KR101922677B1 - 체험장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 체험장치에 관한 것으로서, 제1 공간을 이동하는 아바타; 및 제2 공간에 있는 체험자가 상기 아바타에 탑승한 것과 같은 체험을 하도록 그 체험자에게 자극을 가하는 시뮬레이터;를 포함할 수 있다. 이에 의하여, 현실감을 향상시키고, 상대적으로 적은 시간과 비용으로 다양한 환경을 체험하도록 할 수 있다.

Description

체험장치{EXPERIENCE APPARATUS}
본 발명은, 체험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 체험자가 소정의 환경에 직접 노출된 것과 같은 체험을 할 수 있도록 한 체험장치에 관한 것이다.
통상적으로, 사람들에게는 소정의 환경(예를 들어, 일상적으로 경험하기 어려운 환경)을 직접 체험하지 않고서도 그 환경에 들어간 것과 같은 체험을 하고자 하는 욕구가 있었고, 이러한 욕구를 충족시키기 위해 최근에는 가상현실을 제작하고 그 제작된 가상현실을 체험자에게 제공하는 체험장치가 개발되고 있다.
대한민국 등록실용신안공보 0342223호에는 종래의 체험장치가 개시되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 체험장치에 있어서는, 현실감이 저하되는 문제점이 있었다. 즉, 종래의 체험장치를 통해 체험자가 체험하는 환경은 컴퓨터 등을 통해 제작자가 사전에 제작해 놓은 가상현실이지, 실제 환경이 아니다. 그리고, 소요 시간과 소요 비용을 고려하였을 때 가상현실을 실제 환경 수준으로 제작하는 것은 현실적으로 불가능하고, 이에 따라 실제 환경과 차이가 날 수밖에 없는 가상현실을 체험하기 때문에, 현실감이 저하될 수밖에 없다. 한편, 종래의 체험장치는 체험자에게 영상만을 제공하기 때문에, 체험자가 시각을 통해 감지하는 자극과 물리적 움직임을 통해 감지하는 자극이 서로 일치되지 않는 문제점이 있었다. 이에 따라, 체험자가 이질감을 느끼고, 몰입도가 저하되며, 결국 현실감이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 체험을 하는데 상당한 시간과 비용이 소요되고, 이에 따라 체험할 수 있는 환경이 제한적인 문제점이 있었다. 즉, 체험자에게 자극을 제공하는 기기를 개발 및 제작하는데 소요되는 시간과 비용 외에도, 가상현실을 제작하는데 상당한 시간과 비용이 소요된다. 특히, 현실감 향상을 위해 가상현실의 퀄러티를 높이는 데에는 소요 시간과 소요 비용이 더욱 증가된다. 그리고, 이와 같이 상당한 시간과 비용을 투입하여 제작되는 가상현실은 하나일 뿐이고, 다양한 체험을 위해 다양한 가상현실을 제작하는 데에는 기하급수적인 시간과 비용이 소요된다. 결국, 제작 가능한 가상현실의 퀄러티와 종류는 제한적일 수밖에 없고, 이에 따라 체험 가능한 환경이 제한적일 수밖에 없다.
대한민국 등록실용신안공보 0342223호
따라서, 본 발명은, 현실감을 향상시킬 수 있는 체험장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 체험을 하는데 소요되는 시간과 비용을 절감하고, 다양한 환경을 체험하도록 할 수 있는 체험장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 제1 공간을 이동하는 아바타; 및 제2 공간에 있는 체험자가 상기 아바타에 탑승한 것과 같은 체험을 하도록 그 체험자에게 자극을 가하는 시뮬레이터;를 포함하는 체험장치를 제공한다.
상기 아바타는 상기 제1 공간을 이동하는 동안 그 아바타가 겪는 영상 및 움직임을 수집하여 상기 시뮬레이터로 전송하고, 상기 시뮬레이터는 상기 아바타로부터 수신하는 영상 및 움직임을 체험자에게 제공하도록 형성될 수 있다.
상기 아바타는 상기 제1 공간을 이동하는 동안 그 아바타가 겪는 소리도 수집하여 상기 시뮬레이터로 전송하고, 상기 시뮬레이터는 상기 아바타로부터 수신하는 소리도 체험자에게 제공하도록 형성될 수 있다.
상기 아바타는, 외관을 형성하는 보디; 상기 보디를 이동시키는 이송수단; 상기 보디에서 보이는 영상을 수집하는 촬영기기; 상기 보디에 가해지는 물리적 움직임을 수집하는 모션캡쳐; 및 상기 촬영기기에 의해 수집되는 영상 및 상기 모션캡쳐에 의해 수집되는 움직임을 상기 시뮬레이터로 전송하는 전송기기;를 포함할 수 있다.
상기 아바타는, 상기 이송수단이 이동하는 물체 또는 생명체로 형성되어, 그 아바타가 상기 이동하는 물체 또는 생명체에 장착되는 방식으로 형성되거나, 상기 이송수단이 상기 이동하는 물체의 구동원으로 형성되어, 그 아바타 자체가 상기 이동하는 물체로 형성될 수 있다.
상기 이동하는 물체는 차량, 항공기, 미사일, 로켓, 선박 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 이동하는 물체는 상기 제1 공간에 구비되는 궤도를 따라 이동 가능한 차량으로 형성될 수 있다.
상기 궤도 및 상기 이동하는 물체는 체험자가 탑승 가능하게 형성되는 경우보다 작은 스케일로 형성될 수 있다.
복수 종류의 광고판 또는 복수 종류의 특수 효과 장치가 상기 궤도를 따라 배치될 수 있다.
상기 시뮬레이터는, 체험자로부터 입력 데이터를 수신하는 조작기기; 및 상기 아바타의 전송기기와 전기적으로 연결되고, 상기 조작기기를 통해 수신하는 입력 데이터를 상기 전송기기로 전송하는 통신기기;를 포함하고, 상기 아바타는 상기 조작기기, 상기 통신기기 및 상기 전송기기를 통해 수신하는 상기 입력 데이터에 따라 상기 이송수단이 운전되어 체험자에 의해 운전 가능하게 형성될 수 있다.
상기 보디와 상기 촬영기기 사이에는 상기 보디의 진동이 상기 촬영기기로 전달되는 것을 방지하는 완충기기가 개재될 수 있다.
상기 시뮬레이터는, 체험자에게 상기 아바타로부터 수신하는 영상을 제공하는 영상기기; 및 체험자에게 상기 아바타로부터 수신하는 움직임을 제공하는 탑승기기;를 포함할 수 있다.
상기 촬영기기는 상기 아바타를 둘러싸는 전방위 영상을 수집하도록 형성되고, 상기 영상기기는 상기 촬영기기로 수집된 전방위 영상 중 체험자의 시야에 대응되는 영상을 제공하도록 형성될 수 있다.
상기 촬영기기는 상기 아바타를 둘러싸는 전방위 영상 중 그 촬영기기의 화각(畵角) 내 영상을 수집하되, 그 촬영기기의 화각이 체험자의 시야에 따라 조절되게 형성되고, 상기 영상기기는 상기 촬영기기로 수집된 영상을 제공하도록 형성될 수 있다.
상기 영상기기는 헤드 마운트 디스플레이(HMD: Head Mount Display) 기기로 형성되고, 상기 영상기기에는 그 영상기기의 움직임을 검출하는 제1 검출부가 구비되고, 상기 탑승기기에는 그 탑승기기의 움직임을 검출하는 제2 검출부가 구비되고, 상기 체험자의 시야는 상기 제1 검출부의 측정값에서 상기 제2 검출부의 측정값이 차감되고, 그 차감된 값으로부터 연산되게 형성될 수 있다.
상기 아바타와 상기 시뮬레이터는 상기 영상기기에서 보여지는 움직임과 상기 탑승기기에서 제공되는 움직임이 서로 일치되게 형성될 수 있다.
상기 아바타는, 상기 촬영기기가 타임 라인을 기준으로 영상을 수집하고, 상기 모션캡쳐가 상기 타임 라인을 기준으로 움직임을 수집하며, 상기 타임 라인, 그 타임 라인을 기준으로 수집된 영상과 움직임을 하나의 파일로 통합하여 상기 시뮬레이터로 전송하고, 상기 시뮬레이터는, 상기 영상기기가 상기 하나의 파일에 기초하여 상기 타임 라인을 기준으로 영상을 체험자에게 제공하고, 상기 탑승기기가 상기 하나의 파일에 기초하여 상기 타임 라인을 기준으로 움직임을 체험자에게 제공하도록 형성될 수 있다.
