KR101842635B1 - 혼합현실 및 실물객체를 이용한 역할놀이 콘텐츠 제공 시스템 및 이를 이용한 역할놀이 콘텐츠 제공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 혼합현실 및 실물객체를 이용한 역할놀이 콘텐츠 제공 시스템 및 이를 이용한 역할놀이 콘텐츠 제공 방법에 관한 것으로,
보다 상세하게는 증강현실(AR)과 가상현실(VR)을 조합한 혼합현실(MR)과 실물객체(실제 인형, 캐릭터 모형, 2D 이미지 등)를 이용하여 역할놀이 콘텐츠를 제공하여, 사용자(특히 어린이)에 대한 교육 및 학습 효과를 극대화시키는 역할놀이 콘텐츠 제공 시스템 및 이를 이용한 역할놀이 콘텐츠 제공 방법에 관한 것이다.

Description

혼합현실 및 실물객체를 이용한 역할놀이 콘텐츠 제공 시스템 및 이를 이용한 역할놀이 콘텐츠 제공 방법{SYSTEM FOR PROVIDING ROLE PLAYING CONTENTS USING MR AND REAL OBJECT AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 혼합현실 및 실물객체를 이용한 역할놀이 콘텐츠 제공 시스템 및 이를 이용한 역할놀이 콘텐츠 제공 방법에 관한 것으로,

보다 상세하게는 증강현실(AR)과 가상현실(VR)을 조합한 혼합현실(MR)과 실물객체(실제 인형, 캐릭터 모형, 2D 이미지 등)를 이용하여 역할놀이 콘텐츠를 제공하여, 사용자(특히 어린이)에 대한 교육 및 학습 효과를 극대화시키는 역할놀이 콘텐츠 제공 시스템 및 이를 이용한 역할놀이 콘텐츠 제공 방법에 관한 것이다.

최근 대두되고 있는 일명 VR로 명명되는 가상현실기술은, 어떤 특정한 환경이나 상황을 컴퓨터로 만들어서, 그것을 사용하는 사람이 마치 실제 주변 상황ㅇ환경과 상호작용을 하고 있는 것처럼 만들어 주는 인간-컴퓨터 사이의 인터페이스를 말한다.

이러한 가상현실기술은 사람들이 일상생활에서 경험하기 위한 어려운 환경을 직접 체험하지 않고서도 그 환경에 속해 있는 것처럼 느껴, 특히 교육, 육아 등의 분야에서 필수적으로 활용될 수 있다.

가상현실기술과 더불어 최근 대두되고 있는 또 다른 기술로, 일명 AR로 불리는 증강현실기술이 있는데, 이러한 증강현실기술은 사용자가 눈으로 보는 현실세계에 가상 물체를 겹쳐 보여주는 기술이다.

본 발명은 이 가상현실기술과 증강현실기술을 혼합하여, 현실과 상호작용을 할 수 있다는 증강현실의 장점과 사람의 눈앞에서 몰입감을 줄 수 있다는 가상현실의 특징을 살린 혼합현실(Mixed Reality, MR)을 기반으로 하여 실물객체를 아바타화하여 가상의 캐릭터와 상호 작용함으로써, 역할 놀이를 수행함에 따라, 동화 내용 이해, 교육 내용 터득, 지식 습득, 사회성 향상 등 다양한 교육 및 학습 효과를 극대화 하는 기술을 제시하고 있다.

역할 놀이에 관한 종래의 기술로, 등록특허 제10-1314121호(2013년09월26일)[역할놀이 수행시스템 및 이를 이용한 역할놀이방법](이하 종래기술)이 있는데, 종래기술은 역할놀이 중, 음악적 활동을 통해 사회성 향상을 제공하는 기술에 관한 것이다.

그러나 본 발명은 혼합현실 및 실물객체를 이용하여 특정 이벤트를 갖는 역할놀이를 생성하고, 이를 사용자에게 출력함으로써, 사용자의 교육 효율성을 높이는 것으로, 본 발명과는 다소 거리가 있다.

본 발명은

증강현실(AR)과 가상현실(VR)을 조합한 혼합현실(MR)과 실물객체(실제 인형, 캐릭터 모형, 2D 이미지 등)를 이용하여 역할놀이 콘텐츠를 제공하여, 사용자(특히 어린이)에 대한 교육 및 학습 효과를 극대화시키는 것을 목적으로 한다.

