KR101572870B1 - 큐알코드 큐브를 이용한 증강현실 서비스 시스템 - Google Patents

Abstract

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 큐알코드 조합 큐브는, n x n개의 사각형 영역으로 분할된 6개의 각기 다른 큐알 코드와, n x n x n의 정육면체로서, 상기 6개의 큐알코드를 상하, 전후, 좌우의 각 면에 부착하는 큐브를 포함하여 구성되며, 상기 각 큐알 코드는 해당 큐알 코드의 공통적인 정보를 기록하는 공통코드 영역과, 데이터의 문자열을 기록하는 변경코드 영역으로 이루어지며, 상기 큐브는 상기 큐알 코드의 변경코드 영역을 가로방향 또는 세로방향으로 회전시켜 다양한 조합의 큐알 코드를 나타낸다.
본 발명은, 큐알 코드가 증강현실 서비스(or 게임)나 다른 상업적 서비스에 이용되도록 하기 위해, 큐알 코드에 인터랙션적 요소를 부가하였다. 본 발명은 큐알 코드에 구체적인 인터랙션 방법을 적용한 프로토 타입(Prototype)을 고안하고, 고안된 프로토 타입(Prototype)의 직관적인 인터페이스를 통해 사용자가 증강현실 콘텐츠의 내용을 바꿔가며 체험할 수 있는 증강현실 서비스 시스템을 구현하였다.

Description

큐알코드 큐브를 이용한 증강현실 서비스 시스템{AUGMENTED REALITY SERVICE SYSTEM USING QR CODE CUBE}

본 발명은 증강현실 서비스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 큐알코드를 이용하는 증강현실 서비스 시스템에 관한 것이다.

최근 많은 사람들이 모바일 기기를 이용하는 시간이 늘어나게 되고, 그에 따라 모바일 기기들을 이용한 게임 사용량이 증가되었다. 그 중 특히 모바일 기기의 휴대성과 편리성을 이용한 증강현실 게임이 많은 관심을 받고 있다. 증강현실 게임이 많은 관심을 받는 이유는 기존의 게임들과는 다르게 현실을 바탕으로 다양한 게임을 즐길 수 있기 때문이다.

증강현실 관련 기술 중 마커기반 증강현실은 미리 설치된 마커(특정한 패턴, 이미지)위에 특정한 물체를 증강시키는 방법이다. 이 방법은 해당 장소에 정확하게 특정 물체를 증강할 수 있다는 장점으로 인해, 흔히 사용되는 방법 중에 하나이다. 상기 마커기반의 방식은 마커가 가려지거나 카메라가 빠르게 이동하는 경우 마커를 검출하는 데 있어 인식의 오차가 생긴다는 단점이 있지만 이를 보완하고자 모바일 기기에서 제공하는 가속계 센서 등을 추가로 사용하는 보정 방법 등도 연구되어 지고 있다. 이러한 마커기반 증상현실 기술들은 종종 큐알 코드(QR Code)를 마커로서 이용한다.

큐알 코드(QR Code)는 'Quick Response' 코드의 약자로서, 일본의 덴소 웨이브사의 등록상표인 Quick Response에서 유래했다. 기존에 주로 사용되던 바코드의 용량 제한을 보완하고, 형식과 내용을 확장한 2차원 바코드이다. 큐알코드는 숫자, 한자, 알파벳 등 문자 데이터는 물론 동영상까지 저장할 수 있다는 장점이 있어 기업 홍보 수단으로 활용되고 있다. 바 코드가 한 방향으로만 정보를 가지고 있는 반면, 큐알코드는 가로, 세로 두방향으로 정보를 가짐으로써 기록할 수 있는 정보량을 비약적으로 증가시켰다.

긴 문자열 패턴을 담을 수 있는 큐알 코드는 상품의 추적, 물품의 식별, 문서 관리, 티켓팅, 상품의 마케팅, 매장 내 제품의 라벨링 등에 널리 사용되고 있다. 또한, 몇몇의 증강현실 프로그램 및 서비스에 사용되기도 하였고 온라인 멀티미디어 콘텐츠를 제공하는 방법으로도 사용되고 있다.

그러나, 이러한 큐알 코드는 그 자체가 하나의 고정된 패턴으로써 가변성이 떨어지는 단점으로 인해, 사용자에게 이를 이용한 인터랙션을 제공하기 어렵다.

큐알 코드는 어렵고 가변성이 떨어지는 문제점을 가지고 있다. 큐알 코드의 패턴은 오류복원 코드와 함께 자동적으로 생성되기 때문에 큐알 코드를 임의로 변경하는 것은 쉽지 않다. 큐알 코드의 임의적인 변경은 인식의 실패로 이어질 가능성을 높인다.

큐알 코드는 매트릭스(Matrix) 형태의 2차원 바코드로, 텍스트 문자열을 기반으로 표준 규칙에 따라 생성되기 때문에 문자열 내의 하나의 문자만 바꿔도 여러 구역의 큐알 코드 패턴 변화에 영향을 미치게 된다. 따라서 새로운 텍스트 문자열을 이용할 때 비슷한 텍스트로 만들어진 기존의 유사한 코드를 재사용하기 어렵고, 대신에 표준규칙에 맞는 코드를 새로 생성해야 한다. 예를 들어, 다양한 멀티미디어 콘텐츠를 제공하는 서비스의 경우에 끝부분 몇 글자만 다르고 나머지 많은 부분은 같은 서로 비슷한 유알엘(URL)을 가질 수 있다. 그러나 대부분의 문자들이 같은 이런 경우에도 패턴의 아주 적은 특정한 부분을 제외한 완전히 다른 패턴의 큐알 코드가 생성될 것이다.

