차원 좌표 공간을 하나의 좌표계 상의 좌표 값으로 표시하는 통합 좌표계를 구성하거나, 또는 상기 디스플레이 2차원 좌표계를 기준으로 상기 현실세계 3차원 좌표계와 상기 가상세계 3차원 좌표계 사이의 좌표 전환식을 구성하는 제1 단계와 상기 디스플레이 2차원 좌표계 상에 표시되는 객체 중 상기 가상세계 3차원 좌표계 측에서 상기 현실세계 3차원 좌표계 방향으로 이동하는 화면 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 확인하는 제2 단계 및 상기 가상세계 3차원 좌표계 측에서 상기 현실세계 3차원 좌표계 방향으로 이동하는 화면 객체가 상기 디스플레이 2차원 좌표계에 접하는 경우 상기 홀로그램 표시 장치를 통해 상기 화면 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 연장하여 이동하는 홀로그램 객체를 상기 현실세계 3차원 좌표계 상에 표시하도록 제어하는 제3 단계를 포함하며, 상기 이동 패턴은, 상기 이동 방향에 중력 방향의 중력 법칙을 결합한 패턴을 포함하여 이루어지는 홀로그램 객체 표시 방법을 제공함에 있다.
본 발명에 따른 홀로그램 객체 표시 방법은, 홀로그램 표시 장치 및 화면 출력 장치와 연결된 증강현실장치에서 실행되는 방법에 있어서, 홀로그램 객체를 표시하는 현실세계 3차원 좌표 공간, 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 면을 표시하는 디스플레이 2차원 좌표 공간 및 상기 화면 출력 장치 안쪽의 가상세계 3차원 좌표 공간을 하나의 좌표계 상의 좌표 값으로 표시하는 통합 좌표계를 구성하거나, 또는 상기 디스플레이 2차원 좌표계를 기준으로 상기 현실세계 3차원 좌표계와 상기 가상세계 3차원 좌표계 사이의 좌표 전환식을 구성하는 제1 단계와 상기 디스플레이 2차원 좌표계 상에 표시되는 객체 중 상기 가상세계 3차원 좌표계 측에서 상기 현실세계 3차원 좌표계 방향으로 이동하는 화면 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 확인하는 제2 단계 및 상기 가상세계 3차원 좌표계 측에서 상기 현실세계 3차원 좌표계 방향으로 이동하는 화면 객체가 상기 디스플레이 2차원 좌표계에 접하는 경우 상기 홀로그램 표시 장치를 통해 상기 화면 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 연장하여 이동하는 홀로그램 객체를 상기 현실세계 3차원 좌표계 상에 표시하도록 제어하는 제3 단계를 포함하며, 상기 이동 패턴은, 상기 이동 방향에 중력 방향의 중력 법칙을 결합한 패턴을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 홀로그램 객체 표시 방법에 있어서, 상기 현실세계 3차원 좌표계 상에서 상기 가상세계 3차원 좌표계 방향으로 이동하는 홀로그램 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 확인하는 제4 단계 및 상기 현실세계 3차원 좌표계 상에서 이동하는 홀로그램 객체가 상기 디스플레이 2차원 좌표계에 접하는 경우 상기 홀로그램 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 연장하여 상기 가상세계 3차원 좌표계 상에서 이동하는 화면 객체를 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 2차원 좌표계 상에 출력하도록 제어하는 제5 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 홀로그램 객체 표시 방법에 있어서, 상기 제3 단계는, 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 2차원 좌표계 상에 출력되던 화면 객체의 출력을 중지하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치는, 홀로그램 표시 장치 및 화면 출력 장치와 연결되며, 현실세계 공간을 이동하는 이동 객체의 위치와 이동 방향을 센싱하는 이동 객체 추적 센서를 구비한 증강현실 장치에 있어서, 상기 홀로그램 표시 장치를 통해 홀로그램 객체가 표시되는 현실세계 3차원 좌표 공간과 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 면을 표시하는 디스플레이 2차원 좌표 공간 및 상기 화면 출력 장치 안쪽의 가상세계 3차원 좌표 공간을 하나의 좌표계 상의 좌표 값으로 표시하는 통합 좌표계를 구성하거나, 또는 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 면을 표시하는 디스플레이 2차원 좌표계를 기준으로 상기 홀로그램 표시 장치를 통해 홀로그램 객체가 표시되는 현실세계 3차원 좌표계와 상기 화면 출력 장치 안쪽의 가상세계 3차원 좌표계 사이의 좌표 전환식을 구성하는 좌표계 구성부와, 상기 화면 출력 장치를 통해 표시되는 화면 객체의 위치와 제1 이동 방향 및 제1 이동 패턴을 추적하는 화면 객체 추적부와, 상기 화면 객체의 제1 이동 방향이 상기 화면 출력 장치 안쪽에서 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 면으로 향하는지 확인하는 이동 방향 확인부와, 상기 화면 객체 제1 이동 방향이 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 면으로 향하면, 상기 화면 객체의 위치가 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 면과 접하는 좌표 값(1)을 확인하는 좌표 확인부(1)와, 상기 화면 객체 위치가 상기 디스플레이 면과 접하면, 상기 홀로그램 표시 장치를 통해 상기 화면 객체를 홀로그램 객체로 전환하여 상기 좌표 값(1)의 위치에 표시하고 상기 홀로그램 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 상기 화면 객체에 대한 제1 이동 방향과 제1 이동 패턴으로 유지시키는 홀로그램 객체 표시부를 구비한다.
