KR101716770B1 - 가상현실공간에서의 화재 구현 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화재의 실제상황을 가상현실공간에서 묘사하기 위한 가상현실공간에서의 화재 구현 방법에 관한 것으로서, 설정되는 가상현실공간에서 화재발생 가능한 하나 이상의 대상물을 선정하여 해당 위치에서 일정한 체적을 갖는 연소 오브젝트를 생성하는 단계와; 생성된 연소 오브젝트에 따라 각기 해당되는 대상물을 기준으로 하여 화재가 발생하기 위한 발화조건의 정량적 기준인 발화점수를 갖는 발화점을 설정하고, 설정된 발화점들 간 위치정보 및 방향정보를 설정하는 단계와; 설정된 발화점들 중 1 이상의 임의의 발화점에 대하여 상기 발화조건이 성립된 것으로 설정하여 화재를 시뮬레이션하는 단계와; 상기 발화조건이 성립된 발화점을 기준으로 상기 위치정보 및 방향정보에 따라 이웃하는 타 발화점에 대하여 단위시간마다 화재점수를 가점시키는 단계; 및 상기 이웃하는 타 발화점 중 누적된 화재점수가 해당 발화점수에 도달하게 되는 발화점에 대하여 화재를 시뮬레이션하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 화재가 발생 및 전이되는 양상을 가상현실공간에서 실시간으로 시뮬레이션해줌으로써 훈련자가 실시간 대피, 조치 등의 대처요령을 올바르게 숙지하는데 도움을 줄 수 있다.

Description

가상현실공간에서의 화재 구현 방법{FIRE SIMULATION METHOD IN VIRTUAL REALITY SPACE}
본 발명은 화재의 실제상황을 가상현실공간에서 묘사하기 위한 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 화재의 발전 과정을 실제와 같은 속도로 묘사할 수 있도록 하기 위한 가상현실공간에서의 화재 구현 방법에 관한 것이다.
가상현실 개념은 현실에서는 경험하기 힘든 특수환경이나 고위험 환경을 컴퓨터를 이용하여 실제와 같이 묘사, 즉 구현해줌으로써 훈련자의 실습에 많은 도움을 줄 수 있다.
특히, 화재에 대처하는 올바른 방법을 교육하기 위한 소방훈련은 소방관계자 는 물론 일반인에게도 필요하다는 점에서 실제의 위험한 화재 환경과 유사한 가상현실공간을 구현하여 이러한 환경에서 올바르게 대처하는 방법을 습득할 수 있도록 해주는 일은 매우 큰 의미가 있다.
현실에서의 화재발생 시 피해는 주로 화재와 연기에 기인하는바, 가상현실공간에서도 상기 화재와 연기의 모델 구현이 핵심이 된다.
그러나, 이 중 화재와 관련하여 종래의 화재 구현 모델은 실제와 같은 화재의 양상을 구현하기 위해 복잡하고 과다한 시스템의 세팅을 요하는 관계로 누구나가 쉽게 이용할 수 없다는 문제가 있음은 물론, 시스템의 구동에 따른 화재의 양상 구현에 과다한 시간이 소요되는 관계로 실제상황과 유사한 실시간 구현이 어려움에 따라 실제와 같은 긴박한 상황 구현이 곤란하여 훈련자가 제대로 된 훈련을 할 수 없다는 문제 또한 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 화재가 발생 및 전이되는 양상을 가상현실공간에서 실시간으로 시뮬레이션해줌으로써 훈련자가 실시간 대피, 조치 등의 대처요령을 올바르게 숙지하도록 해줄 수 있는 가상현실공간에서의 화재 구현 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 가상현실공간에서의 화재 구현 방법에 있어서, 설정되는 가상현실공간에서 화재발생 가능한 하나 이상의 대상물을 선정하여 해당 위치에서 일정한 체적을 갖는 연소 오브젝트를 생성하는 단계와; 생성된 연소 오브젝트에 따라 각기 해당되는 대상물을 기준으로 하여 화재가 발생하기 위한 발화조건의 정량적 기준인 발화점수를 갖는 발화점을 설정하고, 설정된 발화점들 간 위치정보 및 방향정보를 설정하는 단계와; 설정된 발화점들 중 1 이상의 임의의 발화점에 대하여 상기 발화조건이 성립된 것으로 설정하여 화재를 시뮬레이션하는 단계와; 상기 발화조건이 성립된 발화점을 기준으로 상기 위치정보 및 방향정보에 따라 이웃하는 타 발화점에 대하여 단위시간마다 화재점수를 가점시키는 단계; 및 상기 이웃하는 타 발화점 중 누적된 화재점수가 해당 발화점수에 도달하게 되는 발화점에 대하여 화재를 시뮬레이션하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실공간에서의 화재 구현 방법을 제공한다.
