KR101722177B1 - 하이브리드 방식으로 vr 컨텐츠를 디스플레이하는 방법 및 장치 - Google Patents

하이브리드 방식으로 vr 컨텐츠를 디스플레이하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

하이브리드 방식으로 VR 컨텐츠를 디스플레이하는 방법 및 장치가 개시된다. 하이브리드 방식으로 VR 컨텐츠를 디스플레이하는 방법은 사용자 장치가 객체에 대한 BIM 3D 모델링을 기반으로 BIM 3D 모델을 생성하는 단계, 사용자 장치가 BIM 3D 모델에 대한 공간 데이터베이스를 생성하는 단계, 사용자 장치가 가상 카메라 설치 테이블을 설정하는 단계, 사용자 장치가 가상 카메라 설치 테이블을 기반으로 설정된 복수의 가상 카메라를 기반으로 BIM 3D 모델에 대한 파노라마 큐브맵 이미지를 생성하는 단계와 사용자 장치가 파노라마 큐브맵 이미지 및 공간 데이터베이스를 기반으로 선택적으로 파노라마 이미지 VR 모드 또는 3D 스트리밍 VR 모드로 동작하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 방식으로 VR 컨텐츠를 디스플레이하는 방법 및 장치{Method and apparatus for hybrid displaying of VR(virtual reality) contents}
본 발명은 가상 컨텐츠 출력 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하이브리드 방식으로 VR 컨텐츠를 디스플레이하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
가상 현실이라 함은 컴퓨터 내에 가상의 공간을 만들어 체험자로 하여금 실제로 존재하지 않는 공간을 체험하게 하거나 실제 특정 장소에 가지 않고도 그 공간을 체험하게 해주는 시스템을 말한다.
하지만, 가상 현실은 기반 기술에 의해 이미지 VR과 3D(dimension) VR로 구분될 수 있다. 이미지 VR은 실제 존재물을 촬영한 파노라마 이미지의 조합일 수 있다. 이미지 VR은 실사 촬영에 의한 이미지의 높은 품질을 가지나, 낮은 자유도를 가지는 단점이 있다. 3D VR은 3차원 그래픽스 기술에 의한 가상 공간의 구현일 수 있다. 3D VR은 가상의 3차원 공간에 의거하여 구현되기에 높은 자유도를 가지나, 구현이 난해하고, 낮은 화면 품질을 가질 수 있다. 주로 다양한 용도로 사용될 수 있다.
이뿐만 아니라. 가상 현실은 오프라인 VR, 온라인 VR로도 구분될 수 있다. 오프라인 VR은 특정 장소에 설치된 VR 전용 컴퓨터를 기반으로 구현될 수 있고, 전문 장비에 의한 높은 몰입도 및 현실감을 가지고 있다. 하지만, 오프라인 VR은 고가 장비 위주의 체험 시설로 다수의 체험자의 참가가 쉽지 않다는 특징을 가진다. 이러한 오프라인 VR은 시뮬레이터, 연구, 군사, 의학 등의 특정 분야에서 활용될 수 있다.
온라인 VR은 웹(web) 상에서 구현된 VR을 각 개인 클라이언트 단에서 체험하기 위해 구현될 수 있다. 온라인 VR은 높은 대중성을 가지고, 다수의 체험자에 의한 커뮤니티도 가능할 수 있다. 하지만, 온라인 VR은 인터넷 속도나 컴퓨터의 사양에 따른 제약을 가질 수 있다. 이러한 온라인 VR은 e-commerce, 엔터테인먼트, 홍보 등의 용도로 사용될 수 있다.
스마트폰과 같은 모바일 기반의 사용자 장치는 3D 모델의 시각화를 위해 WebGL 또는 상용 3D(dimension) 뷰어를 기반으로 3D 모델을 출력할 수 있다. 그러나 대형 3D모델은 모바일 기반의 사용자 장치에서 응답성의 문제, 메모리의 문제로 인하여 모바일 기반의 사용자 장치를 통해 시각화가 곤란하며 특히 다운로드에 따르는 보안 문제는 3D 모델의 대소에 관계없이 중요한 이슈이다.