또한 역할 놀이 콘텐츠를 구성하는 다양한 이벤트를 녹화 및 재현하여, 타 사용자와 연출 내용, 즉 이벤트를 공유할 수 있도록 하고, 이를 통해 역할 놀이 콘텐츠의 제공을 포털 서비스화하는 등, 다수의 사용자 간의 공유 커뮤니티를 형성할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 갖는 본 발명에 따른 본 시스템은

실물배경을 인식하여 배경데이터를 추출하는 배경 인식모듈, 그리고 실물객체를 인식하여 객체데이터를 추출하는 실물객체 인식모듈, 그리고 상기 배경데이터를 활용하여 실물배경과 동일한 가상의 배경을 사용자기기의 화면에 출력하고, 상기 객체데이터를 활용하여 실물객체와 동일한 가상의 객체(아바타)를 사용자기기의 화면에 출력하고, 가상의 캐릭터를 생성하여 사용자기기의 화면에 출력함으로써, 사용자가 상기 아바타를 조작하여 상기 캐릭터와 상호 작용할 수 있도록 하는 역할놀이를 제공하는 역할놀이 콘텐츠 출력모듈을 포함하여 이루어진다.

또한 상기 본 시스템을 이용한 본 방법은 (S1) 상기 배경 인식모듈이 실물배경을 인식하여 상기 배경데이터를 추출하는 단계, (S2) 상기 실물객체 인식모듈이 실물배경에 배치된 실물객체를 인식하여 상기 객체데이터를 추출하는 단계, (S3) 상기 역할놀이 콘텐츠 출력모듈이, 상기 배경데이터를 활용하여 실물배경과 동일한 가상의 배경을 상기 사용자기기의 화면에 출력하고, 상기 객체데이터를 활용하여 상기 아바타를 상기 사용자기기의 화면에 출력하고, 상기 가상의 캐릭터를 생성하여 상기 사용자기기의 화면에 출력함으로써, 사용자가 상기 아바타를 조작하여 상기 캐릭터와 상호 작용할 수 있도록 하는 상기 역할놀이를 제공하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 구성, 단계 및 특징으로 이루어진 본 발명은

증강현실(AR)과 가상현실(VR)을 조합한 혼합현실(MR)과 실물객체(실제 인형, 캐릭터 모형, 2D 이미지 등)를 이용하여 역할놀이 콘텐츠를 제공하여, 사용자(특히 어린이)에 대한 교육 및 학습 효과를 극대화시킴은 물론, 역할 놀이 콘텐츠를 구성하는 다양한 이벤트를 녹화 및 재현하여, 타 사용자와 연출 내용, 즉 이벤트를 공유할 수 있도록 하고, 이를 통해 역할 놀이 콘텐츠의 제공을 포털 서비스화하는 등, 다수의 사용자 간의 공유 커뮤니티를 형성할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 시스템의 구성도.
도 2는 본 방법의 과정도.
도 3은 본 발명의 제1실시예.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제2실시예.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명은 증강현실(AR)과 가상현실(VR)을 조합한 혼합현실(MR)과 실물객체(실제 인형, 캐릭터 모형, 2D 이미지 등)를 이용하여 역할놀이 콘텐츠를 제공하여, 사용자(특히 어린이)에 대한 교육 및 학습 효과를 극대화시키는 역할놀이 콘텐츠 제공 시스템 및 이를 이용한 역할놀이 콘텐츠 제공 방법에 관한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 혼합현실 및 실물객체를 이용한 역할놀이 콘텐츠 제공 시스템(이하 본 시스템(S)) 및 이를 이용한 역할놀이 콘텐츠 제공 방법(이하 본 방법(M))에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 시스템(S)의 구성을 도시한 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 시스템(S)은 배경 인식모듈(1), 실물객체 인식모듈(2) 및 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)을 포함하여 이루어진다.

각 구성 별로, 배경 인식모듈(1)은 실물배경을 인식하여 배경데이터를 추출하는 구성으로, 실물배경에 배치되는 실물객체를 가상의 객체인 아바타로 변환하기 위해, 실물배경의 형태, 굴곡정도, 명도 및 조도, 색상 등등 실물배경에 대한 각종 정보인 배경데이터를 추출한다.

다음으로, 실물객체 인식모듈(2)은 실물객체를 인식하여 객체데이터를 추출하는 구성으로, 실물배경에 배치되는 실물객체를 가상의 객체인 아바타로 변환하기 위해, 실물객체의 형태, 색상, 실물배경 내 위치 등등 실물객체에 대한 각종 정보인 객체데이터를 추출한다.