큐알 코드는 많은 장점을 지니고 있지만, 다른 한편으로 인터랙션이 어렵고 가변성이 떨어지는 단점 또한 가지고 있다.

본 발명의 목적(큐브)은, 큐알 코드의 일부가 다른 큐알 코드의 것으로 대체(조합) 가능한 구성을 구현하여, 큐브 외벽에 형성되는 큐알 코드들을 조합하는 인터랙션으로 증강현실 서비스를 제공하는 큐알코드 큐브를 이용한 증강현실 서비스 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 부가적인 특성 및 이점들은 아래의 설명에 기재될 것이며, 부분적으로는 상기 설명에 의해 명백해지거나 본 발명의 실행을 통해 숙지될 것이다. 본 발명의 목표 및 다른 이점들은 특히 아래 기재된 설명 및 부가된 도면뿐만 아니라 청구항에서 지적한 구조에 의해 구현될 것이다.

본 발명은, 큐알 코드가 증강현실 서비스(or 게임)나 다른 상업적 서비스에 이용되도록 하기 위해, 큐알 코드에 인터랙션적 요소를 부가하였다.

본 발명은 큐알 코드에 구체적인 인터랙션 방법을 적용한 프로토 타입(Prototype)을 고안하고, 고안된 프로토 타입(Prototype)의 직관적인 인터페이스를 통해 사용자가 증강현실 콘텐츠의 내용을 바꿔가며 체험할 수 있는 증강현실 서비스 시스템을 구현하였다.

본 발명은, 발명의 상세설명에서 제안하였던 제한적인 QR Code 인터랙션 방식 외에, 새로운 방식의 마커로서 사용되기에 충분할 것이며 게임 서비스뿐 아니라 전시나 마케팅, 교육 등 다양한 분야에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

도1은 일반적인 큐알 코드 패턴을 나타낸 도면.
도2는 본 발명에 따른 증강현실 서비스 시스템의 블럭 구성도.
도3은 본 발명의 큐알코드 변경을 위한 영역교체 방법을 나타낸 예시도.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 큐알코드 변경방법을 나타낸 예시도.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 큐알코드 변경방법을 나타낸 예시도.
도6는 본 발명에 따른 큐브를 나타낸 예시도.
도7은 본 발명에 따른 큐알코드 큐브를 이용한 가상현실 서비스의 예시도.
도8은 본 발명에 따른 큐알코드 큐브의 가로 및 세로 인터랙션을 나타낸 도면.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 큐알코드 조합 큐브는,

n x n개의 사각형 영역으로 분할된 6개의 각기 다른 큐알 코드와, n x n x n의 정육면체로서, 상기 6개의 큐알코드를 상하, 전후, 좌우의 각 면에 부착하는 큐브를 포함하여 구성되며, 상기 각 큐알 코드는 해당 큐알 코드의 공통적인 정보를 기록하는 공통코드 영역과, 데이터의 문자열을 기록하는 변경코드 영역으로 이루어지며, 상기 큐브는 상기 큐알 코드의 변경코드 영역을 가로방향 또는 세로방향으로 회전시켜 다양한 조합의 큐알 코드를 나타낸다.

바람직하게, 상기 공통코드 영역은 큐알 코드의 3개 모서리 부분에 형성되는 소정의 심볼로서, 360도 어느 방향에서도 큐알 코드를 인식할 수 있도록 하는 파인더(finder)패턴 영역, 셀(Cell)의 좌표를 얻기 위해 형성되는 타이밍 벨트(timing belt) 영역, 그리고 큐알코드의 왜곡을 보정을 위해 형성되는 얼라인먼트(alignment)패턴 영역을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 변경코드 영역은 큐알 코드의 포맷에 관한 정보를 저장하는 영역으로, 오류복원 레벨과 마스크 패턴에 대한 정보를 저장하는 포맷정보 영역과 해당 큐알 코드의 데이터 문자열을 저장하는 인코디드 정보 영역을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 큐브는 해당 큐알 코드가 표현하고자 하는 정보를 인지할 수 있는 이미지를, 상기 변경코드 영역의 일측에 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 큐알 코드는 별도의 버전정보를 포함하지 않는 버전 6이하의 큐알 코드인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 큐브는 루빅스 큐브(Rubik's cube)인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 큐알코드 큐브를 이용한 증강현실 서비스 시스템은,

n x n개의 사각형 영역으로 분할된 6개의 각기 다른 큐알 코드와, n x n x n의 정육면체로서, 상기 6개의 큐알코드를 상하, 전후, 좌우의 각 면에 부착하는 큐브와, 소정의 서비스 앱을 실행하고, 실행된 서비스 앱을 통해 상기 큐브 일측면에 부착된 큐알 코드를 스캔하는 사용자 단말기를 포함하여 구성되며, 상기 사용자 단말기는 상기 스캔된 큐알 코드를 분석하여, 해당 큐알 코드에 연동된 컨텐츠를 단말화면에 출력한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있음을 유념해야 한다.