여기서, 상기 가상현실공간에서의 화재 구현 방법은, 설정된 발화점들에 대하여 화재의 전이가 가능한 한계 거리인 바운더리를 설정하는 단계를 더 포함하고, 상기 발화조건이 성립된 발화점 및 상기 발화점수에 도달하게 되는 발화점을 기준으로 해당 바운더리 내의 이웃하는 타 발화점에 대하여만 단위시간마다 상기 화재점수를 가점시키도록 할 수도 있다.
그리고, 상기 가상현실공간에서의 화재 구현 방법은, 설정된 발화점들에 대하여 각기 해당되는 대상물을 기준으로 하여 화재의 수명에 관한 정량적 기준인 HP점수를 설정하는 단계와; 상기 발화조건이 성립된 발화점 및 상기 발화점수에 도달하게 되는 발화점은 단위시간마다 각 해당 HP점수를 감점시키는 단계와; 상기 HP점수가 0점에 도달하게 되는 발화점에 대하여 상기 발화조건을 해제하고 완전연소 상태로 설정하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
이때, 상기 발화점은 해당 HP점수의 감점 정도에 따라 화재의 시뮬레이션을 변화시키도록 할 수도 있다.
또한, 상기 가상현실공간에서의 화재 구현 방법은, 외부입력에 기인하여 주수(注水) 조건이 성립되는 발화점에 대하여는 해당 HP점수를 추가로 감점시키는 단계를 더 포함할 수도 있다.
한편, 상기 가상현실공간에서의 화재 구현 방법은, 상기 설정되는 가상현실공간에서 화재차단 가능한 하나 이상의 대상물을 선정하여 해당 위치에서 일정한 체적을 갖는 화재차단 오브젝트를 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 발화조건이 성립된 발화점을 기준으로 상기 위치정보 및 방향정보에 따라 이웃하는 타 발화점에 대하여 단위시간마다 화재점수를 가점시키되, 상기 화재차단 오브젝트에 의해 가려지는 타 발화점에 대하여는 상기 화재점수를 가점시키지 않도록 할 수도 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 가상현실공간에서의 화재 구현 방법에 의하면 설정되는 가상현실공간에서의 연소 오브젝트마다 설정되는 발화점을 화재의 발생 기준으로 삼고, 화재의 발생 및 전이의 조건으로서 실시간 가점되는 화재점수와 상기 발화점의 화재발생 임계치인 발화점수 개념을 성립함으로써, 종래와 달리 간단한 시스템만으로도 화재가 발생 및 전이되는 양상을 가상현실공간에서 실시간으로 시뮬레이션해줄 수 있으며, 이에 따라 소방관계자는 물론 일반인 누구에게나 손쉽게 화재발생에 올바르게 대처하는 방법을 습득할 수 있도록 해준다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실공간에서의 화재 구현 방법의 순서도,
도 2는 도 1의 가상현실공간에서의 화재 구현 방법이 적용되는 가상현실공간을 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 가상현실공간에 대하여 연소 오브젝트를 생성한 모습을 도시한 평면도,
도 4는 도 3의 연소 오브젝트 별로 발화점을 설정한 모습을 도시한 평면도,
도 5는 도 4의 발화점 중에서 발화조건이 성립된 발화점을 설정한 모습을 도시한 평면도,
도 6은 도 5의 발화조건이 성립된 발화점을 기준으로 화재가 전이되는 초기양상을 도시한 평면도,
도 7은 도 5의 발화조건이 성립된 발화점을 기준으로 화재가 전이된 도 6의 초기양상 이후의 후기양상을 도시한 평면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 가상현실공간에서의 화재 구현 방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 가상현실공간 내에서의 연소 대상인 연소 오브젝트를 생성하는 단계(S10), 연소 오브젝트마다 발화점을 설정하는 단계(S20), 발화점 중 임의의 하나에 발화조건을 성립시켜 발화시키는 단계(S30), 이웃하는 발화점들에 화재점수를 단위시간마다 가점시키는 단계(S40), 누적된 화재점수가 발화점수에 도달한 발화점에 화재를 발생시키는 단계(S50), 화재가 발생된 발화점 중 HP점수가 0점에 도달한 발화점에 대해 발화조건을 해제시켜 소화(消火)시키는 단계(S60)를 포함하여 구성된다.
