KR101674043B1 - 증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 시스템과 방법 - Google Patents

증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 시스템과 방법 Download PDF

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Abstract

증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 시스템과 방법이 제공되며, 증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 시스템은 제1 빗면(slope inclined plane) 및 제2 빗면을 포함하는 본체, 본체 내부에 위치하는 마커 및 실물 건축 모델, 본체 내부에 위치하며 마커 및 실물 건축 모델의 이미지를 획득하는 하나 이상의 카메라부, 본체 내부에 위치하는 조명부, 제1 빗면에 위치하며 미리 저장되어 있는 가상 건축 모델과 실물 건축 모델을 출력하는 제1 표시부, 그리고 제2 빗면에 위치하며 가상 건축 모델과 실물 건축 모델을 출력하는 제2 표시부를 포함한다.

Description

증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 시스템과 방법{ARCHITECTURAL DESIGN VERIFICATION SYSTEM AND METHOD USING AUGMENTED REALITY}
증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 시스템과 방법이 제공된다.
가상현실(virtual reality, VR) 기술은 디자인되어 있는 건축물에 대하여 사용자 시점에 따른 형태와 내부 정보 등의 다양한 시각적인 정보를 제공한다는 점에서 건축분야에서 널리 활용되고 있다.
가상현실 기술을 활용한 건축물의 프레젠테이션에는 다양한 형태의 몰입형 가상현실환경(immersive virtual reality environments)이 사용되고 있으며, 대표적으로 디스플레이의 대형화를 통해 휴먼-스케일(human-scale)의 시스템을 구현하는 CAVE(cave automated virtual environment, 가상 현실 조성실) 방식과 비교적 소형 시스템을 구현하는 HMD(head-mounted display) 방식으로 구분할 수 있다.
그러나, 가상현실 기술을 이용하는 경우 표현하고자 하는 전체적인 가상세계를 모두 컴퓨터를 통해 생성해야 한다는 점에서 현실감이 떨어지며, 기존의 주변 건물 모형 또는 사이트(site) 모형의 활용이 어렵다.
반면, 증강현실(augmented reality, AR) 기술은 현실의 실제 이미지와 가상 이미지를 결합하여 사용자에게 제시함으로써 가상현실 기술보다 더 현실감 있는 가상공간을 구현할 수 있다.
도 1은 증강현실 시스템의 종류를 나타낸다.
도 1에서 보면, 증강현실 시스템은 증강현실이 구현되는 디스플레이의 위치에 따라 retinal display(망막 디스플레이)와 head-mounted display(헤드 마운티드 디스플레이)를 포함하는 head-attached(고정형)와, hand-held display(휴대용 디스플레이)를 포함하는 hand-held(휴대형), 그리고 spatial optical see-through display(공간적 광학 투과식 디스플레이)를 포함하는 spatial(공간형)로 구분된다.
최근에는 건축 디자인 작업 및 검증 단계에서 건축대상대지에 건축 계획 중인 3차원의 가상 오브젝트를 투영하는 방식을 사용하고 있다.
예를 들어, HMD(Head Mounted Display)를 착용한 다수의 사용자가 전면에 위치한 가상의 오브젝트를 각자의 시점에 맞게 함께 감상할 수 있는 시스템인 MR2(MR Square, A Mixed-Reality Meeting Room)와 2004년 Broll에 의해 제안된 시스템으로 HMD를 이용하여 사용자의 시점을 추적하여 위치를 산정하고 그에 알맞은 AR 이미지를 제공하는 ARTHUR(A Collaborative Augmented Environment for Architectural Design and Urban Planning)가 있다. 그러나, 이러한 시스템들은 Video see-through display 형태로 구현하는 경우 사람의 머리에 무거운 HMD를 장착해야 한다는 점에서 위험할 수 있다.