본 발명(큐브)의 착안점은, 각 외벽에 각기 다른 큐알 코드들을 부착한 큐브에, 큐브 퍼즐을 조작하는 방식의 인터랙션을 적용하여 증강현실 서비스를 제공하는 큐알코드 큐브를 이용한 증강현실 서비스 시스템을 구현하는데 있다.

도1은 일반적인 큐알 코드 패턴을 나타낸 도면이다.

큐알 코드는 매트릭스(Matrix) 형태의 2차원 바코드로, 도1에 도시된 바와 같이, 검은색과 흰색의 격자무늬 패턴으로 구성되어 있으며, 인코딩된 메시지 데이터를 표현하고 있다.

큐알 코드는 도1에 도시된 바와 같이, 파인더(finder)패턴, Format 패턴, 버전 정보, 타이밍 벨트(timing belt), 얼라인먼트(alignment)패턴, 그리고 인코딩된 정보(Fig. 1의 파란색 영역과 빨간색 영역)들로 구성되어 있다. 이 중 텍스트 문자열을 변경하는데 사용할 수 있는 부분은 인코딩된 정보영역(예: D1 내지 D28 그리고 E1 내지 E16)이다. 이 정보영역들은 데이터 코드와 오류 복원 코드로 이루어져 있는데 이 오류 복원 코드와 데이터 코드를 변화시킬 때 적절한 처리과정을 병행하면 그에 따른 텍스트 문자열 또한 다르게 표현된다.

큐알 코드는 여러 증강현실 서비스 분야에 이용될 수 있는 많은 잠재력을 가지고 있다. 만약 큐알 코드의 직접적인 조작이 가능하다면 물리적 마커를 이용한 인터랙션 방법과 같이 사용할 수 있을 것이다. 예를 들어, 증강현실 기반의 스토리보드 어플리케이션에서 마커의 특정 영역에 검은 자석을 배치하여 캐릭터의 애니메이션이나 아이템의 속성을 변화시킬 수 있다.

본 발명은 인터랙션이 가능한 큐알 코드의 변형 범위에 대해서 예측해 보았다. 큐알 코드 추적기능과 큐알 코드의 변형방법을 함께 활용한다면 증강현실 응용프로그램과 서비스에 더욱 다양한 방법으로 활용될 수 있을 것이다.

본 발명은 큐알 코드의 일부 영역을 변화시켜 코드가 나타내는 텍스트 문자열도 변화될 수 있도록 하였다. 그렇게 함으로써, 큐알 코드의 일부 영역을 변화시켜 멀티미디어 콘텐츠의 결과 또한 달라지도록 하였다.

도2는 본 발명에 따른 큐알코드 큐브를 이용한 증강현실 서비스 시스템의 블럭 구성도이다.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 큐알코드 큐브를 이용한 증강현실 서비스 시스템은 사용자 단말기(100)과 6개의 각기 다른 큐알 코드 (200), 큐브(300)로 구성된다.

상기 사용자 단말기(100)는 소정의 서비스 앱(예: 증강현실 서비스 앱)을 실행하고, 실행된 서비스 앱을 통해 상기 큐브 일측면에 부착된 큐알 코드를 스캔한다.

사용자 단말기(100)는 상기 스캔된 큐알 코드를 분석하여, 해당 큐알 코드에 연동된 컨텐츠를 단말화면에 출력한다.

상기 사용자 단말기(100)는, 상기 서비스 앱(예: 증강현실 서비스 앱)이 실행되면, 상기 큐브 일측면에 부착된 큐알 코드를 스캔하여 분석한 후, 해당 큐알 코드에 연동된 컨텐츠를 단말화면에 출력(예: 디스플레이 or 재생)한다.

상기 사용자 단말기(100)는 사용자가 상기 큐브(300)의 일부 블럭들(예: 큐알 코드의 변경코드 영역)을 가로방향 또는 세로방향으로 회전시켜 새로운 조합의 큐알 코드를 만들면, 스캔을 통해 해당 조합의 큐알 코드에 연동된 컨텐츠를 단말화면에 출력한다.

상기 사용자 단말기(100)는 노트북 컴퓨터 혹은 이동통신 단말기(예컨대, 휴대폰, PDA, 스마트폰, 혹은 태블릿 PC 등)일 수도 있다.

상기 사용자 단말기(100)는 큐알 코드 리더기, 무선 통신부, A/V(Audio/ Video) 입력부, 사용자 입력부, 센싱부, 출력부, 메모리, 인터페이스부, 제어부 및 전원 공급부 등을 포함할 수 있다. 상기 구성요소들이 모두 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 휴대단말기(예컨대, 휴대폰, PDA, 스마트폰, 혹은 통신 단말기)일 수도 있다.

사용자 단말기(100)는 큐알 코드를 읽어들일 수 있는 장치 또는 어플리케이션(예: 증강현실 서비스 앱)을 구비하거나 메모리에 저장할 수 있다. 큐알 코드를 읽어들일 수 있는 어플리케이션의 경우 사용자가 해당 어플리케이션을 해당 서버나 안드로이드 마켓 혹은 어플리케이션 스토어(이하, '앱스토어(App store)'라 한다)로부터 다운로드하여 설치(install)할 수 있다. 본 발명에 따른 서비스 앱은 단말 제조시 제어부(미도시, CPU)에 실장될 수 있으며, 이 경우 상기 서비스 앱을 제어부로 본다.