먼저, 연소 오브젝트의 생성 단계(S10)에 대해 설명하면, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 모델링화된 거실을 가상현실공간(10)으로 하여 소방훈련을 실시하고자 할 경우에는, 가상현실공간(10) 내에서 화재가 발생가능한 대상물을 선정하여 각기 공간 내 배치된 위치에서 일정한 체적을 갖는 오브젝트를 생성한다. 이때의 오브젝트는 화재가 발생 가능한 오브젝트로서 연소 오브젝트라 칭하기로 한다.
이와 같은 연소 오브젝트로서 생성되는 대상물로는 주로 가상현실공간(10) 내의 가구가 될 것이며 도면에서는 TV 받침대(11), 소파 및 테이블(12), 식탁(13), 싱크대(14) 등이 된다.
이때, 가상현실공간(10)을 이루는 거실의 벽(15)은 화재가 발생하지 않고 화재를 차단하는 대상물로 정의할 수 있으며, 이러한 대상물에 대하여는 화재차단 오브젝트를 생성하여 해당 위치에 배치시킬 수 있다.
도 3은 상기와 같은 가상현실공간(10)에 대하여 오브젝트를 생성한 모습을 도시한 것으로, TV 받침대에 대한 연소 오브젝트(21), 소파 및 테이블에 대한 연소 오브젝트(22), 식탁에 대한 연소 오브젝트(23), 싱크대에 대한 연소 오브젝트(24) 등이 생성되어 있으며, 비연소 대상물로서 화재를 차단하는 벽에 대한 화재차단 오브젝트(25) 또한 생성되어 있다.
이때, 생성되는 연소 오브젝트마다 화재가 구현되는 양상, 예를 들어 화염의 색깔과 연기의 표현이 달라질 수 있는바, 이는 해당 연소 오브젝트가 가리키는 대상물의 특성치에 의한다.
이를 위해, 본 실시예에서는 연소 오브젝트의 소재를 아래 [표 1]과 같이 특정하고 화재 구현 시 해당하는 화재의 외형으로 나타날 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
연소 소재 화재의 외형
나무 오렌지+빨간색 화염, 회색+검은색 연기
금속 녹색+오렌지색 화염, 투명에 가까운 검은색 연기
플라스틱 오렌지+빨간색 화염, 검은색 연기
가죽 오렌지+빨간색 화염, 검은색 연기
위험물질(에탄올) 파란색 화염, 매우 검은 연기
상기와 같이 오브젝트가 생성되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 각 연소 오브젝트 별로 발화점을 설정한다(S20).
발화점의 위치는 연소 오브젝트의 상단 중심, 외부와 연결되는 매개지점 등으로 설정될 수 있으며, 오브젝트의 형상 및 성질에 따라 다르게 설정된다. 예를 들어, 테이블에 대한 연소 오브젝트(22)의 경우 발화점(22a)은 테이블의 상단 중심에, 그리고 이에 더하여 테이블이 외부와 연결되는 매개지점에 해당하는 4 다리의 각 하단부(도면 미도시)에 설정할 수 있다.
길거나 큰 테이블의 경우 2 이상의 발화점(21a, 21b, 21c 참조)을 설정할 수 있다.
그리고, 설정되는 각 발화점마다 발화가 이루어지기 위한 발화조건의 정량적 기준으로서 고유의 발화점수를 갖도록 설정한다. 발화점수는 해당 발화점이 외부요인에 의해 0부터 증가하는 화재점수가 이에 도달할 경우, 즉 '화재점수 = 발화점수'가 될 경우 해당 발화점에서 화재가 시작되는 것으로 한다.