상기 시뮬레이터는, 상기 영상기기에서 제공되어야 하는 목표 영상과 상기 영상기기에서 제공되는 실제 영상을 사전에 결정된 주파수 간격으로 비교하고 일치시키고, 상기 탑승기기에서 제공되어야 하는 목표 움직임과 상기 탑승기기에서 제공되는 실제 움직임을 사전에 결정된 시간 간격으로 비교하고 일치시키도록 형성될 수 있다.
상기 타임 라인은 복수의 타임 스탬프를 포함하고, 상기 복수의 타임 스탬프 중 상기 목표 영상 및 상기 목표 움직임에 대응되는 타임 스탬프를 목표 타임 스탬프라 하고, 상기 복수의 타임 스탬프 중 상기 실제 영상에 대응되는 타임 스탬프를 실제 영상 타임 스탬프라 하며, 상기 복수의 타임 스탬프 중 상기 실제 움직임에 대응되는 타임 스탬프를 실제 움직임 타임 스탬프라 할 수 있다. 이때, 상기 시뮬레이터는, 상기 목표 타임 스탬프와 상기 실제 영상 타임 스탬프를 비교하여 상기 목표 영상과 상기 실제 영상의 일치 여부를 비교하고, 상기 목표 타임 스탬프와 상기 실제 움직임 타임 스탬프를 비교하여 상기 목표 움직임과 상기 실제 움직임의 일치 여부를 비교하도록 형성될 수 있다.
상기 시뮬레이터는, 상기 실제 영상 타임 스탬프가 상기 목표 타임 스탬프보다 이른 시점일 경우, 상기 영상기기가 사전에 결정된 속도보다 빠른 속도로 영상을 제공하고, 상기 실제 영상 타임 스탬프가 상기 목표 타임 스탬프보다 나중 시점일 경우, 상기 영상기기가 사전에 결정된 속도보다 느린 속도로 영상을 제공하고, 상기 실제 움직임 타임 스탬프가 상기 목표 타임 스탬프보다 이른 시점일 경우, 상기 탑승기기가 사전에 결정된 속도보다 빠른 속도로 움직임을 제공하고, 상기 실제 움직임 타임 스탬프가 상기 목표 타임 스탬프보다 나중 시점일 경우, 상기 탑승기기가 사전에 결정된 속도보다 느린 속도로 움직임을 제공하도록 형성될 수 있다.
상기 탑승기기는, 체험자에게 탑승 가능한 공간을 제공하는 탑승부; 및
상기 탑승부에 움직임을 발생시키는 구동부;를 포함할 수 있다.
상기 구동부는 복수의 자유도를 갖는 로봇암으로 형성될 수 있다.
상기 구동부는 상기 탑승부에 피칭, 요잉, 롤링 및 왕복 운동 중 적어도 하나를 발생시키는 자이로 기구로 형성될 수 있다.
상기 구동부는, 복수의 자유도를 갖는 로봇암; 및 상기 로봇암의 자유 단부와 상기 탑승부 사이에 개재되고 상기 로봇암의 자유 단부를 기준으로 상기 탑승부에 피칭, 요잉, 롤링 및 왕복 운동 중 적어도 하나를 발생시키는 자이로 기구;를 포함할 수 있다.
상기 구동부는 임의의 자유도를 갖는 모션시뮬레이터로 형성될 수 있다.
상기 시뮬레이터는, 상기 아바타가 겪는 영상 및 움직임을 실시간으로 체험자에게 제공하거나, 상기 아바타가 겪는 영상 및 움직임을 저장하였다가 체험자가 체험을 원할 때마다 그 체험자에게 제공하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 체험장치는, 제1 공간을 이동하는 아바타 및 제2 공간에 있는 체험자가 상기 아바타에 탑승한 것과 같은 체험을 하도록 그 체험자에게 자극을 가하는 시뮬레이터를 포함함으로써, 현실감을 향상시킬 수 있다.
또한, 체험을 하는데 소요되는 시간과 비용을 절감하고, 다양한 환경을 체험하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체험장치를 도시한 사시도이고,
도 2는 도 1의 체험장치에서 아바타의 내부를 도시한 사시도이고,
도 3은 도 1의 체험장치에서 아바타가 이동하는 궤도에 설치되는 광고판을 도시한 사시도이고,
도 4는 도 1의 체험장치에서 아바타가 이동하는 궤도에 설치되는 특수 효과 장치를 도시한 사시도이고,
도 5는 도 1의 체험장치에서 시뮬레이터가 탑승부에 피칭을 가하는 모습을 도시한 측면도이고,
도 6은 도 1의 체험장치에서 시뮬레이터가 탑승부에 요잉을 가하는 모습을 도시한 평면도이고,
도 7은 도 1의 체험장치에서 시뮬레이터가 탑승부에 롤링을 가하는 모습을 도시한 정면도이고,
도 8은 도 1의 체험장치에서 시뮬레이터가 탑승부에 왕복운동을 가하는 모습을 도시한 정면도이고,
도 9는 도 1의 체험장치에서 시야 대응 영상 제공 및 시야 보정의 개념을 설명하기 위해 도시한 도표이고,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 체험장치를 도시한 사시도이고,
도 11 내지 도 14는 각각 도 10의 체험장치에서 시뮬레이터가 제공하는 움직임을 도시한 사시도이다.
이하, 본 발명에 의한 체험장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체험장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 체험장치에서 아바타의 내부를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 1의 체험장치에서 아바타가 이동하는 궤도에 설치되는 광고판을 도시한 사시도이고, 도 4는 도 1의 체험장치에서 아바타가 이동하는 궤도에 설치되는 특수 효과 장치를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 1의 체험장치에서 시뮬레이터가 탑승부에 피칭을 가하는 모습을 도시한 측면도이고, 도 6은 도 1의 체험장치에서 시뮬레이터가 탑승부에 요잉을 가하는 모습을 도시한 평면도이고, 도 7은 도 1의 체험장치에서 시뮬레이터가 탑승부에 롤링을 가하는 모습을 도시한 정면도이고, 도 8은 도 1의 체험장치에서 시뮬레이터가 탑승부에 왕복운동을 가하는 모습을 도시한 정면도이고, 도 9는 도 1의 체험장치에서 시야 대응 영상 제공 및 시야 보정의 개념을 설명하기 위해 도시한 도표이다.
첨부된 도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 체험장치는, 제1 공간을 이동하는 아바타(avatar)(100) 및 상기 제1 공간과 상이한 공간인 제2 공간에 있는 체험자가 상기 아바타(100)에 탑승한 것과 같은 체험을 하도록 그 체험자에게 자극을 가하는 시뮬레이터(simulator)(200)를 포함할 수 있다.
여기서, 공간이란 시공간을 의미할 수 있다. 즉, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간은 본 실시예와 같이 위치가 상이하되 시간대가 일치하는 개념일 수도 있고, 후술할 다른 실시예와 같이 위치뿐만 아니라 시간대까지 상이한 개념일 수도 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
상기 아바타(100)는 상기 제1 공간을 이동하는 동안 그 아바타(100)가 겪는 영상 및 움직임을 수집하여 상기 시뮬레이터(200)로 전송하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 아바타(100)는, 외관을 형성하는 보디(body)(110), 상기 보디(110)를 이동시키는 이송수단(120), 상기 보디(110)에서 보이는 영상을 수집하는 촬영기기(130), 상기 보디(110)에 가해지는 물리적 움직임을 수집하는 모션캡쳐(140) 및 상기 촬영기기(130)에 의해 수집되는 영상 및 상기 모션캡쳐(140)에 의해 수집되는 움직임을 상기 시뮬레이터(200)로 전송하는 전송기기(150)를 포함할 수 있다.
상기 보디(110)는, 상기 이송수단(120), 상기 촬영기기(130), 상기 모션캡쳐(140) 및 상기 전송기기(150)를 지지하는 프레임(112) 및 상기 프레임(112)을 복개하는 커버(114)를 포함할 수 있다.