상기 6개의 각기 다른 큐알 코드(200)는, n x n(가로 x 세로)개의 사각형 영역으로 분할되며, 각 큐알 코드는 해당 큐알 코드의 공통적인 정보를 기록하는 공통코드 영역과, 데이터의 문자열을 기록하는 변경코드 영역으로 이루어진다.

상기 공통코드 영역은 파인더(finder)패턴 영역, 타이밍 벨트(timing belt) 영역, 얼라인먼트(alignment)패턴 영역으로 구성된다.

상기 파인더(finder)패턴 영역은 큐알 코드의 3개 모서리 부분에 형성되는 回자 형의 심볼로서, 큐알 코드의 위치검출을 위한 기능을 제공하며, 360도 어느 방향에서도 큐알 코드를 인식할 수 있도록 하는 영역이다.

상기 타이밍 벨트(timing belt) 영역은 상기 3개의 파인더(finder)패턴 영역을 연결하는 띠모양의 셀 군(Scale)으로, 셀(Cell)의 좌표를 얻기 위해 형성된 패턴이다. 상기 셀(Cell)은 큐알코드 구성의 최소 단위로서, 1개의 흑색 또는 백색 점을 의미한다.

상기 얼라인먼트(alignment)패턴 영역은 상기 파인더(finder)패턴이 없는 큐알 코드의 나머지 일측 모서리 부분에 형성된다. 얼라인먼트 패턴 영역은 파인더 패턴보다 작은 사이즈의 回자형 심볼로서, 왜곡을 보정하는데 사용된다.

상기 공통코드 영역은 큐알 코드의 포지션을 검출하는데 이용되며, 공통코드 영역의 파인더(finder)패턴 영역, 타이밍 벨트(timing belt) 영역, 얼라인먼트(alignment)패턴 영역 중 하나라도 변경되거나 손상되는 경우, 사용자 단말(100)은 큐알 코드를 인식하는데 실패하게 된다.

상기 공통코드 영역은 또한, 큐알 코드의 버젼정보(or 포맷 정보)를 저장하는 버젼정보 영역을 포함할 수 있다. 큐알 코드는 버젼1(Version.1)에서 40(Version.40)까지 총 40가지의 버젼으로 이루어진다. 상기 버젼정보 영역 또한 변경되거나 손상되는 경우, 사용자 단말(100)은 큐알 코드를 인식하는데 실패한다. 버젼 7 이상부터 버젼 40까지의 큐알코드는 18비트의 버젼정보(or 포맷 정보)를 포함하고 있으며, 도1에 도시된 바와 같이 큐알코드의 좌 하단과 우 상단 일측에 포함되어 있다. 버젼 7 미만의 큐알코드는 버젼 정보를 포함하지 않는다. 따라서, 본 발명은 버젼 6 이하의 큐알 코드를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 변경코드 영역은 텍스트 문자열(예: 큐알 코드의 데이터)을 저장하는 영역으로서, 포맷정보 영역과 인코디드 정보 영역으로 이루어진다.

상기 포맷정보 영역은 큐알 코드의 포맷에 관한 정보를 저장하는 영역으로, 오류복원 레벨과 마스크 패턴에 대한 정보를 저장한다. 그리고, 상기 인코디드 정보 영역은 해당 큐알 코드의 데이터 정보를 저장한다.

상기 인코디드 정보 영역은 도5의 (a)의 패턴을 (b)의 패턴으로 변화시키는 것과 같이, 큐알 코드의 데이터 정보에 변화를 준다. 인코디드 정보 영역은 큐알 코드의 데이터 정보를 변경시키는데 사용될 수 있는 영역이다. 상기 인코디드 정보 영역은 데이터 코드(data code)와 에러 체크 코드(error check code)를 포함한다.

상기 큐브(300)는 한 면이 n2개의 블록으로 이루어진 n x n x n(가로 x 세로 x 높이)의 정육면체로서, 상기 6개의 큐알코드(200)를 도2에 도시된 바와 같이 상하, 전후, 좌우의 각 면에 구비하며, 사용자는 상기 큐알 코드의 변경코드 영역을 도8에 도시된 바와 같이 가로방향 또는 세로방향으로 회전시켜 다양한 조합의 큐알 코드를 생성한다.

상기 큐브(300)의 여섯개 면은 아홉 개의 사각형 영역으로 분할된 버전 2의 큐알 코드로 이루어져 있다. 도1에 도시된 바와 같이 9개의 조각으로 각기 분할된 총 6개의 큐알 코드가 큐브(300)의 여섯개 면에 각각 부착되어 있다.

도3은 본 발명의 큐알코드 변경을 위한 영역교체 방법을 나타낸 예시도이다.

큐알 코드의 변경코드 영역은 인코디드 정보 영역을 포함하고, 상기 인코디드 정보 영역은 데이터 코드(data code)와 에러 체크 코드(error check code)의 일부분을 포함한다.