또한, 모바일 디바이스를 이용하여 가상의 공간에 존재하는 가상의 서피스(surface)를 다자가 공유하여 함께 그림을 그리는 작업 환경을 제공하는 Second Surface(Multi-user Spatial Collaboration System based on Augmented Reality) 시스템이 있으나, 모바일 디바이스 환경에서만 디자인 작업 및 검증이 가능하다.
본 발명의 하나의 실시예가 해결하려는 과제는 투명 디스플레이(transparent display)를 통해 건축 디자인을 증강현실로 구현하여 다자간 건축 디자인 검증이 가능한 시스템과 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 하나의 실시예는, 제1 빗면(slope inclined plane) 및 제2 빗면을 포함하는 본체, 본체 내부에 위치하는 마커 및 실물 건축 모델, 본체 내부에 위치하며 마커 및 실물 건축 모델의 이미지를 획득하는 하나 이상의 카메라부, 본체 내부에 위치하는 조명부, 제1 빗면에 위치하며 미리 저장되어 있는 가상 건축 모델과 실물 건축 모델을 출력하는 제1 표시부, 그리고 제2 빗면에 위치하며 가상 건축 모델과 실물 건축 모델을 출력하는 제2 표시부를 포함하는 증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 시스템을 제안한다.
여기서, 마커 및 실물 건축 모델의 이미지에 기초하여 마커를 인식하고 실물 좌표계를 획득하는 마커 인식부, 실물 좌표계에 기초하여 가상 건축 모델을 사용자의 시점에 대응하는 방향 또는 위치로 변환하여 제1 표시부 또는 제2 표시부를 통해 출력하는 시점 보정부, 그리고 제1 표시부 또는 제2 표시부의 마커 및 실물 건축 모델의 이미지를 제거하는 이미지 제거부를 포함하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 가상 건축 모델은 3D 모델링 프로그램을 통해 생성된 건축 디지털 모델이며, 실물 건축 모델은 가상 건축 모델의 계획 대지, 주변 환경, 또는 주변 건축물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 제1 표시부 또는 제2 표시부는 투명 디스플레이(transparent display)를 포함할 수 있다.
또한, 제1 표시부 또는 제2 표시부는 가상 건축 모델은 유색으로 출력하고, 가상 건축 모델을 제외한 영역을 통해 실물 건축 모델을 출력할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 하나의 실시예는, 제1 카메라부를 통해 마커 및 실물 건축 모델의 이미지를 획득하고 제1 표시부를 통해 출력하는 단계, 제2 카메라부를 통해 마커 및 실물 건축 모델의 이미지를 획득하고 제2 표시부를 통해 출력하는 단계, 제어부를 통해 마커를 인식하고 실물 좌표계를 획득하는 단계, 제어부를 통해 실물 좌표계에 기초하여 가상 건축 모델을 제1 사용자의 시점에 대응하는 위치 또는 방향으로 변환하여 제1 표시부를 통해 출력하는 단계, 제어부를 통해 실물 좌표계에 기초하여 가상 건축 모델을 제2 사용자의 시점에 대응하는 위치 또는 방향으로 변환하여 제2 표시부를 통해 출력하는 단계, 제어부를 통해 제1 표시부의 마커 및 실물 건축 모델의 이미지를 제거하는 단계, 그리고 제어부를 통해 제2 표시부의 마커 및 실물 건축 모델의 이미지를 제거하는 단계를 포함하는 증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 방법을 제안한다.
여기서, 가상 건축 모델은 3D 모델링 프로그램을 통해 생성된 건축 디지털 모델이며, 실물 건축 모델은 가상 건축 모델의 계획 대지, 주변 환경, 또는 주변 건축물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 제1 표시부 또는 제2 표시부는 투명 디스플레이(transparent display)를 포함할 수 있다.