상기 이송수단(120)은, 전력을 저장 및 방출하는 배터리(122), 상기 배터리(122)로부터 공급되는 전력을 구동력으로 전환하는 모터(124), 상기 모터(124)에서 발생되는 구동력을 전달하는 동력전달기구(126) 및 상기 동력전달기구(126)로부터 전달받은 구동력으로 회전되는 휠(128)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 이송수단(120)은 전력으로 구동되게 형성되나, 다른 방식(예를 들어, 화학에너지를 이용한 엔진 및 변속기 등)으로 구동되게 형성될 수도 있다.
상기 촬영기기(130)는 상기 아바타(100)(더욱 정확히는, 촬영기기(130))를 둘러싸는 360도 전방위 영상 또는 그 전방위 영상 중 일부를 촬영하는 카메라(예를 들어, 전방위 카메라, 어안렌즈를 적용하여 화각이 180도 이상인 양안 방식 스테레오 카메라 등)로 형성될 수 있다.
상기 모션캡쳐(140)는 방향 전환, 감속, 가속, 회전, 방향성 등을 수집할 수 있도록 예를 들어 자이로(gyro) 센서, 가속도 센서를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 전송기기(150)는 RF 대역의 무선 송수신 장치로 형성될 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 아바타(100)는 상기 제1 공간에 구비되는 궤도(300)를 따라 이동 가능한 차량(예를 들어, 롤러코스터)으로 형성되고, 상기 궤도(300)에는 광고를 위한 복수 종류의 광고판(310) 및 어트랙션(attraction) 향상을 위해 예를 들어 불, 물, 연무, 레이져 등을 방출하는 복수 종류의 특수 효과 장치(320)가 상기 궤도(300)를 따라 배치될 수 있다. 그리고, 상기 아바타(100), 상기 궤도(300), 상기 광고판(310) 및 상기 특수 효과 장치(320)는, 설치 및 운영에 필요한 공간 및 비용을 절감하기 위해, 체험자가 탑승 가능하게 형성되는 경우보다 작은 스케일(예를 들어, 미니어쳐 스케일)로 형성될 수 있다.
한편, 상기 아바타(100)는 상기 시뮬레이터(200)와 함께 상기 전방위 영상 중 후술할 시야 대응 영상을 제공할 수 있도록 형성될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
또한, 상기 아바타(100)는 정보 처리용 컴퓨팅 보드(160)를 더 포함하여, 상기 시뮬레이터(200)와 함께 후술할 영상기기(220)에서 보여지는 움직임과 후술할 탑승기기(230)에서 제공되는 움직임이 서로 일치되도록 형성될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
또한, 상기 아바타(100)는, 안정적이고 퀄러티 높은 영상을 수집하기 위해, 상기 보디(110)와 상기 촬영기기(130) 사이에 상기 보디(110)의 진동이 상기 촬영기기(130)로 전달되는 것을 방지하는 완충기기(170)를 더 포함할 수 있다. 상기 완충기기(170)는, 상기 촬영기기(130)를 수용하면서 상기 보디(110)(더욱 정확히는, 프레임(112))에 고정되는 환형부(172) 및 상기 환형부(172)의 내주면과 상기 촬영기기(130) 사이에 개재되고 상기 촬영기기(130)가 상기 환형부(172)의 내부에서 상대 운동 가능하도록 그 촬영기기(130)를 지지하는 완충부(174)를 포함할 수 있다. 상기 완충부(174)는 상기 촬영기기(130)를 중심으로 방사형으로 형성되고, 예를 들어 고무와 같은 탄성 재질로 형성될 수 있다.
상기 시뮬레이터(200)는 상기 아바타(100)로부터 수신하는 영상 및 움직임을 체험자에게 제공하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 시뮬레이터(200)는, 상기 아바타(100)의 전송기기(150)와 전기적으로 연결되고 상기 아바타(100)로부터 영상과 움직임(더욱 정확히는, 타임 라인, 그 타임 라인을 기준으로 수집된 영상과 움직임이 통합된 파일)을 수신하는 통신기기(미도시), 상기 통신기기(미도시)를 통해 수신한 영상을 체험자에게 제공하는 영상기기(220), 상기 통신기기(미도시)를 통해 수신한 움직임을 체험자에게 제공하는 탑승기기(230) 및 상기 영상기기(220)와 상기 탑승기기(230)를 제어하는 제어기기(미도시)를 포함할 수 있다. 이하에서는 체험자에게 제공되는 영상을 체험 영상이라 하고, 체험자에게 제공되는 물리적 움직임을 체험 움직임이라 하겠다.
상기 통신기기(미도시)는 무선 통신 장비로 형성되고, 상기 전송기기(150)로부터 영상 및 움직임을 수신할 뿐만 아니라, 후술할 다른 실시예에서와 같이 음성과 같은 다른 정보도 수신할 수 있고, 입력 데이터와 같은 정보를 상기 전송기기(150)로 전송할 수 있도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 전송기기(150)와 상기 통신기기(미도시)는 양방향 통신이 가능하도록 형성될 수 있다.
상기 영상기기(220)는 체험자가 시각을 통해 상기 아바타(100)에 탑승한 것과 같은 체험을 할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 상기 체험 영상을 보여주는 영상 표시부(디스플레이 액정)를 포함할 수 있다.
상기 탑승기기(230)는 체험자가 물리적 움직임을 통해 상기 아바타(100)에 탑승한 것과 같은 체험을 할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 체험자에게 탑승 가능한 공간을 제공하는 탑승부(232) 및 상기 탑승부(232)를 직선 운동 또는 회전 운동시킴으로써 상기 체험 움직임을 제공하는 구동부(234)를 포함할 수 있다.
상기 탑승부(232)는 체험자가 착석 가능한 의자, 체험자가 상기 의자로부터 이탈되는 것을 방지하는 안전벨트 및 체험자를 심리적으로 안정시키도록 체험자가 파지 가능한 손잡이를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 탑승부(232)는 상기 영상기기(220)가 탈착 가능하게 안착되는 거치대, 상기 영상기기(220)가 상기 거치대로부터 사전에 결정된 이격 거리보다 멀어지는 것을 방지하는 이탈방지수단, 상기 거치대로부터 상기 영상기기(220) 측으로 전원을 공급하기 위한 전원케이블 등을 더 포함할 수 있다.
상기 구동부(234)는 상대적으로 공간 제약을 덜 받으면서 체험자에게 그 체험자가 마치 실제 기구(아바타(100))에 탑승한 것과 같은 물리적 움직임을 제공할 수 있도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 체험 영상에서 표시되는 동작이 실제 기구를 통해 제공되는 것이 아니라, 그 실제 기구가 운행되는 공간보다 협소한 소정의 제한된 공간 안에서 운행되는 상기 구동부(234)에 의해 제공될 수 있다.
이러한 상기 구동부(234)는 상기 탑승부(232)를 3차원으로 움직일 수 있도록 하는 다양한 구성으로 형성될 수 있고, 본 실시예의 경우, 그 구동부(234)의 설치에 필요한 공간을 최소화하되 그 공간 내에서 움직임의 자유도를 극대화시킬 수 있도록, 상기 탑승부(232)에 피칭(Pitching), 요잉(Yawing), 롤링(Rolling) 및 왕복 운동을 발생시키는 자이로 기구로 형성될 수 있다. 여기서, 왕복 운동이란 상기 탑승부(232)가 상기 자이로 기구를 지지하는 구조물로부터 멀어지고 가까워지는 방향으로 운동되는 것을 의미한다.
상기 자이로 기구는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 탑승부(232)에 요잉을 발생시키고 도 8에 도시된 바와 같이 상기 탑승부(232)에 왕복 운동을 발생시키는 제1 기구(G100), 도 5에 도시된 바와 같이 상기 탑승부(232)에 피칭을 발생시키는 제2 기구(G200) 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 탑승부(232)에 롤링을 발생시키는 제3 기구(G300)를 포함할 수 있다.
상기 제1 기구(G100)는 상기 구조물을 기준으로 회전 및 왕복 운동 가능하게 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 구조물에는 상기 제1 기구(G100)가 삽입되는 제1 체결홈(미도시)이 형성되고, 상기 제1 기구(G100)는 상기 제1 체결홈(미도시)에 삽입되는 베이스부(G110) 및 상기 베이스부(G110)로부터 상기 구조물의 반대측으로 연장되고 상기 제2 기구(G200)를 지지하는 암부(G120)를 포함할 수 있다.