이러한 배경 인식모듈(1)과 객체 인식모듈(2)은 수행하는 기능에 따라 둘로 구분하였지만, 하나의 구성으로 이루어질 수도 있다. 또한 배경 인식모듈(1)과 객체 인식모듈(2)은 특히 컴퓨터 비전 기술에 의해 구현될 수 있다.

다음으로, 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)은 배경데이터를 활용하여 실물배경과 동일한 가상의 배경을 사용자기기의 화면에 출력하고, 객체데이터를 활용하여 실물객체와 동일한 가상의 객체(아바타)를 사용자기기의 화면에 출력하고, 가상의 캐릭터를 생성하여 사용자기기의 화면에 출력함으로써, 사용자가 아바타를 조작하여 캐릭터와 상호 작용할 수 있도록 하는 역할놀이를 제공하는 구성이다.

여기에서 아바타는 사용자를 대변하는 가상의 객체로, 실물객체를 가상의 배경 공간에서 사용자가 직접 조작하고 움직일 수 있는 일종의 역할놀이 속 캐릭터이다.

이러한 아바타의 효과적인 구현을 위해, 실물객체는 인식률이 높은 형태의 모형으로 제작되는 것이 바람직하고, 배경 인식모듈(1) 및 객체 인식모듈(2)은 Template Matching과 같은 2D 이미지 객체 인식 기술을 필요로 하는데, 실물객체의 인식률 향상에 관한 내용은 공지된 다른 기술에 의해 적용 및 실시될 수 있다.

다음, 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)이 생성하는 가상의 캐릭터는 아바타와 상호 작용하는 캐릭터로, 일종의 게임 속 NPC(Non-Player Character)와 유사한 역할을 한다.

또한 아바타와 캐릭터 간의 상호 작용은 해당 역할놀이 콘텐츠가 제공하고자 하는 일련의 행위에 해당하며, 역할놀이 콘텐츠의 컨셉은 아바타와 캐릭터 간의 상호 작용이 어떻게 구성되느냐에 따라 결정된다.

아울러 아바타의 조작은 컨트롤러, 터치스크린, 버튼 등 사용자기기의 다양한 입력수단을 통해 이루어질 수 있다.

추가로, 본 발명에서 사용자기기는 MR 배경보드, 증강현실기기(안경형 디바이스), 스마트폰 등을 포함할 수 있으며, 구체적으로 MR 배경보드는 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)이 출력하는 화면을 실물배경에서 출력될 수 있도록 실물배경 곳곳에 배치되는 구성요소이고, 증강현실기기, 특히 안경형 디바이스는 MR 배경보드를 통해 현실감 있게 출력되는 화면을 제공하는 구성요소이며, 스마트폰은 화면 출력은 물론 아바타의 조작이 가능하도록 하는 구성이다.

상기 구성 및 특징으로 이루어진 본 발명의 실시를 예를 들어보면,

실물배경은 인형의 집일 수 있고, 실물객체는 인형의 집에 배치된 특정인형일 수 있으며, 이 때 배경 인식모듈(1)은 인형의 집의 색상, 형태, 굴곡, 꺾임 등과 관련한 배경데이터를 추출하고, 실물객체 인식모듈(2)은 인형의 형태, 색상, 인형의 집 내 특정인형의 위치 등과 관련한 객체데이터를 추출한다.

또한 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)에 의해 사용자기기의 화면에 인형의 집과 동일한 가상의 배경(인형의 집)이 출력되고, 상기한 특정인형은 아바타화되어 사용자기기의 화면에 출력됨과 더불어 사용자기기에 의해 조작되고, 추가로 사용자기기의 화면에는 가상의 캐릭터(예: 특정인형의 부모, 역할놀이의 스토리를 진행하는 등장인물 등)가 출력되고, 사용자는 사용자기기를 통해 아바타를 조작함으로써 가상의 캐릭터와 상호 작용을 통해 역할놀이 콘텐츠를 진행한다.

보다 구체적으로 예를 들면, 역할놀이 콘텐츠가 '백설공주'의 이야기로 가정하면, 실물배경은 난장이의 집 모형일 수 있고, 실물객체는 백설공주 인형이 되며, 가상의 캐릭터는 일곱명의 난장이일 수 있는 것이다.

또 다른 예로, 부모가 난장이의 집 모형 곳곳에 MR 배경보드를 배치하고, 자녀는 안경형 디바이스를 착용하여 백설공주 및 일곱명의 난장이의 상호 작용(백설공주 동화의 스토리에 따른 일련의 이벤트 동작)을 관람할 수 있으며, 부모는 스마트폰을 통해 역할놀이 콘텐츠가 출력되는 화면을 보면서 백설공주의 행동을 조작할 수 있는 것이다.