KR 10-2007-0026424
본 발명의 일 측면은 하이브리드 방식으로 VR 컨텐츠를 디스플레이하는 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 하이브리드 방식으로 VR 컨텐츠를 디스플레이하는 방법을 수행하는 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 하이브리드 방식으로 VR(virtual reality) 컨텐츠를 디스플레이하는 방법은 사용자 장치가 객체에 대한 (building information modeling) 3D(dimension) 모델링을 기반으로 BIM 3D 모델을 생성하는 단계, 상기 사용자 장치가 상기 BIM 3D 모델에 대한 공간 데이터베이스를 생성하는 단계, 상기 사용자 장치가 가상 카메라 설치 테이블을 설정하는 단계, 상기 사용자 장치가 상기 가상 카메라 설치 테이블을 기반으로 설정된 복수의 가상 카메라를 기반으로 상기 BIM 3D 모델에 대한 파노라마 큐브맵(cubemap) 이미지를 생성하는 단계와 상기 사용자 장치가 상기 파노라마 큐브맵 이미지 및 상기 공간 데이터베이스를 기반으로 선택적으로 파노라마 이미지 VR 모드 또는 3D 스트리밍 VR 모드로 동작하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 상기 파노라마 이미지 VR 모드는 상기 파노라마 큐브맵 이미지를 기반으로 가상 현실 컨텐츠를 출력하고, 상기 파노라마 큐브맵 이미지는 상기 가상 현실 컨텐츠와 관련된 카메라 위치 정보 및 카메라 뷰 정보를 포함할 수 있다.
또한, 3D 스트리밍 VR 모드는 가상 카메라 설치 테이블에 포함된 복수의 가상 카메라 중 상기 카메라 위치 정보를 기반으로 하나의 카메라를 선택하고, 상기 하나의 카메라에 대한 정보와 상기 공간 데이터베이스를 기반으로 상기 하나의 카메라 주변의 3D 데이터를 출력할 수 있다.
또한, 상기 가상 카메라 설치 테이블은 룸의 기준 면적에 대한 설정, 룸의 기준 종횡비(aspect ratio)에 대한 설정, 가상 카메라의 렌즈 높이에 대한 설정, 복도의 카메라 설치 구간에 대한 설정을 기반으로 결정될 수 있다.
또한, 상기 공간 데이터베이스는 다차원 공간 인덱싱 테이블을 포함할 수 있고, 상기 다차원 공간 인덱싱 테이블은 상기 BIM 3D 모델의 한계 지점에 대한 정보를 포함하는 최소 경계 박스 테이블을 기반으로 결정되고, 상기 최소 경계 박스 테이블은 상기 BIM 3D 모델에 대한 형상 정보를 포함하는 형상 정보 테이블을 기반으로 결정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 하이브리드 방식으로 VR(virtual reality) 컨텐츠를 디스플레이하는 사용자 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 객체에 대한 (building information modeling) 3D(dimension) 모델링을 기반으로 BIM 3D 모델을 생성하고, 상기 BIM 3D 모델에 대한 공간 데이터베이스를 생성하고, 가상 카메라 설치 테이블을 설정하고, 상기 가상 카메라 설치 테이블을 기반으로 설정된 복수의 가상 카메라를 기반으로 상기 BIM 3D 모델에 대한 파노라마 큐브맵(cubemap) 이미지를 생성하고, 상기 파노라마 큐브맵 이미지 및 상기 공간 데이터베이스를 기반으로 선택적으로 파노라마 이미지 VR 모드 또는 3D 스트리밍 VR 모드로 동작하도록 구현될 수 있다.
한편, 상기 파노라마 이미지 VR 모드는 상기 파노라마 큐브맵 이미지를 기반으로 가상 현실 컨텐츠를 출력하고, 상기 파노라마 큐브맵 이미지는 상기 가상 현실 컨텐츠와 관련된 카메라 위치 정보 및 카메라 뷰 정보를 포함할 수 있다.
또한, 3D 스트리밍 VR 모드는 가상 카메라 설치 테이블에 포함된 복수의 가상 카메라 중 상기 카메라 위치 정보를 기반으로 하나의 카메라를 선택하고, 상기 하나의 카메라에 대한 정보와 상기 공간 데이터베이스를 기반으로 상기 하나의 카메라 주변의 3D 데이터를 출력할 수 있다.
또한, 상기 가상 카메라 설치 테이블은 룸의 기준 면적에 대한 설정, 룸의 기준 종횡비(aspect ratio)에 대한 설정, 가상 카메라의 렌즈 높이에 대한 설정, 복도의 카메라 설치 구간에 대한 설정을 기반으로 결정될 수 있다.