또한, 제1 표시부 또는 제2 표시부는 가상 건축 모델은 유색으로 출력하고, 가상 건축 모델을 제외한 영역을 통해 실물 건축 모델을 출력할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면 다수의 사용자에게 건축 디자인 검증 환경을 제공하고, 협업 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 건축 디자인 검증 프로세스를 단순화하여 건축 디자인 검증에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 증강현실 시스템의 종류를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 시스템이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 본체 및 표시부를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 흰색과 검은색이 표시된 투명 디스플레이를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 제어부의 구성이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 시점 보정 방법을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 시점 보정 결과를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이미지 제거를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이미지 제거 전과 후를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 시점이 보정된 증강현실 건물의 마커에 의한 회전 결과를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 시스템의 실제 구현 예시이다.
도 12는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 투명 디스플레이를 통해 출력되는 증강현실 이미지이다.
도 13 내지 도 14는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 확장형 건축 디자인 검증 시스템이다.
도 15는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 방법이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체에서 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한, 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 시스템이다.
도 2에서 보면, 증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 시스템은 본체(10), 마커(marker) 및 실물 건축 모델(20), 카메라부(31,32), 조명부(40), 표시부(51,52), 그리고 제어부(60)를 포함한다.
본체(10)는 제1 표시부(51)가 위치하는 제1 빗면과 제2 표시부(52)가 위치하는 제2 빗면을 포함한다. 예를 들어, 본체(10)는 사다리꼴 형상을 포함한다.
마커 및 실물 건축 모델(20)은 본체(10)의 내부에 위치한다. 이때, 마커는 가상 건축 모델의 방향과 위치를 계산하기 위해 사용되는 이미지이며, 실물 건축 모델은 가상 건축 모델의 계획 대지, 주변 환경, 또는 주변 건축물 중 적어도 하나를 포함하는 모형 모델을 의미한다.
이때, 실물 건축 모델은 회전이 가능하다. 이로 인해, 실물 건축 모델에 가상 건축 모델을 결합한 증강현실 이미지에서 가상 건축 모델을 다양한 방향에서 바라볼 수 있어 현실감을 증대시킬 수 있다.
가상 건축 모델은 3D 모델링 프로그램(3DS Max, SketchUp, Rhino, BIM)을 통해 생성된 건축 디지털 모델을 의미한다. 예를 들어, BIM(building information modeling) 모델은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 건축 디자인 검증 시스템을 통해 건축물의 디자인 형태에 대해서만 논의하는 경우 외피를 형성하는 벽체, 지붕, 또는 창문 등의 모델 정보만을 가상 건축 모델로 이용할 수 있다.
아래 표 1은 BIM 프로그램의 파일 형식에 따른 증강현실 툴을 나타낸다.
BIM Authoring Tool File Format AR Tool

REVIT
 IFC D4AR, 4DStudio
DAE(Collada file format) Unity3D
(추가 애드온으로 변환)
FBX BuildAR
ARmedia Plugin
ArchiCAD
 IFC D4AR, 4Dstudio
VRML ARToolKit
카메라부(31,32)는 본체(10)의 상부 양단에 각각 위치하는 제1 카메라부(31)와 제2 카메라부(32)를 포함한다.
카메라부(31,32)는 제1 카메라(31)를 통해 획득한 마커 및 실물 건축 모델(20)의 이미지는 제1 표시부(51)를 통해 출력하고, 제2 카메라부(32)를 통해 획득한 마커 및 실물 건축 모델(20)의 이미지는 제2 표시부(52)를 통해 출력한다.
조명부(40)는 본체(10)의 상부에 위치하며, 본체(10) 내부에 빛을 제공한다. 예를 들어, 조명부(40)는 50cm × 4cm 크기, 18W 500K 백색, 그리고 2100루멘의 LED(light emitting diode, 발광 다이오드)를 포함할 수 있다.
표시부(51,52)는 제1 표시부(51)와 제2 표시부(52)를 포함하며, 카메라부(31,32)를 통해 획득한 이미지 또는 가상 건축 모델과 실물 건축 모델이 결합된 증강현실 이미지를 출력한다.