인코디드 정보 영역에 포함된 데이터 패턴은 도1의 D2로부터 시작된다. 만약, 큐알 코드의 데이터(예: 텍스트 문자열)의 앞부분을 변경하기 원한다면, D2 와 D3의 패턴을 변경해야 할 것이다. D1와 D2의 일부 패턴은 모드 정보와 글자 수 등의 정보를 담고 있어 텍스트 문자열의 앞부분은 D2와 D3로부터 시작된다. 데이터 코드의 패턴은 꼭 문자의 위치와 일치하지는 않는다. 즉, D5가 문자열의 5번째 정보를 담고 있지는 않다는 의미이다.

데이터 코드(Data code)를 변경하는 것만으로는 데이터 코드가 나타내는 텍스트 문자열에 변화를 주지 못한다. 에러 체크 코드(error check code)가 변경되지 않았기 때문이다. 에러 체크 코드(error check code)의 변경 없이 데이터 코드(data code)만을 변경시키는 것은 종종 큐알코드의 인식 실패로 나타나거나 이전의 원래 코드로 인식되게 하는 문제를 낳게 한다.

따라서, 데이터 코드(data code)의 변경과 함께 에러 체크 코드(error check code)의 변경도 같이 이루어져야 한다. 다행스럽게도 상기 변경코드 영역은 데이터 코드(data code)와 에러 체크 코드(error check code) 영역의 일부에 한정된다.

도3에 예시된 QR 코드는 26-바이너리 문자열을 가질 수 있는 버젼 2의 QR 코드로서, 도3의 (a)는 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'를 나타내는 큐알코드이고, 도3의 (b)는 'ab44efghijklmnopqrstuvwxyz'를 나타내는 큐알코드이다. 문자열 중 변경된 부분은 (a)와 (b)의 세번째와 네번째 문자열(예: 'cd' -> '44'로 변경)이며 이는 도1의 D3와 D4영역에 해당하는 부분이다.

[수식 1]

ANDed pattern:

[수식 2]

XORed pattern:

[수식 3]

subtraction pattern:

[수식 4]

additional pattern:

본 발명은 도3의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 [수식 1]의 AND 연산을 적용하여, 이들 큐알코드(예: A, B) 간의 공통코드 영역을 획득할 수 있다.

그리고, 도3의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 [수식 2]의 XOR 연산을 적용하여, 이들 큐알코드(예: A, B) 간의 상호 차이점을 검출할 수 있다.

도3에 도시된 큐알코드(A)의 패턴을 큐알코드(B)의 패턴으로 바꾸기 위해서는, 큐알코드 패턴의 일부는 제거되고 다른 일부는 추가되어야 한다. 이때 제거되는 부분(P)은 상기 [수식 3]에서처럼, 상기 [수식 2]의 XOR 연산한 결과(D)와 큐알코드(A)의 패턴을 AND연산하여 구할 수 있고, 상기 추가된 부분(Q)은 상기 [수식 4]에서처럼, 상기 [수식 2]의 XOR 연산한 결과(D)와 큐알코드(B)의 패턴을 AND연산하여 구할 수 있다.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 큐알코드 변경방법을 나타낸 예시도이다.

큐알 코드는 에러 체크코드의 모든 부분을 바꿀 필요없이 일부 영역만을 바뀌어도 정상적으로 인식이 가능하지만, 이러한 일부 영역을 변경하는 방식이 가능하려면 큐알 코드의 아주 적은 부분에 한정되어야 하고 변경되는 문자들 또한 적은 양이어야 한다. 따라서 인터랙션 방법에 사용하기에는 제한적인 부분이 많아 큐알 코드의 변경코드 영역 모두를 변경하는 방식을 구현하였다.

도4의 예시는 한 텍스트를 나타내는 큐알 코드가 또 다른 텍스트를 나타내는 코드로 바뀔 때 큐알 코드의 변경코드 영역 모두를 교체하는 방식에 관한 것이다.

본 예시는 큐알 코드의 변경코드 영역 모두를 교체하면서 인터랙션에 사용하기 때문에, 큐알 코드 오류로 인한 인식실패의 가능성이 낮고 텍스트의 변경 가능 범위 역시 넓어 큐알 코드의 임의적인 변화에도 사용이 가능하다.

본 예시에 따른 큐알코드 변경방법은 3개의 큐알 코드(예: a, b, c)를 이용하는 것으로 가정하고, 먼저, 각 큐알 코드들(예: a, b, c) 모두에 공통적으로 존재하는 부분(예: 공통 코드영역)을 찾는다.

본 예시에 따른 큐알코드 변경방법은 우선, 3개의 큐알 코드(예: a, b, c)를 가지고 하기 [수식 5]에서처럼 AND 연산을 수행하여 공통 코드영역(P)을 획득한다.

또한, 하기 [수식 6]에서처럼 빼기(difference) 논리연산으로서, 각 큐알 코드에서 상기 공통 코드영역(P)를 뺀 나머지 영역 즉, 변경코드 영역(

)을 획득한다.

그리고, 하기 [수식 7]의 결합(combination) 논리연산을 적용하여, 상기 획득된 공통 코드영역(P)과 변경코드 영역(

)과 결합하면, 원본의 큐알 코드(예: a, b, c)를 구할 수 있다.