상기 베이스부(G110)는 상기 제1 체결홈(미도시)에 삽입된 상태에서 그 제1 체결홈(미도시)의 깊이 방향을 회전축으로 하여 회전 가능하게 형성되고, 상기 제1 체결홈(미도시)의 깊이방향으로 왕복 운동 가능하게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 구조물과 상기 제1 기구(G100)(더욱 정확히는, 베이스부(G110)) 사이에는 상기 제1 기구(G100)의 회전 운동에 필요한 구동력을 발생시키는 제1 액추에이터(미도시) 및 상기 제1 기구(G100)의 왕복 운동에 필요한 구동력을 발생시키는 제2 액추에이터(미도시)가 형성될 수 있다.
여기서, 별도로 도시하지는 않았지만, 상기 제1 기구는 상기 구조물을 기준으로 회전 가능하고, 상기 제2 기구를 지지하는 부위가 상기 구조물로부터 멀어지고 가까워지는 방향으로 왕복 운동 가능하게 형성될 수도 있다. 즉, 상기 암부는 상기 베이스부와 고정 결합되는 제1 암부 및 상기 제2 기구를 지지하면서 상기 제1 암부에 대해 왕복 운동 가능하게 결합되는 제2 암부를 포함하고, 상기 베이스부는 상기 제1 체결홈에 삽입된 상태에서 그 제1 체결홈의 깊이 방향을 회전축으로 하여 회전 운동만 가능하게 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 구조물과 상기 제1 기구 사이에는 상기 제1 액추에이터가 형성되고, 상기 제1 암부와 상기 제2 암부 사이에는 상기 제2 암부의 왕복 운동에 필요한 구동력을 발생시키는 제2 액추에이터가 형성될 수 있다.
상기 제2 기구(G200)는 상기 제1 기구(G100)(더욱 정확히는, 암부(G120))에 지지되고, 상기 제1 기구(G100)의 회전축에 수직한 방향으로 회전 가능하게 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 기구(G100)의 암부(G120)에는 상기 제1 체결홈(미도시)의 깊이 방향과 수직한 방향으로 연장되는 제2 체결홈(미도시)에 형성되고, 상기 제2 기구(G200)는 상기 제2 체결홈(미도시)에 삽입되는 힌지부(미도시) 및 상기 힌지부(미도시)로부터 환형으로 연장되고 상기 제3 기구(G300)를 지지하는 환형프레임부(G220)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 힌지부(미도시)는 상기 환형프레임부(G220)의 외주부로부터 그 환형프레임부(G220)의 반경방향 외측으로 연장되게 형성될 수 있다.
상기 힌지부(미도시)는 상기 제2 체결홈(미도시)에 삽입된 상태에서 그 제2 체결홈(미도시)의 깊이 방향을 회전축으로 하여 회전 가능하게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 기구(G100)의 암부(G120)와 상기 제2 기구(G200)(더욱 정확히는, 힌지부) 사이에는 상기 제2 기구(G200)의 회전 운동에 필요한 구동력을 발생시키는 제3 액추에이터(미도시)가 형성될 수 있다.
상기 제3 기구(G300)는 상기 제2 기구(G200)(더욱 정확히는, 환형프레임부)에 지지되고, 상기 제1 기구(G100)의 회전축과 상기 제2 기구(G200)의 회전축에 수직한 방향으로 회전 가능하게 형성될 수 있다. 이때, 상기 탑승부(232)은 상기 제3 기구(G300)에 고정 결합될 수 있다.
구체적으로, 상기 제3 기구(G300)는 상기 제2 기구(G200)(더욱 정확히는, 환형부(172))와 동심을 이루는 환형으로 형성되고, 그 제3 기구(G300)의 외주면이 상기 제2 기구(G200)(더욱 정확히는, 환형프레임부)의 내주면에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
그리고, 상기 제2 기구(G200)의 내주면과 상기 제3 기구(G300)의 외주면 사이에는 상기 제3 기구(G300)의 회전 운동에 필요한 구동력을 발생시키는 제4 액추에이터(미도시)가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제3 기구(G300)는 그 제3 기구(G300)의 외주면 전체가 상기 제2 기구(G200)의 내주면 전체에 대향된 상태로 그 제2 기구(G200)의 내주면에 대해 원주방향으로 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
한편, 상기 탑승부(232)의 개수와 상기 구동부(234)의 개수는 적절히 조절될 수 있다. 즉, 한 번에 한 명의 체험자가 체험할 수 있도록 하나의 구동부(234)에 하나의 탑승부(232)가 결합될 수 있다. 또는, 한 번에 여러 명의 체험자가 체험하여 회전율을 향상시킬 수 있도록 하나의 구동부(234)에 복수의 탑승부(232)가 결합될 수도 있다. 또는, 회전율을 더욱 향상시킬 수 있도록, 상기 구동부(234)가 복수로 구비되고, 각 구동부(234)마다 적어도 하나의 탑승부(232)가 결합될 수도 있다.
상기 제어기기(미도시)는 상기 아바타(100), 상기 영상기기(220) 및 상기 탑승기기(230)에 전기적으로 연결되는 서버 또는 컴퓨터로 형성되고, 상기 영상기기(220)를 제어하는 영상 제어부, 상기 구동기기를 제어하는 구동 제어부 및 상기 영상 제어부와 상기 구동 제어부를 제어하기 위한 통합 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 아바타(100) 및 상기 시뮬레이터(200)는, 체험자가 실제 환경에 들어와 있는 것(아바타(100)에 탑승한 것)과 같은 영상을 볼 수 있도록, 상기 체험 영상이 체험자를 둘러싸는 영상(아바타(100)를 둘러싸는 영상)(이하, 전방위 영상) 중 체험자의 시야에 대응되는 영상(체험자가 아바타(100)에 탑승한 상태를 전제로 체험자의 시선이 향하는 방향의 영상)(이하, 시야 대응 영상)으로 제공되는 방식(이하, 시야 대응 영상 제공 방식)으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 체험 영상은 상기 전방위 영상으로 형성되되 그 전방위 영상 중 특정 부위(체험자의 시선이 향하는 부위)에 해당되는 상기 시야 대응 영상이 상기 영상 표시부에서 보여지도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 촬영기기(130)는 전술한 바와 같이 상기 아바타(100)를 둘러싸는 전방위 영상을 수집하도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 영상기기(220) 및 상기 제어기기(미도시)는 상기 아바타(100)에서 수집된 상기 전방위 영상 중 특정 부위(체험자의 시선이 향하는 부위)에 해당되는 상기 시야 대응 영상을 상기 체험 영상으로 상기 영상 표시부에서 보여지도록 형성될 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 영상기기(220)는 예를 들어 체험자의 두부에 장착되는 헤드 마운트 디스플레이 기기(HMD: Head Mount Display)로 형성되고, 상기 영상기기(220)의 움직임을 검출하는 제1 검출부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 검출부(미도시)는 예를 들어 자이로 센서, 가속도 센서 등으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제어기기(미도시)는, 상기 아바타(100)로부터 수신하는 상기 전방위 영상을 저장하고, 상기 제1 검출부(미도시)의 측정값(제1 검출부(미도시)를 통해 검출되는 영상기기(220)의 움직임)을 주기적으로 수신하고, 상기 제1 검출부(미도시)의 측정값에 기초하여 체험자의 시야를 연산하고, 상기 전방위 영상 중 연산된 체험자의 시야에 대응되는 영상을 상기 영상 표시부로 발송하도록(영상 표시부가 제어기기(미도시)로부터 수신한 영상을 재생하도록) 형성될 수 있다.
그런데, 이 경우, 상기 제1 검출부(미도시)를 통해 검출되는 영상기기(220)의 움직임은 체험자의 시선 변경뿐만 아니라 상기 탑승기기(230)의 움직임(체험 움직임)에 의해 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 상기 탑승기기(230)가 상방으로 움직이나 체험자는 시선을 전방으로 유지하고 있는 경우에도 상기 제1 검출부(미도시)는 상기 영상기기(220)가 상방으로 이동된 것으로 검출할 수 있다. 이에 의하여, 상기 탑승기기(230)가 움직이지 않는 상태에서 체험자가 시선을 변경할 경우에는, 상기 제1 검출부(미도시)를 통해 검출되는 영상기기(220)의 움직임이 체험자의 시선 변경에 의한 영상기기(220)의 움직임과 일치되어, 상기 제1 검출부(미도시)의 측정값으로부터 연산된 체험자의 시야와 실제 체험자의 시야가 일치될 수 있다. 하지만, 상기 탑승기기(230)가 움직이는 경우에는, 상기 제1 검출부(미도시)를 통해 검출되는 영상기기(220)의 움직임이 체험자의 시선 변경에 의한 영상기기(220)의 움직임과 일치되지 않아, 상기 제1 검출부(미도시)의 측정값으로부터 연산된 체험자의 시야와 실제 체험자의 시야가 일치되지 않을 수 있다.