이러한 구성 및 특징으로 이루어진 본 발명은 사용자(특히 어린이)에 대한 교육 및 학습 효과를 극대화시키는 역할놀이 콘텐츠를 제공할 수 있다.

도 2는 상기한 본 시스템(S)을 이용한 역할놀이 콘텐츠 제공 방법에 관한 각 단계를 도시한 과정도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 방법(M)은 배경데이터 추출단계(S1), 객체데이터 추출단계(S2), 역할 놀이 제공 단계(S3)를 포함하여 이루어진다.

각 단계 별로, 배경데이터 추출단계(S1)는 배경 인식모듈(1)이 실물배경을 인식하여 상기 배경데이터를 추출하는 단계이다.

또한 객체데이터 추출단계(S2)는 실물객체 인식모듈(2)이 실물배경에 배치된 실물객체를 인식하여 객체데이터를 추출하는 단계이다.

다음 역할 놀이 제공 단계(S3)는 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)이, 배경데이터를 활용하여 실물배경과 동일한 가상의 배경을 사용자기기의 화면에 출력하고, 객체데이터를 활용하여 아바타를 사용자기기의 화면에 출력하고, 가상의 캐릭터를 생성하여 사용자기기의 화면에 출력함으로써, 사용자가 아바타를 조작하여 캐릭터와 상호 작용할 수 있도록 하는 역할놀이를 제공하는 단계이다.

상기 단계로 이루어진 본 발명은 사용자(특히 어린이)에 대한 교육 및 학습 효과를 극대화시키는 역할놀이 콘텐츠를 제공하고, 그 특징 및 개별 효과는 앞서 언급한 본 시스템(S)의 그것과 동일하다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 관한 것이다.

제1실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 시스템(S)은 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)과 통신하는 관리서버(4)를 더 포함하되, 본 방법(M)은 이벤트 재현 단계(S4)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

구체적으로, 관리서버(4)는 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)이 아바타와 캐릭터 간의 상호 작용을 녹화, 수집, 처리한 녹화데이터를 전송받아 데이터베이스에 저장하고, 이 녹화데이터를 기 저장된 질의 처리(Query Processing)에 따라 이벤트를 추출하며, 추출된 이벤트를 공유 가능한 형태로 재현하는 구성이다.
여기에서 '질의 처리'라 함은 시스템 사용자로부터 질의가 들어왔을 때 데이터베이스에서 사용자가 원하는 답을 가장 효율적인 과정을 통해 찾아서 결과를 출력해주는 일련의 과정으로, 상기한 예(백설공주와 일곱명의 난장이)에서는 백설공주 동화의 스토리에 따른 일련의 이벤트 동작을 추출하는 것이다.
또한 이벤트 재현 단계(S4)는 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)이 객체와 캐릭터 간의 상호 작용을 녹화하여 이벤트로 재현하는 단계로, 특히 이 (S4) 단계는 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)이 아바타와 캐릭터 간의 상호 작용을 녹화하여 녹화데이터를 수집하는 단계(S41), 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)이 녹화데이터를 시간 순 배열, 랜더링 및 모델링하는 단계(S42), 시간 순 배열, 랜더링 및 모델링된 녹화데이터를 관리서버(4)에서 전송받아 데이터베이스에 저장하는 단계(S43), 관리서버(4)가 저장된 녹화데이터를 기 저장된 질의 처리(Query Processing)에 따라 이벤트를 추출하는 단계(S44) 및, 관리서버(4)가 추출된 이벤트를 공유 가능한 형태로 재현하는 단계(S45)를 포함한다.

삭제

상기 구성 및 특징으로 이루어진 제1실시예에 따른 본 발명은 다양한 가상 객체(캐릭터)와의 연동, 실물객체(아바타)와의 연동, 배경객체(배경)와의 연동을 통해 상황에 따른 역할극(역할 놀이)을 수행할 때, 역할 놀이를 구성하는 다양한 상호 작용 중 중요 이벤트를 녹화하고 해당 이벤트를 바탕으로 재현할 수 있다.

이러한 이벤트 재현 기능을 통해 본 발명은 타 사용자와 연출 내용, 즉 이벤트를 공유할 수 있고, 이에 본 방법(M)을 포털 서비스화하는 등, 다수의 사용자 간의 공유 커뮤니티를 형성할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제2실시예를 도시한 도면이다.