본 발명에 따른 홀로그램 객체 표시 방법에 있어서, 상기 현실세계 3차원 좌표계 상에서 상기 가상세계 3차원 좌표계 방향으로 이동하는 홀로그램 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 확인하는 제4 단계 및 상기 현실세계 3차원 좌표계 상에서 이동하는 홀로그램 객체가 상기 디스플레이 2차원 좌표계에 접하는 경우 상기 홀로그램 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 연장하여 상기 가상세계 3차원 좌표계 상에서 이동하는 화면 객체를 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 2차원 좌표계 상에 출력하도록 제어하는 제5 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 홀로그램 객체 표시 방법에 있어서, 상기 제3 단계는, 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 2차원 좌표계 상에 출력되던 화면 객체의 출력을 중지하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치는, 홀로그램 표시 장치 및 화면 출력 장치와 연결되며, 현실세계 공간을 이동하는 이동 객체의 위치와 이동 방향을 센싱하는 이동 객체 추적 센서를 구비한 증강현실 장치에 있어서, 상기 홀로그램 표시 장치를 통해 홀로그램 객체가 표시되는 현실세계 3차원 좌표 공간과 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 면을 표시하는 디스플레이 2차원 좌표 공간 및 상기 화면 출력 장치 안쪽의 가상세계 3차원 좌표 공간을 하나의 좌표계 상의 좌표 값으로 표시하는 통합 좌표계를 구성하거나, 또는 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 면을 표시하는 디스플레이 2차원 좌표계를 기준으로 상기 홀로그램 표시 장치를 통해 홀로그램 객체가 표시되는 현실세계 3차원 좌표계와 상기 화면 출력 장치 안쪽의 가상세계 3차원 좌표계 사이의 좌표 전환식을 구성하는 좌표계 구성부와, 상기 화면 출력 장치를 통해 표시되는 화면 객체의 위치와 제1 이동 방향 및 제1 이동 패턴을 추적하는 화면 객체 추적부와, 상기 화면 객체의 제1 이동 방향이 상기 화면 출력 장치 안쪽에서 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 면으로 향하는지 확인하는 이동 방향 확인부와, 상기 화면 객체 제1 이동 방향이 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 면으로 향하면, 상기 화면 객체의 위치가 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 면과 접하는 좌표 값(1)을 확인하는 좌표 확인부(1)와, 상기 화면 객체 위치가 상기 디스플레이 면과 접하면, 상기 홀로그램 표시 장치를 통해 상기 화면 객체를 홀로그램 객체로 전환하여 상기 좌표 값(1)의 위치에 표시하고 상기 홀로그램 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 상기 화면 객체에 대한 제1 이동 방향과 제1 이동 패턴으로 유지시키는 홀로그램 객체 표시부를 구비한다.
본 발명에 따른 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치는, 상기 이동 객체 추적 센서를 통해 이동 객체의 위치를 추적하고, 상기 이동 객체 위치 좌표 값과 홀로그램 위치 좌표 값을 비교하여 홀로그램 객체와 이동 객체가 접촉하는지 확인하는 객체 접촉 확인부와, 상기 홀로그램 객체와 이동 객체가 접하면, 상기 홀로그램 객체의 제1 이동 방향에 상기 이동 객체의 이동 방향을 반영하여 상기 홀로그램 객체의 제2 이동 방향과 제2 이동 패턴을 결정하는 홀로그램 객체 이동 결정부와, 상기 제2 이동 방향으로 이동하는 홀로그램 객체가 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 면과 접하는 좌표 값(2)을 확인하는 좌표 확인부(2)와, 상기 홀로그램 객체 위치가 상기 디스플레이 면과 접하면, 상기 화면 출력 장치를 통해 상기 홀로그램 객체를 화면 객체로 전환하여 상기 좌표 값(2)의 위치에 표시하고 상기 홀로그램 객체의 제2 이동 방향과 제2 이동 패턴을 상기 화면 객체에 대한 이동 방향과 이동 패턴으로 유지시키는 화면 객체 표시부를 구비한다.
본 발명에 따른 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치에 있어서, 상기 홀로그램 객체 이동 결정부는, 상기 제2 이동 방향을 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 면 방향으로 유지시킬 수 있다.
본 발명에 따른 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치에 있어서, 상기 이동 패턴은, 상기 화면 객체 또는 홀로그램 객체의 이동 방향에 중력 방향을 결합하는 것이다.
본 발명에 따르면, 화면 출력 장치를 통해 화면 객체가 출력되는 가상세계와 홀로그램 표시 장치를 통해 홀로그램 객체가 표시되는 현실세계를 하나의 공간으로 간주하여 상기 가상세계의 캐릭터와 현실세계의 사용자가 상호 작용하는 스포츠 게임, 시뮬레이션 게임을 제공하는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 방법에 따른 증강현실 장치 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 방법에 따라 가상세계의 화면 객체와 현실세계의 홀로그램 객체를 전환하는 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 방법에 따라 화면 객체를 홀로그램 객체로 전환하여 표시하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 방법에 따라 홀로그램 객체를 화면 객체로 전환하여 표시하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5a와 도 5b 및 도 5c는 본 발명의 실시 방법에 따라 화면 객체와 홀로그램 객체를 전환하여 증강현실을 표시하는 예시도 이다.
도 2는 본 발명의 실시 방법에 따라 가상세계의 화면 객체와 현실세계의 홀로그램 객체를 전환하는 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 방법에 따라 화면 객체를 홀로그램 객체로 전환하여 표시하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 방법에 따라 홀로그램 객체를 화면 객체로 전환하여 표시하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5a와 도 5b 및 도 5c는 본 발명의 실시 방법에 따라 화면 객체와 홀로그램 객체를 전환하여 증강현실을 표시하는 예시도 이다.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
아울러 하기에 도시되는 실시예에서 본 발명의 기술적 특징을 보다 명확하게 설명하기 위해 각 용어의 서두에 "제1" 또는 "제2"와 같은 형태의 식별부호를 첨부하여 설명할 것이나, 상기 식별부호는 각 용어를 식별하기 위한 것일 뿐 상기 식별부호에 의해 각 용어가 다른 기능과 역할을 수행하는 것으로 구별 또는 한정되는 것은 결코 아님을 명백하게 밝혀두는 바이다.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도면1은 본 발명의 실시 방법에 따른 증강현실 장치(100) 구성을 도시한 도면이다.
보다 상세하게 본 도면1은 홀로그램 표시 장치(155) 및 화면 출력 장치(150)와 연결된 증강현실 장치(100)에서 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 표시되는 화면 객체의 이동 방향이 상기 화면 출력 장치(150) 안쪽에서 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면으로 향하는 경우 상기 화면 객체를 홀로그램 객체로 전환하여 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 현실세계 공간에 출력하고, 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 표시되는 홀로그램 객체의 이동 방향이 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면으로 향하는 경우 상기 홀로그램 객체를 상기 화면 객체로 전환하여 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 화면 출력하는 구성을 도시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면1을 참조 및/또는 변형하여 상기 증강현실 장치(100) 구성에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 구성부가 생략되거나, 또는 세분화되거나, 또는 합쳐진 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면1에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.
본 발명의 증강현실 장치(100)는 화면 출력 장치(150)를 통해 표시되는 화면 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 판독하는 기능, 상기 화면 객체에 대응하는 홀로그램 데이터를 획득하는 기능, 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 상기 홀로그램 데이터를 표시하여 출력하는 기능, 상기 홀로그램 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 추적하는 기능, 상기 홀로그램 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 상기 화면 출력 장치(150)로 연장하여 출력시키는 기능을 구비한 장치의 총칭으로서, 상기 출력 장치를 통해 표시되는 화면 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 판독하는 방식, 상기 화면 객체에 대응하는 홀로그램 데이터를 획득하는 방식, 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 상기 홀로그램 데이터를 표시하여 출력하는 방식, 상기 홀로그램 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 추적하는 방식 및 상기 홀로그램 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 상기 화면 출력 장치(150)로 연장하여 출력시키는 방식에 의해 한정되지 아니한다.
