KR101991772B1 - 모션 시뮬레이터 기반의 가상현실 콘텐츠 체험 시스템 - Google Patents

모션 시뮬레이터 기반의 가상현실 콘텐츠 체험 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나의 모션 시뮬레이터를 이용하여 다양한 가상현실 콘텐츠를 체험할 수 있도록 하는 모션 시뮬레이터 기반의 가상현실 콘텐츠 체험 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 가상현실 콘텐츠 체험 시스템은 모션 시뮬레이터 기반의 가상현실 콘텐츠를 제작하여 배포하는 콘텐츠 서비스 서버(100)와; 상기 콘텐츠 서비스 서버(100)로부터 가상현실 콘텐츠를 제공받아, 모션 시뮬레이터(350)를 동작시켜 가상현실 콘텐츠를 체험하도록 하는 가상현실 콘텐츠 체험기기(300);를 포함하는 가상현실 콘텐츠 체험 시스템으로서, 상기 콘텐츠 서비스 서버(100)는 가상현실 콘텐츠와 상기 가상현실 콘텐츠에 따라 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)의 동작을 제어하는 시뮬레이터 제어 파일을 제작하여 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)에 제공하되, 상기 콘텐츠 서비스 서버(100)는 가상현실 콘텐츠가 사용자의 조작에 의한 상호 작용이 가능한 경우 모션 시뮬레이터 제어 방법을 실시간 제어 모드로 설정하고, 사용자의 조작에 의한 상호 작용이 없는 경우 모션 시뮬레이터 제어 방법을 모션 데이터에 의한 재생 모드로 설정하여 시뮬레이터 제어 파일을 제작함으로써, 하나의 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)에서 실시간 제어 모드 또는 재생 모드로 실행되는 복수의 가상현실 콘텐츠를 모두 체험할 수 있도록 제공된다.

Description

모션 시뮬레이터 기반의 가상현실 콘텐츠 체험 시스템 {EXPERIENCE SYSTEM OF VIRTUAL REALITY CONTENTS BASED ON MOTION SIMULATOR}
본 발명은 가상현실 콘텐츠 체험 시스템에 관한 것으로, 특히 하나의 모션 시뮬레이터를 이용하여 다양한 가상현실 콘텐츠를 체험할 수 있도록 하는 모션 시뮬레이터 기반의 가상현실 콘텐츠 체험 시스템에 관한 것이다.
모션 시뮬레이터 기반의 가상현실 콘텐츠 체험기기는 HMD(Head mount display)를 쓰고 가상현실 콘텐츠를 체험하면서 그에 동기화된 모션을 제공하여 가상현실 콘텐츠를 더욱 실감나고 높은 몰입감으로 체험하게 해주는 장치이다.
이러한 모션 시뮬레이터 기반의 가상현실 콘텐츠 체험기기는 다양한 종류가 있는데, 롤러코스터 체험과 같은 가상현실 놀이기구 시뮬레이터, 차량 시뮬레이터에 HMD 장비를 결합한 가상현실 차량 시뮬레이터, 승마기기 형태의 가상현실 승마 시뮬레이터 등 가상현실 콘텐츠에 따라 다양한 종류의 가상현실 체험기기가 존재한다.
이러한 모션 시뮬레이터 기반의 가상현실 콘텐츠 체험기기 중, 사용자의 조작에 의해 상호 작용 되는 기기, 예를 들면 가상현실 차량 시뮬레이터, 가상현실 승마 시뮬레이터, 가상현실 로봇 시뮬레이터 등은 콘텐츠에 따라 각각 다른 기기로 구성되어 있는 것이 일반적이다. 이는 모션 시뮬레이터의 동작이 전용 조작 장치의 입력으로 움직이거나, 각 체험기기에 해당하는 전용 가상현실 콘텐츠를 별도로 제작하기 때문이다.
따라서 사용자가 이러한 여러 종류의 가상현실 콘텐츠를 경험하기 위해서는 다양한 종류의 체험기기가 필요하고, 가상현실 체험 공간 운영자가 다양한 기기를 갖추기 위해 높은 비용을 부담해야 하는 문제가 발생한다. 또한, 한정된 콘텐츠만을 제공하므로 기기들의 반복적인 사용이 어려운 문제가 있다.
한편, 사용자의 조작에 의한 상호 작용이 없는 4D 라이더 형태의 가상현실 콘텐츠 체험기기, 예를 들면 가상현실 놀이기구 시뮬레이터 등은 미리 모션 시뮬레이터의 모션을 생성하고, 콘텐츠의 동작에 맞춰 모션을 재생하는 방식을 통해 롤러코스터나 바이킹과 같은 다양한 관람형 콘텐츠를 제공한다. 하지만, 이러한 체험기기는 사용자와 상호작용을 하는 게임류의 콘텐츠를 이용하지 못하는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-1223040호 (2013.01.10. 등록) 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0025731호 (2016.03.09. 공개)
본 발명은 한정된 콘텐츠만을 이용하여야 하는 종래 가상현실 콘텐츠 체험기기의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 가상현실 콘텐츠를 모션 시뮬레이터 기반의 가상현실 체험기기에 지속적으로 제공하여, 하나의 가상현실 콘텐츠 체험기기에서 다양한 가상현실 콘텐츠를 이용할 수 있도록 하는 모션 시뮬레이터 기반의 가상현실 콘텐츠 체험 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가상현실 콘텐츠 체험 시스템은 모션 시뮬레이터 기반의 가상현실 콘텐츠를 제작하여 배포하는 콘텐츠 서비스 서버와; 상기 콘텐츠 서비스 서버로부터 가상현실 콘텐츠를 제공받아, 모션 시뮬레이터를 동작시켜 가상현실 콘텐츠를 체험하도록 하는 가상현실 콘텐츠 체험기기;를 포함하는 가상현실 콘텐츠 체험 시스템으로서, 상기 콘텐츠 서비스 서버는 가상현실 콘텐츠와 상기 가상현실 콘텐츠에 따라 가상현실 콘텐츠 체험기기의 동작을 제어하는 시뮬레이터 제어 파일을 제작하여 가상현실 콘텐츠 체험기기에 제공하되, 상기 콘텐츠 서비스 서버는 가상현실 콘텐츠가 사용자의 조작에 의한 상호 작용이 가능한 경우 모션 시뮬레이터 제어 방법을 실시간 제어 모드로 설정하고, 사용자의 조작에 의한 상호 작용이 없는 경우 모션 시뮬레이터 제어 방법을 모션 데이터에 의한 재생 모드로 설정하여 시뮬레이터 제어 파일을 제작함으로써, 하나의 가상현실 콘텐츠 체험기기에서 실시간 제어 모드 또는 재생 모드로 실행되는 복수의 가상현실 콘텐츠를 모두 체험할 수 있도록 한다.