[수식 5]

공통(common):

[수식 6]

빼기(difference):

,

,

[수식 7]

결합(combination):

,

,

본 예시는 도4의 a)에 도시된 바와 같이, 상기 공통된 부분(공통코드(P))과 변경된 부분들(

)을 투명 필름에 각각 인쇄하고, 상기 공통된 부분(공통코드(P))을 인쇄한 투명 필름을 상기 변경된 부분들(

)이 인쇄된 투명 필름과 각각 합칠 수 있다. 본 예시는 이러한 방식으로, 어떠한 문자열의 큐알 코드도 만들어 낼 수 있다.

도4의 b)는 상기 공통된 부분(공통코드(P))을 인쇄한 투명필름과 상기 변경된 부분들(예:

)을 인쇄한 투명 필름을 각각 결합(overlay)한 결과이다.

큐알 코드(e)는 상기 공통된 부분(공통코드(P))을 인쇄한 투명필름과 상기 변경된 부분(

)을 인쇄한 투명 필름을 결합(overlay)한 결과이며, 큐알 코드(f)는 상기 공통된 부분(공통코드(P))을 인쇄한 투명필름과 상기 변경된 부분(

)을 인쇄한 투명 필름을 결합(overlay)한 결과이다.

도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 큐알코드 변경방법에 관한 것으로, 변경코드 영역 일부를 대체하는 방식에 관한 예시도이다.

도5의 (a)는 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'를 나타내는 큐알코드이고, 도5의 (b)는 'ab44efghijklmnopqrstuvwxyz'를 나타내는 큐알코드이다. 도3의 예시에서 처럼, 문자열 중 변경된 부분은 (a)와 (b)의 세번째와 네번째 문자열(예: 'cd' -> '44'로 변경)이며 이는 도1의 D3와 D4영역에 해당하는 부분이다.

도5의 (c)는 가운데 줄 즉, 큐알코드 중앙의 가로밴드가 교체된 결과이다. 도5의 (c)에 예시된 QR 코드는 (a)의 큐알코드 중앙의 가로밴드(a10)를 (b)의 큐알코드 중앙의 가로밴드(b10)로 대체한 것이다. (c)의 큐알코드는 (a)의 큐알코드를 기반으로 변경되었지만, 그것이 나타내는 텍스트 문자열은 (b)의 큐알코드의 그것(예: 'ab44efghijklmnopqrstuvwxyz')과 동일하다. 도5의 예시는 버젼 2 QR 코드에서 중앙의 가로밴드를 변경하여 텍스트 문자열의 3, 4번째 문자를 바꾼 것이다. 도5에 도시된 (b)와 (c)의 큐알코드는 서로 다르게 보이지만 사실은 같은 문자열을 표현한다. 이와 동일하게, QR 코드에서 중앙의 세로 밴드를 변경하는 경우에도, 해당 영역(D25, D26)의 문자를 변경할 수 있다.

도5의 예시에서 변경코드 영역의 포맷정보 영역은 바뀌지 않는데 이는 포맷정보에 있는 오류 복원 레벨과 마스크 패턴에 대한 정보는 (a)와 (b)의 큐알코드 모두 같은 포맷을 사용하였기 때문이다.

도5의 예시에서, (a)와 (b)의 큐알코드는 오직 두 개의 글자만이 변경되었다. 글자의 수를 바꿔가며 여러 번의 실험을 수행해도 변경한 글자들에 해당하는 영역이 바꾸고자 하는 큐알코드의 해당 밴드(라인)에 모두 포함되어 있다면 인식에 성공하게 된다는 사실을 알 수 있다.

본 발명은 큐알코드 중앙의 가로밴드나 세로밴드를 변경하는 것으로서, 큐알코드의 데이터(예: 텍스트 문자열)일부를 변경한다.

만일, 큐알코드에서 중앙의 가로 밴드와 세로 밴드가 동시에 변경되는 경우는 도5의 예시를 따르지 않는다. 예를 들어 중앙의 세로 밴드가 변경(교체)되고 난 직후 중앙의 가로 밴드가 변경되면 해당 QR코드는 인식되지 않는다.

도6은 본 발명에 따른 큐브를 나타낸 예시도이다.

도6의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 큐브(300)는 한 면이 3²개 즉, 9개의 블록으로 이루어진 3 x 3 x 3(가로 x 세로 x 높이)의 정육면체로서, 루빅스 큐브 퍼즐(Rubik's cube puzzle)과 같은 구조를 채용하여, 큐알 코드 중앙의 가로밴드(또는 세로밴드)를 가로?향(또는 세로방향)으로 변경(회전)할 수 있다.

큐브(300)의 각 면에는 도6의 (a)에 도시된 바와 같이, 각각 9개의 조각으로 분할된 총 6개의 QR코드가 각각 부착되어 있다.

본 발명은 루빅스 큐브 퍼즐(Rubik's cube puzzle)과 같이, 큐브(300)를 구성하는 각 큐알코드 중앙의 가로, 세로밴드들을 도8에 도시된 바와 같이 가로 및 세로방향으로 회전시킨다. 본 발명은, 큐알코드의 일부가 다른 큐알코드의 것으로 대체(조합)되는 구성을 구현함으므로, 큐브(300) 외벽에 형성되는 큐알코드들이 새로운 조합을 이루도록 하는 인터랙션을 고안하였다. 큐브(300) 외벽에 형성된 각 큐알코드들의 일부가 가로 및 세로방향으로 회전하는 것으로서, 각기 다른 조합의 큐알코드를 구성한다.