또한, 상기 증강현실 장치(100)는 장치를 구성하는 구조에 의해 한정되지 아니한다. 예를들어, 상기 증강현실 장치(100)는 하나의 케이스 내에 각 구성부가 통합 구비된 독립 장치 형태, 연결된 두개 이상의 장치에 각 구성부가 분리되어 구비된 연동 장치 형태, 특정 물건/건물/공간에 설치된 형태 등으로 구현될 수 있다.
도면1을 참조하면, 상기 증강현실 장치(100)는, 제어부(105), 메모리부(120), 출력부(125), 인터페이스부(135) 및 센서부(130)를 구비하며, 상기 홀로그램 데이터를 획득하는 방식에 따라 통신부(115)를 더 구비하고, 사용자 조작을 위한 조작부(110)를 더 구비할 수 있다.
상기 제어부(105)는 물리적으로 프로세서와 실행 메모리와 버스를 포함하며, 기능적으로 상기 증강현실 장치(100)에 구비된 프로그램이 상기 실행 메모리로 로드되어 상기 프로세서에 의해 연산되도록 처리하는 기록매체 기능을 수행한다. 이에 본 도면1은 상기 증강현실 장치(100)에 구비되는 프로그램 구성부를 편의상 상기 제어부(105) 내에 도시하여 설명하기로 한다.
상기 메모리부(120)는 비휘발성 메모리를 포함하며, 기능적으로 상기 제어부(105)로 로딩될 프로그램 코드와 상기 프로그램 코드가 사용하는 데이터 셋트를 저장/유지하는 저장매체 기능을 수행한다. 여기서, 상기 프로그램 코드는 상기 증강현실 장치(100)의 기본 동작을 운영/제어하는 시스템 프로그램 코드와, 상기 증강현실 장치(100)에 구비되는 각종 애플리케이션 서비스를 제공하는 응용 프로그램 코드를 포함한다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 메모리부(120)는 상기 홀로그램 데이터를 저장할 수 있으며, 이 경우 상기 메모리부(120)는 상기 홀로그램 데이터를 획득하는 홀로그램 획득수단의 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 메모리부(120)는 상기 홀로그램 데이터의 물질 상태 값을 상기 홀로그램 데이터와 연결하여 저장할 수 있다.
여기서, 상기 물질 상태 값은, 상기 홀로그램 데이터가 형상화하는 물질의 질량, 재질, 상태 변화 충격량 및 상기 상태 변화 충격량에 따라 상기 홀로그램 데이터의 상태를 변화시키는 상태변화 조건을 포함할 수 있다.
만약 상기 물질 상태 값에 하나 이상의 상태 변화 충격량과 상태변화 조건이 포함된 경우, 상기 홀로그램 데이터는 상태 변화 전의 원본 홀로그램 데이터와, 각 상태 변화 충격량과 상태변화 조건에 대응하는 상태 변화 후 홀로그램 데이터를 포함할 수 있다.
상기 출력부(125)는 홀로그램 표시 장치(155)와 연결되어 현실세계의 공간에 홀로그램 객체를 출력하는 홀로그램 출력모듈을 포함하며, 실시 방법에 따라 상기 출력부(125)와 홀로그램 표시 장치(155)는 일체형으로 구현될 수 있다.
상기 통신부(115)는 어느 하나의 통신 규격과 프로토콜에 따라 유선 통신망과 무선 통신망 중 어느 하나의 통신망에 접속하는 통신모듈을 포함하며, 상기 통신망을 서버(또는 장치)와 통신채널을 연결하거나 또는 다른 증강현실 장치(100)와 통신채널을 연결하는 기능을 수행한다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 통신부(115)는 통신망 상의 서버(또는 장치)에 저장된 홀로그램 데이터를 수신하는 홀로그램 획득수단의 기능을 수행할 수 있다.
상기 센서부(130)는 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 홀로그램 객체가 표시되는 현실세계 공간에 고정되어 잇는 고정 객체의 위치를 센싱하는 고정 객체 추적 센서(145)와, 현실세계의 이동 객체의 위치를 센싱하는 이동 객체 추적 센서(150)와, 현실세계에 출력되는 홀로그램 객체의 위치를 센싱하는 홀로그램 객체 추적 센서(140)로부터 센서 신호를 획득하는 센서 모듈을 포함한다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 고정 객체 추적 센서(145)와 이동 객체 추적 센서(150)와 홀로그램 객체 추적 센서(140)는 하나의 센서로 통합되어 구성될 수 있으며, 별도의 센서로 구성될 수 있다.
또는, 상기 홀로그램 객체 추적 센서(140)는 별도의 센서를 이용하지 않고 상기 홀로그램 표시 장치(155)가 현실세계의 공간에 홀로그램 객체를 표시하는 홀로그램 표시 정보를 판독하여 상기 현실세계에 출력되는 홀로그램 객체의 위치를 센싱하는 것이 가능하다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 고정 객체 추적 센서(145)와 이동 객체 추적 센서(150)와 홀로그램 객체 추적 센서(140)(단, 상기 홀로그램 객체 추적 센서(140)가 홀로그램 표시 장치(155)와 연동하는 경우 생략)는, 광학 방식, 화상 입력 방식, 전자파 방식, 객체 연동 방식, 사운드 판독 방식 중 어느 하나의 센서 방식을 통해 고정 객체, 이동 객체, 홀로그램 객체 중 어느 하나의 객체 위치를 추적한다.
여기서, 상기 광학 방식 객체 추적은 상기 객체 추적 센서에서 육안으로 식별이 난해하며 인체에 무해한 광선(예컨대, 적외선)을 현실세계 공간에 주사하고, 상기 현실세계 공간 내 객체를 통해 반사되는 광선을 인식하여 객체 위치와 이동 방향 및 이동 패턴을 추적하는 방식이다.
상기 화상 입력 방식 객체 추적은 상기 객체 추적 센서에서 CCD(Charge Coupled Device) 소자를 포함하는 카메라를 통해 현실세계 공간 내 화상 데이터를 입력하고, 상기 화상 데이터를 판독하여 객체의 위치와 이동 방향 및 이동 패턴을 추적하는 방식이다.
상기 전자파 방식 객체 추적은 상기 현실세계 공간 내 고정 객체와 이동 객체에 전자파 송출장치에서 송출되는 전자파 신호를 수신하고, 삼각측량 방식으로 상기 객체의 위치와 이동 방향 및 이동 패턴을 추적하는 방식이다. 단, 홀로그램은 전자파 송출이 불가함으로 제외된다.
