KR101947270B1 - 가상현실(vr)·증강현실(ar) 융합형 아케이드 게임 시스템 - Google Patents

가상현실(vr)·증강현실(ar) 융합형 아케이드 게임 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 게임 사실감을 극대화할 수 있고, 플레이어의 흥미와 몰입감을 한층 높여 게임을 즐길 수 있으며, 수익 창출을 도모할 수 있는 신개념 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 아케이드게임기 본체; 상기 프로젝션 창에 미리 설정된 소정의 이미지를 투영시켜 디스플레이하기 위한 프로젝터; 각각 인식 마커가 일면에 마련되고 타면에 캐릭터나 배경을 포함한 게임 콘텐츠가 인쇄되어 마련되는 복수의 마커기반 카드; 상기 마커기반 카드의 인식마커를 인식하도록 촬영하는 마커인식 카메라; 해당 인식마커에 기반하여 가상현실을 실행하도록 구현하는 가상현실(VR) 구동 실행부를 포함하는 제어모듈; 상기 가상현실 구동실행부에서 실행되는 3D 가상 영상을 출력하기 위한 오큘러스 리프트 모듈과, 촬영되는 실제영상을 3D 실제영상으로 획득하기 위한 3D 스테레오 카메라 모듈을 구비하여, 3D 실제영상에 상기 가상 3D 영상을 합쳐 디스플레이하는 헤드마운트 디스플레이장치; 상기 아케이드게임기 본체에 마련되어 가상현실 및 증강현실 중 하나가 디스플레이되도록 선택하기 위한 하나 이상의 조작 버튼; 및 상기 아케이드게임기 본체에 마련되어 게임 실행을 위한 결재를 통해 스탠바이 모드에서 게임 활성화 모드로 전환하기 위한 게임실행 결재수단;을 포함하는 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템이 제공된다.

Description

가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템{VIRTUAL REALITY·ARGUMENTED REALITY COMPLEX ARCADE GAME SYSTEM}
본 발명은 아케이드 게임(arcade game) 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특정 소프트웨어에 의해 화면에 디스플레이되어 실행하는 단순한 아케이드 게임 방식에서 벗어나, 각각의 실행 정보를 갖는 게임 콘텐츠를 가상현실과 증강현실로 실행될 수 있도록 함으로써 게임 사실감을 극대화할 수 있고, 플레이어의 흥미와 몰입감을 한층 높여 게임을 즐길 수 있도록 하며, 새로운 아케이드게임기의 제품 경쟁력을 확보하고 새로운 수익 구조를 창출할 수 있는 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템에 관한 것이다.
현재 아케이드 시장은 체감형과 비디오 게임기기로 양분화되어 있으며 시장 포화상태로서 신규 소프트웨어 및 하드웨어를 탑재한 제품의 출시로 침체 되어 있는 시장 활성화가 절실한 상황이다.
그러나 현재의 시장상황의 체감형 아케이드 기기는 기존 제품의 업그레이드 버전에 머무는 경우가 대부분이며, 비디오형 게임기기는 다양한 콘텐츠의 개발은 이루어지고 있으나 2D 내지 3D 그래픽과 디스플레이 기술 안에서 개발이 이루어지고 있는 한계점이 있다.
일반적으로 가상현실이란 실제로 체험하기 어려운 상황을 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 만들어진 삼차원(3차원) 가상공간(Three dimension virtual enviroment) 안에서 인간의 오감을 통한 상호작용을 실현하여 현실 세계에서의 활동 또는 공간적 물리적 제약에 의해 직접 경험하지 못하는 상황을 직접 체험할 수 있는 것이다.
가상현실과 연계되어 상황의 변화에 따라 체감할 수 있도록 하는 체감형 시뮬레이터는 계산 결과에 따라 속도, 가속도 등의 물리량을 조작자가 느끼도록 만드는 운동을 발생하여 실제와 유사한 상황을 실시간으로 재현하여 조작연습, 훈련 및 탑재장비의 개발 등에 활용되는 장비로써 가장 보편화된 가상현실 기기의 일종이다.
또한, 가상현실시스템(Virtual Reality System)은 사용자가 직접 3차원 그래픽 상황 속에 물리적으로 빠져들어 가는 듯한 시각과 청각, 그리고 신체적으로 체험하는 것과 같은 효과를 제공하여 실제로 경험하기 어려운 환경을 컴퓨터 그래픽을 통하여 경험하게 되는 시스템을 말하는 것으로, 가상현실시스템은 몸의 움직임을 검색하는 센서와 화상을 표시해주는 특수 안경인 헤드마운트 디스플레이(HMD)로 구성되어 있다.