상기 콘텐츠 서비스 서버에는 가상현실 콘텐츠 체험기기에 구비된 모션 시뮬레이터와의 연동을 위해 가상현실 콘텐츠의 시간 값과 3차원 위치 및 자세 각을 추출하여 콘텐츠 데이터 추출 패키지를 생성하는 데이터 추출 패키지 공급부와, 상기 데이터 추출 패키지 공급부를 통하여 생성된 콘텐츠 데이터 추출 패키지가 포함된 가상현실 콘텐츠가 등록되는 콘텐츠 등록부와, 상기 콘텐츠 등록부에 등록되는 가상현실 콘텐츠에 따라 모션 시뮬레이터의 동작을 제어하는 시뮬레이터 제어 파일을 생성하는 시뮬레이터 제어파일 생성부가 구비된다.
여기에서, 상기 시뮬레이터 제어파일 생성부에는 상기 데이터베이스에 등록된 가상현실 콘텐츠를 분석하여, 가상현실 콘텐츠가 사용자의 조작에 의한 상호 작용이 가능한 경우 모션 시뮬레이터 제어 방법을 실시간 제어 모드로 설정하며, 사용자의 조작에 의한 상호 작용이 없는 경우 모션 시뮬레이터 제어 방법을 모션 데이터를 통한 재생 모드로 설정하는 모션 설정파일 생성모듈과, 상기 모션 설정파일 생성모듈을 통하여 모션 시뮬레이터 제어 방법이 모션 데이터를 통한 재생 모드로 설정된 경우, 콘텐츠의 시간에 따라 모션 시뮬레이터가 구현해야 할 위치 및 자세 정보를 갖는 데이터 파일을 생성하는 모션 데이터 파일 생성모듈이 구비된다.
또한, 상기 시뮬레이터 제어파일 생성부에는 상기 모션 설정파일 생성모듈을 통하여 모션 시뮬레이터 제어 방법이 모션 데이터를 통한 재생 모드로 설정된 경우, 바람 효과를 재현하기 위해 가상현실 콘텐츠 체험기기에 구비된 송풍기의 제어 속력 정보를 갖는 송풍기 데이터 파일을 생성하는 송풍기 데이터 파일 생성모듈이 구비된다.
상기 모션 설정파일 생성모듈은 모션 시뮬레이터 제어 방법이 실시간 제어 모드로 설정된 경우, 가상현실 콘텐츠의 속력, 가속도, 각속도에 대한 비례 상수를 모션 설정파일에 저장하되, 상기 가상현실 콘텐츠의 속력, 가속도, 각속도에 대한 비례 상수(
Figure 112017104889215-pat00001
)는 다음의 수학식에 의해 설정된다.
[수학식]
Figure 112017104889215-pat00002
한편, 상기 가상현실 콘텐츠 체험기기는 사용자의 제스처를 감지하는 제스처 인식기가 구비된 입력부와, 가상현실 콘텐츠가 디스플레이되는 HMD 및 모니터가 구비된 디스플레이부와, 음향을 출력하는 스피커가 구비된 음향출력부와, 사용자가 탑승하는 탑승의자와, 시뮬레이터 제어 파일에 따라 상기 탑승의자의 모션 동작을 수행하는 모션동작부가 구비된 모션 시뮬레이터와, 상기 콘텐츠 서비스 서버로부터 가상현실 콘텐츠와 시뮬레이터 제어 파일을 제공받아, 가상현실 콘텐츠를 상기 디스플레이부와 음향출력부를 통하여 출력하고, 시뮬레이터 제어 파일을 통하여 모션 시뮬레이터의 동작을 제어하는 컨트롤러가 구비된다.
상기 가상현실 콘텐츠 체험기기에는 상기 시뮬레이터 제어 파일을 통하여 모션 시뮬레이터의 동작을 제어하는 컨트롤러의 제어에 의해 바람 효과를 발생시키는 송풍기가 더 구비된다.
또한, 상기 컨트롤러에는 콘텐츠 서비스 서버로부터 가상현실 콘텐츠 및 시뮬레이터 제어 파일을 제공받아 저장하는 콘텐츠 저장부와, 상기 콘텐츠 저장부에 저장되는 가상현실 콘텐츠 및 시뮬레이터 제어 파일을 실행하기 위한 프로그램 실행부와, 상기 제스처 인식기를 통하여 사용자의 제스처를 통한 명령을 인식하는 제스처 신호 입력부와, 상기 제스처 신호 입력부를 통하여 선택된 가상현실 콘텐츠의 시뮬레이터 제어 파일에 따라 모션 시뮬레이터 및 송풍기의 동작을 제어하는 모션 제어부 및 송풍기 제어부와, 상기 제스처 신호 입력부를 통하여 선택된 가상현실 콘텐츠를 디스플레이부 및 음향출력부에 출력하는 출력 제어부가 구비된다.
상기 모션 제어부는 시뮬레이터 제어 파일이 실시간 제어 모드로 설정된 경우, 콘텐츠에 포함된 데이터 추출 패키지로부터 콘텐츠의 시간 값 및 3차원 상의 위치와 자세 각을 입력받아, 미분 또는 차분을 이용하여 콘텐츠의 가속도 및 각속도를 생성한 후, 시뮬레이터 제어 파일에 설정된 가속도와 각속도 비례상수를 곱하여 가속도 및 각속도를 정규화하고, 모션 생성 알고리즘을 통해 모션 시뮬레이터 위치 및 자세를 결정하여 모션 시뮬레이터의 동작을 제어하고, 시뮬레이터 제어 파일이 모션 데이터에 의한 재생 모드로 설정된 경우, 콘텐츠에 포함된 데이터 추출 패키지로부터 콘텐츠의 시간 값을 입력받아, 콘텐츠의 데이터 파일에 설정된 콘텐츠의 시간 값에 해당하는 모션 시뮬레이터 위치와 자세 값을 결정하여 모션 시뮬레이터의 동작을 제어하게 된다.
한편, 상기 송풍기 제어부는 시뮬레이터 제어 파일이 실시간 제어 모드로 설정된 경우, 콘텐츠에 포함된 데이터 추출 패키지로부터 콘텐츠의 시간 값 및 3차원 상의 위치와 자세 각을 입력받아, 미분 또는 차분을 이용하여 콘텐츠의 속도 값을 계산한 후, 계산된 속도 값에 시뮬레이터 제어 파일에 설정된 속력 비례상수를 곱하여 콘텐츠 속도를 정규화하여 송풍기의 속력을 결정하여 송풍기의 동작을 제어하고, 시뮬레이터 제어 파일이 모션 데이터에 의한 재생 모드로 설정된 경우, 콘텐츠에 포함된 데이터 추출 패키지로부터 콘텐츠의 시간 값을 입력받아, 콘텐츠의 데이터 파일에 설정된 콘텐츠의 시간 값에 해당하는 속력으로 송풍기 속력을 결정하여 송풍기의 동작을 제어하게 된다.