예를 들어, 제1 사용자는 제1 표시부(51)를 통해 출력되는 증강현실 이미지를 바탕으로 가상 건축 모델의 디자인 검증을 수행하고, 제2 사용자는 제2 표시부(52)를 통해 출력되는 증강현실 이미지를 바탕으로 가상 건축 모델의 디자인 검증을 수행할 수 있다. 이로 인해, 가상 건축 모델의 디자인 검증 작업에 있어서, 동일한 가상 건축 모델과 실물 건축 모델을 제1 사용자와 제2 사용자의 각각의 시점에 따라 제공하여 협업 효율을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 본체 및 표시부를 나타낸다.
도 3의 본체(10-1)는 제1 빗면, 제2 빗면, 제3 빗면, 그리고 제4 빗면과 각각의 빗면에 위치하는 제1 표시부(53), 제2 표시부(54), 제3 표시부(도 3에 도시되지 않음), 그리고 제4 표시부(도 3에 도시되지 않음)를 포함한다.
도 3에서 보면, 제1 사용자는 제1 표시부(53)를 통해 출력되는 증강현실 이미지를 바탕으로 가상 건축 모델의 디자인 검증을 수행하고, 제2 사용자는 제2 표시부(54)를 통해 출력되는 증강현실 이미지를 바탕으로 가상 건축 모델의 디자인 검증을 수행하며, 제3 사용자는 제3 표시부를 통해 출력되는 증강현실 이미지를 바탕으로 가상 건축 모델의 디자인 검증을 수행하고, 제4 사용자는 제4 표시부를 통해 출력되는 증강현실 이미지를 바탕으로 가상 건축 모델의 디자인 검증을 수행한다. 이로 인해, 제1 사용자 내지 제4 사용자는 가상 건축 모델의 디자인 검증을 위한 협업을 수행할 수 있다.
표시부(51,52)는 투명 디스플레이(transparent display)를 포함한다.
투명 디스플레이는 기계적인 특성상 흰색을 디스플레이하는 경우 약 100%에 가까운 투과 성향으로 투명 디스플레이를 구현하며, 검은색을 디스플레이하는 경우 불투명 디스플레이를 구현한다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 흰색과 검은색이 표시된 투명 디스플레이를 나타낸다.
도 4는 조명과 마커가 동일한 조건에서 투명 디스플레이를 통해 흰색을 표시하는 경우(A)와 검은색은 표시하는 경우(B)를 나타낸다.
도 4의 (A) 이미지는 투명 디스플레이를 통해 흰색을 표시한 것으로 본체 내부의 마커가 그대로 투과되어 보이는 것을 확인할 수 있다.
도 4의 (B) 이미지는 투명 디스플레이를 통해 검은색을 표시한 것으로 본체 내부의 이미지가 완전히 차단되는 것을 확인할 수 있다.
이와 같은 투명 디스플레이의 특성을 통해 본 발명의 하나의 실시예에 따른 건축 디자인 검증 시스템은 Optical see-through display(광학 투과식 디스플레이)로 구현되며, 가상 건축 모델이 표시되는 부분은 유색으로 표현하고, 실물 건축 모델이 표시되는 부분은 백색으로 표현하여 본체 내부가 투과되어 보이도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 제어부의 구성이다.
제어부(60)는 본체(10)의 내부 또는 외부에 위치하며, 마커 인식부(61), 시점 보정부(62), 그리고 이미지 제거부(63)를 포함한다.
마커 인식부(61)는 카메라부(31,32)를 통해 획득한 이미지로부터 마커를 인식하고 실물 좌표계를 획득한다.
시점 보정부(62)는 실물 좌표계에 기초하여 가상 건축 모델을 사용자의 시점에 대응하는 방향 또는 위치로 변환하고 표시부(51,52)를 통해 출력한다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 시점 보정 방법을 나타낸다.
도 6에서 보면, 마커 인식부(61)를 통해 획득한 실물 좌표계를 기준으로 카메라부(31,32)의 위치를 실제 사용자의 관찰점 위치로 변경한 후 가상 건축 모델을 생성한다. 구체적으로, ARToolKit에서 gluLookAt 기능을 통해 사용자의 시선을 위 또는 아래로 회전시키거나 앞 또는 뒤로 이동시킬 수 있다.