상기 객체 연동 방식 객체 추적은 상기 현실세계 공간을 이동하는 이동 객체에 위치와 이동 방향 및 이동 패턴을 추적할 수 있는 추적센서(또는 모듈)이 구비된 경우, 상기 센서부(130)에서 이동 객체와 통신채널을 연결하고, 상기 통신채널을 통해 상기 이동 객체로부터 상기 추적센서(또는 모듈)을 통해 센싱된 센싱 데이터를 수신 및 판독하여 상기 이동 객체의 위치와 이동 방향 및 이동 패턴을 추적하는 방식이다.
상기 사운드 판독 방식 객체 추적은 사람의 귀에는 들리지 않는 사운드(예컨대, 초음파)를 현실세계 공간에 주사하고, 상기 현실세계 공간 내 객체를 통해 반사되는 사운드를 인식하여 객체의 위치와 이동 방향 및 이동 패턴을 추적하는 방식이다. 단, 홀로그램은 사운드 반사가 불가함으로 제외된다.
그러나, 상기 각 객체 추적 센서가 객체의 위치를 추적하는 방식이 상술된 방식으로 한정되는 것은 결코 아니며, 당업자에 따라 다양하게 변형하여 실시할 수 있으며, 본 발명은 상기 변형 가능한 모든 실시예를 포함한다.
상기 조작부(110)는 상기 증강현실 장치(100)에 사용자 조작이 필요한 경우, 상기 사용자 조작을 입력받는 장치를 포함한다. 상기 조작부(110)는 키 버튼을 구비하여 사용자 조작에 필요한 정보를 키 입력받는 키 입력 모듈과, 상기 출력부(125)와 연동하여 통해 사용자 조작에 필요한 정보를 입력받는 터치 스크린 모듈을 포함한다.
상기 인터페이스부(135)는 화면 출력 장치(150)와 연결되어 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 출력되는 화면 객체 중 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 표시할 홀로그램 객체에 대응하는 화면 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 확인하고, 또는 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 표시되는 홀로그램 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 확인하여 상기 화면 출력 장치(150)로 전달하는 인터페이스 모듈을 포함하며, 실시 방법에 따라 상기 인터페이스부(135)와 화면 출력 장치(150)는 일체형으로 구현될 수 있다.
도면1을 참조하면, 상기 증강현실 장치(100)는, 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 홀로그램 객체가 표시되는 현실세계 3차원 좌표 공간과 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면을 표시하는 디스플레이 2차원 좌표 공간 및 상기 화면 출력 장치(150) 안쪽의 가상세계 3차원 좌표 공간을 하나의 좌표계 상의 좌표 값으로 표시하는 통합 좌표계를 구성하거나, 또는 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면을 표시하는 디스플레이 2차원 좌표계를 기준으로 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 홀로그램 객체가 표시되는 현실세계 3차원 좌표계와 상기 화면 출력 장치(150) 안쪽의 가상세계 3차원 좌표계 사이의 좌표 전환식을 구성하는 좌표계 구성부(160)를 구비하며, 상기 통합 좌표계 상의 중력 방향을 결정하는 중력 방향 결정부(162)를 더 구비하고, 상기 고정 추적 센서를 통해 제1 내지 제N(N>1) 고정 객체의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 제1 내지 제N 고정 객체 위치 좌표 값을 산출하는 고정 객체 위치 산출부(164)를 더 구비할 수 있다. 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 좌표계 구성부(160), 중력 방향 결정부(162), 고정 객체 위치 산출부(164) 중 하나 이상의 구성부는 상기 제어부(105), 메모리부(120), 출력부(125), 센서부(130), 인터페이스부(135) 및 통신부(115)를 구비한 증강현실 장치(100)와 연결된 서버에 구비될 수 있으며, 실시 방법에 따라 일부 구성요소는 증강현실 장치(100)에 구비되고 나머지 구성부는 상기 서버에 구비될 수 있다.
상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 홀로그램 객체가 표시되는 현실세계 3차원 좌표 공간은 현실세계 상의 어느 한 특이점을 원점으로 하는 현실세계 3차원 좌표계를 통해 해석되고, 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면을 표시하는 디스플레이 2차원 좌표 공간은 상기 디스플레이 면 상의 어느 한 특이점을 원점으로 하는 디스플레이 2차원 좌표를 통해 해석되고, 상기 화면 출력 장치(150) 안쪽의 가상세계 3차원 좌표 공간은 상기 가상세계 상의 어느 한 특이점을 원점으로 하는 가상세계 3차원 좌표계를 통해 해석된다.
본 발명의 일 실시 방법에 따르면, 상기 좌표계 구성부(160)는 상기 현실세계 3차원 좌표계와 디스플레이 2차원 좌표계 및 가상세계 3차원 좌표계를 상기 현실세계, 디스플레이 면, 가상세계 중 어느 한 특이점을 원점으로 하는 통합 좌표계를 구성한다. 여기서, 상기 통합 좌표계는 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 가상세계에 표시되는 화면 객체의 위치와 이동 방향 및 이동 패턴을 상기 디스플레이 면을 기준으로 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 현실세계에 표시되는 홀로그램 객체의 위치와 이동 방향 및 이동 패턴으로 연장하여 해석하거나, 또는 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 현실세계에 표시되는 홀로그램 객체의 위치와 이동 방향 및 이동 패턴을 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 가상세계에 표시되는 화면 객체의 위치와 이동 방향 및 이동 패턴으로 연장하여 해석하기 위한 좌표계이다.
즉, 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 출력되는 가상세계의 화면 객체는 상기 가상세계 3차원 좌표계를 기반으로 출력되며, 다만 상기 통합 좌표계는 상기 화면 객체를 홀로그램 객체로 전환하는 경우에 상기 홀로그램 객체의 초기 위치와, 이동 방향 및 이동 패턴을 결정하기 위한 기준 좌표계로 사용된다. 또한, 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 표시되는 현실세계의 홀로그램 객체는 상기 현실세계 3차원 좌표계를 기반으로 표시되며, 다만 상기 통합 좌표계는 상기 홀로그램 객체를 화면 객체로 전환하는 경우에 상기 화면 객체의 초기 위치와, 이동 방향 및 이동 패턴을 결정하기 위한 기준 좌표계로 사용된다.
본 발명의 다른 일 실시 방법에 따르면, 상기 좌표계 구성부(160)는 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면을 표시하는 디스플레이 2차원 좌표계를 기준으로 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 홀로그램 객체가 표시되는 현실세계 3차원 좌표계와 상기 화면 출력 장치(150) 안쪽의 가상세계 3차원 좌표계 사이의 좌표 전환식을 구성한다. 여기서, 상기 좌표 전환식은 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 가상세계에 표시되는 화면 객체의 위치와 이동 방향 및 이동 패턴을 상기 디스플레이 면을 기준으로 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 현실세계에 표시되는 홀로그램 객체의 위치와 이동 방향 및 이동 패턴으로 연장하여 해석하거나, 또는 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 현실세계에 표시되는 홀로그램 객체의 위치와 이동 방향 및 이동 패턴을 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 가상세계에 표시되는 화면 객체의 위치와 이동 방향 및 이동 패턴으로 연장하여 해석하기 위한 좌표 전환식이다.