가상현실시스템에서는 오른쪽 눈과 왼쪽 눈을 순간적으로 바꿔 가면서 스크린상에서 두 개의 화상을 보게 하고, 입체적인 위치감을 느끼게 하는 액정 셔터방식을 많이 쓰고 있다. 가상현실시스템은 게임기에 주로 적용했었고 최근에는 건축설계에 적용하거나 자동차, 항공기 연구, 개발에서도 응용하는 등 적용범위가 확대되고 있다.
한편, 종래의 일반적인 게임기는 사용자가 모니터 앞에서 간단한 조작기구를 사용하여 게임을 하는 것으로 게임자는 좌석에 않아 화면상으로 벌어지는 상황에 따라 버튼이나 간단한 조작기구를 사용하여 게임을 하므로 시각과 청각에 의한 게임을 즐길 수 있으나 게임의 상황이 실제로 게임자가 경험하는 것과 같은 체험을 할 수가 없었다.
또한, 종래의 가상현실 게임시스템은 게임 프로그램 CD나 게임 프로그램을 이용하여 게임을 실행시키는 게임기와, 게임기와 연결되어 게임진행을 화면으로 나타내는 모니터, 게임기와 직렬통신 인터페이스를 통하여 게임자가 게임을 조작을 하기 위한 조작수단과, 조작수단이 전방에 일체로 설치되고 오락자가 앉아서 게임 조작을 체험하도록 하기 위한 움직이는 의자와, 보조장치로 게임의 효과음을 출력하는 스피커 등으로 이루어진다.
그러나 상술한 종래의 가상현실 게임기의 구동 형태는 가상현실의 한계로 인해 현실감이 떨어지고, 각종 게임을 즐기기 위한 부가적인 입력장치로서 조이스틱, 키보드, 마우스 등을 활용해야 함에 따라 플레이어의 흥미와 몰입감을 높이는데 한계가 있었다.
(문헌 1) 대한민국 등록특허공보 제10-1701161호(2017.02.01. 공고) (문헌 2) 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0006806호(2012.01.19. 공개) (문헌 3) 대한민국 공개특허공보 제10-2002-00882020호(2002.11.25. 공개) (문헌 4) 대한민국 등록실용신안공보 제20-0476851호(2015.04.10. 공고) (문헌 5) 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0090042호(2016.07.29. 공개)
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 특정 소프트웨어에 의해 화면에 디스플레이되어 실행하는 단순한 아케이드 게임 방식에서 벗어나, 각각의 실행 정보를 갖는 게임 캐릭터와 배경의 콘텐츠를 가상현실과 증강현실로 실행될 수 있도록 함으로써 게임 사실감을 극대화할 수 있고, 플레이어의 흥미와 몰입감을 한층 높여 게임을 즐길 수 있도록 하며, 제품 경쟁력을 확보할 수 있는 새로운 개념의 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 국내 자체 개발에 따른 새로운 개념의 아케이드 게임 시스템을 제공함으로써 신규 아케이드 게임 시장을 선점할 수 있고, 점차 사양화되고 있는 아케이드 게임 시장을 활성화할 수 있는 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 상면에 프로젝션 창이 형성된 아케이드게임기 본체; 상기 아케이드게임기 본체에 구비되어 상기 프로젝션 창에 미리 설정된 소정의 이미지를 투영시켜 디스플레이하기 위한 프로젝터; 각각 가상현실 구현을 위한 인식 마커가 일면에 마련되고 타면에 캐릭터나 배경을 포함한 게임 콘텐츠가 인쇄되어 마련되며, 상기 아케이드게임기 본체의 프로젝션 창 일측에 놓여지는 복수의 마커기반 카드; 상기 아케이드게임기 본체에 구비되어 상기 마커기반 카드의 인식마커를 인식하도록 촬영하는 마커인식 카메라; 상기 마커인식 카메라에서 인식된 해당 인식마커에 기반하여 가상현실을 실행하도록 구현하는 가상현실(VR) 구동 실행부를 포함하는 제어모듈; 사용자의 머리 움직임에 맞추어 상기 가상현실 구동실행부에서 실행되는 3D 가상 영상을 출력하기 위한 오큘러스 리프트 모듈과, 촬영되는 실제영상을 3D 실제영상으로 획득하기 위한 3D 스테레오 카메라 모듈을 구비하여, 3D 실제영상에 상기 가상 3D 영상을 합쳐 디스플레이하는 헤드마운트 디스플레이장치; 상기 아케이드게임기 본체 또는 헤드마운트 디스플레이장치에 마련되어 가상현실 및 증강현실 중 하나가 디스플레이되도록 선택하며, 게임을 설정하기 위한 하나 이상의 조작 버튼; 및 상기 아케이드게임기 본체에 마련되어 게임 실행을 위한 결재를 통해 스탠바이 모드에서 게임 활성화 모드로 전환하기 위한 게임실행 결재수단;을 