본 발명의 가상현실 콘텐츠 체험 시스템에 따르며, 하나의 모션 시뮬레이터 기반의 가상현실 체험기기를 통하여 다양한 가상현실 콘텐츠를 지속적으로 체험할 수 있으며, 이에 따라 체험기기의 운영 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가상현실 콘텐츠 체험 시스템의 네트워크 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 가상현실 콘텐츠 체험기기의 블록 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 가상현실 콘텐츠 체험기기의 설치도 일례,
도 4는 본 발명에 따른 가상현실 콘텐츠 체험기기에 구비된 컨트롤러의 기능별 블록 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 콘텐츠 서비스 서버의 기능별 블록 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 콘텐츠 서비스 서버를 통하여 콘텐츠가 생성되는 과정을 나타낸 흐름도,
도 7은 본 발명에 따른 가상현실 콘텐츠 체험기기에서 시뮬레이터를 통해 가상 현실을 체험하는 과정을 나타낸 흐름도,
도 8은 본 발명에 따른 모션 시뮬레이터의 동작 제어 과정을 나타낸 흐름도,
도 9는 본 발명에 따른 송풍기의 동작 제어 과정을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가상현실 콘텐츠 체험 시스템의 네트워크 구성도를 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가상현실 콘텐츠 체험 시스템은 다양한 모션 시뮬레이터 기반의 가상현실 콘텐츠를 제작하여 배포하는 콘텐츠 서비스 서버(100)와, 상기 콘텐츠 서비스 서버(100)로부터 가상현실 콘텐츠를 제공받아 모션 동작을 수행하는 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)를 포함하여 이루어진다.
상기 콘텐츠 서비스 서버(100)는 가상현실 콘텐츠와 이 가상현실 콘텐츠에 따라 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)의 동작을 제어하는 시뮬레이터 제어 파일을 제작하여 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)에 제공하게 되는데, 이 콘텐츠 서비스 서버(100)에 의해 제작되는 시뮬레이터 제어 파일에는 가상현실 콘텐츠에 따른 모션 설정 파일, 모션 데이터 파일, 바람 효과 데이터 파일이 포함된다. 한편, 가상현실 콘텐츠는 별도의 콘텐츠 개발자 단말기(200)를 통하여 개발될 수 있는데, 콘텐츠 개발자는 콘텐츠 서비스 서버(100)로부터 콘텐츠 데이터 추출 패키지를 전송받아 이를 게임 엔진에 포함시켜 가상현실 콘텐츠를 개발하게 되며, 개발된 가상현실 콘텐츠는 콘텐츠 서비스 서버(100)로 전송되어 등록된다.
상기 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)는 콘텐츠 서비스 서버(100)로부터 가상현실 콘텐츠와 시뮬레이터 제어 파일을 제공받아 모션 동작을 수행하는 모션 시뮬레이터 장치로서, 이 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)는 가상현실 콘텐츠를 출력부에 표시하고, 시뮬레이터 제어 파일을 통하여 각종 모션 동작을 수행하게 된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가상현실 콘텐츠 체험기기의 블록 구성도이고, 도 3은 가상현실 콘텐츠 체험기기의 설치도 일례를 나타낸 것이다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)는 사용자의 제스처를 입력 수단으로 감지하는 제스처 인식기(321)가 구비된 입력부(320)와, 가상현실 콘텐츠가 디스플레이되는 HMD(331) 및 모니터(332)가 구비된 디스플레이부(330)와, 음향을 출력하는 스피커(341)가 구비된 음향출력부(340)와, 가상현실 콘텐츠에 따른 모션 동작을 수행하는 탑승의자(351) 및 모션동작부(352)가 구비된 모션 시뮬레이터(350)와, 바람 효과를 발생시키는 송풍기(360)와, 상기 각 구성부의 동작을 제어하는 컨트롤러(310)를 포함하여 이루어진다. 이러한 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)의 각 구성부는 시뮬레이터 몸체(301)의 적절한 위치에 각각 설치되어, 사용자가 가상현실 콘텐츠를 체험할 수 있도록 해준다.
상기 입력부(320)는 사용자의 제스처 인식이 가능한 제스처 인식기(321)를 포함하는데, 이 제스처 인식기(321)는 사용자가 손에 쥐고 이용하는 장치로서, 사용자의 제스처 인식을 통해 다양한 가상현실 콘텐츠를 선택하고 콘텐츠를 조작하게 해준다.
상기 디스플레이부(330)는 가상현실 콘텐츠를 디스플레이하는 HMD(331)(Head Mounted Display) 및 모니터(332)를 포함하는데, 본 발명의 실시 예에서 상기 HMD(331)를 통하여서는 가상현실 콘텐츠를 선택하고 선택된 가상현실 콘텐츠를 디스플레이하여 체험할 수 있도록 하며, 모니터(332)를 통하여서는 기기 이용 안내 및 HMD(331) 화면을 보여주게 된다.
상기 음향출력부(340)에 구비되는 스피커(341)는 가상현실 콘텐츠의 실행에 따라 발행하는 음향 신호를 출력하게 된다.
상기 모션 시뮬레이터(350)는 가상현실 콘텐츠에 따라 모션 동작을 수행하는 장치로서, 이 모션 시뮬레이터(350)에는 사용자가 탑승하는 탑승의자(351)와 이 탑승의자(351)의 모션 동작을 제어하는 모션동작부(352)가 구비된다. 상기 모션동작부(352)는 서보 모터 및 서보 컨트롤러를 이용하여 2자유도, 3자유도 내지 6자유도의 운동을 구현하는 스튜어트 플랫폼 등의 모션 시뮬레이터로 구성되어, 가상현실 콘텐츠에 대응되도록 탑승의자(351)의 움직임을 제어하게 된다.
상기 송풍기(360)는 사용자를 향하여 바람을 송출할 수 있도록 시뮬레이터 몸체(301)에 하나 이상 설치되는데, 이 송풍기(360)는 컨트롤러(310)의 제어에 따라 바람의 세기 및 방향을 조절하여 가상현실 콘텐츠에 대응되는 바람 효과를 구현하게 된다.
한편, 컨트롤러(310)는 가상현실 콘텐츠 및 시뮬레이터 제어 파일을 실행하여 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)의 각 구성부의 동작을 제어하는 컴퓨터 장치로서, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 컨트롤러의 기능별 블록 구성도를 나타낸 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)의 컨트롤러(310)에는 콘텐츠 서비스 서버(100)로부터 가상현실 콘텐츠 및 시뮬레이터 제어 파일을 제공받아 저장하는 콘텐츠 저장부(311)와, 상기 콘텐츠 저장부(311)에 저장되는 가상현실 콘텐츠의 선택 및 실행을 위해 안내 프로그램 및 콘텐츠 선택 프로그램 등을 실행하는 프로그램 실행부(312)와, 사용자가 파지하여 이용하는 제스처 인식기(321)를 통하여 사용자의 제스처를 통한 명령을 인식하여 실행될 가상현실 콘텐츠를 선택하는 제스처 신호 입력부(313)가 구비된다. 상기 콘텐츠 저장부(311)에는 콘텐츠 체험기기의 사용을 안내하는 안내 프로그램과 실행될 콘텐츠를 선택하여 실행시키는 콘텐츠 선택 프로그램이 등록되어 있다.