또한, 상기 공간 데이터베이스는 다차원 공간 인덱싱 테이블을 포함할 수 있고, 상기 다차원 공간 인덱싱 테이블은 상기 BIM 3D 모델의 한계 지점에 대한 정보를 포함하는 최소 경계 박스 테이블을 기반으로 결정되고, 상기 최소 경계 박스 테이블은 상기 BIM 3D 모델에 대한 형상 정보를 포함하는 형상 정보 테이블을 기반으로 결정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 방식으로 VR 컨텐츠를 디스플레이하는 방법 및 장치에 따르면, 파노라마 VR 모드를 기반으로 대형 3D 모델을 실시간, 고품질로 시각화할 수 있을 뿐만 아니라, 객체에 대한 상세 검토가 필요한 부분에서는 3D VR 모드를 기반으로 객체의 속성을 조회함으로써 보다 정확하고 신속한 의사 결정이 수행될 수 있다. 또한, 하이브리드 방식으로 VR 컨텐츠를 디스플레이하는 방법이 사용되는 경우, 스마트폰과 같은 모바일 기반의 사용자 장치에서 언제 어디서나 공사의 설계, 건설, 관리를 손쉽게 수행할 수 있다. 이뿐만 아니라, 하이브리드 방식으로 VR 컨텐츠를 디스플레이하는 방법의 산출물은 HTML5(hypertext markup language) 표준을 준수하므로 일반적인 VR 뷰어로 쉽게 네비게이션되고 속성 조회가 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 VR 컨텐츠 디스플레이 장치를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3D 공간 데이터를 생성하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 큐브맵 이미지를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 VR 컨텐츠 디스플레이 장치의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 VR 컨텐츠 디스플레이 장치의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 VR 컨텐츠 디스플레이 장치의 동작을 나타낸 개념도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조 부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
스마트폰과 같은 모바일 기반의 사용자 장치는 3D 모델의 시각화를 위해 WebGL 또는 상용 3D(dimension) 뷰어를 기반으로 3D 모델을 출력할 수 있다. 그러나 대형 3D모델의 경우 모바일 기반의 사용자 장치에서 응답성의 문제, 메모리의 문제로 인하여 모바일 기반의 사용자 장치를 통해 시각화하는 것이 곤란하며 특히 다운로드에 따르는 보안 문제는 3D 모델의 대소에 관계없이 중요한 이슈이다.
파노라마 이미지 VR 모드는 고품질의 렌더링(rendering) 표현, 장면 변환에 대한 신속한 응답성을 장점으로 가지나 객체를 3차원으로 조작하는 것은 불가능하다. 이에 반하여 3D 스트리밍 VR 모드는 우수한 객체 조작성, 필요한 부분의 3D 데이터만을 실시간으로 스트리밍하므로 우수한 보안을 장점으로 가지나, 고급 렌더링 품질을 유지하기는 어렵다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 방식으로 VR 컨텐츠를 디스플레이하는 방법에서는 모바일 VR 환경에서 대형 3D 모델에 대한 품질과 3D 조작성을 확보하기 위한 파노라마 이미지 VR 모드와 3D 스트리밍 VR 모드를 융합한 하이브리드 방식의 VR의 구현 방법이 개시된다.
하이브리드 방식으로 VR 컨텐츠를 디스플레이하는 하이브리드 VR 컨텐츠 디스플레이 장치는 파노라마 이미지 VR 모드를 기반으로 고품질의 이미지를 표시할 수 있고, 상세 검토가 필요한 장소에서는 파노라마 이미지 VR 모드에서 3D 스트리밍 VR 모드로 전환되어 거리 측정, 객체 선택, 속성 조회 등의 상세 검토를 수행할 수 있다.
이하, 본 발명은 따른 하이브리드 방식으로 VR 컨텐츠를 디스플레이하는 방법에서는 모바일 VR 환경에서 BIM(building information modeling) 기반의 대형 3D 모델을 시각화하기 위해 파노라마 이미지 VR 모드와 3D 스트리밍 VR모드 두 가지를 융합한 이미지와 벡터 기반의 하이브리드 VR 방식이 개시된다.