포함하는 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템이 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 헤드마운트 디스플레이장치에서 디스플레이되는 가상현실 영상 또는 증강현실 영상을 외부에서 디스플레이하도록 상기 아케이드게임기 본체 일측에 구비되는 외부 디스플레이 모니터를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 아케이드게임기 본체는 상기 제어모듈에 포함되는 음향 실행부로부터 제공되는 음향을 발산하기 위한 스피커; 및 미리 설정된 소정 조건에 만족하는 경우, 상기 제어모듈을 구성하는 보상 지급부의 명령으로 내부에 수납된 마커기반 카드를 보상으로 제공하기 위한 카드 보상 수단을 더 포함하며, 상기 카드 보상 수단은 상기 아케이드게임기 본체 내에서 복수의 마커기반 카드를 수납하는 수납부와, 상기 수납부로부터 카드를 배출시키도록 구동하는 배출 구동유닛, 및 상기 아케이드게임기 본체의 일측 외면에 형성되는 카드 배출구를 포함하며, 상기 제어모듈의 보상 지급부는 미리 설정된 카드 보상 지급 조건에 만족하는 경우, 상기 배출 구동유닛을 구동시켜 수납부에 수납된 마커기반 카드를 카드 배출구를 통해 배출되도록 제어하도록 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제어모듈은 상기 마커인식 카메라로부터 얻어진 정보에 기초하여 해당 정보와 연계되는 캐릭터와 배경을 포함하는 게임 콘텐츠를 가상현실로 실행하기 위한 상기 VR 구동실행부; 상기 마커인식 카메라로부터의 정보 또는 상기 VR 구동실행부로부터의 해당 정보를 제공받아 일련의 게임 프로그램을 실행하기 위한 게임 실행부; 사용자의 게임 결과가 소정 조건에 만족하는 경우 상기 수납부에 수납된 마커기반 카드를 보상으로 지급하기 위한 상기 보상 지급부; 상기 인식마커 카메라에 의해 인식된 카드 위치와 상기 헤드마운트 디스플레이장치의 3D 스테레오 카메라 모듈에서 얻어진 실제 영상에 대한 위치를 정합시키도록 설정하며, 상기 프로젝션 창에서 마커기반 카드의 이동을 추적하기 위한 포지션 추적부; 상기 게임실행 결재수단으로부터 결재가 완료된 것으로 판단된 경우, 스탠바이 모드(stand by mode)에서 게임 활성화 모드(game activation mode)로 전환하기 위한 게임 활성부; 및 상기 조작버튼의 명령을 포함한 외부 입력 명령을 수신하여 게임실행을 제어하는 입력명령 실행부를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제어모듈은 상기 인식마커 카메라에 의해 마커기반 카드의 정보가 인식되어 읽혀질 때, 해당 카드가 인식되었음을 카드의 해당 위치에 강조 표시하도록 실행되는 정보인식 강조실행부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 헤드마운트 디스플레이장치는 상기 오큘러스 리프트 모듈과 3D 스테레오 카메라 모듈의 시점 차이를 보상하기 위하여, 상기 오큘러스 리프트 모듈의 양안을 3D 스테레오 카메라 모듈의 좌우 두 카메라의 높이로 일치시키고, 3D 스테레오 카메라 모듈의 간격을 오큘러스 리프트 모듈의 양안의 간격보다 크게 하며, 오큘러스 리프트 모듈의 화각(FoV: Field of View)을 3D 스테레오 카메라 모듈의 화각이 되도록 설정하며, 오큘러스 리프트 모듈의 드로잉 타임(drawing time)을 3D 스테레오 카메라 모듈의 드로잉 타임에 맞춰 30ms(밀리초) 딜레이(delay)하도록 셋팅되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템에 의하면, 특정 소프트웨어에 의해 화면에 디스플레이되어 실행하는 단순한 아케이드 게임 방식에서 벗어나, 각각의 실행 정보를 갖는 게임 캐릭터와 배경을 가상현실과 증강현실로 선택적으로 실행될 수 있도록 함으로써 게임 사실감을 극대화하여 플레이어의 흥미와 몰입감을 한층 높여 게임을 즐길 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 국내 자체 개발에 따른 새로운 개념의 아케이드 게임 시스템을 제공함으로써 신규 아케이드 게임 시장을 선점할 수 있고, 점차 사양화되고 있는 아케이드 게임 시장을 활성화할 수 있으며, 신규한 콘텐츠 개발과 카드 판매를 통하여 수익을 