발화점수는 연소가 잘되는 대상물에 대한 오브젝트에 속하는 발화점의 경우에는 낮은 점수로, 연소가 비교적 잘 안되는 대상물에 대한 오브젝트에 속하는 발화점의 경우에는 높은 점수로 부여될 수 있다.
가상현실공간(10) 내에서 상기와 같이 설정되는 발화점들 간에는 위치정보와 방향정보를 갖게 된다.
상기와 같이 오브젝트와 발화점의 설정이 완료된 가상현실공간(10)에 대하여 화재가 발생된 상황을 부여하기 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 임의의 발화점(24a)에 발화조건, 즉 상기한 '화재점수 = 발화점수'의 조건이 성립된 것으로 설정한다(S30).
이때, 해당 발화점(24a)에 해당하는 가상현실공간(10)에서의 대상물(도 2의 14)의 해당 지점에서는 화염 및 연기, 즉 화재가 시뮬레이션된다.
이와 같이, 화재를 발생시키기 위한 임의의 발화지점의 설정은 동시에 여러 발화점을 선정하여 발화가 개시된 것으로 할 수도 있다.
상기와 같이, 임의 설정으로 인해 발화가 개시된 발화점(21a)에 의한 화재 피해는 이웃하는 연소 오브젝트들로 전달되는바, 이를 위해 본 실시예에서는 발화점들 간의 공간내 위치정보와 방향정보에 따라 최초 발화점(21a)과 이웃하는 발화점들(24b->24c->26a, 24c->27a)로 순차로 전파된다.
이때, 화재의 전파 방식은 발화조건이 성립된 발화점이 이웃하는 타 발화점에 대하여 단위시간마다 화재점수를 가점시켜 주는 것에 의한다(S40).
화재점수는 0점에서 시작하며 단위시간(ex. 1초)마다 1점씩 가산되도록 하여, 해당 발화점의 발화점수에 도달하는 시점부터 발화가 시작된다.
즉, 상기 이웃하는 타 발화점 중 누적된 화재점수가 해당 발화점수에 도달하게 되는 발화점에 대하여 화재를 시뮬레이션하는 단계(S50)가 개시된다.
이때, 화재가 발생한 발화점으로부터 화재의 전이가 가능한 한계 거리를 설정할 수 있으며, 이 한계 거리 예를 들어, 1[m]를 바운더리로 설정하여 이 바운더리 내에 존재하는 타 발화점에 대하여만 화재점수를 가점시키는 방식을 적용할 수 있다. 이 경우, 같은 바운더리 내라 하더라도 더 가까운 거리에 존재하는 발화점에 대한 화재점수의 가점이 더 멀리 존재하는 발화점에 대한 가점보다 상대적으로 빠르게 이루어지도록 설정할 수 있다.
또한, 화재가 개시된 발화점에서는 해당 오브젝트 내지 대상물이 갖는 속성에 따라 열량이 각기 달리 부여되는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 발화점에서의 화재는 시간이 경과함에 따라 생성-증가-감소-소멸의 단계를 거치게 될 것인바, 이러한 화재의 진행정도를 구현하기 위해 발화점마다 화재의 수명에 관한 정량적 기준인 HP점수를 설정한다.
이에 의하면, 모든 발화점은 설정시 HP점수를 부여받고, 발화조건이 성립된 최초의 발화점 및 화재점수가 발화점수에 도달하게 되는 발화점은 그 시점부터 단위시간마다 해당 HP점수를 1점씩 감점당하게 된다.
발화점에서의 화재는 상기 HP점수의 상태에 따라 예를 들어 아래의 [표 2]에서와 같이 단계적인 양상으로 시뮬레이션되도록 할 수 있다. 이때, 화재의 양상은 오브젝트 단위로 구현되도록 할 수 있으며, 화재의 양상별로 오브젝트의 텍스쳐를 달리 표현하거나 데미지 정도를 다르게 표현할 수 있다.
HP 점수 화재의 양상
100 [%] 비점화 상태
100 ~ 80 [%] 최초 발화 상태
80 ~ 50 [%] 추가 발화 상태
50 ~ 0 [%] 완전 발화 상태
0 [%] 완전 연소 상태
상기한 바와 같이 최초 화재가 발생된 발화점(24a)으로부터 이웃하는 발화점들로 순차로 화재가 전이되고, 화재가 발생된 발화점에서의 화재 양상이 변화하면서 도 6에서의 초기 화재 진행 양상은 도 7의 후기 화재 진행 양상으로 변화하게 된다.