BIM(building information modeling)은 건축, 토목, 플랜트를 포함한 건설 전 분야에서 시설물의 물리적 특성 또는 기능적 특성에 의하여 시설물 수명 주기 동안 의사 결정을 하는데 신뢰할 수 있는 근거를 제공하는 디지털 모델과 그의 작성을 위한 업무 절차를 포함하는 의미로 사용될 수 있다. BIM을 위한 BIM 데이터는 속성 정보를 포함하는 3차원 모델 데이터일 수 있다.
BIM 데이터를 기반으로 구현된 가상 현실 환경은 시각화하고 속성을 조회하고 신속한 의사 결정을 내리기 위한 최적의 환경일 수 있다. BIM 데이터를 기반으로 구현된 가상 현실 환경은 고성능 컴퓨터와 고가의 그래픽 장치, CAVE 와 같은 기본 인프라를 기반으로 구현 가능했다.
최근 구글 카드 보드, 삼성 기어 VR과 같은 저렴한 VR 기기가 등장하면서 모바일 장치에서 가상 현실 환경을 구현하고자 하는 요구가 여러 산업군에 걸쳐 증대하고 있다. 그러나 BIM 데이터를 기반으로 구현되는 대규모 시설물에 대한 3D 모델을 모바일 기반의 사용자 장치에서 고품질로 표시하면서 동시에 구체적으로 객체를 검사하고 거리를 측정하는 것은 현재의 모바일 장치에서는 거의 불가능하다.
파노라마 이미지 VR 모드는 고품질과 높은 응답성을 제공하지만 3D 조작이 불가능하고, 3D 스트리밍 VR 모드는 객체를 검사하고 조작하는 것은 우수하지만 대규모의 3D 데이터를 처리할 수 없다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 모바일 VR 환경에서 응답성이 좋은 파노라마 이미지 VR 모드와 카메라가 있는 곳의 3D 데이터만을 선택적으로 표시할 수 있는 3D 스트리밍 VR 모드를 연동시킨 하이브리드 VR 컨텐츠 디스플레이의 구현 방법이 구체적으로 개시된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 VR 컨텐츠 디스플레이 장치를 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 하이브리드 VR 컨텐츠 디스플레이 장치는 BIM 3D 모델링부(100), 가상 현실 컨텐츠 생성부(110), 벡터/이미지 하이브리드 VR 디스플레이부(120) 및 프로세서(130)를 포함할 수 있다.
BIM 3D 모델링부(100)는 객체에 대한 BIM 3D 모델링을 기반으로 BIM 3D 모델을 생성하기 위해 구현될 수 있다. BIM 3D 모델링부(100)는 객체의 물리적 특성 및 기능적 특성을 포함하는 디지털 모델링을 수행할 수 있다.
가상 현실 컨텐츠 생성부(110)는 가상 현실 컨텐츠를 생성하기 위해 구현될 수 있다. 가상 현실 컨텐츠 생성부(120)는 BIM 3D 모델링부에 의해 생성된 BIM 3D 모델에서 3D 데이터와 파노라마 컨텐츠를 생성하기 위해 구현될 수 있다. 파노라마 컨텐츠는 파노라마 이미지 VR 모드를 기반으로 객체를 출력하기 위한 데이터일 수 있다. 3D 데이터는 3D 스트리밍 VR 모드로 객체를 출력하기 위한 데이터일 수 있다.
벡터/이미지 하이브리드 VR 디스플레이부(120)는 선택적으로 파노라마 컨텐츠를 기반으로 파노라마 이미지 VR 모드를 사용하여 객체를 출력하거나, 3D 데이터를 기반으로 3D 스트리밍 VR 모드를 사용하여 객체를 출력하기 위해 구현될 수 있다.
프로세서(130)는 BIM 3D 모델링부(100), 가상 현실 컨텐츠 생성부(110), 벡터/이미지 하이브리드 VR 디스플레이부(120)의 동작을 제어하기 위해 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3D 공간 데이터를 생성하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2에서는 BIM 3D 모델에서 3D 데이터와 파노라마 컨텐츠를 생성하기 위한 방법이 개시된다.
도 2를 참조하면, BIM 3D 모델을 공간 데이터베이스로 변환한다(단계 S200).