창출할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템을 구성하는 아케이드게임기 본체의 내부 일부 구성요소를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템을 구성하는 헤드마운트 디스플레이장치(HMD)를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템의 구성을 블록화하여 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템에서 마커기반 카드 인식 후 증강현실 포지션을 정합시키기 위한 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템에서 각 마커기반 카드의 위치를 추적하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템을 구성하는 헤드마운트 디스플레이장치와 이에 의해 디스플레이되는 증강현실 모드(A)와 가상현실모드(B)를 나타내는 도면이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템을 구성하는 아케이드게임기 본체의 내부 일부 구성요소를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템을 구성하는 헤드마운트 디스플레이장치(HMD)를 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템의 구성을 블록화하여 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템은, 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 내부에 설치 공간을 가지며 상면에 반투명 유리로 이루어지는 프로젝션 창(101)이 형성된 아케이드게임기 본체(100); 상기 아케이드게임기 본체(100)의 내부에 구비되어 미리 설정된 소정의 콘텐츠 이미지를 확대 투영시켜 상기 아케이드게임기 본체(100)의 프로젝션 창(101)에 디스플레이시키기 위한 프로젝터(200); 각각 가상현실 및 증강현실 구현을 위한 인식 마커가 일면에 마련되고 타면에 다양한 캐릭터나 배경 등의 게임 콘텐츠가 인쇄되어 마련되며, 상기 아케이드게임기 본체(100)의 프로젝션 창(101) 일측에 놓여지는 복수의 마커기반 카드(300); 상기 아케이드게임기 본체(100)의 내부 일측에 구비되어 상기 마커기반 카드(300)의 인식마커를 인식하도록 촬영하는 마커인식 카메라(400); 상기 마커인식 카메라(400)에서 인식된 해당 인식마커에 기반하여 가상현실을 실행하도록 구현하는 가상현실(VR) 구동 실행부(간략히, 'VR 구동 실행부'라 함)(510)를 포함한 제어모듈(500); 사용자의 머리 움직임에 맞추어 3D 가상 영상을 출력하기 위한 오큘러스 리프트 모듈(610)과, 촬영되는 실제외부영상을 3D 실제영상으로 획득하기 위한 3D 스테레오 카메라 모듈(620)을 구비하여, 3D 실제영상에 상기 VR 구동 실행부(510)로부터의 가상 3D 영상을 합쳐 디스플레이하는 헤드마운트 디스플레이장치(HMD)(600); 상기 아케이드게임기 본체(100) 또는 헤드마운트 디스플레이장치(600)에 마련되어 디스플레이되는 가상현실 또는 증강현실을 선택하고, 게임 설정을 위한 조작 버튼(120); 및 상기 아케이드게임기 본체(100)에 마련되어 게임 실행을 위한 결재를 통해 스탠바이 모드에서 게임 활성화 모드로 전환하기 위한 게임실행 결재수단;을 포함한다.
또한, 본 발명의 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템은, 상기 헤드마운트 디스플레이장치(600)에서 디스플레이되는 가상현실 영상 또는 증강현실 영상을 외부에서 디스플레이하기 위하여 상기 아케이드게임기 본체(100)의 일측에 구비되는 외부 디스플레이 모니터(700)를 더 포함한다.
상기 아케이드게임기 본체(100)는 내부에 프로젝터(200)와 마커인식 카메라(400) 및 VR 구동 제어모듈(500) 등이 설치되는 공간을 가지며, 상기 제어모듈에 구축된 음향 제어프로그램(음향 실행부)에 의해 음향을 제공하는 스피커(110)와, 후술하는 게임실행 결재수단이 설치되고, 또한 베틀 방식 게임에서의 승자나 미리 설정된 소정 조건에 만족하는 경우, 내부에 수납된 마커기반 카드(300)를 보상으로 제공하기 위한 카드 보상 수단을 포함한다.