이로 인해, 사용자는 자신의 시점에서 현실세계(실물 건축 모델)와 가상세계(가상 건축 모델)가 일치하는 증강현실 이미지를 확인할 수 있다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 시점 보정 결과를 나타낸다.
도 7은 마커를 통해 획득한 실물 좌표계에 기초하여 사용자의 시점을 보정하기 전 투명 디스플레이의 이미지(A)와 보정한 후 투명 디스플레이의 이미지(B)를 나타낸다. 이때, (A) 이미지와 (B) 이미지는 모두 카메라부(31,32)를 통해 획득한 이미지를 제거한 상태이며, 이미지 제거에 대한 내용은 아래의 도 8을 통해 설명한다.
도 7의 (A)는 카메라를 통해 획득한 영상을 기준으로 가상 건축 모델을 그대로 출력한 이미지이며, 가상 건축 모델과 마커가 동떨어져 있는 것을 알 수 있다.
도 7의 (B)는 가상 건축 모델을 출력하기 전에 사용자의 시점에 대응하여 위치 및 방향을 조정한 후 출력한 이미지이며, 가상 건축 모델과 마커가 일치하는 것을 알 수 있다.
다시 도 5의 설명으로 돌아가서, 이미지 제거부(63)는 표시부(51,52)를 통해 출력된 이미지에서 카메라부(31,32)를 통해 획득한 이미지를 제거한다.
도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이미지 제거를 나타낸다.
도 8의 (A)는 카메라부(31,32)를 통해 획득한 이미지를 제거하지 않은 이미지이고, (C)는 카메라부(31,32)를 통해 획득한 이미지를 제거한 이미지이다. (B)는 카메라부(31,32)를 통해 획득한 이미지를 제거하지 않은 경우 사용자의 시선을 위로 조정하여 바라보았을 때 마커가 중복되는 것을 나타내는 이미지이다.
도 9는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이미지 제거 전과 후를 나타낸다.
도 9의 (A)는 투명 디스플레이에서 사용자의 시점으로 위치 또는 방향이 보정된 가상 건축 모델을 출력하는 경우 카메라를 통해 획득한 이미지를 제거하지 않은 이미지이고, (B)는 카메라를 통해 획득한 이미지를 제거한 이미지이다.
도 9의 (A)는 카메라를 통해 획득한 이미지를 통해 마커가 출력되어 증강현실 구현이 어려운 것을 확인할 수 있다.
도 9의 (B)는 카메라를 통해 획득한 이미지를 제거하고, 이미지가 제거된 부분에 흰색 배경이미지를 출력하여 가상 건축 모델이 출력되는 부분을 제외한 나머지 부분은 투명하게 출력되는 것을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 시점이 보정된 증강현실 건물의 마커에 의한 회전 결과를 나타낸다.
도 10의 (A), (B), (C), (D)는 마커의 회전에 의해 가상 건축 모델이 시계 방향으로 90°씩 회전하는 것을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 시스템의 실제 구현 예시이다.
도 11의 (A)는 건축 디자인 검증 시스템을 정면 대각선 방향에서 촬영한 사진이며, (B)는 측면에서 촬영한 사진이다.
도 12는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 투명 디스플레이를 통해 출력되는 증강현실 이미지이다.
도 12의 (A)는 카메라를 통해 획득한 이미지가 투명 디스플레이를 통해 보이는 가상 건축 모델과 중복되어 보이는 것을 나타내며, (B)는 (A)에서 카메라를 통해 획득한 이미지를 제거하고, 사용자의 시점에 기초하여 가상 건축 모델의 위치 및 방향을 조정한 것을 나타낸다.
도 12의 (C)는 (B)에서 가상 건축 모델을 반시계 방향으로 90°회전시킨 것을 나타내며, (D)는 (C)에서 가상 건축 모델을 반시계 방향으로 90°회전시킨 것을 나타낸다.