즉, 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 출력되는 가상세계의 화면 객체는 상기 가상세계 3차원 좌표계를 기반으로 출력되며, 다만 상기 좌표 전환식은 상기 화면 객체를 홀로그램 객체로 전환하는 경우에 상기 홀로그램 객체의 초기 위치와, 이동 방향 및 이동 패턴을 결정하기 위한 기준 식으로 사용된다. 또한, 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 표시되는 현실세계의 홀로그램 객체는 상기 현실세계 3차원 좌표계를 기반으로 표시되며, 다만 상기 좌표 전환식은 상기 홀로그램 객체를 화면 객체로 전환하는 경우에 상기 화면 객체의 초기 위치와, 이동 방향 및 이동 패턴을 결정하기 위한 기준 식으로 사용된다.
상기 중력 방향 결정부(162)는 상기 통합 좌표계 또는 좌표 전환식의 어느 한 방향을 중력 방향으로 결정한다. 상기 중력 방향은 사용자 조작에 의해 결정되거나, 또는 상기 고객 객체 추적 센서를 통해 센싱되는 두개 이상의 고객 객체 위치를 비교(예컨대, 바닥 면과 바닥 위의 책상 등)하여 자동 결정될 수 있다.
상기 고정 객체 위치 산출부(164)는 상기 고정 추적 센서를 통해 현실세계 공간에 존재하는 제1 내지 제N(N>1) 고정 객체의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 제1 내지 제N 고정 객체 위치 좌표 값을 산출한다. 상기 산출된 제1 내지 제N 고정 객체 위치 좌표 값은 메모리부(120)에 저장될 수 있다.
도면1을 참조하면, 상기 증강현실 장치(100)는, 상기 인터페이스부(135)와 연동하여 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 표시되는 화면 객체의 위치와 제1 이동 방향 및 제1 이동 패턴을 추적하는 화면 객체 추적부(166)와, 상기 화면 객체의 제1 이동 방향이 상기 화면 출력 장치(150) 안쪽에서 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면으로 향하는지 확인하는 이동 방향 확인부(168)와, 상기 화면 객체 이동 방향이 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면으로 향하면, 상기 화면 객체의 위치가 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면과 접하는 좌표 값(1)을 확인하는 좌표 확인부(1)(170)를 구비한다. 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 화면 객체 추적부(166), 이동 방향 확인부(168), 좌표 확인부(1)(170) 중 하나 이상의 구성부는 상기 제어부(105), 메모리부(120), 출력부(125), 센서부(130), 인터페이스부(135) 및 통신부(115)를 구비한 증강현실 장치(100)와 연결된 서버에 구비될 수 있으며, 실시 방법에 따라 일부 구성요소는 증강현실 장치(100)에 구비되고 나머지 구성부는 상기 서버에 구비될 수 있다.
상기 화면 객체 추적부(166)는 상기 인터페이스부(135)와 연동하여 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 표시되는 가상세계 3차원 좌표계를 확인하고, 상기 가상세계 3차원 좌표계를 통해 화면 객체의 위치와 이동 방향 및 이동 패턴을 추적한다. 여기서, 상기 이동 패턴은 상기 화면 객체의 이동 방향에 중력 방향 값을 결합하여 상기 이동 방향에 변화를 주는 패턴 값을 포함한다.
상기 이동 방향 확인부(168)는 상기 확인된 화면 객체의 위치와 이동 방향 및 이동 패턴을 판독하여 상기 화면 객체의 이동 방향이 상기 화면 출력 장치(150) 안쪽에서 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면(=사용자 방향)으로 향하는지 확인한다.
만약 상기 화면 객체가 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면(=사용자 방향)으로 향하면, 상기 좌표 확인부(1)(170)는 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면(=사용자 방향)으로 향한 화면 객체의 위치가 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면과 접하는지 확인하고, 상기 화면 객체가 상기 디스플레이 면과 접하는 경우에 화면 객체의 위치가 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면과 접하는 좌표 값(1)을 확인한다.
여기서, 상기 좌표 값(1)은 상기 좌표계 구성부(160)에 의해 구성된 통합 좌표계 상의 좌표 값으로 산출되거나, 또는 상기 좌표계 구성부(160)에 의해 구성된 좌표 전환식을 통해 가상세계 3차원 좌표계 상의 좌표 값에서 현실세계 3차원 좌표계 상의 좌표 값으로 전환된 좌표 값으로 산출된다.
도면1을 참조하면, 상기 증강현실 장치(100)는, 상기 화면 객체 위치가 상기 디스플레이 면과 접하면, 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 상기 화면 객체를 홀로그램 객체로 전환하여 상기 좌표 값(1)의 위치에 표시하고 상기 홀로그램 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 상기 화면 객체에 대한 제1 이동 방향과 제1 이동 패턴으로 유지시키는 홀로그램 객체 표시부(172)를 구비하고, 상기 홀로그램 객체 추적 센서(140)를 통해 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 표시되는 홀로그램 객체의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 홀로그램 객체 위치 좌표 값을 산출하는 홀로그램 객체 위치 산출부(174)를 더 구비한다. 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 홀로그램 객체 표시부(172), 홀로그램 객체 위치 산출부(174) 중 하나 이상의 구성부는 상기 제어부(105), 메모리부(120), 출력부(125), 센서부(130), 인터페이스부(135) 및 통신부(115)를 구비한 증강현실 장치(100)와 연결된 서버에 구비될 수 있으며, 실시 방법에 따라 일부 구성요소는 증강현실 장치(100)에 구비되고 나머지 구성부는 상기 서버에 구비될 수 있다.
상기 화면 객체 위치가 상기 디스플레이 면과 접하여 상기 좌표 값(1)이 산출되면, 상기 홀로그램 객체 표시부(172)는 상기 인터페이스부(135)를 통해 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 출력되는 화면 객체를 소거한다. 만약 상기 화면 객체 위치가 상기 디스플레이 면과 접함과 동시에 상기 화면 출력 장치(150)에 의해 상기 화면 객체가 자동 소거되는 경우, 상기 홀로그램 객체 표시부(172)가 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 출력되는 화면 객체를 소거하는 기능이 생략되어도 무방하다.
상기 화면 객체 위치가 상기 디스플레이 면과 접하여 상기 좌표 값(1)이 산출되면, 상기 홀로그램 객체 표시부(172)는 상기 화면 객체에 대응하는 홀로그램 객체를 확인(또는 획득)하고, 상기 화면 객체를 상기 홀로그램 객체로 전환하여 상기 좌표 값(1)의 위치를 초기 위치로 결정하여 표시한다.