상기 카드 보상 수단은 아케이드게임기 본체(100) 내에 복수의 마커기반 카드를 수납하는 수납부와, 상기 수납부로부터 카드를 배출시키도록 구동하는 배출 구동유닛, 및 상기 아케이드게임기 본체(100)의 일측 외면에 형성되는 카드 배출구(102)를 포함하며, 상기 제어모듈은 미리 설정된 카드 보상 지급 조건에 만족하는 경우, 상기 배출 구동유닛을 구동시켜 수납부에 수납된 마커기반 카드를 카드 배출구(102)를 통해 배출되도록 제어한다.
또한, 상기 아케이드게임기 본체(100)의 외면에는 사용자의 가방이나 휴대품을 걸거나 보관하기 위한 거치고리 및/또는 서랍식 수납함이 구성될 수 있으며, 미려한 외관을 제공하기 위하여 다양한 조명 효과를 제공하는 조명 수단이 더 구성될 수 있다.
다음으로, 상기 프로젝터(200)는 상기 제어모듈(500)에서 제공되는 이미지를 제공받아 아케이드게임기 본체(100)의 프로젝터 창(101)에 투영시켜 그 프로젝터 창(101)에서 해당 이미지가 디스플레이되도록 한다.
상기 복수의 마커기반 카드(300)는 사용자가 선택할 캐릭터와 배경이 각각의 인식정보(마커)를 갖고 구성된다. 이에 따라, 상기 마커인식 카메라(400)에서는 상기 마커기반 카드의 정보를 읽어들이고, 읽어들인 정보에 기초하여 상기 제어모듈(500)의 VR 구동 실행부(510)을 통해 해당 마커기반 카드의 정보와 연계되는 캐릭터 및/또는 배경을 가상현실로 구현하고, 이와 연동되는 일련의 게임 프로그램을 제어모듈(500)의 게임 실행부(520)를 통해 실행하게 되며, 이러한 가상현실과 게임 실행은 헤드마운트 디스플레이장치(600)에 디스플레이된다.
상기 제어모듈(500)은 마커인식 카메라(400)로부터 얻어진 정보에 기초하여 해당 정보와 연계되는 캐릭터와 배경 등의 게임 콘텐츠를 가상현실로 실행하기 위한 상기 VR 구동실행부(510)와, 상기 마커인식 카메라(400)로부터의 정보 및/또는 상기 VR 구동실행부(510)로부터의 해당 정보를 제공받아 일련의 게임 프로그램을 실행하기 위한 게임 실행부(520)와, 사용자의 게임 결과가 소정 조건에 만족하는 경우 수납부에 수납된 마커기반 카드를 보상으로 지급하기 위한 보상 지급부(530)와, 상기 인식마커 카메라(400)에 의해 인식된 카드 위치와 상기 헤드마운트 디스플레이장치(600)의 3D 스테레오 카메라 모듈(620)에서 얻어진 실제 영상에 대한 위치를 정합시키고 추적하기 위한 포지션 추적부(540)와, 상기 게임실행 결재수단으로부터 결재가 완료된 것으로 판단된 경우, 스탠바이 모드(stand by mode)에서 게임 활성화 모드(game activation mode)로 전환하기 위한 게임 활성부(550), 및 조작버튼 등 외부 입력 명령을 수신하여 게임실행을 제어하는 입력명령 실행부(560)를 포함한다.
상기 VR 구동실행부(510)는 가상현실 실행 프로그램을 통해 본 발명의 게임 캐릭터와 배경 등을 가상현실로 구현하는 것으로, 가상현실을 구현할 수 있는 공지의 방식에 의해 실행할 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명의 간략화 및 명확화를 위하여 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 게임 실행부(520)는 게임 실행을 위한 캐릭터 데이터와 스토리 데이터를 불러들여와 상기 VR 구동실행부(510)와 연동되어 해당 캐릭터와 스토리를 전개하면서 가상현실로 실현 구동되게 된다.
상기 보상 지급부(530)는 게임의 결과에 따른 점수나 횟수 또는 결재 금액 등 보상 기준을 만족하는지 여부를 미리 마련한 프로그램으로 설정하여, 해당 기준에 만족하는 경우 사용자가 선택하거나 기준에 부합하는 마커기반 카드를 지급하도록 이루어진다.