먼저 도 4에 도시된 바와 같이, 본 시스템(S) 및 본 방법(M)은 제어신호를 통해 배경 인식모듈(1), 실물객체 인식모듈(2) 및 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)을 제어하는 제어모듈(5) 및, DC 신호용 전원으로부터 상기 제어신호를 생성하는 신호생성모듈(100)을 더 포함하여 이루어질 수 있음을 특징으로 한다.

제어모듈(5)의 제어신호에는 고주파에 의한 영향, 전원부의 강한 전계장에 의한 간섭, 외부 환경(온도, 습도, 먼지 등)에 의한 영향 등, 각종 외부요인에 의해 노이즈가 유입될 가능성이 있다.

제어신호에 유입된 노이즈는 제어신호의 전압 레벨을 급증 또는 급감시켜 각 구성(각 모듈 포함)의 불안정한 동작을 야기하고, 나아가 오작동 및 고장의 원인이 될 수 있다.

본 발명은 이를 해결하기 위해, 노이즈의 유입 가능성을 원천 배제한 클린 상태의 제어신호를 생성하는 신호생성모듈(100)을 구비하여, 제어신호에 유입될 노이즈를 사전에 검출 및 제거하고, 이를 통해 안정된 동작 제어가 가능하도록 하였다.

본 발명의 신호생성모듈(100)은 여러 단계를 거쳐 노이즈를 검출 및 제거하며, 최종적으로 제어신호 출력에 앞서 제어신호의 노이즈 포함 여부를 재 검출하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도 5를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 신호생성모듈(100)에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.

(설명의 편의를 위해 이하에서 소자 단위의 명명은 구분하지 않았다. 따라서 각 소자가 포함되는 해당 회로를 통해 유추하거나 또는 도면참조부호를 통해 구분지어 해석하는 것이 바람직하다.)

도 5에 도시된 바와 같이, 신호생성모듈(100)은 DC 신호용 전원을 증폭하는 노이즈증폭부(110), 증폭된 신호용 전원에 포함된 노이즈를 검출하는 노이즈검출부(120), 검출된 노이즈를 제거하는 필터부(130), 노이즈 검출 시에만 필터부를 구동시키는 필터구동부(140), 노이즈가 제거된 신호용 전원으로부터 제어신호를 생성하는 신호생성부(150) 및, 생성된 제어신호를 안정화하여 출력하는 신호출력부(160)를 포함하여 이루어진다.

이러한 신호생성모듈(100)은 노이즈증폭부(110)에서 DC 신호용 전원을 증폭함으로써 이에 포함된 노이즈 역시 증폭시켜 검출이 용이하도록 하고, 노이즈검출부(120)에서 증폭된 신호용 전원에 포함된 노이즈를 검출하며, 필터부(130)에서 검출된 노이즈를 제거하되, 필터구동부(140)를 통해 노이즈 검출 시에만 노이즈 제거 과정을 수행하도록 하여 불필요한 전력 소모 및 동작 과부하를 방지하고, 신호생성부(150)에서 노이즈가 제거된 신호용 전원으로부터 클린한 제어신호를 생성하며, 이를 신호출력부(160)에서 클린 여부를 확인하여 출력한다.

이하 도 5를 참고하여 신호생성모듈(100)의 각 부 구성에 대한 보다 상세한 설명 및 동작 과정에 대한 설명, 그리고 그에 따른 효과에 대한 설명을 진행하기로 한다.

노이즈증폭부(110)는 신호용 전원을 1차 증폭하는 제1증폭회로(111) 및, 2차 증폭하는 제2증폭회로(112)를 포함하여 이루어진다.

제1증폭회로(111)와 제2증폭회로(112)는 동일 구조로 이루어지고, 각각 앰프(A101)(A102), 앰프(A101)(A102)의 (+)단에 연결된 분배저항(R101)(R102)(R103)(R104) 및 캐패시터(C101)(C102), 앰프(A101)(A102)의 출력단과 (-)단 사이에 상호 병렬로 연결된 피드백 저항(R105)(R106) 및 캐패시터(C105)(C106)를 포함한다.

제1증폭회로(111) 및 제2증폭회로(112)의 동작 및 효과를 제1증폭회로(111)를 예로 들어 설명하면, 앰프(A101)는 분배저항(R101)(R102)과 피드백저항(R106), 그리고 접지 저항에 의해 비반전 증폭기로 동작하여 신호용 전원의 전압 레벨을 증폭시킴에 따라 노이즈 역시 함께 증폭시켜 노이즈의 검출이 용이하도록 한다. 이때 피드백 캐패시터(C105)는 앰프(A101)의 발진을 방지한다.