도 13 내지 도 14는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 확장형 건축 디자인 검증 시스템이다.
도 13은 ARToolKit 기반의 확장형 건축 디자인 검증 시스템으로, 다수의 컴퓨터 및 카메라를 통해 둘 이상의 사용자에게 증강현실을 제공한다. 이때, 각각의 디스플레이는 독립적인 형태로 마커를 통해 동기화될 수 있다.
도 14는 ARToolKit 기반의 확장형 건축 디자인 검증 시스템으로, 하나의 컴퓨터 및 카메라를 통해 가상세계를 인식하고 다양한 시점에 대응하는 가상이미지를 생성하여 다수의 사용자에게 증강현실을 제공한다.
도 15는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 방법이다.
먼저, 제1 카메라부(31)와 제2 카메라부(32)를 통해 마커 및 실물 건축 모델의 이미지를 획득하고 각각의 이미지를 제1 표시부(51)와 제2 표시부(52)를 통해 출력한다(S10).
이후, S10단계의 이미지에서 마커를 인식하고 실물 좌표계를 획득한다(S20).
이후, S20단계의 실물 좌표계를 참고하여 가상 건축 모델의 위치 또는 방향을 각각 변환한 후 제1 표시부(51)와 제2 표시부(52)를 통해 출력한다(S30).
이후, S10단계의 이미지를 제거하고 본체(10) 내부의 실물 건축 모델과 S30단계의 가상 건축 모델을 제1 표시부(51)와 제2 표시부(52)를 통해 증강현실 이미지로 출력한다(S40).
본 발명의 하나의 실시예에 따르면 도 2의 본체와 도 3 본체를 개시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 빗면, 제2 빗면, 그리고 제3 빗면을 포함하는 본체를 구현하여 세 명의 사용자에게 각각의 시점에 대응하는 증강현실 이미지를 제공할 수 있다. 또한, 표시부가 위치하는 5개 이상의 빗면을 포함하는 본체를 구현하여 5인 이상의 사용자에게 증강현실 이미지를 제공할 수 있다. 또한, 곡면형 디스플레이를 포함하는 본체를 구현하여 다수의 사용자에게 각각의 시점에 대응하는 증강현실 이미지를 제공할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면 시점 또는 위치 추적 기술을 활용하여 사용자의 시점 및 위치가 변경되는 경우 실시간으로 가상 건축 모델의 위치 및 방향을 변환하여 사용자의 시점에 대응하는 증강현실 이미지를 제공할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면 실물 건축 모델과 가상 건축 모델을 활용하여 증강현실을 구현하고 건축 디자인의 검증 및 설계에 활용함으로써 건축 디자인의 검증 프로세스를 단순화시키고 검증 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면 투명 디스플레이를 활용하여 다수의 사용자가 본인의 시점에서 원하는 정보를 직접 선택하여 보면서 건축 디자인 검증을 수행하므로 협업 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면 증강현실이 구현되는 디스플레이를 사용자의 신체에 장착하지 않으므로 사용자의 신체 및 시선의 사용이 자유로우며 눈에 주는 시각적인 부담을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면 건축물 자체 디자인만을 평가하거나 건축물의 계획대지 및 주변 건물과의 관계성을 고려하여 건축물의 디자인을 평가할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면 Optical see-through display(광학 투과식 디스플레이)로 구현되므로, Video see-through display와 달리 배경으로 제시하는 실제적인 관점에서의 현실 영상이 필요하지 않다는 점에서 하나의 컴퓨터 및 카메라를 통해 다수의 사용자가 동시에 건축 설계 및 검증을 수행할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니며 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10 : 본체 20 : 마커 및 실물 건축 모델
31, 32 : 카메라부 40 : 조명부
51, 52 : 표시부 60 : 제어부
61 : 마커 인식부 62 : 시점 보정부