즉, 도 7에서 최초 화재가 발생 및 전이된 오브젝트들(24, 23 등)은 완전 연소 상태가 되어 화재가 소멸된 상태로 되고, 화재가 다소 늦게 발생된 발화점(21c)부터 다시 화재가 발생, 전이된다(21c->21b->21a->28a).
한편, 상기와 같이 화재가 구현된 가상현실공간(10) 내에서 훈련을 수행하는 대상자가 화재를 진화하는 액션을 취할 수도 있는바, 이 경우 화재가 발생된 발화점에 대하여 소화기를 발사하거나 물을 뿌리는 주수(注水) 조건이 성립된 상태에서는 해당 발화점의 HP점수를 단위시간마다 추가로 1점씩 또는 2점 이상씩 감점시킴으로써 화재가 빨리 완전 연소 상태, 즉 소멸상태가 되도록 할 수 있다.
또한, 앞서 설명한 화재차단 오브젝트(25)는 가상현실공간(10)의 외벽을 구성하는 것으로만 설명되었으나 경우에 따라서는 공간 내에 존재할 수도 있으며, 이 경우에는 화재가 발생된 발화점으로부터 상기와 같이 화재차단 오브젝트에 의해 가려지는 타 발화점으로는 화재점수를 가점시키지 않도록 할 수 있다.
이상에서 설명된 가상현실공간에서의 화재 구현 방법은 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예에 불과하므로 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위가 상기 설명된 바에 한정되는 것으로 이해되어서는 곤란하다.
본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여진다.
10: 가상현실공간
11, 12, 13, 14, 16: 대상물
21, 22, 23, 24: 연소 오브젝트
25: 화재차단 오브젝트
21a, 21b, 21c, 22a, 24a, 24b, 24c, 26a, 27a, 28a: 발화점

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 가상현실공간에서의 화재 구현 방법에 있어서,
    가상현실공간에서 화재발생 가능한 하나 이상의 대상물이 선정되어 해당 위치에서 일정한 체적을 갖는 연소 오브젝트가 생성되는 단계와;
    생성된 연소 오브젝트에 따라 각기 해당되는 대상물을 기준으로 하여 화재가 발생하기 위한 발화조건의 정량적 기준인 발화점수를 갖는 발화점이 설정되고, 설정된 발화점들 간 위치정보 및 방향정보가 자동으로 설정되는 단계와;
    설정된 발화점들 중 1 이상의 임의의 발화점에 대하여는 상기 발화조건이 성립된 것으로 설정됨으로써 자동으로 화재를 시뮬레이션하는 단계와;
    상기 발화조건이 성립된 발화점을 기준으로 상기 위치정보 및 방향정보에 따라 이웃하는 타 발화점에 대하여 단위시간마다 화재점수를 자동으로 가점시키는 단계; 및
    상기 이웃하는 타 발화점 중 누적된 화재점수가 해당 발화점수에 도달하게 되는 발화점에 대하여 자동으로 화재를 시뮬레이션하는 단계를 포함하되,
    설정된 발화점들에 대하여는 각기 해당되는 대상물을 기준으로 하여 화재의 수명에 관한 정량적 기준인 HP점수가 설정되는 단계와;
    상기 발화조건이 성립된 발화점 및 상기 발화점수에 도달하게 되는 발화점은 단위시간마다 자동으로 각 해당 HP점수를 감점시키는 단계와;
    상기 HP점수가 0점에 도달하게 되는 발화점에 대하여는 자동으로 상기 발화조건을 해제하고 완전연소 상태로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실공간에서의 화재 구현 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 발화점은 해당 HP점수의 감점 정도에 따라 자동으로 화재의 시뮬레이션을 변화시키는 것을 특징으로 하는 가상현실공간에서의 화재 구현 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    외부입력에 기인하여 주수(注水) 조건이 성립되는 발화점에 대하여는 자동으로 해당 HP점수를 추가로 감점시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실공간에서의 화재 구현 방법.
  6. 삭제
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