제2증폭회로(112)에서도 동일한 과정을 거쳐 신호용 전원의 증폭이 이루어진다.

또한 노이즈증폭부(110)는 제1증폭회로(111)의 앰프 출력단과 제2증폭회로(112)의 앰프 (+)단은 서로 연결되는 것을 특징으로 하며, 이를 통해 신호용 전원이 제1증폭회로(111)에서 1차로 증폭되고, 그 출력이 제2증폭회로(112)로 전송되어 2차 증폭됨에 따라 신호용 전원을 2중으로 보다 현저하게 증폭시켜 노이즈 검출이 용이하게 이루어지도록 한다.

다음으로, 노이즈검출부(120)는 비교기(121), 이 비교기(121)의 (-)단에 연결된 인가회로(122), 비교기(121)의 (+)단에 연결된 기준회로(123)를 포함하여 이루어진다.

보다 구체적으로, 인가회로(122)는 상호 직렬 배치된 직류성분 제거용 저항(R201) 및 캐패시터(C201)와 노이즈확인용 저항(R202)을 포함한다.

또한 기준회로(123)는 상호 병렬 배치되어 노이즈 판단을 위한 기준전압을 제공하는 바이어스 저항들(R203)(R204)(R205)을 포함한다.

상기 구성 및 특징으로 이루어진 노이즈검출부(120)의 동작 및 효과에 대해 설명하면, 인가회로(122)는 노이즈증폭부(110)에서 증폭된 신호용 전원을 저항(R201) 및 캐패시터(C201)를 통해 직류성분을 제거하고 노이즈 성분만 남긴다. 이 후 노이즈 성분을 저항(R202)에 인가한다.

이 후 기준회로는 바이어스 저항들(R203)(R204)(R205)에 의해 기준전압을 생성하고, 비교기(121)가 기준전압과 저항(R202)에 인가된 노이즈 전압을 비교함으로써 노이즈 발생 여부를 검출하고, 노이즈 검출 시 필터구동부(140)에 구동신호를 전송하여 필터부(130)를 구동함으로써 신호용 전원에 포함된 노이즈를 제거하고, 노이즈 미 검출 시 필터구동부(140)에 비구동신호를 전송하거나 또는 신호를 전송하지 않아 필터부(130)를 구동시키지 않고, 신호용 전원이 바로 신호생성부로 전달되도록 한다.(비구동신호를 전송하거나 신호를 전송하지 않는 실시의 선택은 필터구동부(140)의 사양에 따라 달라질 수 있을 것이다.)

(필터구동부(140)의 구체적인 회로 구성은 이미 널리 공지된 사항인 바, 그 상세한 설명은 생략하여도 통상의 기술자의 실시에 무리가 없을 것이다.)

추가적으로, 도 5에 도시된 바와 같이 노이즈검출부(120)는 릴레이로 전송하는 신호를 지연시키는 딜레이회로(124)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

딜레이회로(124)는 상호 병렬 배치되는 역방향 다이오드(D201) 및 저항(R206)과, 이에 병렬 연결된 캐패시터(C202)를 포함하여 이루어진다.

이러한 딜레이회로(124)의 구비를 통해 필터구동부(140)의 수명을 연장할 수 있는데, 일반적으로 노이즈는 연속적, 주기적으로 발생하지 않고 간헐적으로 발생하기 때문에 필터구동부(140)가 구동 및 비구동을 반복하면서 수명 저하가 발생하게 되므로, 딜레이회로(124)를 구비하여 필터구동부(140)의 작동 후 일정 시간 경과 전까지는 계속하여 필터구동부(140)를 구동하도록 하여 수명을 연장시키는 것이 바람직하다.

다음으로, 필터부(130)는 각각의 출력단과 입력단이 순차적으로 연결된 제1 내지 제3필터링회로(131)(132)(133)를 포함하여 이루어진다.

제1필터링회로(131)는 서로의 에미터와 컬렉터가 연결되어 있는 npn타입 제1 및 제2트랜지스터(Q301)(Q302)를 포함하되, 제1 및 제2트랜지스터(Q301)(Q302)의 베이스에는 각각 상호 병렬 배치된 스위칭다이오드(D301)(D302) 및 캐패시터(C301)(C302)가 연결되고, 제1트랜지스터(Q301)의 베이스와 제2트랜지스터(Q302)의 베이스 사이에는 상호 병렬 배치된 두 개의 캐패시터(C303)(C304)와, 캐패시터(C304)와 직렬을 이루는 두 저항(R303)(R304)이 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한 제2필터링회로(132)는 제1필터링회로(131)와 동일 구조를 갖는다.