상기 포지션 추적부(540)는 실행을 위한 사용자가 마커기반 카드의 초기 위치를 설정 셋팅하고, 게임 과정에서 마커기반 카드를 프로젝터 창(101)에서 옮기면서 게임을 할 때, 상기 VR 구동실행부(510)에 의해 생성되는 3차원 캐릭터 등의 가상 콘텐츠의 위치좌표가 상기 헤드마운트 디스플레이장치(600)의 3D 스테레오 카레라 모듈(620)에서 얻어진 실제 영상의 소정 좌표와 정합되도록 프로그래밍되어 이루어진다.
상기 포지션 추적부(540)의 동작을 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템에서 마커기반 카드 인식 후 증강현실 포지션을 정합시키기 위한 방법을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템에서 각 마커기반 카드의 위치를 추적하는 방법을 나타내는 도면이다.
상기 포지션 추적부(540)는, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이 아케이드게임기 본체(100)의 프로젝터 창(101)의 중앙에 헤드마운트 디스플레이장치(600)를 위치시키고, 좌표를 리셋하여 해당 좌표를 0으로 셋팅한 셋팅값을 저장하고, 아케이드게임기 본체(100)의 인식마커 카메라(400)에 의해 카드의 타면에 있는 마커를 판독하고, 마커의 ID, 좌표, 각도 정보를 지속적으로 획득하게 된다. 상기 각각의 좌표는 공격, 방어, 이동, 아이템 제출 등과 같이 해당 좌표에서 특정 게임 수행 정보로 인식되도록 설정된다.
상기 게임 활성부(550)는 동전이나 지폐의 투입 또는 카드 결재를 통해 미리 설정된 게임실행금액에 만족한 경우, 어떠한 명령도 받아들이지 않는 스텐바이 모드에서 게임을 실행할 수 있는 게임 활성화 모드로 전환하도록 이루어진다.
상기 입력명령 실행부(560)는 아케이드게임기 본체(100) 또는 헤드마운트 디스플레이장치(600)에 마련된 가상현실/증강현실 전환 버튼, 게임 일시 멈춤 버튼과 같은 입력명령 실행버튼으로부터의 명령을 받아 실행하도록 이루어진다. 상기 입력명령 실행부(560)는 AR/VR 전환, 일시멈춤에 제한되는 것이 아니라, 이외에도 게임을 실행함에 있어 여러 외부 입력 명령을 수행하도록 프로그래밍되어 이루어진다.
또한, 상기 제어모듈은 상기 인식마커 카메라(400)에 의해 마커기반 카드의 정보가 인식되어 읽혀질 때, 해당 카드가 인식되었음을 발광 조명 등으로 강조하도록 실행되는 정보인식 강조실행부(570)을 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 사용자가 카드 인식 위치에 위치시켜서 마커기반 카드가 인식될 때 상기 정보인식 강조실행부(570)가 실행되어 프로젝터(300)로부터 해당 좌표에 밝은 빛이 조사 투영되도록 하게 된다.
다음으로, 상기 헤드마운트 디스플레이장치(HMD)(600)에 대하여 상기한 도 3을 참고하고, 도 7을 더 참고하여 설명한다. 도 7은 본 발명에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템을 구성하는 헤드마운트 디스플레이장치와 이에 의해 디스플레이되는 증강현실 모드(A)와 가상현실모드(B)를 나타내는 도면이다.
상기 헤드마운트 디스플레이장치(600)는 오큘러스 리프트 모듈(610)의 상부에 3D 스테레오 카메라 모듈(620), 및 적외선 LED와 같은 표식체를 포함하고, 상기 아케이드게임기 본체(100)에는 포지션 센서로서 근접 적외선 카메라(130)로 표식체를 감지하면서 포지셔널 트래킹을 구현함으로써 머리 움직임뿐만 아니라 머리의 위치를 구분할 수 있게 된다.
이러한 헤드마운트 디스플레이장치(600)에서는 상기 오큘러스 리프트 모듈(610)을 통한 좌안과 우안에 상기 3D 스테레오 카메라 모듈(620)로부터 얻어진 좌우 실제 영상 각각을 합성하여 보여준다.