이를 고려하여, 본 실시예의 경우, 상기 시뮬레이터(200)는 상기 체험자의 시야 연산 시 상기 탑승기기(230)의 움직임(체험 움직임)에 의한 상기 영상기기(220)의 움직임을 배제하는 방식(이하, 시야 보정 방식)으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 탑승기기(230)는 그 탑승기기(230)의 움직임(체험 움직임)을 검출하는 제2 검출부(미도시)를 포함하고, 상기 제어기기(미도시)는 상기 제1 검출부(미도시)의 측정값에서 상기 제2 검출부(미도시)의 측정값(탑승기기(230)의 움직임에 따른 영상부의 움직임)을 차감하고, 그 차감된 값(체험자의 시야 변경에 따른 영상부의 움직임)으로부터 체험자의 시야를 연산하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 도 9를 참조하면, 기준 벡터(예를 들어, 체험 시작 시점에서 체험자의 전방을 향하는 벡터)(α)로부터 체험자가 바라보는 시선 방향의 벡터(β)까지의 각도를 제1 각도(θ1)라 하고, 상기 기준 벡터(α)로부터 검출하고자 하는 시점에서 체험자의 전방을 향하는 벡터(γ)까지의 각도를 제2 각도(θ2)라 하면, 상기 제1 검출부(미도시)는 상기 제1 각도(θ1)를 검출하여 상기 제어기기로 발송하고, 상기 제2 검출부(미도시)는 상기 제2 각도(θ2)를 검출하여 상기 제어기기로 발송하며, 상기 제어기기는 상기 제1 각도(θ1)에서 상기 제2 각도(θ2)를 차감하고 그 차감된 값(θ1-θ2)으로부터 체험자의 시야를 연산할 수 있다. 이에 의하여, 실제 체험자의 시야에 대응되는 영상이 제공될 수 있다.
여기서, 상기 제2 검출부(미도시)는 상기 탑승부(232)에 설치되는 자이로 센서, 가속도 센서 등으로 형성되거나, 상기 구동부(234)의 각 관절(액추에이터) 움직임을 센싱하여 상기 탑승부(232)의 움직임을 연산할 수 있는 센서 인터페이스 방식으로 형성될 수도 있다.
한편, 상기 아바타(100)와 상기 시뮬레이터(200)는 상기 영상기기(220)에서 보여지는 영상적 움직임(시각적 움직임)과 상기 탑승기기(230)에서 제공되는 움직임(물리적 움직임)이 일치되게 형성될 수 있다. 즉, 체험 영상과 체험 움직임이 서로 동기화되도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 체험 영상에서 보여지는 움직임과 상기 체험 움직임에서 실제 제공되는 움직임이 서로 불일치될 경우, 체험자는 이질감을 느끼고, 몰입도가 저하되며, 결과적으로 현실감이 저하될 수 있다.
이를 고려하여 본 실시예의 경우, 아바타(100)를 통한 영상 및 움직임 수집단계에서 일차적으로 상기 체험 영상에서 보일 움직임과 상기 체험 움직임에서 제공될 움직임을 일치시키고, 상기 시뮬레이터(200)를 통한 영상 및 움직임 재생단계에서 이차적으로 상기 체험 영상에서 보여지는 움직임과 상기 체험 움직임에서 제공되는 움직임을 일치시키도록 형성될 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 아바타(100)는 상기 컴퓨팅 보드(160)를 통해 상기 촬영기기(130)가 촬영하는 영상을 타임 라인을 기준으로 수집하고, 상기 모션캡쳐(140)가 측정하는 움직임을 상기 타임 라인을 기준으로 수집하며, 상기 타임 라인, 그 타임 라인을 기준으로 수집된 영상과 움직임을 하나의 파일로 통합하여 상기 시뮬레이터(200)로 전송하도록 형성될 수 있다. 이하에서는 상기 파일을 통합 파일이라 한다. 이 경우, 영상과 움직임을 서로 별개로 수집 및 전송하는 경우보다, 영상과 움직임 수집 단계에서 영상과 움직임 사이 딜레이가 발생되는 현상이 현저히 감소되고, 결과적으로 상기 영상기기(220)에서 보여질 움직임과 상기 탑승기기(230)에서 제공될 움직임이 서로 일치되기 쉬워 질 수 있다.
상기 시뮬레이터(200)는, 상기 아바타(100)로부터 수신하는 상기 통합 파일에 기초하여, 상기 영상기기(220)가 상기 타임 라인을 기준으로 영상을 체험자에게 제공하고, 상기 탑승기기(230)가 상기 타임 라인을 기준으로 움직임을 체험자에게 제공하도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 통합 파일은, 체험 시작 시점부터 체험 종료 시점까지의 체험 시간에 포함되는 복수의 시점들인 제1 내지 제n 타임 스탬프(Time Stamp), 상기 제1 내지 제n 타임 스탬프에 각각 대응되는 영상인 제1 내지 제n 영상 및 상기 제1 내지 제n 타임 스탬프에 각각 대응되는 움직임인 제1 내지 제n 움직임을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 내지 제n 타임 스탬프는 상기 타임 라인을 형성한다.
이러한 상기 통합 파일은 상기 제어기기(미도시)에 저장되고, 상기 제어기기(미도시)의 통합 제어부는 사전에 결정된 시간(예를 들어, 10ms) 간격으로 상기 제1 내지 제n 타임 스탬프를 상기 영상 제어부와 상기 구동 제어부에 순차적으로 동시 발송하고, 상기 제어기기(미도시)의 영상 제어부는 상기 제1 내지 제n 영상 중 상기 통합 제어부로부터 수신하는 타임 스탬프에 대응되는 영상을 선택하고 그 선택한 영상 중 시야 대응 영상을 상기 영상 표시부로 발송하며, 상기 제어기기(미도시)의 구동 제어부는 상기 제1 내지 제n 움직임 중 상기 통합 제어부로부터 수신하는 타임 스탬프에 대응되는 움직임을 선택하여 상기 구동부(234)로 발송하도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 시뮬레이터(200)는, 체험 중에 영상과 움직임의 지속적인 동기화를 위해, 목표 영상(영상기기(220)에서 제공되어야 하는 영상)과 실제 영상(영상기기(220)에서 제공되는 영상)을 사전에 결정된 주파수(예를 들어, 60Hz) 간격으로 비교 및 일치시키고, 목표 움직임(탑승기기(230)에서 제공되어야 하는 움직임)과 실제 움직임(탑승기기(230)에서 제공되는 움직임)을 사전에 결정된 시간(예를 들어, 12ms) 간격으로 비교 및 일치시키도록 형성될 수 있다.
이에 대해 더욱 상세히 설명하기 위해, 이하에서는, 상기 제1 내지 제n 타임 스탬프 중 상기 목표 영상 및 상기 목표 움직임에 대응되는 타임 스탬프(통합 제어부로부터 발송된 타임 스탬프)를 목표 타임 스탬프라 하고, 상기 실제 영상에 대응되는 타임 스탬프(영상 표시부로 발송된 타임 스탬프)를 실제 영상 타임 스탬프라 하며, 상기 실제 움직임에 대응되는 타임 스탬프(구동부(234)로 발송된 타임 스탬프)를 실제 움직임 타임 스탬프라 한다.
이때, 상기 시뮬레이터(200)는 상기 목표 타임 스탬프와 상기 실제 영상 타임 스탬프를 비교하여 상기 목표 영상과 상기 실제 영상의 일치 여부를 비교하도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 시뮬레이터(200)는, 상기 실제 영상 타임 스탬프가 상기 목표 타임 스탬프보다 이른 시점일 경우, 상기 영상기기(220)가 사전에 결정된 속도보다 빠른 속도로 영상을 제공하도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 시뮬레이터(200)는, 상기 실제 영상 타임 스탬프가 상기 목표 타임 스탬프보다 나중 시점일 경우, 상기 영상기기(220)가 사전에 결정된 속도보다 느린 속도로 영상을 제공하도록 형성될 수 있다.