아울러 제3필터링회로(133)는 상호 병렬 배치된 두 개의 캐패시터(C305)(C306)와, 캐패시터(C306)와 직렬로 연결된 두 저항(R305)(R306)을 포함하되, 제2필터링회로(132)와 제3필터링회로(133) 사이에는 역류 방지용 다이오드(D303)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성 및 특징으로 이루어진 필터부(130)를 통해, 3단에 걸쳐 노이즈를 제거할 수 있어 종래의 노이즈필터에 비해 노이즈 제거 효과가 우수하고, 노이즈의 제거 후 직류에 가까운 일정한 파형을 갖는 신호용 전원을 출력할 수 있기 때문에 추가적인 정류나 직류화 과정을 거치지 않아도 되는 장점이 있다.

이상의 설명에서 각 회로를 구성하는 부가적인 소자에 대한 설명은 생략하였으나, 이는 통상의 기술자의 실시에 따라 설계 변경 가능한 것이다.

또한 이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

S: 본 시스템 M: 본 방법
1: 배경 인식모듈 2: 실물객체 인식모듈
3: 역할놀이 콘텐츠 출력모듈 4: 관리서버
5: 제어모듈 100: 신호생성모듈

Claims (4)

1. 실물배경을 인식하여 실물배경의 형태, 굴곡정도, 명도 및 조도 및 색상을 포함하는 배경데이터를 추출하는 배경 인식모듈(1);
   실물객체를 인식하여 실물객체의 형태, 색상, 실물배경 내 위치를 포함하는 객체데이터를 추출하는 실물객체 인식모듈(2); 및
   상기 배경데이터를 활용하여 실물배경과 동일한 가상의 배경을 사용자기기의 화면에 출력하고, 상기 객체데이터를 활용하여 실물객체와 동일한 가상의 객체(아바타)를 사용자기기의 화면에 출력하고, 가상의 캐릭터를 생성하여 사용자기기의 화면에 출력함으로써, 사용자가 상기 아바타를 조작하여 상기 캐릭터와 상호 작용할 수 있도록 하는 역할놀이를 제공하는 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3);
   을 포함하고,
   상기 사용자기기는 MR 배경보드, 안경형 디바이스, 스마트폰을 포함하고,
   상기 MR 배경보드는 상기 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)이 출력하는 화면을 실물배경에서 출력될 수 있도록 실물배경 곳곳에 배치되고,
   상기 안경형 디바이스는 상기 MR 배경보드를 통해 현실감 있게 출력되는 화면을 제공하고,
   상기 스마트폰은 화면 출력은 물론 상기 아바타의 조작을 제공하고,
   상기 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)과 통신하는 관리서버(4), 제어신호를 통해 상기 배경 인식모듈(1), 실물객체 인식모듈(2) 및 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)을 제어하는 제어모듈(5) 및, DC 신호용 전원으로부터 상기 제어신호를 생성하는 신호생성모듈(100)을 더 포함하고,
   신호생성모듈(100)은 DC 신호용 전원을 증폭하는 노이즈증폭부(110), 증폭된 신호용 전원에 포함된 노이즈를 검출하는 노이즈검출부(120), 검출된 노이즈를 제거하는 필터부(130), 노이즈 검출 시에만 필터부를 구동시키는 필터구동부(140), 노이즈가 제거된 신호용 전원으로부터 제어신호를 생성하는 신호생성부(150) 및, 생성된 제어신호를 안정화하여 출력하는 신호출력부(160)를 포함하되,
   노이즈증폭부(110)는 신호용 전원을 1차 증폭하는 제1증폭회로(111) 및, 2차 증폭하는 제2증폭회로(112)를 포함하되,
   상기 제1증폭회로(111) 및 상기 제2증폭회로(112)는 각각 앰프(A101)(A102), 앰프(A101)(A102)의 (+)단에 연결된 분배저항(R101)(R102)(R103)(R104) 및 캐패시터(C101)(C102), 앰프(A101)(A102)의 출력단과 (-)단 사이에 상호 병렬로 연결된 피드백 저항(R105)(R106) 및 캐패시터(C105)(C106)를 포함하며, 상기 제1증폭회로(111)의 앰프 출력단과 상기 제2증폭회로(112)의 앰프 (+)단은 서로 연결되고,
   상기 노이즈검출부(120)는 비교기(121), 이 비교기(121)의 (-)단에 연결된 인가회로(122), 비교기(121)의 (+)단에 연결된 기준회로(123)를 포함하되,
   상기 인가회로(122)는 상호 직렬 배치된 직류성분 제거용 저항(R201) 및 캐패시터(C201)와 노이즈확인용 저항(R202)을 포함하고,
   상기 기준회로(123)는 상호 병렬 배치되어 노이즈 판단을 위한 기준전압을 제공하는 바이어스 저항들(R203)(R204)(R205)을 포함하고,
   상기 노이즈검출부(120)는 상호 병렬 배치되는 역방향 다이오드(D201) 및 저항(R206)과, 이에 병렬 연결된 캐패시터(C202)를 포함하는 딜레이회로(124)를 더 포함하고,
   상기 필터부(130)는 각각의 출력단과 입력단이 순차적으로 연결된 제1 내지 제3필터링회로(131)(132)(133)를 포함하되, 상기 제1필터링회로(131)는 서로의 에미터와 컬렉터가 연결되어 있는 npn타입 제1 및 제2트랜지스터(Q301)(Q302)를 포함하되, 상기 제1 및 제2트랜지스터(Q301)(Q302)의 베이스에는 각각 상호 병렬 배치된 스위칭다이오드(D301)(D302) 및 캐패시터(C301)(C302)가 연결되고, 상기 제1트랜지스터(Q301)의 베이스와 상기 제2트랜지스터(Q302)의 베이스 사이에는 상호 병렬 배치된 두 개의 캐패시터(C303)(C304)와, 캐패시터(C304)와 직렬을 이루는 두 저항(R303)(R304)이 연결되고,
   상기 제2필터링회로(132)는 상기 제1필터링회로(131)와 동일 구조를 갖고,
   상기 제3필터링회로(133)는 상호 병렬 배치된 두 개의 캐패시터(C305)(C306)와, 캐패시터(C306)와 직렬로 연결된 두 저항(R305)(R306)을 포함하되, 상기 제2필터링회로(132)와 상기 제3필터링회로(133) 사이에는 역류 방지용 다이오드(D303)가 구비된 것을 특징으로 하는 역할놀이 콘텐츠 제공 시스템.
   