BIM 3D 모델은 다차원의 공간 데이터로서 표현될 수 있다. 구체적으로 국제표준규격 ISO 16739 Industry Foundation Class(IFC)를 기반으로 BIM 3D 모델에 대한 형상 정보(geometry information) 테이블이 생성될 수 있다. 형상 정보 테이블은 BIM 3D 모델에 대한 형상 정보를 포함할 수 있다. 형상 정보 테이블을 기반으로 최소 경계 박스 테이블(minimum bounding box table)이 생성될 수 있다. 최소 경계 박스 테이블은 객체에 대한 한계 지점을 설정하여 데이터에 대한 처리 속도를 높일 수 있다. 최소 경계 박스 테이블로부터 다차원 공간 인덱싱 테이블(예를 들어, R* 트리 인덱싱 테이블)이 생성될 수 있다. 다차원 공간 인덱싱 테이블은 다차원의 공간 데이터를 표현하기 위해 사용되는 색인 정보를 포함할 수 있다.
가상 카메라 설치 테이블을 생성한다(단계 S210).
가상 카메라 설치 테이블을 기반으로 가상 카메라 배치 규칙을 설정하고 룸의 형태와 크기에 따라 가상 카메라의 수를 결정하고 배치할 수 있다.
구체적으로 가상 현실 컨텐츠를 생성하기 위해 가상 카메라 배치 규칙은 공간(또는 룸)의 형태와 크기에 따라 자동적으로 가상 카메라의 수를 결정하고 배치하는 규칙을 포함할 수 있다. 룸의 기준 면적에 대한 설정, 룸의 기준 종횡비(aspect ratio)에 대한 설정, 가상 카메라의 렌즈 높이에 대한 설정, 복도의 카메라 설치 구간에 대한 설정 등을 기반으로 가상 카메라 배치 규칙을 설정할 수 있다.
구체적으로 가상 카메라 배치 규칙을 기반으로 한 가상 카메라에 대한 자동 배치는 아래와 같은 기준을 기반으로 수행될 수 있다. 우선 각 룸(room)의 중앙에 가상 카메라를 설치할 수 있다. 기준 면적과 종횡비를 초과하는 룸에는 추가적인 가상 카메라가 설치되어 복수개의 가상 카메라가 설치될 수 있다. 계단실은 층마다 가상 카메라를 설치할 수 있다. 건물 외부는 건물의 좌측, 우측, 전면, 후면, 상부에 건물 높이와 같은 거리에 가상 카메라를 배치할 수 있다.
파노라마 큐브맵(cubemap) 이미지가 생성될 수 있다(단계 S220).
배치된 가상 카메라로부터 파노라마 큐브맵(cubemap) 이미지가 생성될 수 있다. 가상 카메라의 전면, 후면, 좌측, 우측, 상부, 하부 6개 방향에 대하여 이미지를 캡쳐할 수 있다. 수평 FOV(field of view)는 90도이고, 수직 FOV는 90도이고, 광원은 Scene Light 또는 Full Light일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 큐브맵 이미지를 나타낸 개념도이다.
도 3을 참조하면, 큐브맵 이미지는 가상 카메라의 전면, 후면, 좌측, 우측, 상부, 하부 6개 방향에 대한 이미지의 캡쳐를 기반으로 생성될 수 있다. 수평 FOV(field of view)는 90도이고, 수직 FOV는 90도이고, 광원은 Scene Light 또는 Full Light일 수 있다. 가상 카메라의 위치에서 각 방향별로 생성된 6개 방향에 대응되는 6개의 큐브맵 이미지는 위치 및 방향 정보를 이미지 파일 이름(예를 들어, X위치_Y위치_Z위치_뷰방향.jpg)으로서 저장할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 VR 컨텐츠 디스플레이 장치의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 4에서는 하이브리드 VR 디스플레이 장치에서 파노라마 이미지 VR 모드(400)와 3D 스트리밍 VR 모드(420) 간의 전환 방법이 개시된다.
도 4를 참조하면, 하이브리드 VR 디스플레이 장치는 BIM 3D 모델 전체를 표시하거나 시작 뷰를 파노라마 이미지 VR 모드(400)를 기반으로 출력할 수 있다. 파노라마 이미지 VR 모드(400)에서는 구글 스트리트 뷰 스타일로 가상 현실 환경 상에서 이동이 가능하고 360도 뷰로 가상 현실 환경을 가시화할 수 있다.