63 : 이미지 제거부

Claims (9)

  1. 제1 빗면(slope inclined plane) 및 제2 빗면을 포함하는 본체,
    본체 내부에 위치하는 마커 및 실물 건축 모델,
    상기 본체 내부에 위치하며 상기 마커 및 실물 건축 모델의 이미지를 획득하는 하나 이상의 카메라부,
    상기 본체 내부에 위치하는 조명부,
    상기 제1 빗면에 위치하며 미리 저장되어 있는 가상 건축 모델과 상기 실물 건축 모델을 출력하는 제1 표시부, 그리고
    상기 제2 빗면에 위치하며 상기 가상 건축 모델과 상기 실물 건축 모델을 출력하는 제2 표시부를 포함하며,
    상기 가상 건축 모델은 3D 모델링 프로그램을 통해 생성되며 건축물의 외피를 형성하는 벽체, 지붕, 및 창문 중 적어도 하나의 모델 정보를 포함하는 건축 디지털 모델이며, 상기 실물 건축 모델은 상기 가상 건축 모델의 계획 대지, 주변 환경, 및 주변 건축물 중 적어도 하나를 포함하는 증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 마커 및 실물 건축 모델의 이미지에 기초하여 마커를 인식하고 실물 좌표계를 획득하는 마커 인식부,
    상기 실물 좌표계에 기초하여 상기 가상 건축 모델을 사용자의 시점에 대응하는 방향 또는 위치로 변환하여 상기 제1 표시부 또는 상기 제2 표시부를 통해 출력하는 시점 보정부, 그리고
    상기 제1 표시부 또는 상기 제2 표시부의 상기 마커 및 실물 건축 모델의 이미지를 제거하는 이미지 제거부
    를 포함하는 제어부를 포함하는 증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 제1 표시부 또는 상기 제2 표시부는 투명 디스플레이(transparent display)를 포함하는 증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 시스템.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 표시부 또는 상기 제2 표시부는 상기 가상 건축 모델은 유색으로 출력하고, 상기 가상 건축 모델을 제외한 영역을 통해 상기 실물 건축 모델을 출력하는 증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 시스템.
  6. 제1 카메라부를 통해 마커 및 실물 건축 모델의 이미지를 획득하고 제1 표시부를 통해 출력하는 단계,
    제2 카메라부를 통해 상기 마커 및 실물 건축 모델의 이미지를 획득하고 제2 표시부를 통해 출력하는 단계,
    제어부를 통해 상기 마커를 인식하고 실물 좌표계를 획득하는 단계,
    상기 제어부를 통해 상기 실물 좌표계에 기초하여 가상 건축 모델을 제1 사용자의 시점에 대응하는 위치 또는 방향으로 변환하여 상기 제1 표시부를 통해 출력하는 단계,
    상기 제어부를 통해 상기 실물 좌표계에 기초하여 상기 가상 건축 모델을 제2 사용자의 시점에 대응하는 위치 또는 방향으로 변환하여 상기 제2 표시부를 통해 출력하는 단계,
    상기 제어부를 통해 상기 제1 표시부의 상기 마커 및 실물 건축 모델의 이미지를 제거하는 단계, 그리고
    상기 제어부를 통해 상기 제2 표시부의 상기 마커 및 실물 건축 모델의 이미지를 제거하는 단계를 포함하며,
    상기 가상 건축 모델은 3D 모델링 프로그램을 통해 생성되며 건축물의 외피를 형성하는 벽체, 지붕, 및 창문 중 적어도 하나의 모델 정보를 포함하는 건축 디지털 모델이며, 상기 실물 건축 모델은 상기 가상 건축 모델의 계획 대지, 주변 환경, 및 주변 건축물 중 적어도 하나를 포함하는 증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에서,
    상기 제1 표시부 또는 상기 제2 표시부는 투명 디스플레이(transparent display)를 포함하는 증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 제1 표시부 또는 상기 제2 표시부는 상기 가상 건축 모델은 유색으로 출력하고, 상기 가상 건축 모델을 제외한 영역을 통해 상기 실물 건축 모델을 출력하는 증강현실을 이용한 건축 디자인 검증 방법.
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