또한, 본 발명은 도6의 (b)에 도시된 바와 같이, 해당 큐알 코드가 표현하고자 하는 정보를 사용자가 미리 인지할 수 있도록 해당 이미지를, 상기 변경코드 영역의 일측에 표시한다.

여러 개의 큐알코드가 큐브(300) 외벽에 부착되어 있을 때 사용자들(or 소비자들)은 큐알코드 간 구분을 할 수 없으며, 각면에 부착된 큐알코드만으로는 어떤 가상현실 컨텐츠에 관한 것인지 파악하기 어렵다.

본 발명은 사용자가 큐알코드들을 쉽게 구분하고, 각 큐알코드가 어떤 가상현실 컨텐츠에 관한 것인지 알 수 있도록 관련 이미지를 제공하기 위해 도6의 (b)에 도시된 바와 같이 큐알코드의 변경코드 영역 일측에 관련된 이미지를 표시한다.

사용자는 상기 표시된 이미지를 통해, 해당 큐알코드가 어떤 컨텐츠와 관련된 것인지를 미리 가늠할 수 있다.

본 발명은, 큐알코드의 조합과 그에 해당하는 가상현실 컨텐츠에 대한 단서를 제공하기 위해, 도6의 (b)에 도시된 바와 같이 큐알코드의 변경코드 영역 일측에 관련된 이미지를 프린트하였다.

큐알코드의 흰색 배경에 프린트된 이미지는 비록 검은색의 패턴에 일부 가려지긴 하겠지만, 사용자들에게 어떠한 컨텐츠가 제공될지 추측하는 데에 도움이 될 것이다. 사용자들이 상기 프린트된 이미지에 맞게 큐알코드를 조합하면 그에 해당하는 컨텐츠가 제공되는 것이다. 상기 이미지가 검은색인 경우, 단말(100)의 큐알코드의 인식에 혼란을 줄 수 있으므로, 검은색 계열의 색상은 배제하는 것이 바람직하다.

도7은 본 발명에 따른 큐알코드 큐브를 이용한 가상현실 서비스의 예시도이다.

도7에 도시된 바와 같이, 본 예시에 따른 증강현실 서비스는 공룡의 라이프 사이클과 3차원(3D) 모델의 공룡을 단말화면을 통해 사용자에게 제공한다.

본 발명에 따른 큐알코드 큐브는 가로와 세로의 두 방향으로 인터랙션을 제공하고, 가로방향의 인터랙션은 시간의 흐름을 나타내고 세로 방향의 인터랙션은 3차원의 다양한 공룡 모델을 디스플레이 한다.

큐알코드 중앙의 가로밴드를 도8의 b)에 도시된 바와 같이, 가로방향으로 회전시키는 인터랙션이 이루어지면, 사용자 단말기(100)는 상기 가로방향 인터렉션에 따라 새로 조합된 큐알코드를 스캔한 후, 공룡의 생애에 따른 이미지와 그래픽 영상을 단말화면에 출력한다. 도8은 본 발명에 따른 큐알코드 큐브의 가로 및 세로 인터랙션을 나타낸 도면이다.

도7의 (a) 내지 (b)에 도시된 바와 같이, 공룡의 생애에 관한 증강현실 서비스는 공룡 알의 이미지부터 시작하여 시간의 흐름에 따라, 알을 깨고 공룡이 탄생하는 영상, 공룡의 성장과정 영상, 공룡의 죽음에 관한 영상 등, 공룡의 일생을 그래픽 영상으로 단말화면에 출력한다.

한편, 큐알코드 중앙의 세로밴드를 도8의 a)에 도시된 바와 같이, 세로방향으로 회전시키는 인터랙션이 이루어지면, 사용자 단말기(100)는 새로 조합된 큐알코드를 스캔한 후, 상기 세로방향 인터렉션에 따른 증강현실 서비스를 수행한다. 세로방향 인터렉션에 따른 증강현실 서비스로서, 사용자 단말기(100)는 3차원의 다양한 공룡 모델을 디스플레이 한다.

도7의 (c) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 사용자 단말기(100)는 사용자가 여러 각도에서 공룡을 관찰할 수 있도록 여러 각도의 3차원의 공룡 모델 또는 공룡 뼈를 디스플레이 한다.

여기에 설명되는 본 발명의 동작은 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 동작 예들이 제어부(or 서비스 앱(App) 자체로 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리(미도시)에 저장되고, 제어부(or 서비스 앱(App))에 의해 실행될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상 기술된 바와 같이, 본 발명은, 큐알 코드가 증강현실 서비스(or 게임)나 다른 상업적 서비스에 이용되도록 하기 위해, 큐알 코드에 인터랙션적 요소를 부가하였다.

본 발명은 큐알 코드에 구체적인 인터랙션 방법을 적용한 프로토 타입(Prototype)을 고안하고, 고안된 프로토 타입(Prototype)의 직관적인 인터페이스를 통해 사용자가 증강현실 콘텐츠의 내용을 바꿔가며 체험할 수 있는 증강현실 서비스 시스템을 구현하였다.