2. 청구항 1에 기재된 역할놀이 콘텐츠 제공 시스템을 이용한 역할놀이 콘텐츠 제공 방법에 있어서,
   (S1) 상기 배경 인식모듈(1)이 실물배경을 인식하여 상기 배경데이터를 추출하는 단계;
   (S2) 상기 실물객체 인식모듈(2)이 실물배경에 배치된 실물객체를 인식하여 상기 객체데이터를 추출하는 단계;
   (S3) 상기 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)이, 상기 배경데이터를 활용하여 실물배경과 동일한 가상의 배경을 상기 사용자기기의 화면에 출력하고, 상기 객체데이터를 활용하여 상기 아바타를 상기 사용자기기의 화면에 출력하고, 상기 가상의 캐릭터를 생성하여 상기 사용자기기의 화면에 출력함으로써, 사용자가 상기 아바타를 조작하여 상기 캐릭터와 상호 작용할 수 있도록 하는 상기 역할놀이를 제공하는 단계;
   를 포함하되,
   (S4) 상기 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)이 상기 객체와 상기 캐릭터 간의 상호 작용을 녹화하여 이벤트로 재현하는 단계를 더 포함하고,
   상기 (S4) 단계는
   (S41) 상기 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)이 상기 상호 작용을 녹화하여 녹화데이터를 수집하는 단계,
   (S42) 상기 역할놀이 콘텐츠 출력모듈(3)이 상기 녹화데이터를 시간 순 배열, 랜더링 및 모델링하는 단계,
   (S43) 시간 순 배열, 랜더링 및 모델링된 상기 녹화데이터를 상기 관리서버(4)에서 전송받아 데이터베이스에 저장하는 단계,
   (S44) 상기 관리서버(4)가 저장된 상기 녹화데이터를 기 저장된 질의 처리(Query Processing, 시스템 사용자로부터 질의가 들어왔을 때 데이터베이스에서 사용자가 원하는 답을 가장 효율적인 과정을 통해 찾아서 결과를 출력해주는 일련의 과정)에 따라 이벤트를 추출하는 단계 및,
   (S45) 상기 관리서버(4)가 추출된 상기 이벤트를 공유 가능한 형태로 재현하는 단계를 포함하는 역할놀이 콘텐츠 제공 방법.
3. 삭제
4. 삭제

Images