아울러, 상기 시뮬레이터(200)는 상기 목표 타임 스탬프와 상기 실제 움직임 타임 스탬프를 비교하여 상기 목표 영상과 상기 실제 움직임의 일치 여부를 비교하도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 시뮬레이터(200)는, 상기 실제 움직임 타임 스탬프가 상기 목표 타임 스탬프보다 이른 시점일 경우, 상기 구동부(234)가 사전에 결정된 속도보다 빠른 속도로 움직임을 제공하도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 시뮬레이터(200)는, 상기 실제 움직임 타임 스탬프가 상기 목표 타임 스탬프보다 나중 시점일 경우, 상기 구동부(234)가 사전에 결정된 속도보다 느린 속도로 움직임을 제공하도록 형성될 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 체험장치의 작용효과에 대해 설명한다.
즉, 체험자가 상기 탑승기기(230)(더욱 정확히는, 탑승부(232))에 탑승하고, 체험 준비가 완료되면, 체험이 시작될 수 있다.
체험이 시작되면, 상기 아바타(100)는 상기 이송수단(120)에 의해 상기 제1 공간을 이동하며 상기 촬영기기(130), 상기 모션캡쳐(140), 상기 컴퓨팅 보드(160), 상기 전송기기(150)를 통해 그 아바타(100)가 체험하는 영상과 움직임을 상기 통합 파일로 형성하여 상기 제2 공간에 있는 상기 시뮬레이터(200)로 전송할 수 있다.
그러면, 상기 시뮬레이터(200)는 상기 통신기기(미도시), 상기 제어기기(미도시), 상기 영상기기(220) 및 상기 탑승기기(230)를 통해 실시간으로 상기 아바타(100)가 체험하는 영상과 움직임을 체험자에게 제공할 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 체험장치는, 제1 공간을 이동하는 아바타(100) 및 제2 공간에 있는 체험자가 상기 아바타(100)에 탑승한 것과 같은 체험을 하도록 그 체험자에게 자극을 가하는 시뮬레이터(200)를 포함한다.
이에 의하여, 본 실시예에 다른 체험장치는 현실감을 향상시킬 수 있다.
즉, 상기 체험장치를 통해 체험자가 체험하는 환경은 컴퓨터 등을 통해 제작자가 사전에 제작해 놓은 가상현실이 아니라 실제 환경(아바타(100)가 체험하는 제1 공간)이다.
그리고, 상기 영상기기(220) 및 상기 탑승기기(230)를 포함함에 따라, 체험자가 시각을 통해 감지하는 자극과 물리적 움직임을 통해 감지하는 자극이 서로 일치될 수 있다. 이에 의하여, 체험자가 이질감을 느끼는 것을 방지하고, 몰입도가 향상되며, 결과적으로 현실감이 향상될 수 있다.
그리고, 상기 체험 영상과 상기 체험 움직임이 동기화됨에 따라, 체험자가 시각을 통해 감지하는 자극과 물리적 움직임을 통해 감지하는 자극이 더욱 일치될 수 있다.
그리고, 상기 전방위 영상 중 상기 시야 대응 영상을 제공하도록 형성됨에 따라, 현실감을 더욱 향상시킬 수 있다. 특히, 상기 시야 대응 영상 제공에 필요한 체험자의 시야 연산 시 상기 탑승기기(230)의 움직임을 배제하도록 형성됨에 따라, 상기 탑승기기(230)의 움직임에 의해 체험자의 실제 시야와 영상의 시야가 불일치되는 경우를 미연에 방지하여, 현실감을 더욱 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 실시예에 따른 체험장치는 상대적으로 적은 시간과 비용으로 다양한 환경을 체험하도록 할 수 있다.
즉, 체험자는 가상현실이 아니라, 아바타(100)를 통해 제1 공간이라는 실제 환경을 체험할 수 있다. 이에 따라, 가상현실을 제작하지 않으므로, 그 가상현실 제작에 소요되는 시간과 비용이 절감될 수 있다. 물론, 가상현실 제작 대신, 아바타(100) 및 제1 공간(본 실시예의 경우, 궤도(300))을 제작하는데 시간 및 비용이 소요되나, 가상현실 제작에 소요되는 시간과 비용보다는 적고, 아바타(100) 및 제1 공간의 스케일을 미니어쳐 스케일로 제작할 경우 그 소요 시간과 비용은 현저히 감소될 수 있다. 여기서, 미니어쳐 스케일의 경우, 제1 공간의 구성을 변경하는데 소요되는 시간과 비용이 감소될 수 있다. 즉, 새로운 체험을 위해, 실제 롤러코스터에서 궤도(300)를 변경하는데 상당한 시간과 비용이 소요되지만, 본 실시예의 경우 궤도(300)를 변경하는데 매우 적은 시간과 비용이 소요될 수 있다. 그리고, 미니어쳐 스케일의 경우, 상기 광고판(310) 및 상기 특수 효과 장치(320)를 설치하는데 소요되는 시간과 비용이 감소되어, 최소 비용으로 최대 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 아바타(100)와 제1 공간을 구성하는데 소요되는 시간과 비용이 적으므로, 제한된 예산 내에서 다양한 위치에 각각 아바타(100)와 제1 공간을 구성하고, 그 중 하나가 선택적으로 시뮬레이터(200)에 링크되도록 형성될 수 있다. 즉, 예를 들어, 하와이에 제1 궤도 및 그 제1 궤도를 주행하는 제1 아바타, 알프스에 제2 궤도 및 그 제2 궤도를 주행하는 제2 아바타, 케냐에 제3 궤도 및 그 제3 궤도를 주행하는 제3 아바타, 태평양 바다 속에 제4 궤도 및 그 제4 궤도를 주행하는 제4 아바타를 형성하고, 선택적으로 상기 제1 아바타, 상기 제2 아바타, 상기 제3 아바타 및 상기 제4 아바타 중 어느 하나와 링크되는 시뮬레이터가 서울에 형성될 수 있다. 이 경우, 상대적으로 적은 시간과 비용으로 매우 다양한 체험을 경험하게 할 수 있다.
그리고, 상기 시뮬레이터(200)를 통해 체험자에게 자극을 제공함으로써, 공간 제약을 덜 받으면서, 상대적으로 적은 시간과 비용으로, 체험자에게 그 체험자가 마치 실제 기구에 탑승한 것과 같은 움직임을 제공할 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우 상기 아바타(100)는 궤도(300)(사전에 결정된 코스)를 따라 이동하는 차량 형태로 형성되나, 이에 대한 매우 다양한 다른 실시예가 존재할 수 있다.
즉, 상기 아바타(100)는 시뮬레이션 상 시야를 치환하며 자유롭게 이동 가능한 물체(이동수단)로 형성될 수 있다. 즉, 도로 위를 자유롭게 주행하는 차량, 도 10에 도시된 바와 같이 드론과 같은 항공기, 별도로 도시하지 않았으나 미사일, 로켓, 선박 등으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 아바타(100)가 예를 들어 관광지, 해외 명소 등을 자유롭게 이동할 수 있어, 체험자가 마치 여행을 하는 것과 같은 체험을 할 수 있다.
여기서, 상기 아바타(100)는 관리자에 의해 운전되도록 형성될 수도 있으나, 체험자가 원하는 환경을 체험할 수 있도록 체험자에 의해 운전되게 형성될 수도 있다. 즉, 상기 시뮬레이터(200)는 체험자로부터 입력 데이터를 수신하는 조작기기(미도시)를 더 포함하고, 상기 입력 데이터가 상기 통신기기(미도시)를 통해 상기 아바타(100)로 전송되고, 상기 아바타(100)는 수신되는 입력 데이터에 따라 상기 이송수단(120)이 운전되도록 형성될 수 있다.