본 발명은, 이상의 설명에서 제안하였던 제한적인 QR Code 인터랙션 방식 외에, 새로운 방식의 마커로서 사용되기에 충분할 것이며 게임 서비스뿐 아니라 전시나 마케팅, 교육 등 다양한 분야에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

100 : 사용자 단말기
200 : 6개의 각기 다른 큐알 코드
300 : 큐브

Claims (13)

1. n x n개의 사각형 영역으로 분할된 6개의 각기 다른 큐알 코드와,
   n x n x n의 정육면체로서, 상기 6개의 큐알코드를 상하, 전후, 좌우의 각 면에 부착하는 큐브를 포함하여 구성되며,
   상기 각 큐알 코드는 해당 큐알 코드의 공통적인 정보를 기록하는 공통코드 영역과, 데이터의 문자열을 기록하는 변경코드 영역으로 이루어지며,
   상기 변경코드 영역은
   큐알 코드의 포맷에 관한 정보를 저장하는 영역으로, 오류복원 레벨과 마스크 패턴에 대한 정보를 저장하는 포맷정보 영역과, 해당 큐알 코드의 데이터 문자열을 저장하는 인코디드 정보 영역을 포함하여 구성되며,
   상기 큐브는 상기 큐알 코드의 변경코드 영역을 가로방향 또는 세로방향으로 회전시켜 다양한 조합의 큐알 코드를 나타내는 것을 특징으로 하는 큐알코드 조합 큐브.
2. 제1항에 있어서, 상기 공통코드 영역은
   큐알 코드의 3개 모서리 부분에 형성되는 소정의 심볼로서, 360도 어느 방향에서도 큐알 코드를 인식할 수 있도록 하는 파인더(finder)패턴 영역,
   셀(Cell)의 좌표를 얻기 위해 형성되는 타이밍 벨트(timing belt) 영역,
   큐알코드의 왜곡을 보정을 위해 형성되는 얼라인먼트(alignment)패턴 영역을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 큐알코드 조합 큐브.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 큐브는
   해당 큐알 코드가 표현하고자 하는 정보를 인지할 수 있는 이미지를, 상기 변경코드 영역의 일측에 구비하는 것을 특징으로 하는 큐알코드 조합 큐브.
5. 제1항에 있어서, 상기 큐알 코드는
   별도의 버전정보를 포함하지 않는 버전 6이하의 큐알 코드인 것을 특징으로 하는 큐알코드 조합 큐브.
6. 제1항에 있어서, 상기 큐브는
   루빅스 큐브(Rubik's cube)인 것을 특징으로 하는 큐알코드 조합 큐브.
7. n x n개의 사각형 영역으로 분할된 6개의 각기 다른 큐알 코드와,
   n x n x n의 정육면체로서, 상기 6개의 큐알코드를 상하, 전후, 좌우의 각 면에 부착하는 큐브와,
   소정의 서비스 앱을 실행하고, 실행된 서비스 앱을 통해 상기 큐브 일측면에 부착된 큐알 코드를 스캔하는 사용자 단말기를 포함하여 구성되며,
   상기 사용자 단말기는 상기 스캔된 큐알 코드를 분석하여, 해당 큐알 코드에 연동된 컨텐츠를 단말화면에 출력하며,
   상기 큐알 코드는 해당 큐알 코드의 공통적인 정보를 기록하는 공통코드 영역과, 데이터의 문자열을 기록하는 변경코드 영역으로 이루어지며,
   상기 변경코드 영역은 큐알 코드의 포맷에 관한 정보를 저장하는 영역으로, 오류복원 레벨과 마스크 패턴에 대한 정보를 저장하는 포맷정보 영역과, 해당 큐알 코드의 데이터 문자열을 저장하는 인코디드 정보 영역을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 큐알코드 조합 큐브를 이용한 증강현실 서비스 시스템.
8. 제7항에 있어서, 상기 사용자 단말기는
   사용자가 상기 큐알 코드의 변경코드 영역을 가로방향 또는 세로방향으로 회전시켜 새로운 조합의 큐알 코드를 만들면, 스캔을 통해 해당 조합의 큐알 코드에 연동된 컨텐츠를 단말화면에 출력하는 것을 특징으로 하는 큐알코드 조합 큐브를 이용한 증강현실 서비스 시스템.
9. 삭제
10. 제7항에 있어서, 상기 공통코드 영역은
    큐알 코드의 3개 모서리 부분에 형성되는 소정의 심볼로서, 360도 어느 방향에서도 큐알 코드를 인식할 수 있도록 하는 파인더(finder)패턴 영역,
    셀(Cell)의 좌표를 얻기 위해 형성되는 타이밍 벨트(timing belt) 영역,
    큐알코드의 왜곡을 보정을 위해 형성되는 얼라인먼트(alignment)패턴 영역을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 큐알코드 조합 큐브를 이용한 증강현실 서비스 시스템.
11. 삭제
12. 제7항에 있어서, 상기 큐브는
    해당 큐알 코드가 표현하고자 하는 정보를 인지할 수 있는 이미지를, 상기 공통코드 영역의 일측에 구비하는 것을 특징으로 하는 큐알코드 조합 큐브를 이용한 증강현실 서비스 시스템.
13. 제7항에 있어서, 상기 큐알 코드는
    별도의 버전정보를 포함하지 않는 버전 6이하의 큐알 코드인 것을 특징으로 하는 큐알코드 조합 큐브를 이용한 증강현실 서비스 시스템.
    

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