거리에 대한 측정, 상세 검토가 필요한 영역에서는 파노라마 이미지 VR 모드(400)에서 3D 스트리밍 VR 모드(420)로의 전환이 수행될 수 있다.
예를 들어, 거리에 대한 측정 및/또는 상세 검토가 필요한 곳에 이르게 되면 파노라마 이미지 VR 모드(400)에서 3D 스트리밍 VR 모드(420)로의 전환이 수행될 수 있다.
파노라마 이미지에 대한 데이터는 파노라마 이미지를 촬상한 카메라의 위치(x, y, z) 및 뷰 방향 정보를 포함할 수 있다. 파노라마 이미지와 대응되는 카메라의 위치 및 뷰 방향 정보가 매개 변수로 사용되어 공간 데이터베이스를 기반으로 3D 스트리밍 VR 모드(420)를 기반으로 한 3D 데이터의 스트리밍이 요청될 수 있다. 전술한 바와 같이 공간 데이터베이스에는 다차원의 공간 데이터를 표현하기 위해 사용되는 색인 정보가 존재하므로 3D 스트리밍 VR 모드(420)를 기반으로 카메라 주변의 3D 데이터가 스트리밍될 수 있다.
3D 스트리밍 VR 모드(420)에서는 파노라마 이미지 VR 모드(400)와 동일한 방향으로 카메라가 설정될 수 있고, 3D 스트리밍 VR 모드(420)에서는 Walk, Turn, Fly, Orbit, Zoom과 같은 기능이 가능하고, 객체를 선택하고 거리를 측정하거나 색상 변경을 할 수도 있다.
이뿐만 아니라, 3D 스트리밍 VR 모드(420)에서는 파노라마 이미지 VR 모드(400)로의 전환도 수행될 수 있다. 3D 스트리밍 VR 모드(420)에서 현재 위치와 방향에 대한 정보를 기반으로 가상 카메라 설치 테이블 상에서 현재 위치와 가장 가까운 카메라를 검색할 수 있다. 가상 카메라 설치 테이블 상에서 현재 위치와 가장 가까운 카메라를 기반으로 파노라마 이미지 VR 모드(400)를 수행하여 파노라마 이미지를 출력할 수 있다.
이러한 하이브리드 방식으로 VR 컨텐츠를 디스플레이하는 방법 및 장치가 사용되는 경우, 파노라마 이미지 VR 모드(400)를 기반으로 대형 3D 모델을 실시간, 고품질로 시각화할 수 있을 뿐만 아니라, 객체에 대한 상세 검토가 필요한 부분에서는 3D 스트리밍 VR 모드(420)를 기반으로 객체의 속성을 조회함으로써 보다 정확하고 신속한 의사 결정이 수행될 수 있다.
또한, 하이브리드 방식으로 VR 컨텐츠를 디스플레이하는 방법이 사용되는 경우, 스마트폰과 같은 모바일 기반의 사용자 장치에서 언제 어디서나 공사의 설계, 건설, 관리가 손쉽게 수행될 수 있다. 이뿐만 아니라, 하이브리드 방식으로 VR 컨텐츠를 디스플레이하는 방법의 산출물은 HTML5(hypertext markup language) 표준을 준수하므로 일반적인 VR 뷰어로 쉽게 네비게이션을 하거나 속성을 조회할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 VR 컨텐츠 디스플레이 장치의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 5를 참조하면, 사용자 장치(또는 하이브리드 VR 컨텐츠 디스플레이 장치)가 객체에 대한 BIM 3D 모델링을 기반으로 BIM 3D 모델을 생성할 수 있다(단계 S500).
사용자 장치가 생성된 BIM 3D 모델에 대한 공간 데이터베이스를 생성하고, 가상 카메라 설치 테이블을 설정할 수 있다(단계 S510).
공간 데이터베이스는 다차원 공간 인덱싱 테이블을 포함할 수 있고, 다차원 공간 인덱싱 테이블은 BIM 3D 모델의 한계 지점에 대한 정보를 포함하는 최소 경계 박스 테이블을 기반으로 결정되고, 최소 경계 박스 테이블은 BIM 3D 모델에 대한 형상 정보를 포함하는 형상 정보 테이블을 기반으로 결정될 수 있다.
가상 카메라 설치 테이블은 룸의 기준 면적에 대한 설정, 룸의 기준 종횡비(aspect ratio)에 대한 설정, 가상 카메라의 렌즈 높이에 대한 설정, 복도의 카메라 설치 구간에 대한 설정을 기반으로 결정될 수 있다.