또한, 컨트롤러(310)에는 제스처 신호 입력부(313)를 통하여 선택된 가상현실 콘텐츠의 시뮬레이터 제어 파일에 따라 모션 시뮬레이터(350) 및 송풍기(360)의 동작을 제어하는 모션 제어부(314) 및 송풍기 제어부(315)와, 선택된 가상현실 콘텐츠를 디스플레이부(330) 및 음향출력부(340)에 출력하는 출력 제어부(316)가 구비된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 콘텐츠 서비스 서버의 기능별 블록 구성도를 나타낸 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 콘텐츠 서비스 서버(100)는 데이터 입력 및 표시를 위한 입력부(120) 및 출력부(130)와, 네트워크망을 통하여 외부의 컴퓨터 시스템과 통신을 수행하는 통신부(140)와, 외부 주변장치와의 데이터 송수신을 위한 인터페이스부(150)와, 가상현실 콘텐츠 및 시뮬레이터 제어 파일을 생성하여 서비스하는 가상현실 콘텐츠 서비스 엔진(160)과, 가상현실 콘텐츠 서비스 엔진(160)을 통하여 생성되는 가상현실 콘텐츠 및 시뮬레이터 제어 파일이 저장되는 데이터베이스(170)와, 상기 각 구성부의 동작을 제어하는 중앙제어부(110)를 포함하여 이루어진다.
상기 통신부(140)는 네트워크망을 통하여 콘텐츠 개발자 단말기(200) 및 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)와 통신을 연결하여 데이터를 송수신하는 통신장치이고, 상기 중앙제어부(110)는 콘텐츠 서비스 서버(100)의 각 구성부를 제어하고 관리하는 장치로서, 이 중앙제어부(110)에는 통상의 중앙처리장치(CPU), 램(RAM), 롬(ROM) 등의 하드웨어 장치와 상기 하드웨어 장치를 인식하여 구동하는 소프트웨어가 구비되어 콘텐츠 서비스 서버(100)의 전체적인 동작을 제어하게 된다.
상기 가상현실 콘텐츠 서비스 엔진(160)은 가상현실 콘텐츠를 제작하고, 가상현실 콘텐츠에 따른 시뮬레이터 제어 파일을 생성하여 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)에 제공하는 프로그램이다. 이 가상현실 콘텐츠 서비스 엔진(160)에는 시뮬레이터 연동을 위한 콘텐츠 데이터 추출 패키지를 공급하는 데이터 추출 패키지 공급부(161)와, 콘텐츠 개발자 단말기(200)로부터 콘텐츠를 등록받아 데이터베이스(170)에 등록하는 콘텐츠 등록부(162)와, 생성된 가상현실 콘텐츠에 따라 모션 시뮬레이터(350)의 동작을 제어하는 시뮬레이터 제어 파일을 생성하는 시뮬레이터 제어파일 생성부(163)가 구비된다.
가상현실 콘텐츠와 모션 시뮬레이터의 연동을 위해서는 콘텐츠 내에서 모의하고자 하는 대상(물체)의 시간에 따른 3차원 상의 위치와 자세 각 정보가 필요한데, Unity나 Unreal과 같은 가상현실 콘텐츠 제작 게임 엔진의 경우 콘텐츠의 시간 값과 모의하고자 하는 물체의 3차원 위치 및 자세 각을 추출할 수 있다.
상기 데이터 추출 패키지 공급부(161)는 이러한 가상현실 콘텐츠의 시간 값과 3차원 위치 및 자세 각을 추출하는 데이터 추출 패키지를 생성하는 프로그램 모듈로서, 이 데이터 추출 패키지 공급부(161)는 데이터 추출 패키지를 콘텐츠 개발자 단말기(200)에 전송하게 된다. 콘텐츠 개발자는 콘텐츠 개발자 단말기(200)를 통하여 수신되는 데이터 추출 패키지를 게임 엔진에 포함해서 가상현실 콘텐츠를 개발하게 된다.
상기 콘텐츠 등록부(162)는 콘텐츠 개발자 단말기(200)를 통하여 개발된 데이터 추출 패키지가 포함된 가상현실 콘텐츠를 제공받아 데이터베이스(170)에 등록하고 관리하는 프로그램 모듈이다.
상기 시뮬레이터 제어파일 생성부(163)는 데이터베이스(170)에 등록되는 콘텐츠를 분석하여 모션 시뮬레이터(350)를 제어하기 위한 시뮬레이터 제어 파일을 생성하는 프로그램 모듈로서, 이 시뮬레이터 제어파일 생성부(163)에는 모션 설정파일 생성모듈(163a)과 모션 데이터 파일 생성모듈(163b) 및 송풍기 데이터 파일 생성모듈(163c)이 구비된다.
상기 모션 설정파일 생성모듈(163a)은 데이터베이스(170)에 등록된 콘텐츠를 분석하여 모션 시뮬레이터(350)를 실시간으로 제어할지, 혹은 미리 생성한 모션 데이터 파일을 통해 모션 시뮬레이터(350)를 제어할지의 설정 값을 가지는 모션 설정파일을 생성하는 프로그램 모듈이다. 이 모션 설정파일 생성모듈(163a)은 콘텐츠가 사용자의 조작에 의한 상호 작용이 가능한 경우 모션 시뮬레이터 제어 방법을 실시간 제어 모드로 설정하고, 콘텐츠의 속력, 가속도, 각속도에 대한 비례 상수를 모션 설정파일에 저장하게 된다. 또한, 콘텐츠가 사용자의 조작에 의한 상호 작용이 없는 경우, 모션 시뮬레이터(350) 제어 방법을 모션 데이터를 통한 재생 모드로 설정하게 된다.
상기 모션 데이터 파일 생성모듈(163b)은 모션 시뮬레이터 제어 방법이 모션 데이터를 통한 재생 모드로 설정된 경우, 콘텐츠의 시간에 따라 모션 시뮬레이터(350)가 구현해야 할 위치 및 자세 정보로 가지는 데이터 파일을 생성하는 프로그램 모듈이다.
상기 송풍기 데이터 파일 생성모듈(163c)은 모션 시뮬레이터 제어 방법이 모션 데이터를 통한 재생 모드로 설정된 경우, 바람 효과를 재현하기 위한 송풍기 데이터 파일을 생성하는 프로그램 모듈로서, 송풍기 데이터 파일은 콘텐츠의 시간에 따라 송풍기(360)를 제어할 속력 정보를 가진다.
이하, 상기의 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 가상현실 콘텐츠 체험 시스템을 통하여 가상현실 체험 서비스가 진행되는 과정에 대하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명이 실시 예에 따른 콘텐츠 서비스 서버를 통하여 콘텐츠가 생성되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
단계 S100 : 먼저, 콘텐츠 서비스 서버(100)의 가상현실 콘텐츠 서비스 엔진(160)에 구비된 데이터 추출 패키지 공급부(161)는 Unity나 Unreal과 같은 가상현실 콘텐츠 제작 게임 엔진을 이용하여 콘텐츠 내에서 모의하고자 하는 물체의 시간 값과 3차원 위치 및 자세 각을 추출하고, 추출된 데이터 추출 패키지를 콘텐츠 개발자 단말기(200)에 공급하게 된다. 한편, 360도 영상과 같이 게임 엔진으로 개발되지 않아 모의하고자 하는 물체의 3차원 위치 및 자세 각을 추출할 수 없는 경우, 데이터 추출 패키지에는 영상 재생에 따른 콘텐츠의 시간 값만 포함된다.