그리고, 전술한 실시예의 경우 상기 아바타(100)는 그 아바타(100) 자체가 상기 이동하는 물체로 형성(이송수단(120)이 이동하는 물체의 구동원으로 형성)되나, 상기 아바타(100)는 상기 이동하는 물체에 장착되는 방식으로 형성(이송수단(120)이 이동하는 물체로 형성)될 수도 있다. 즉, 상기 아바타(100)는 차량, 항공기, 미사일, 로켓, 선박 등에 설치되는 유닛으로 형성될 수 있다. 이 경우, 체험자에게 그 체험자가 차량, 항공기, 미사일, 로켓, 선박 등에 탑승한 것과 같은 체험을 할 수 있고, 그 차량, 항공기 등의 개발, 성능 평가 등에 활용될 수도 있다. 또는, 상기 아바타(100)가 웨어러블(wearable) 기기로 형성되어 생명체에 입혀질 수도 있다. 이 경우, 상기 아바타(100)가 예를 들어 고래 등과 같은 동물에 장착되어, 체험자가 그 동물에 탑승한 것과 같은 체험을 할 수도 있고, 그 동물의 생태 연구에 활용될 수도 있다. 그리고, 상기 아바타(100)가 예를 들어 스키점프 선수와 같은 사람에 장착되어, 체험자가 그 사람과 동일한 체험을 할 수도 있다.
한편, 본 실시예의 경우 상기 아바타(100)가 겪는 체험을 상기 시뮬레이터(200)가 체험자에게 실시간으로 제공하게 형성되나, 상기 아바타(100)가 겪는 체험을 저장하였다가 상기 시뮬레이터(200)가 체험자에게 수시로(체험자가 체험을 원할 때마다) 제공하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 아바타(100)가 웨어러블 기기로 형성되고, 제1 시점에 어떠한 사람(이하, 이용자라 함)이 그 아바타(100)를 장착한 후 스카이 다이빙을 체험할 수 있다. 그리고, 그 제1 시점에 겪은 체험을 소정의 저장기기(예를 들어, 시뮬레이터(200)에 내장되는 메모리)에 파일로 저장하였다가, 상기 제1 시점보다 나중 시점인 제2 시점에 상기 이용자가 상기 시뮬레이터(200)에 탑승하고 저장되어 있던 파일을 재생시켜 상기 제1 시점에서 겪었던 스카이 다이빙을 다시 경험할 수 있다. 이 경우, 제1 시점의 이용자(혹은, 제1 시점의 이용자가 장착한 웨어러블 기기)는 아바타(100)가 되고, 제2 시점의 이용자는 시뮬레이터(200)에 탑승하는 체험자가 될 수 있다. 이에 의하면, 체험자는 시공간을 초월하며 과거에 겪었던 체험을 다시 체험하면서 그 때의 감흥을 다시 느낄 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우, 상기 아바타(100)(더욱 정확히는, 촬영기기)는 상기 전방위 영상을 수집하고, 상기 시뮬레이터(200)(더욱 정확히는, 제어기기와 영상기기)는 상기 전방위 영상을 일단 수신한 뒤 상기 전방위 영상 중 시야 대응 영상을 제공하도록 형성된다. 그러나, 상기 아바타(100)는 상기 전방위 영상 중 상기 촬영기기(130)의 화각 내 영상을 수집하되, 그 촬영기기(130)의 화각이 체험자의 시야에 따라 조절되고, 상기 시뮬레이터(200)는 상기 촬영기기(130)로 수집된 영상을 제공하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 아바타(100)에서 영상을 수집하는 단계에서부터 상기 전방위 영상이 아닌 일부 영상을 수집하고, 그 일부 영상을 상기 시뮬레이터(200)가 재생하되, 그 일부 영상이 체험자의 시야에 대응되는 영상이 되도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 촬영기기(130)의 시선(화각)은 전술한 바와 같은 연산된 시야에 따라 조절되게 형성될 수 있다. 이 경우, 수집, 전송 및 저장해야 하는 데이터의 크기가 감소되어, 처리 속도가 향상될 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우 상기 구동부(234)는 피칭, 요잉, 롤링 및 왕복 운동을 모두 제공 가능한 자이로 기구로 형성되나, 피칭, 요잉, 롤링 및 왕복 운동 중 일부만 제공 가능한 자이로 기구로 형성될 수도 있다.
또는, 상기 구동부(234)가 복수의 암(Arm)과 관절을 포함하여 복수의 자유도(예를 들어, 6 자유도)를 갖고 운동할 수 있는 로봇암(Robot Arm)으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 탑승부(232)는 상기 로봇암의 자유단부에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 이 경우, 예를 들어 산업용 로봇을 이용할 수 있어, 상기 구동부(234) 개발에 소요되는 시간과 비용이 절감될 수 있다.
또는, 상기 구동부(234)가 도 10 내지 도 14에 도시된 바와 같이 상기 로봇암 및 상기 자이로 기구를 구비하여 구성될 수도 있다. 이때, 상기 탑승부(232)는 상기 자이로 기구의 제3 기구(G300)에 결합되고, 상기 자이로 기구는 상기 로봇암의 자유 단부에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 로봇암으로 구현할 수 없는 움직임을 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 로봇암이 상기 탑승부(232)를 상방 최대치로 위치시킨 상태에서, 상기 자이로 기구가 상기 탑승부(232)에 피칭, 요잉, 롤링 및 왕복 운동 중 적어도 하나를 발생시켜, 체험자가 상측 최대 위치에서도 다양한 포지션을 취할 수 있다. 다른 예로, 도 13을 참조하면, 상기 로봇암이 상기 탑승부(232)를 전방 최대치로 위치시킨 상태에서 상기 자이로 기구가 상기 탑승부(232)에 피칭, 요잉, 롤링 및 왕복 운동 중 적어도 하나를 발생시켜, 체험자가 전방측 최대 위치에서도 다양한 포지션을 취할 수 있다. 또 다른 예로, 도 14를 참조하면, 상기 로봇암이 지면을 기준으로 상기 탑승부(232)를 공전시키고 있는 상태에서 상기 자이로 기구가 상기 탑승부(232)에 피칭, 요잉, 롤링 및 왕복 운동 중 적어도 하나를 가하여, 체험자가 공전되고 있는 상태에서 자전될 수도 있고, 다양한 포지션을 취할 수도 있다.
또는, 상기 구동부(234)가 예를 들어 모션 디바이스와 같은 임의의 자유도를 갖는 모션시뮬레이터로 형성될 수도 있다.
한편, 본 실시예의 경우 영상과 움직임을 통해 체험을 제공하도록 형성되나, 영상과 움직임 이외에 음향을 통해서도 체험을 제공하도록 형성될 수도 있다. 즉, 상기 아바타(100)는 상기 보디(110)에서 들리는 소리를 수집하는 녹음기기(미도시)를 더 포함하고, 상기 시뮬레이터(200)는 상기 아바타(100)에서 수집되는 소리를 체험자에게 제공하는 스피커(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이때, 소리는 영상 및 움직임과 동일한 원리로 수집 및 제공될 수 있다. 즉, 상기 녹음기기(미도시)를 통해 수집되는 소리는 상기 컴퓨팅 보드(160)를 통해 상기 통합 파일에 영상 및 움직임과 함께 형성되고, 상기 전송기기(150) 및 상기 통신기기(미도시)를 통해 상기 제어기기(미도시)로 전달되고, 영상 및 움직임과 동기화되며 재생되도록 형성될 수 있다.