예를들어, 상기 화면 객체가 가상세계의 캐릭터가 라켓을 통해 사용자 방향으로 친 테니스 공이라면, 상기 홀로그램 객체 표시부(172)는 상기 테니스 공이 사용자 방향으로 이동하다가 상기 화면 출력 장치(150)의 화면에서 위치를 상기 좌표 값(1)으로 결정하고, 상기 좌표 값(1)에 대응하는 현실세계 3차원 좌표계 상의 위치에 상기 테니스 공에 대응하는 홀로그램 객체를 표시한다.
상기 홀로그램 객체가 상기 좌표 값(1)에 표시됨과 동시에, 상기 홀로그램 객체 표시부(172)는 상기 홀로그램 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 상기 화면 객체에 대한 제1 이동 방향과 제1 이동 패턴으로 유지시켜 이동하여 표시한다. 여기서, 상기 이동 패턴은 상기 홀로그램 객체의 이동 방향에 상기 홀로그램 객체의 물질 상태 값에 따른 중력 방향 값을 결합하여 상기 이동 방향에 변화를 주는 패턴 값을 포함한다.
예를들어, 상기 화면 객체가 가상세계의 캐릭터가 라켓을 통해 사용자 방향으로 친 테니스 공이라면, 상기 홀로그램 객체 표시부(172)는 상기 테니스 공이 사용자 방향으로 이동하는 궤적을 그대로 유지하여 현실세계 3차원 좌표 공간으로 이동시킨다.
상기 홀로그램 객체 위치 산출부(174)는 상기 홀로그램 객체 추적 센서(140)를 통해 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 표시되는 홀로그램 객체의 위치를 추적하여 상기 현실세계 3차원 좌표계(또는 통합 좌표계) 상의 좌표 값에 대응하는 홀로그램 객체 위치 좌표 값을 산출한다. 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 홀로그램 객체 위치 산출부(174)는 상기 홀로그램 표시 장치(155)로부터 홀로그램 표시 정보를 수신 및 판독하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 홀로그램 객체 위치 좌표 값을 산출할 수 있다.
도면1을 참조하면, 상기 증강현실 장치(100)는, 상기 이동 객체 추적 센서(150)를 통해 상기 통합 좌표계 상의 공간을 이동하는 이동 객의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 이동 객체 위치 좌표 값을 주기적으로 산출하는 이동 객체 위치 산출부(176)와, 상기 이동 객체 위치 좌표 값과 홀로그램 위치 좌표 값을 비교하여 홀로그램 객체와 이동 객체가 접촉하는지 확인하는 객체 접촉 확인부(178)와, 상기 홀로그램 객체와 이동 객체가 접하면, 상기 홀로그램 객체의 제1 이동 방향에 상기 이동 객체의 이동 방향을 반영하여 상기 홀로그램 객체의 제2 이동 방향과 제2 이동 패턴을 결정하는 홀로그램 객체 이동 결정부(180)와, 상기 제2 이동 방향으로 이동하는 홀로그램 객체가 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면과 접하는 좌표 값(2)을 확인하는 좌표 확인부(2)(182)와, 상기 홀로그램 객체 위치가 상기 디스플레이 면과 접하면, 상기 홀로그램 객체를 상기 홀로그램 표시 장치(155)에서 소거하고, 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 상기 홀로그램 객체를 화면 객체로 전환하여 상기 좌표 값(2)의 위치에 표시하고 상기 홀로그램 객체의 제2 이동 방향과 제2 이동 패턴을 상기 화면 객체에 대한 이동 방향과 이동 패턴으로 유지시키는 화면 객체 표시부(184)를 구비한다. 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 이동 객체 위치 산출부(176), 객체 접촉 확인부(178), 홀로그램 객체 이동 결정부(180), 좌표 확인부(2)(182), 화면 객체 표시부(184) 중 하나 이상의 구성부는 상기 제어부(105), 메모리부(120), 출력부(125), 센서부(130), 인터페이스부(135) 및 통신부(115)를 구비한 증강현실 장치(100)와 연결된 서버에 구비될 수 있으며, 실시 방법에 따라 일부 구성요소는 증강현실 장치(100)에 구비되고 나머지 구성부는 상기 서버에 구비될 수 있다.
상기 이동 객체 위치 산출부(176)는 상기 이동 객체 추적 센서(150)를 통해 상기 현실세계 공간을 주기적으로 스캔하여 상기 현실세계 공간에서 이동하는 이동객체를 검출하고, 상기 이동 객체 추적 센서(150)를 통해 상기 통합 좌표계 상의 공간을 이동하는 이동 객의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 이동 객체 위치 좌표 값을 주기적으로 산출한다.
상기 이동 객체 추적 센서(150)를 통해 이동 객체의 위치가 추적되면, 상기 객체 접촉 확인부(178)는 상기 이동 객체 위치 좌표 값과 홀로그램 객체 위치 산출부(174)를 통해 산출된 홀로그램 위치 좌표 값을 비교하여 홀로그램 객체와 이동 객체가 접촉하는지 확인한다. 여기서, 상기 비교되는 이동 객체 위치 좌표 값과 홀로그램 위치 좌표 값은 상기 통합 좌표계(또는 현실세계 3차원 좌표계) 상의 좌표 값이다.
만약 상기 홀로그램 객체와 이동 객체가 접하면, 상기 홀로그램 객체 이동 결정부(180)는 상기 홀로그램 객체의 제1 이동 방향에 상기 이동 객체의 이동 방향을 반영하여 상기 홀로그램 객체의 제2 이동 방향과 제2 이동 패턴을 결정한다.
예를들어, 상기 홀로그램 객체가 가사세계의 이동 궤적을 그대로 유지하여 현실세계 3차원 좌표 공간으로 이동하는 테니스 공이고, 상기 이동 객체가 상기 테니스 공을 치는 라켓(또는 라켓의 기능을 수행하는 게임장치)인 경우, 상기 홀로그램 객체 이동 결정부(180)는 상기 테니스 공과 라켓이 접촉하는 순간에 상기 테니스 공의 이동 방향을 상기 라켓의 이동 방향으로 전환시키되, 상기 테니스 공과 라켓의 그물 면이 접하는 각도에 따라 상기 홀로그램 객체의 제2 이동 방향과 제2 이동 패턴을 결정한다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 홀로그램 객체 이동 결정부(180)는, 상기 홀로그램 객체의 제2 이동 방향을 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면 방향으로 유지시키는 것이 바람직하다.