단계 S110 : 콘텐츠 개발자는 콘텐츠 개발자 단말기(200)를 통하여 콘텐츠 서비스 서버(100)로부터 제공되는 데이터 추출 패키지를 게임 엔진에 포함시켜 콘텐츠를 개발하고 개발된 콘텐츠를 콘텐츠 서비스 서버(100)에 제공하게 된다. 이에 따라 콘텐츠 서비스 서버(100)의 콘텐츠 등록부(162)는 콘텐츠 개발자 단말기(200)로부터 전송되는 콘텐츠를 데이터베이스(170)에 등록하게 된다.
단계 S120 : 이후, 시뮬레이터 제어파일 생성부(163)는 데이터베이스(170)에 등록된 콘텐츠와 연동되어 모션 시뮬레이터(350)를 제어할 수 있는 시뮬레이터 제어 파일을 생성하게 된다. 이를 위해, 먼저 시뮬레이터 제어파일 생성부(163)의 모션 설정파일 생성모듈(163a)은 콘텐츠를 확인하여 모션 시뮬레이터(350)를 실시간으로 제어할지, 실시간이 아닌 미리 생성한 모션 데이터 파일을 통해 제어할지의 설정 값을 가지는 모션 설정파일을 생성한다.
단계 S130, S140 : 만약, 콘텐츠가 사용자의 조작에 의한 상호 작용이 가능한 콘텐츠라면, 모션 설정파일 생성모듈(163a)은 모션 시뮬레이터 제어 방법을 실시간 제어 모드로 설정하고(S130), 콘텐츠의 속력, 가속도, 각속도에 대한 비례 상수
Figure 112017104889215-pat00003
를 모션 설정파일에 저장한다(S140).
여기에서, 비례 상수는 콘텐츠의 속력, 가속도, 각속도를 송풍기(360)가 표현할 수 있는 속력, 모션 시뮬레이터(350)가 표현할 수 있는 가속도 및 각속도로 변환하는 수치를 의미하는데, 이는 여러 가지 방법에 의해 설정될 수 있다. 예를 들어, 다음의 수학식 1에서와 같이, 모션 시뮬레이터(350)가 표현할 수 있는 최대 가속도(
Figure 112017104889215-pat00004
)와 최대 각속도(
Figure 112017104889215-pat00005
)를 콘텐츠에서 표현되는 최대 가속도 및 최대 각속도로 나눈 값으로, 송풍기(360)가 표현할 수 있는 최대 속력을 콘텐츠(
Figure 112017104889215-pat00006
)에서 표현되는 최대 속력으로 나눈 값으로 표현할 수 있는데, 이는 하나의 예시로서 다른 방법으로도 설정 가능하다.
Figure 112017104889215-pat00007
단계 S150 : 한편, 콘텐츠가 사용자의 조작에 의한 상호 작용이 없는 경우, 모션 설정파일 생성모듈(163a)은 모션 시뮬레이터 제어 방법을 모션 데이터를 통한 재생 모드로 설정한다. 모션 설정파일의 모션 시뮬레이터 제어 방법이 모션 데이터를 통한 재생 모드로 설정된 경우, 모션 데이터 파일 생성모듈(163b)은 모션 데이터 파일을 생성하게 되는데, 이 모션 데이터 파일은 콘텐츠의 시간에 따라 모션 시뮬레이터(350)가 구현해야 할 위치 및 자세를 정보로 가지는 데이터 파일을 의미한다. 한편, 360도 영상과 같이 게임 엔진으로 개발되지 않아 모의하고자 하는 물체의 3차원 위치 및 자세 각을 실시간으로 추출할 수 없는 경우, 모션 데이터 파일 생성모듈(163b)은 영상 분석 과정이나 시뮬레이터 동작 녹화 장치 등을 이용한 별도의 데이터 생성 과정을 통해 시간에 따른 모션 데이터 파일을 생성하게 된다.
단계 S160 : 또한, 모션 설정파일의 모션 시뮬레이터 제어 방법이 모션 데이터를 통한 재생 모드로 설정된 경우, 송풍기 데이터 파일 생성모듈(163c)은 바람 효과를 재현하기 위한 송풍기 데이터 파일을 생성한다. 송풍기 데이터 파일은 콘텐츠의 시간에 따라 송풍기(360)를 제어할 속력 정보를 가지는 데이터 파일을 의미한다. 만약, 360도 영상과 같이 게임 엔진으로 개발되지 않아 모의하고자 하는 물체의 3차원 위치 및 자세 각을 실시간으로 추출할 수 없는 경우, 송풍기 데이터 파일 생성모듈(163c)은 영상 분석 과정이나 수동 입력과 같은 별도의 속력 데이터를 생성하고, 비례상수
Figure 112017104889215-pat00008
를 곱하는 등의 방법으로 송풍기 속력 제어 데이터 파일을 생성하게 된다.
단계 S170 : 상기 과정을 통하여 생성되는 모션 설정파일과 모션 데이터 파일 및 송풍기 데이터 파일은 시뮬레이터 제어 파일을 구성하게 된다. 이렇게 생성되는 시뮬레이터 제어 파일은 가상현실 콘텐츠와 함께 데이터베이스(170)에 등록되며, 등록된 콘텐츠 및 시뮬레이터 제어 파일은 네트워크를 통해 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)로 제공된다.
이하에서는, 콘텐츠 서비스 서버(100)로부터 가상현실 콘텐츠 및 시뮬레이터 제어 파일을 제공받는 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)에서 가상현실을 체험하는 과정에 대하여 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명이 실시 예에 따른 가상현실 콘텐츠 체험기기에서 시뮬레이터를 통해 가상 현실을 체험하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
단계 S300 : 콘텐츠 체험기기의 컨트롤러(310)는 처음 실행될 때 콘텐츠 서비스 서버(100)의 데이터베이스(170)에 접속하여 가상현실 콘텐츠 및 시뮬레이터 제어 파일을 다운받아 콘텐츠 저장부(311)에 저장하게 된다.
단계 310 : 다운로드가 완료되면 컨트롤러(310)의 프로그램 실행부(312)를 통하여 안내 프로그램이 실행되어, 모니터(332)를 통한 콘텐츠 체험기기 사용 안내와 HMD(331)를 통한 상세 안내 과정이 진행되게 된다. 즉, 모니터(332)를 통하여 체험기기 탑승방법 및 HMD(331)의 착용방법이 안내되고, HMD(331)를 통해 제스처 인식기 이용 방법 및 제스처 인식기(321)를 이용한 콘텐츠 선택 방법이 안내된다.
이러한 안내 프로그램이 실행된 후 콘텐츠 선택 프로그램이 실행되는데, 콘텐츠 선택 프로그램은 콘텐츠 저장부(311)에 저장된 다양한 콘텐츠를 검색하여 선택할 수 있는 후보군을 HMD(331)에 표시한다. 콘텐츠 선택 프로그램은 콘텐츠에 대한 정보를 표시하여, 사용자가 제스처 인식기(321)를 이용하여 다양한 콘텐츠를 선택할 수 있으며, 제스처 인식기(321)를 통하여 생성되는 신호는 제스처 신호 입력부(313)를 통하여 컨트롤러(310)로 입력된다.