100: 아바타 110: 보디
112: 프레임 114: 커버
120: 이송수단 130: 촬영기기
140: 모션캡쳐 150: 전송기기
160: 컴퓨팅 보드 170: 완충기기
200: 시뮬레이터 220: 영상기기
230: 탑승기기 232: 탑승부
234: 구동부 300: 궤도
310: 광고판 320: 특수 효과 장치

Claims (26)

  1. 제1 공간을 이동하는 아바타; 및
    제2 공간에 있는 체험자가 상기 아바타에 탑승한 것과 같은 체험을 하도록 상기 체험자에게 자극을 가하는 시뮬레이터;를 포함하고,
    상기 아바타는, 외관을 형성하는 보디; 상기 보디를 이동시키는 이송수단; 상기 보디에서 보이는 영상을 수집하는 촬영기기; 상기 보디에 가해지는 물리적 움직임을 수집하는 모션캡쳐; 상기 촬영기기에 의해 수집되는 영상 및 상기 모션캡쳐에 의해 수집되는 움직임을 상기 시뮬레이터로 전송하는 컴퓨팅 보드와 전송기기;를 포함하고,
    상기 시뮬레이터는, 체험자에게 상기 아바타로부터 수신하는 영상을 제공하는 영상기기; 및 체험자에게 상기 아바타로부터 수신하는 움직임을 제공하는 탑승기기;를 포함하고,
    상기 아바타와 상기 시뮬레이터는 상기 영상기기에서 보여지는 움직임과 상기 탑승기기에서 제공되는 움직임이 서로 일치되게 형성되되,
    상기 아바타는, 상기 촬영기기가 타임 라인을 기준으로 영상을 수집하고, 상기 모션캡쳐가 상기 타임 라인을 기준으로 움직임을 수집하고, 상기 컴퓨팅 보드와 전송기기가 상기 타임 라인, 상기 타임라인을 기준으로 수집된 영상과 움직임을 하나의 파일로 통합하여 상기 시뮬레이터로 전송함으로써, 영상 및 움직임 수집단계 에서 상기 영상기기에서 보여질 움직임과 상기 탑승기기에서 제공될 움직임이 서로 일치되게 형성되고,
    상기 시뮬레이터는, 상기 영상기기가 상기 하나의 파일에 기초하여 상기 타임 라인을 기준으로 영상을 체험자에게 제공하고, 상기 탑승기기가 상기 하나의 파일에 기초하여 상기 타임 라인을 기준으로 움직임을 체험자에게 제공함으로써, 영상 및 움직임 재생단계 에서 상기 영상기기에서 보여지는 움직임과 상기 탑승기기에서 제공되는 움직임이 서로 일치되게 형성되는 체험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아바타는 상기 제1 공간을 이동하는 동안 상기 아바타가 겪는 영상 및 움직임을 수집하여 상기 시뮬레이터로 전송하고,
    상기 시뮬레이터는 상기 아바타로부터 수신하는 영상 및 움직임을 체험자에게 제공하도록 형성되는 체험장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 아바타는 상기 제1 공간을 이동하는 동안 상기 아바타가 겪는 소리도 수집하여 상기 시뮬레이터로 전송하고,
    상기 시뮬레이터는 상기 아바타로부터 수신하는 소리도 체험자에게 제공하도록 형성되는 체험장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아바타는,
    상기 이송수단이 이동하는 물체 또는 생명체로 형성되어, 상기 아바타가 상기 이동하는 물체 또는 생명체에 장착되는 방식으로 형성되거나,
    상기 이송수단이 상기 이동하는 물체의 구동원으로 형성되어, 상기 아바타 자체가 상기 이동하는 물체로 형성되는 체험장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이동하는 물체는 차량, 항공기, 미사일, 로켓, 선박 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 체험장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이동하는 물체는 상기 제1 공간에 구비되는 궤도를 따라 이동 가능한 차량으로 형성되는 체험장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 궤도 및 상기 이동하는 물체는 체험자가 탑승 가능하게 형성되는 경우보다 작은 스케일로 형성되는 체험장치.
  9. 제8항에 있어서,
    복수 종류의 광고판 또는 복수 종류의 특수 효과 장치가 상기 궤도를 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 체험장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 시뮬레이터는,
    체험자로부터 입력 데이터를 수신하는 조작기기; 및
    상기 아바타의 전송기기와 전기적으로 연결되고, 상기 조작기기를 통해 수신하는 입력 데이터를 상기 전송기기로 전송하는 통신기기;를 포함하고,
    상기 아바타는 상기 조작기기, 상기 통신기기 및 상기 전송기기를 통해 수신하는 상기 입력 데이터에 따라 상기 이송수단이 운전되어 체험자에 의해 운전 가능하게 형성되는 체험장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 보디와 상기 촬영기기 사이에는 상기 보디의 진동이 상기 촬영기기로 전달되는 것을 방지하는 완충기기가 개재되는 것을 특징으로 하는 체험장치.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 촬영기기는 상기 아바타를 둘러싸는 전방위 영상을 수집하도록 형성되고,
    상기 영상기기는 상기 촬영기기로 수집된 전방위 영상 중 체험자의 시야에 대응되는 영상을 제공하도록 형성되는 체험장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 촬영기기는 상기 아바타를 둘러싸는 전방위 영상 중 상기 촬영기기의 화각(畵角) 내 영상을 수집하되, 상기 촬영기기의 화각이 체험자의 시야에 따라 조절되게 형성되고,
    상기 영상기기는 상기 촬영기기로 수집된 영상을 제공하도록 형성되는 체험장치.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 영상기기는 헤드 마운트 디스플레이(HMD: Head Mount Display) 기기로 형성되고,
    상기 영상기기에는 상기 영상기기의 움직임을 검출하는 제1 검출부가 구비되고,
    상기 탑승기기에는 상기 탑승기기의 움직임을 검출하는 제2 검출부가 구비되고,
    상기 체험자의 시야는 상기 제1 검출부의 측정값에서 상기 제2 검출부의 측정값이 차감되고, 상기 차감된 값으로부터 연산되는 것을 특징으로 하는 체험장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제1항에 있어서,
    상기 시뮬레이터는,
    상기 영상기기에서 제공되어야 하는 목표 영상과 상기 영상기기에서 제공되는 실제 영상을 사전에 결정된 주파수 간격으로 비교하고 일치시키고,
    상기 탑승기기에서 제공되어야 하는 목표 움직임과 상기 탑승기기에서 제공되는 실제 움직임을 사전에 결정된 시간 간격으로 비교하고 일치시키도록 형성되는 체험장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 타임 라인은 복수의 타임 스탬프를 포함하고, 상기 복수의 타임 스탬프 중 상기 목표 영상 및 상기 목표 움직임에 대응되는 타임 스탬프를 목표 타임 스탬프라 하고, 상기 복수의 타임 스탬프 중 상기 실제 영상에 대응되는 타임 스탬프를 실제 영상 타임 스탬프라 하며, 상기 복수의 타임 스탬프 중 상기 실제 움직임에 대응되는 타임 스탬프를 실제 움직임 타임 스탬프라 할 때,
    상기 시뮬레이터는,
    상기 목표 타임 스탬프와 상기 실제 영상 타임 스탬프를 비교하여 상기 목표 영상과 상기 실제 영상의 일치 여부를 비교하고,
    상기 목표 타임 스탬프와 상기 실제 움직임 타임 스탬프를 비교하여 상기 목표 움직임과 상기 실제 움직임의 일치 여부를 비교하는 것을 특징으로 하는 체험장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 시뮬레이터는,
    상기 실제 영상 타임 스탬프가 상기 목표 타임 스탬프보다 이른 시점일 경우, 상기 영상기기가 사전에 결정된 속도보다 빠른 속도로 영상을 제공하고,
    상기 실제 영상 타임 스탬프가 상기 목표 타임 스탬프보다 나중 시점일 경우, 상기 영상기기가 사전에 결정된 속도보다 느린 속도로 영상을 제공하고,
    상기 실제 움직임 타임 스탬프가 상기 목표 타임 스탬프보다 이른 시점일 경우, 상기 탑승기기가 사전에 결정된 속도보다 빠른 속도로 움직임을 제공하고,
    상기 실제 움직임 타임 스탬프가 상기 목표 타임 스탬프보다 나중 시점일 경우, 상기 탑승기기가 사전에 결정된 속도보다 느린 속도로 움직임을 제공하도록 형성되는 체험장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 탑승기기는,
    체험자에게 탑승 가능한 공간을 제공하는 탑승부; 및
    상기 탑승부에 움직임을 발생시키는 구동부;를 포함하는 체험장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 구동부는 복수의 자유도를 갖는 로봇암으로 형성되는 체험장치.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 탑승부에 피칭, 요잉, 롤링 및 왕복 운동 중 적어도 하나를 발생시키는 자이로 기구로 형성되는 체험장치.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 구동부는,
    복수의 자유도를 갖는 로봇암; 및
    상기 로봇암의 자유 단부와 상기 탑승부 사이에 개재되고 상기 로봇암의 자유 단부를 기준으로 상기 탑승부에 피칭, 요잉, 롤링 및 왕복 운동 중 적어도 하나를 발생시키는 자이로 기구;를 포함하는 체험장치.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 구동부는 임의의 자유도를 갖는 모션시뮬레이터로 형성되는 체험장치.
  26. 제2항에 있어서,
    상기 시뮬레이터는,
    상기 아바타가 겪는 영상 및 움직임을 실시간으로 체험자에게 제공하거나,
    상기 아바타가 겪는 영상 및 움직임을 저장하였다가 체험자가 체험을 원할 때마다 상기 체험자에게 제공하도록 형성되는 체험장치.

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