예를들어, 상기 홀로그램 객체가 가사세계의 이동 궤적을 그대로 유지하여 현실세계 3차원 좌표 공간으로 이동하는 테니스 공이고, 상기 이동 객체가 상기 테니스 공을 치는 라켓(또는 라켓의 기능을 수행하는 게임장치)인 경우, 상기 테니스 공의 제2 이동 방향이 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면 방향과 다르더라도 상기 홀로그램 객체 이동 결정부(180)는 상기 테니스 공의 이동 방향이 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면 방향으로 향하도록 유지시킨다.
상기 이동 객체에 의해 상기 홀로그램 객체의 제2 이동 방향과 제2 이동 패턴이 결정되면, 상기 좌표 확인부(2)(182)는 상기 제2 이동 방향으로 이동하는 홀로그램 객체가 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면과 접하는지 확인하고, 상기 홀로그램 객체가 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면과 접하면, 상기 제2 이동 방향으로 이동하는 홀로그램 객체가 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면과 접하는 좌표 값(2)을 확인한다.
상기 홀로그램 객체가 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면과 접하는 상기 좌표 값(2)이 확인되면, 상기 화면 객체 표시부(184)는 상기 출력부(125)를 통해 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 표시되는 홀로그램 객체를 소거한다. 만약 상기 홀로그램 객체 위치가 상기 디스플레이 면과 접함과 동시에 상기 홀로그램 표시 장치(155)에 의해 홀로그램 객체가 자동 소거되는 경우, 상기 이동 객체 위치 산출가 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 표시되는 홀로그램 객체를 소거하는 기능이 생략되어도 무방하다.
상기 좌표 값(2)이 확인되면, 상기 화면 객체 표시부(184)는 상기 인터페이스부(135)와 연동하여 상기 홀로그램 객체를 화면 객체로 전환하여 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 상기 좌표 값(2)의 위치의 가상세계에 상기 화면 객체게 표시되도록 처리하고, 상기 화면 객체가 상기 홀로그램 객체의 제2 이동 방향과 제2 이동 패턴을 유지하도록 상기 화면 출력 장치(150)로 상기 홀로그램 객체의 제2 이동 방향과 제2 이동 패턴을 전달하며, 이에 대응하여 상기 화면 출력 장치(150)는 상기 홀로그램 객체의 제2 이동 방향과 제2 이동 패턴을 유지하는 이동 방향과 이동 패턴으로 상기 화면 객체를 이동시킨다.
도면2는 본 발명의 실시 방법에 따라 가상세계의 화면 객체와 현실세계의 홀로그램 객체를 전환하는 구성을 도시한 도면이다.
보다 상세하게 본 도면2는 화면 출력 장치(150)를 통해 표시되는 화면 객체의 이동 방향이 상기 화면 출력 장치(150) 안쪽에서 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면으로 향하는 경우 상기 화면 객체를 홀로그램 객체로 전환하여 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 현실세계 공간에 출력하고, 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 표시되는 홀로그램 객체의 이동 방향이 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면으로 향하는 경우 상기 홀로그램 객체를 상기 화면 객체로 전환하여 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 화면 출력하는 구성을 도시한 것이다.
도면2를 참조하면, 객체가 표시되는 좌표 공간은 사용자를 기준으로 디스플레이 면 너머의 가상세계와 사용자가 위치한 현실세계로 나뉘며, 상기 가상세계와 현실세계 사이에는 디스플레이 면이 존재한다.
현실세계에는 홀로그램 객체를 표시하는 홀로그램 표시 장치(155)가 구비되며, 가상세계를 이동하는 화면 객체가 디스플레이 방향으로 향하다가 상기 디스플레이 면에 도달하면, 상기 화면 객체는 홀로그램 객체로 전환되어 현실세계에 표시된다. 또한, 상기 현실세계에 표시되는 홀로그램 객체의 이동 방향이 디스플레이 방향으로 향하다가 상기 디스플레이 면에 도달하면, 상기 홀로그램 객체는 화면 객체로 전환되어 상기 가상세계로 출력된다.
도면3은 본 발명의 실시 방법에 따라 화면 객체를 홀로그램 객체로 전환하여 표시하는 과정을 도시한 도면이다.
보다 상세하게 본 도면3은 홀로그램 표시 장치(155) 및 화면 출력 장치(150)와 연결된 증강현실 장치(100)에서 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 표시되는 화면 객체의 이동 방향이 상기 화면 출력 장치(150) 안쪽에서 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면으로 향하는 경우 상기 화면 객체를 홀로그램 객체로 전환하여 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 현실세계 공간에 출력하는 과정을 도시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면3을 참조 및/또는 변형하여 상기 화면 객체를 홀로그램 객체로 전환하여 표시하는 과정에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 단계가 생략되거나, 또는 순서가 변경된 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면3에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.
도면3을 참조하면, 증강현실 장치(100)는 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 홀로그램 객체가 표시되는 현실세계 3차원 좌표 공간과 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면을 표시하는 디스플레이 2차원 좌표 공간 및 상기 화면 출력 장치(150) 안쪽의 가상세계 3차원 좌표 공간을 하나의 좌표계 상의 좌표 값으로 표시하는 통합 좌표계를 구성하거나, 또는 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면을 표시하는 디스플레이 2차원 좌표계를 기준으로 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 홀로그램 객체가 표시되는 현실세계 3차원 좌표계와 상기 화면 출력 장치(150) 안쪽의 가상세계 3차원 좌표계 사이의 좌표 전환식을 구성하고, 상기 화면 객체 또는 홀로그램 객체의 이동 방향에 대한 이동 패턴을 결정하기 위한 중력 방향을 결정한다(300).
이후, 상기 증강현실 장치(100)는 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 표시되는 화면 객체의 위치와 제1 이동 방향 및 제1 이동 패턴을 추적하고(305), 상기 화면 객체의 제1 이동 방향이 상기 화면 출력 장치(150) 안쪽에서 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면으로 향하는지 확인한다(310).
만약 상기 화면 객체 제1 이동 방향이 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면으로 향하면(315), 상기 증강현실 장치(100)는 상기 화면 객체의 위치가 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면과 접하는 좌표 값(1)을 확인하고(320), 상기 화면 객체 위치가 상기 디스플레이 면과 접하면, 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 상기 화면 객체를 홀로그램 객체로 전환하여 상기 좌표 값(1)의 위치에 표시하고(325), 상기 홀로그램 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 상기 화면 객체에 대한 제1 이동 방향과 제1 이동 패턴으로 유지시킨다(330).
도면4는 본 발명의 실시 방법에 따라 홀로그램 객체를 화면 객체로 전환하여 표시하는 과정을 도시한 도면이다.
보다 상세하게 본 도면4는 홀로그램 표시 장치(155) 및 화면 출력 장치(150)와 연결된 증강현실 장치(100)에서 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 표시되는 홀로그램 객체의 이동 방향이 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면으로 향하는 경우 상기 홀로그램 객체를 상기 화면 객체로 전환하여 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 화면 출력하는 과정을 도시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면4를 참조 및/또는 변형하여 상기 홀로그램 객체를 화면 객체로 전환하여 표시하는 과정에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 단계가 생략되거나, 또는 순서가 변경된 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면4에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.