단계 S320 : 사용자가 콘텐츠를 선택하면, 프로그램 실행부(312)는 선택된 콘텐츠의 시뮬레이터 제어 파일 중 모션 설정파일을 확인한다. 즉, 모션 설정파일을 확인하여 시뮬레이터 제어 방법이 실시간 제어 방식인지, 모션 데이터를 통한 재생 방식인지 확인하게 된다.
단계 S330, S340, S350 : 만약 콘텐츠의 모션 설정파일이 실시간 제어 방식이라면(S330), 모션 설정파일에 설정된 가속도, 각속도에 대한 비례 상수를 모션 시뮬레이터 제어 알고리즘의 입력 변수로 설정하고, 모션 설정파일에 설정된 속력에 대한 비례 상수를 바람효과 제어 알고리즘의 입력 변수로 설정하여, 시뮬레이터 제어 방법을 실시간 제어 모드로 설정한다.
단계 S350 : 만약 콘텐츠의 모션 설정파일이 실시간 제어 방식이 아닌 모션 데이터 제어 방식인 경우, 모션 데이터 파일을 시뮬레이터 제어 알고리즘에, 송풍기 데이터 파일을 송풍기 제어 알고리즘에 입력하여, 시뮬레이터 제어 방법을 모션 데이터를 통한 재생 모드로 설정하게 된다.
단계 S360 : 상기 과정을 통하여 콘텐츠의 제어 방식이 설정되면, 설정된 제어 방식에 따라 가상현실 콘텐츠가 실행된다. 가상현실 콘텐츠는 스피커(341)와 HMD(331), 모니터(332) 등을 통해 출력되는데, 콘텐츠 실행에 따라 콘텐츠 내부의 데이터 추출 패키지가 콘텐츠의 시간 값과 3차원 위치 및 자세 각을 추출하여 모션 제어부(314)에 전달하게 된다.
단계 S370 : 한편, 콘텐츠가 실행되면 모션 제어부(314)는 콘텐츠 제어 방식에 따라 모션 시뮬레이터(350)의 동작을 제어하게 되는데, 이러한 시뮬레이터의 제어는 실시간 제어 방식인지 모션 데이터를 통한 재생 방식인지에 따라 모션 시뮬레이터(350)의 운동 생성 방법을 다르게 실행한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 모션 시뮬레이터의 동작 제어 과정을 나타낸 흐름도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 콘텐츠 제어 방식이 실시간 제어 방식인 경우(S371), 모션 제어부(314)는 데이터 추출 패키지를 통한 콘텐츠의 시간 값과 3차원 상의 위치와 자세 각을 이용하여 모션 시뮬레이터 운동을 생성하게 된다.
즉, 모션 제어부(314)는 데이터 추출 패키지로부터 콘텐츠의 시간 값과 3차원 상의 위치와 자세 각을 입력받아(S372), 미분 또는 차분을 통해 가속도와 각속도로 계산한다(S373). 이때 콘텐츠마다 최대 가속도와 각속도가 다르므로 다양한 콘텐츠를 동일한 모션 시뮬레이터(350)에서 동작시키기 위하여 정규화 과정을 거치게 되는데, 정규화 과정은 콘텐츠에서 표현된 가속도와 각속도에 비례 상수
Figure 112017104889215-pat00009
를 곱하여 모션 시뮬레이터(350)가 표현할 수 있는 최대 가속도와 최대 각속도 범위 안으로 변환하는 과정을 의미한다(S374).
이렇게 정규화된 값은 모션 생성 알고리즘을 통하여 모션 시뮬레이터(350)의 운동 데이터로 생성되는데, 모션 생성 알고리즘(Motion cueing algorithm)은 모션 시뮬레이터(350)의 위치와 자세를 결정하는 알고리즘으로, washout 알고리즘 등이 대표적으로 많이 사용된다(S375). 상기 washout 알고리즘은 롤러코스터나 차량 등과 같이 모의하고자 하는 탈것의 운동감을 재현하기 위한 알고리즘으로, 3차원 상의 가속도와 각속도를 모션 시뮬레이터(350)를 통해 재현하기 위한 알고리즘이다. 모션 제어부(314)는 이러한 모션 생성 알고리즘에 의해 생성되는 모션 시뮬레이터(350)의 운동 데이터를 이용하여 모션 시뮬레이터(350)를 제어하게 된다(S378).
한편, 콘텐츠 제어 방식이 실시간 제어 방식이 아닌 모션 데이터 재생 모드인 경우, 모션 제어부(314)는 데이터 추출 패키지를 통해 콘텐츠의 시간 값을 입력받아(S376), 콘텐츠의 데이터 파일에서 콘텐츠의 시간 값에 해당하는 모션 시뮬레이터 위치와 자세 값을 결정하여(S377), 결정된 모션 시뮬레이터 위치 및 자세 값을 통하여 모션 시뮬레이터(350)를 제어하게 된다(S378).
단계 S380 : 상기 모션 시뮬레이터(350)의 동작 제어와 함께 송풍기(360)의 동작이 제어되는데, 콘텐츠 제어 방식이 실시간 제어 모드인지 모션 데이터를 통한 재생 모드인지에 따라 바람 효과를 구현하기 위한 송풍기(360) 제어 방식이 다르게 실행된다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 송풍기의 동작 제어 과정을 나타낸 흐름도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 콘텐츠 제어 방식이 실시간 제어 방식인 경우(S381), 송풍기 제어부(315)는 데이터 추출 패키지를 통한 콘텐츠의 시간 값과 3차원 상의 위치와 자세 각을 이용하여 송풍기 속력을 결정하게 된다.
즉, 송풍기 제어부(315)는 데이터 추출 패키지로부터 콘텐츠의 시간 값과 3차원 상의 위치와 자세 각을 입력받아(S382), 미분 또는 차분을 통해 콘텐츠의 속도 값을 계산하게 된다(S384). 또한, 콘텐츠마다 최대 속력이 다르므로 알고리즘의 입력 변수로 설정된 속력에 대한 비례 상수
Figure 112017104889215-pat00010
를 콘텐츠의 속도 값에 곱하여 콘텐츠의 속력이 송풍기(360)가 표현할 수 있는 최대 속력 범위 안으로 변환되도록 정규화하여(S384), 정규화된 송풍기(360)의 속력을 결정한 후(S385), 결정된 송풍기(360)의 속력에 따라 송풍기(360)를 제어하게 된다(S388).
한편, 콘텐츠 제어 방식이 실시간 제어 방식이 아닌 모션 데이터 재생 모드인 경우, 송풍기 제어부(315)는 데이터 추출 패키지를 통해 콘텐츠의 시간 값을 입력받아(S386), 콘텐츠의 데이터 파일에서 콘텐츠의 시간 값에 해당하는 송풍기 속력을 결정하여(S387), 결정된 송풍기 속력에 따라 송풍기(360)를 제어하게 된다(S388).