이때, 상기 3D 스테레오 카메라 모듈(620)이 오큘러스 리프트 모듈(610)의 상부에 구비되기 때문에, 도 3에 나타낸 바와 같이 3D 스테레오 카메라 모듈(620)은 붉은 점을 기준으로 하는 오큘러스 리프트 모듈(610)과 그 시점에 있어 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 헤드마운트 디스플레이장치(600)는 오큘러스 리프트 모듈(610)과 3D 스테레오 카메라 모듈(620)의 시점 차이를 보상하기 위한 보상 수단을 더 포함한다. 상기 보상 수단으로서 상기 오큘러스 리프트 모듈(610)의 양안을 3D 스테레오 카메라 모듈의 좌우 두 카메라의 높이로 일치시키고, 3D 스테레오 카메라 모듈의 간격을 오큘러스 리프트 모듈의 양안의 간격보다 크게 하며, 오큘러스 리프트 모듈의 화각(FoV: Field of View)을 3D 스테레오 카메라 모듈의 화각이 되도록 설정하며, 오큘러스 리프트 모듈의 드로잉 타임(drawing time)을 3D 스테레오 카메라 모듈의 드로잉 타임에 맞춰 30ms(밀리초) 딜레이(delay)하도록 셋팅되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 조작 버튼(120)은 앞서 설명한 바와 같이, 상기 아케이드게임기 본체(100) 또는 헤드마운트 디스플레이장치(600)에 마련된 가상현실/증강현실 전환 버튼, 게임 일시 멈춤 버튼과 같은 입력명령 실행버튼으로 이루어지며, 이외에도 게임을 실행함에 있어 여러 외부 입력 명령을 입력할 수 있는 구성이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 버튼 형태뿐만 아니라 마우스나 키보드와 같은 입력 장치로 대체되거나 함께 구성되어 상기 제어모듈이 입력명령 실행부(560)로 전달하도록 이루어질 수 있다.
다음으로, 상기 게임실행 결재수단은 코인이나 지폐를 투입하고 결재할 수 있는 수단이나 카드 정보를 읽어들여 신용카드 결재를 실행할 수 있는 수단이라면 특별히 한정되는 것은 아니다.
계속해서, 상기 외부 디스플레이 모니터(700)는 사용자가 착용하여 보고 있는 헤드마운트 디스플레이장치(600)에서 디스플레이되는 영상을 외부에서 볼 수 있도록 디스플레이하도록 구성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템의 게임에 따른 동작을 설명하면 다음과 같다.
사용자가 게임실행 결재수단을 통해 비용을 결재하게 되면, 아케이드게임기는 활성화모드로 전환되고, 프로젝터(200)는 아케이드게임기 본체(100)의 프로젝터 창(101)으로 영상을 투영 조사하며, 사용자는 소유하거나 지급받은 하나 이상의 마커기반 카드(300)를 아케이드게임기 본체(100)의 프로젝터 창(101)의 소정 위치에 위치시킨다.
상기 마커기반 카드(300)가 프로젝터 창(101)의 소정 위치에 위치하게 되면, 마커인식 카메라(400)는 마커기반 카드(300)의 정보를 읽어들이고, 인식정보 강조실행부(570)는 마커기반 카드(300)의 정보가 올바르게 읽혔음을 강조하여 사용자는 해당 카드가 인식되었음을 인식하게 된다.
이와 동시에, 제어모듈(500)의 VR 구동실행부(510)와 게임 실행부(520)에서는 해당 카드에 연계되는 VR 콘텐츠(캐릭터)를 실행시키면서 게임 스토리를 전개한다.
이러한 게임 과정에서 베틀 게임의 경우 사용자는 방어 위치나 공격 위치 등 카드를 이동시키게 되는데, 이때 제어 모듈(500)의 포지션 추적부(540)를 통해 해당 위치의 해당 캐릭터를 추적하고, 또한 게임 실행부(520)는 해당 위치에서 그 캐릭터의 공격이나 방어를 실행하게 된다.
이러한 일련의 게임 과정에서, 헤드마운트 디스플레이장치(600)에서는 오큘러스 리프트 모듈(610)과 3D 스테레오 카메라 모듈(620)에 의해 가상현실 또는 증강현실이 구현되어 디스플레이되는데, 사용자의 선택에 따라 가상현실 모드 또는 증강현실 모드로 전환되어 디스플레이되도록 이루어질 수 있다.