도면4를 참조하면, 증강현실 장치(100)는 상기 이동 객체 추적 센서(150)를 통해 이동 객체의 위치를 추적하고, 상기 이동 객체 위치 좌표 값과 홀로그램 위치 좌표 값을 비교하여 홀로그램 객체와 이동 객체가 접촉하는지 확인한다(400).
만약 상기 홀로그램 객체와 이동 객체가 접하면(405), 상기 증강현실 장치(100)는 상기 홀로그램 객체의 제1 이동 방향에 상기 이동 객체의 이동 방향을 반영하여 상기 홀로그램 객체의 제2 이동 방향과 제2 이동 패턴을 결정하고(415), 상기 제2 이동 방향으로 이동하는 홀로그램 객체가 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면과 접하는 좌표 값(2)을 확인한다(420). 상기 홀로그램 객체 위치가 상기 디스플레이 면과 접하면, 상기 증강현실 장치(100)는 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 상기 홀로그램 객체를 화면 객체로 전환하여 상기 좌표 값(2)의 위치에 표시하고(425), 상기 홀로그램 객체의 제2 이동 방향과 제2 이동 패턴을 상기 화면 객체에 대한 이동 방향과 이동 패턴으로 유지시킨다(430).
도면5a와 도면5b 및 도면5c는 본 발명의 실시 방법에 따라 화면 객체와 홀로그램 객체를 전환하여 증강현실을 표시하는 예시도 이다.
보다 상세하게 본 도면5는 상기 도면4에 도시된 실시 방법과 같이 상기 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 표시되는 홀로그램 객체의 이동 방향이 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면으로 향하는 경우 상기 홀로그램 객체를 상기 화면 객체로 전환하여 상기 화면 출력 장치(150)를 통해 화면 출력하는 것을 예시한 것이다.
도면5a는 홀로그램 표시 장치(155)를 통해 표시되는 홀로그램 객체와 이동 객체와 접촉하여 상기 홀로그램 객체의 제1 이동 방향에 상기 이동 객체의 이동 방향을 반영하여 상기 홀로그램 객체의 제2 이동 방향과 제2 이동 패턴을 결정하는 것을 예시한 것이고, 도면5b는 상기 제2 방향으로 이동하는 홀로그램 객체가 상기 화면 출력 장치(150)의 디스플레이 면과 접하여 좌표 값(2)이 확인되는 것을 예시한 것이고, 도면5c는 홀로그램 객체로부터 전환된 화면 객체가 상기 홀로그램 객체의 제2 이동 방향과 제2 이동 패턴을 유지하여 가상세계에서 이동하는 것을 예시한 것이다.
100 : 증강현실 장치 125 : 출력부
135 : 인터페이스부 140 : 홀로그램 객체 추적 센서
145 : 고정 객체 추적 센서 150 : 이동 객체 추적 센서
155 : 화면 출력 장치 155 : 홀로그램 표시 장치
160 : 좌표계 구성부 162 : 중력 방향 결정부
164 : 고정 객체 위치 산출부 166 : 화면 객체 추적부
168 : 이동 방향 확인부 170 : 좌표 확인부(1)
172 : 홀로그램 객체 표시부 174 : 홀로그램 객체 위치 산출부
176 : 이동 객체 위치 산출부 178 : 객체 접촉 확인부
180 : 홀로그램 객체 이동 결정부 182 : 좌표 확인부(2)
184 : 화면 객체 표시부
135 : 인터페이스부 140 : 홀로그램 객체 추적 센서
145 : 고정 객체 추적 센서 150 : 이동 객체 추적 센서
155 : 화면 출력 장치 155 : 홀로그램 표시 장치
160 : 좌표계 구성부 162 : 중력 방향 결정부
164 : 고정 객체 위치 산출부 166 : 화면 객체 추적부
168 : 이동 방향 확인부 170 : 좌표 확인부(1)
172 : 홀로그램 객체 표시부 174 : 홀로그램 객체 위치 산출부
176 : 이동 객체 위치 산출부 178 : 객체 접촉 확인부
180 : 홀로그램 객체 이동 결정부 182 : 좌표 확인부(2)
184 : 화면 객체 표시부
Claims (4)
- 홀로그램 표시 장치 및 화면 출력 장치와 연결된 증강현실장치에서 실행되는 방법에 있어서,
홀로그램 객체를 표시하는 현실세계 3차원 좌표 공간, 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 면을 표시하는 디스플레이 2차원 좌표 공간 및 상기 화면 출력 장치 안쪽의 가상세계 3차원 좌표 공간을 하나의 좌표계 상의 좌표 값으로 표시하는 통합 좌표계를 구성하거나, 또는 상기 디스플레이 2차원 좌표계를 기준으로 상기 현실세계 3차원 좌표계와 상기 가상세계 3차원 좌표계 사이의 좌표 전환식을 구성하는 제1 단계;
상기 디스플레이 2차원 좌표계 상에 표시되는 객체 중 상기 가상세계 3차원 좌표계 측에서 상기 현실세계 3차원 좌표계 방향으로 이동하는 화면 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 확인하는 제2 단계; 및
상기 가상세계 3차원 좌표계 측에서 상기 현실세계 3차원 좌표계 방향으로 이동하는 화면 객체가 상기 디스플레이 2차원 좌표계에 접하는 경우 상기 홀로그램 표시 장치를 통해 상기 화면 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 연장하여 이동하는 홀로그램 객체를 상기 현실세계 3차원 좌표계 상에 표시하도록 제어하는 제3 단계;를 포함하며,
상기 이동 패턴은, 상기 이동 방향에 중력 방향의 중력 법칙을 결합한 패턴을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 홀로그램 객체 표시 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 현실세계 3차원 좌표계 상에서 상기 가상세계 3차원 좌표계 방향으로 이동하는 홀로그램 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 확인하는 제4 단계; 및
상기 현실세계 3차원 좌표계 상에서 이동하는 홀로그램 객체가 상기 디스플레이 2차원 좌표계에 접하는 경우 상기 홀로그램 객체의 이동 방향과 이동 패턴을 연장하여 상기 가상세계 3차원 좌표계 상에서 이동하는 화면 객체를 상기 화면 출력 장치의 디스플레이 2차원 좌표계 상에 출력하도록 제어하는 제5 단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 홀로그램 객체 표시 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 제3 단계는,
상기 화면 출력 장치의 디스플레이 2차원 좌표계 상에 출력되던 화면 객체의 출력을 중지하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 홀로그램 객체 표시 방법.
- 삭제
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