단계 S390 : 상기 과정을 통하여 모션 시뮬레이터(350) 및 송풍기(360)의 동작이 제어되며, 콘텐츠가 종료되면 모션 시뮬레이터 제어 및 송풍기 제어 또한 종료되어, 안내 프로그램 실행 단계로 다시 돌아가게 된다. 사용자는 다른 콘텐츠를 선택함에 따라 상기 과정을 반복할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 콘텐츠 서비스 서버(100)에서 다양한 가상현실 콘텐츠를 제작하여 가상현실 콘텐츠 체험 기기에 제공하고, 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)에서는 실시간 제어 또는 정해진 데이터를 재생하는 다양한 종류의 가상현실 콘텐츠를 실행하여 체험하도록 함으로써, 하나의 가상현실 콘텐츠 체험 기기를 통하여 다양한 가상현실 콘텐츠를 이용할 수 있도록 제공된다.
이러한 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
100 : 콘텐츠 서비스 서버 110 : 중앙제어부
120 : 입력부 130 : 출력부
140 : 통신부 150 : 인터페이스부
160 : 가상현실 콘텐츠 서비스 엔진 161 : 데이터 추출 패키지 공급부
162 : 콘텐츠 등록부 163 : 시뮬레이터 제어파일 생성부
163a : 모션 설정파일 생성모듈 163b : 모션 데이터 파일 생성모듈
163c : 송풍기 데이터 파일 생성모듈 170 : 데이터베이스
200 : 콘텐츠 개발자 단말기 300 : 가상현실 콘텐츠 체험기기
301 : 시뮬레이터 몸체 310 : 컨트롤러
311 : 콘텐츠 저장부 312 : 프로그램 실행부
313 : 제스처 신호 입력부 314 : 모션 제어부
315 : 송풍기 제어부 316 : 출력 제어부
320 : 입력부 321 : 제스처 인식기
330 : 디스플레이부 331 : HMD
332 : 모니터 340 : 음향출력부
341 : 스피커 350 : 모션 시뮬레이터
351 : 탑승의자 352 : 모션동작부
360 : 송풍기

Claims (10)

  1. 모션 시뮬레이터 기반의 가상현실 콘텐츠를 제작하여 배포하는 콘텐츠 서비스 서버(100)와; 상기 콘텐츠 서비스 서버(100)로부터 가상현실 콘텐츠를 제공받아, 모션 시뮬레이터(350)를 동작시켜 가상현실 콘텐츠를 체험하도록 하는 가상현실 콘텐츠 체험기기(300);를 포함하는 가상현실 콘텐츠 체험 시스템으로서,
    상기 콘텐츠 서비스 서버(100)에는 상기 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)에 구비된 모션 시뮬레이터(350)와의 연동을 위해 가상현실 콘텐츠의 시간 값과 3차원 위치 및 자세 각을 추출하여 콘텐츠 데이터 추출 패키지를 생성하는 데이터 추출 패키지 공급부(161)와, 상기 데이터 추출 패키지 공급부(161)를 통하여 생성된 콘텐츠 데이터 추출 패키지가 포함된 가상현실 콘텐츠를 데이터베이스(170)에 등록하는 콘텐츠 등록부(162)와, 상기 데이터베이스(170)에 등록되는 가상현실 콘텐츠에 따라 모션 시뮬레이터(350)의 동작을 제어하는 시뮬레이터 제어 파일을 생성하는 시뮬레이터 제어파일 생성부(163)가 구비되되,
    상기 시뮬레이터 제어파일 생성부(163)에는 상기 데이터베이스(170)에 등록된 가상현실 콘텐츠를 분석하여, 가상현실 콘텐츠가 사용자의 조작에 의한 상호 작용이 가능한 경우 모션 시뮬레이터 제어 방법을 실시간 제어 모드로 설정하며, 사용자의 조작에 의한 상호 작용이 없는 경우 모션 시뮬레이터 제어 방법을 모션 데이터를 통한 재생 모드로 설정하는 모션 설정파일 생성모듈(163a)과, 상기 모션 설정파일 생성모듈(163a)을 통하여 모션 시뮬레이터 제어 방법이 모션 데이터를 통한 재생 모드로 설정된 경우, 콘텐츠의 시간에 따라 모션 시뮬레이터(350)가 구현해야 할 위치 및 자세 정보를 갖는 데이터 파일을 생성하는 모션 데이터 파일 생성모듈(163b)과, 상기 모션 설정파일 생성모듈(163a)을 통하여 모션 시뮬레이터 제어 방법이 모션 데이터를 통한 재생 모드로 설정된 경우, 바람 효과를 재현하기 위해 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)에 구비된 송풍기(360)의 제어 속력 정보를 갖는 송풍기 데이터 파일을 생성하는 송풍기 데이터 파일 생성모듈(163c)이 구비되며,
    상기 모션 설정파일 생성모듈(163a)은 모션 시뮬레이터 제어 방법이 실시간 제어 모드로 설정된 경우, 가상현실 콘텐츠의 속력, 가속도, 각속도에 대한 비례 상수를 모션 설정파일에 저장하되, 상기 가상현실 콘텐츠의 속력, 가속도, 각속도에 대한 비례 상수(
    Figure 112019023693210-pat00022
    )는 다음의 수학식에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 가상현실 콘텐츠 체험 시스템.