사용자 장치가 가상 카메라 설치 테이블을 기반으로 설정된 복수의 가상 카메라를 기반으로 BIM 3D 모델에 대한 파노라마 큐브맵 이미지를 생성할 수 있다(단계 S520).
사용자 장치가 파노라마 큐브맵 이미지 및 공간 데이터베이스를 기반으로 선택적으로 파노라마 이미지 VR 모드 또는 3D 스트리밍 VR 모드로 동작할 수 있다(단계 S530).
파노라마 이미지 VR 모드는 파노라마 큐브맵 이미지를 기반으로 가상 현실 컨텐츠를 출력하고, 파노라마 큐브맵 이미지는 가상 현실 컨텐츠와 관련된 카메라 위치 정보 및 카메라 뷰 정보를 포함할 수 있다.
3D 스트리밍 VR 모드는 가상 카메라 설치 테이블에 포함된 복수의 가상 카메라 중 카메라 위치 정보를 기반으로 하나의 카메라를 선택하고, 하나의 카메라에 대한 정보와 공간 데이터베이스를 기반으로 하나의 카메라 주변의 3D 데이터를 출력할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 VR 컨텐츠 디스플레이 장치의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 6에서는 3D 스트리밍 VR 모드와 파노라마 이미지 VR 모드 간의 전환 방법이 개시된다.
도 6을 참조하면, 전술한 바와 같이 거리에 대한 측정 및/또는 상세 검토가 필요한 곳에 이르게 되면 사용자는 파노라마 VR 모드에서 3D 스트리밍 VR 모드로의 전환을 사용자 장치를 기반으로 요청할 수 있다. 파노라마 이미지와 대응되는 카메라의 위치 및 뷰 방향 정보가 매개 변수로 사용되어 공간 데이터베이스를 기반으로 3D 스트리밍 VR 모드를 기반으로 한 3D 데이터의 스트리밍이 요청될 수 있다.
사용자 장치의 다차원 공간 인덱싱 테이블 생성부(600)는 파노라마 VR 이미지 상에서 일정한 영역에 대해서만 다차원 공간 인덱싱 테이블(예를 들어, R* 트리 인덱싱 테이블)을 우선적으로 생성할 수 있다. 예를 들어, 사용자에 의해 관심있는 객체(예를 들어, 건물)에 대해서만 우선적으로 다차원 공간 인덱싱 테이블을 생성하여 사용자 장치에 의한 다차원 공간 인덱싱 테이블을 생성하기 위한 불필요한 프로세싱을 감소시킬 수 있다.
이뿐만 아니라, 사용자 장치의 가상 카메라 자동 배치부(620)는 사용자의 객체에 대한 탐색 정보를 고려하여 요청 정보를 기반으로 가상 카메라에 대한 자동 배치를 다시 수행할 수 있다. 예를 들어, 사용자 장치에 의해 3D 스트리밍 VR 모드에서 요청되는 특정 뷰에 대한 정보가 획득되고, 3D 스트리밍 VR 모드에서 요청되는 특정 뷰에 대한 정보를 기반으로 사용자 장치를 통해 출력되는 가상 이미지를 생성하기 위한 가상 카메라에 대한 추가 배치, 가상 카메라에 대한 자동 배치가 다시 수행될 수 있다.
또는 하이브리드 VR 컨텐츠 디스플레이 장치들과 연결된 3D 컨텐츠 제공 서버가 사용자 장치들에 의해 3D 스트리밍 VR 모드로의 전환을 요구받은 위치에 대한 정보를 누적하여 공간 데이터 베이스를 형성하거나, 가상 카메라에 대한 자동 배치를 수행할 수 있다.