    [수학식]
    Figure 112019023693210-pat00023

  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)에는 사용자의 제스처를 감지하는 제스처 인식기(321)가 구비된 입력부(120)와, 가상현실 콘텐츠가 디스플레이되는 HMD(331) 및 모니터(332)가 구비된 디스플레이부(330)와, 음향을 출력하는 스피커(341)가 구비된 음향출력부(340)와, 사용자가 탑승하는 탑승의자(351)와, 시뮬레이터 제어 파일에 따라 상기 탑승의자(351)의 모션 동작을 수행하는 모션동작부(352)가 구비된 모션 시뮬레이터(350)와, 상기 콘텐츠 서비스 서버(100)로부터 가상현실 콘텐츠와 시뮬레이터 제어 파일을 제공받아 가상현실 콘텐츠를 상기 디스플레이부(330)와 음향출력부(340)를 통하여 출력하고, 시뮬레이터 제어 파일을 통하여 모션 시뮬레이터(350)의 동작을 제어하는 컨트롤러(310)와, 상기 컨트롤러(310)의 제어에 의해 바람 효과를 발생시키는 송풍기(360)가 구비되되,
    상기 컨트롤러(310)에는 상기 콘텐츠 서비스 서버(100)로부터 가상현실 콘텐츠 및 시뮬레이터 제어 파일을 제공받아 저장하는 콘텐츠 저장부(311)와, 상기 콘텐츠 저장부(311)에 저장되는 가상현실 콘텐츠 및 시뮬레이터 제어 파일을 실행하기 위한 프로그램 실행부(312)와, 상기 제스처 인식기(321)를 통하여 사용자의 제스처를 통한 명령을 인식하는 제스처 신호 입력부(313)와, 상기 제스처 신호 입력부(313)를 통하여 선택된 가상현실 콘텐츠의 시뮬레이터 제어 파일에 따라 모션 시뮬레이터(350) 및 송풍기(360)의 동작을 제어하는 모션 제어부(314) 및 송풍기 제어부(315)와, 상기 제스처 신호 입력부(313)를 통하여 선택된 가상현실 콘텐츠를 디스플레이부(330) 및 음향출력부(340)에 출력하는 출력 제어부(316)가 구비되고,
    상기 모션 제어부(314)는
    시뮬레이터 제어 파일이 실시간 제어 모드로 설정된 경우, 콘텐츠에 포함된 데이터 추출 패키지로부터 콘텐츠의 시간 값 및 3차원 상의 위치와 자세 각을 입력받아, 미분 또는 차분을 이용하여 콘텐츠의 가속도 및 각속도를 생성한 후, 시뮬레이터 제어 파일에 설정된 가속도와 각속도 비례상수를 곱하여 가속도 및 각속도를 정규화하고, 모션 생성 알고리즘을 통해 모션 시뮬레이터 위치 및 자세를 결정하여 모션 시뮬레이터(350)의 동작을 제어하고,
    시뮬레이터 제어 파일이 모션 데이터에 의한 재생 모드로 설정된 경우, 콘텐츠에 포함된 데이터 추출 패키지로부터 콘텐츠의 시간 값을 입력받아, 콘텐츠의 데이터 파일에 설정된 콘텐츠의 시간 값에 해당하는 모션 시뮬레이터 위치와 자세 값을 결정하여 모션 시뮬레이터(350)의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 가상현실 콘텐츠 체험 시스템.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 가상현실 콘텐츠 체험기기(300)에는 사용자의 제스처를 감지하는 제스처 인식기(321)가 구비된 입력부(120)와, 가상현실 콘텐츠가 디스플레이되는 HMD(331) 및 모니터(332)가 구비된 디스플레이부(330)와, 음향을 출력하는 스피커(341)가 구비된 음향출력부(340)와, 사용자가 탑승하는 탑승의자(351)와, 시뮬레이터 제어 파일에 따라 상기 탑승의자(351)의 모션 동작을 수행하는 모션동작부(352)가 구비된 모션 시뮬레이터(350)와, 상기 콘텐츠 서비스 서버(100)로부터 가상현실 콘텐츠와 시뮬레이터 제어 파일을 제공받아 가상현실 콘텐츠를 상기 디스플레이부(330)와 음향출력부(340)를 통하여 출력하고, 시뮬레이터 제어 파일을 통하여 모션 시뮬레이터(350)의 동작을 제어하는 컨트롤러(310)와, 상기 컨트롤러(310)의 제어에 의해 바람 효과를 발생시키는 송풍기(360)가 구비되되,
    상기 컨트롤러(310)에는 상기 콘텐츠 서비스 서버(100)로부터 가상현실 콘텐츠 및 시뮬레이터 제어 파일을 제공받아 저장하는 콘텐츠 저장부(311)와, 상기 콘텐츠 저장부(311)에 저장되는 가상현실 콘텐츠 및 시뮬레이터 제어 파일을 실행하기 위한 프로그램 실행부(312)와, 상기 제스처 인식기(321)를 통하여 사용자의 제스처를 통한 명령을 인식하는 제스처 신호 입력부(313)와, 상기 제스처 신호 입력부(313)를 통하여 선택된 가상현실 콘텐츠의 시뮬레이터 제어 파일에 따라 모션 시뮬레이터(350) 및 송풍기(360)의 동작을 제어하는 모션 제어부(314) 및 송풍기 제어부(315)와, 상기 제스처 신호 입력부(313)를 통하여 선택된 가상현실 콘텐츠를 디스플레이부(330) 및 음향출력부(340)에 출력하는 출력 제어부(316)가 구비되고,
    상기 송풍기 제어부(315)는
    시뮬레이터 제어 파일이 실시간 제어 모드로 설정된 경우, 콘텐츠에 포함된 데이터 추출 패키지로부터 콘텐츠의 시간 값 및 3차원 상의 위치와 자세 각을 입력받아, 미분 또는 차분을 이용하여 콘텐츠의 속도 값을 계산한 후, 계산된 속도 값에 시뮬레이터 제어 파일에 설정된 속력 비례상수를 곱하여 콘텐츠 속도를 정규화하여 송풍기(360)의 속력을 결정하여 송풍기(360)의 동작을 제어하고,
    시뮬레이터 제어 파일이 모션 데이터에 의한 재생 모드로 설정된 경우, 콘텐츠에 포함된 데이터 추출 패키지로부터 콘텐츠의 시간 값을 입력받아, 콘텐츠의 데이터 파일에 설정된 콘텐츠의 시간 값에 해당하는 속력으로 송풍기 속력을 결정하여 송풍기(360)의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 가상현실 콘텐츠 체험 시스템.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102506496B1 (ko) * 2021-05-31 2023-03-03 한국로봇융합연구원 키네틱 디스플레이 콘트롤러

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101569454B1 (ko) * 2015-05-26 2015-11-17 제주한라대학교산학협력단 무인 비행체를 이용한 비행 체험 시스템 및 방법
KR101695365B1 (ko) 2015-09-14 2017-01-11 주식회사 인디고엔터테인먼트 전방향 인식 및 이동이 가능한 트레드밀 모션 트레킹 장치
KR101755370B1 (ko) * 2016-06-29 2017-07-10 김완수 4d 데이터 처리 장치

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101094858B1 (ko) * 2008-05-26 2011-12-15 (주)다림시스템 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치
KR101254855B1 (ko) * 2010-11-23 2013-04-15 (주)트윈테크 극장용 가상 현실 체감 시스템 및 극장용 가상 현실 체감 시스템의 이벤트신호 입력 방법
KR101223040B1 (ko) * 2011-06-27 2013-01-17 (주)브이아이앰 체험형 모션시뮬레이터의 모션데이터 생성장치
KR20160025731A (ko) 2014-08-28 2016-03-09 임성진 실감 체험형 4d 라이더 장치 및 방법
KR20170079502A (ko) * 2015-12-30 2017-07-10 한국해양대학교 산학협력단 가상현실에서 압력비례형 컨트롤를 이용한 플레이어의 수직자세 제어가능한 시스템
KR20170104846A (ko) * 2016-03-08 2017-09-18 주식회사 그루크리에이티브랩 가상현실 콘텐츠 분석 방법 및 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101569454B1 (ko) * 2015-05-26 2015-11-17 제주한라대학교산학협력단 무인 비행체를 이용한 비행 체험 시스템 및 방법
KR101695365B1 (ko) 2015-09-14 2017-01-11 주식회사 인디고엔터테인먼트 전방향 인식 및 이동이 가능한 트레드밀 모션 트레킹 장치
KR101755370B1 (ko) * 2016-06-29 2017-07-10 김완수 4d 데이터 처리 장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
장세진 외 1인."내부형 연속체 로봇의 모델링 및 임피던스 제어에 대한 연구".제어로봇시스템학회 논문지.2017.03.31.,제23권 제3호,(제199면 내지 제202면)*

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