이와 같은 하이브리드 방식으로 VR 컨텐츠를 디스플레이하는 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들일 수 있고, 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 하이브리드 방식으로 VR(virtual reality) 컨텐츠를 디스플레이하는 방법은,
    사용자 장치가 객체에 대한 BIM(building information modeling) 3D(dimension) 모델링을 기반으로 BIM 3D 모델을 생성하는 단계;
    상기 사용자 장치가 상기 BIM 3D 모델에 대한 공간 데이터베이스를 생성하는 단계;
    상기 사용자 장치가 가상 카메라 설치 테이블을 설정하는 단계;
    상기 사용자 장치가 상기 가상 카메라 설치 테이블을 기반으로 설정된 복수의 가상 카메라를 기반으로 상기 BIM 3D 모델에 대한 파노라마 큐브맵(cubemap) 이미지를 생성하는 단계; 및
    상기 사용자 장치가 상기 파노라마 큐브맵 이미지 및 상기 공간 데이터베이스를 기반으로 선택적으로 파노라마 이미지 VR 모드 또는 3D 스트리밍 VR 모드로 동작하는 단계를 포함하며,
    상기 파노라마 이미지 VR 모드는 상기 파노라마 큐브맵 이미지를 기반으로 가상 현실 컨텐츠를 출력하고,
    상기 파노라마 큐브맵 이미지는 상기 가상 현실 컨텐츠와 관련된 카메라 위치 정보 및 카메라 뷰 정보를 포함하며,
    상기 3D 스트리밍 VR 모드는 가상 카메라 설치 테이블에 포함된 복수의 가상 카메라 중 상기 카메라 위치 정보를 기반으로 하나의 카메라를 선택하고, 상기 하나의 카메라에 대한 정보와 상기 공간 데이터베이스를 기반으로 상기 하나의 카메라 주변의 3D 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가상 카메라 설치 테이블은 룸의 기준 면적에 대한 설정, 룸의 기준 종횡비(aspect ratio)에 대한 설정, 가상 카메라의 렌즈 높이에 대한 설정, 복도의 카메라 설치 구간에 대한 설정을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 공간 데이터베이스는 다차원 공간 인덱싱 테이블을 포함할 수 있고,
    상기 다차원 공간 인덱싱 테이블은 상기 BIM 3D 모델의 한계 지점에 대한 정보를 포함하는 최소 경계 박스 테이블을 기반으로 결정되고,
    상기 최소 경계 박스 테이블은 상기 BIM 3D 모델에 대한 형상 정보를 포함하는 형상 정보 테이블을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 하이브리드 방식으로 VR(virtual reality) 컨텐츠를 디스플레이하는 사용자 장치에 있어서,
    상기 사용자 장치는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 객체에 대한 BIM(building information modeling) 3D(dimension) 모델링을 기반으로 BIM 3D 모델을 생성하고,
    상기 BIM 3D 모델에 대한 공간 데이터베이스를 생성하고,
    가상 카메라 설치 테이블을 설정하고,
    상기 가상 카메라 설치 테이블을 기반으로 설정된 복수의 가상 카메라를 기반으로 상기 BIM 3D 모델에 대한 파노라마 큐브맵(cubemap) 이미지를 생성하고,
    상기 파노라마 큐브맵 이미지 및 상기 공간 데이터베이스를 기반으로 선택적으로 파노라마 이미지 VR 모드 또는 3D 스트리밍 VR 모드로 동작하도록 구현되며,
    상기 파노라마 이미지 VR 모드는 상기 파노라마 큐브맵 이미지를 기반으로 가상 현실 컨텐츠를 출력하고,
    상기 파노라마 큐브맵 이미지는 상기 가상 현실 컨텐츠와 관련된 카메라 위치 정보 및 카메라 뷰 정보를 포함하며,
    상기 3D 스트리밍 VR 모드는 가상 카메라 설치 테이블에 포함된 복수의 가상 카메라 중 상기 카메라 위치 정보를 기반으로 하나의 카메라를 선택하고, 상기 하나의 카메라에 대한 정보와 상기 공간 데이터베이스를 기반으로 상기 하나의 카메라 주변의 3D 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 가상 카메라 설치 테이블은 룸의 기준 면적에 대한 설정, 룸의 기준 종횡비(aspect ratio)에 대한 설정, 가상 카메라의 렌즈 높이에 대한 설정, 복도의 카메라 설치 구간에 대한 설정을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 공간 데이터베이스는 다차원 공간 인덱싱 테이블을 포함할 수 있고,
    상기 다차원 공간 인덱싱 테이블은 상기 BIM 3D 모델의 한계 지점에 대한 정보를 포함하는 최소 경계 박스 테이블을 기반으로 결정되고,
    상기 최소 경계 박스 테이블은 상기 BIM 3D 모델에 대한 형상 정보를 포함하는 형상 정보 테이블을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
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