게임이 완료되면, 베틀 결과 또는 획득한 점수에 따라 보상 지급부를 통해 새로운 마커기반 카드 등이 보상으로 지급될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템에 의하면, 특정 소프트웨어에 의해 화면에 디스플레이되어 실행하는 단순한 아케이드 게임 방식에서 벗어나, 각각의 실행 정보를 갖는 게임 캐릭터와 배경을 가상현실과 증강현실로 선택적으로 실행될 수 있도록 함으로써 게임 사실감을 극대화하여 플레이어의 흥미와 몰입감을 한층 높여 게임을 즐길 수 있도록 하는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 국내 자체 개발에 따른 새로운 개념의 아케이드 게임 시스템을 제공함으로써 신규 아케이드 게임 시장을 선점할 수 있고, 점차 사양화되고 있는 아케이드 게임 시장을 활성화할 수 있으며, 신규한 카드의 판매를 통해 수익 창출을 도모할 수 있는 이점이 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 아케이드게임기 본체
101: 프로젝션 창
102: 카드 배출구
110: 스피커
120: 조작 버튼
130: 근접 적외선 카메라
200: 프로젝터
300: 마커기반 카드
400: 마커인식 카메라
500: 제어모듈
510: 가상현실(VR) 구동 실행부
520: 게임 실행부
530: 보상 지급부
540: 포지션 추적부
550: 게임 활성부
560: 입력명령 실행부
570: 정보인식 강조실행부
600: 헤드마운트 디스플레이장치
610: 오큘러스 리프트 모듈
620: 3D 스테레오 카메라 모듈
700: 외부 디스플레이 모니터

Claims (6)

  1. 상면에 프로젝션 창이 형성된 아케이드게임기 본체;
    상기 아케이드게임기 본체에 구비되어 상기 프로젝션 창에 미리 설정된 소정의 이미지를 투영시켜 디스플레이하기 위한 프로젝터;
    각각 가상현실 구현을 위한 인식 마커가 일면에 마련되고 타면에 캐릭터나 배경을 포함한 게임 콘텐츠가 인쇄되어 마련되며, 상기 아케이드게임기 본체의 프로젝션 창 일측에 놓여지는 복수의 마커기반 카드;
    상기 아케이드게임기 본체에 구비되어 상기 마커기반 카드의 인식마커를 인식하도록 촬영하는 마커인식 카메라;
    상기 마커인식 카메라에서 인식된 해당 인식마커에 기반하여 가상현실을 실행하도록 구현하는 가상현실(VR) 구동 실행부를 포함하는 제어모듈;
    사용자의 머리 움직임에 맞추어 상기 가상현실 구동실행부에서 실행되는 3D 가상 영상을 출력하기 위한 오큘러스 리프트 모듈과, 촬영되는 실제영상을 3D 실제영상으로 획득하기 위한 3D 스테레오 카메라 모듈을 구비하여, 3D 실제영상에 상기 3D 가상 영상을 합쳐 디스플레이하는 헤드마운트 디스플레이장치;
    상기 아케이드게임기 본체 또는 헤드마운트 디스플레이장치에 마련되어 가상현실 및 증강현실 중 하나가 디스플레이되도록 선택하며, 게임을 설정하기 위한 하나 이상의 조작 버튼; 및
    상기 아케이드게임기 본체에 마련되어 게임 실행을 위한 결재를 통해 스탠바이 모드에서 게임 활성화 모드로 전환하기 위한 게임실행 결재수단;을 포함하고,
    상기 아케이드게임기 본체는 상기 제어모듈에 포함되는 음향 실행부로부터 제공되는 음향을 발산하기 위한 스피커; 및 미리 설정된 소정 조건에 만족하는 경우, 상기 제어모듈을 구성하는 보상 지급부의 명령으로 내부에 수납된 마커기반 카드를 보상으로 제공하기 위한 카드 보상 수단을 더 포함하며,
    상기 카드 보상 수단은 상기 아케이드게임기 본체 내에서 복수의 마커기반 카드를 수납하는 수납부와, 상기 수납부로부터 카드를 배출시키도록 구동하는 배출 구동유닛, 및 상기 아케이드게임기 본체의 일측 외면에 형성되는 카드 배출구를 포함하고,
    상기 제어모듈의 보상 지급부는 미리 설정된 카드 보상 지급 조건에 만족하는 경우, 상기 배출 구동유닛을 구동시켜 수납부에 수납된 마커기반 카드를 카드 배출구를 통해 배출되도록 제어하며,
    상기 제어모듈은,
    상기 마커인식 카메라로부터 얻어진 정보에 기초하여 해당 정보와 연계되는 캐릭터와 배경을 포함하는 게임 콘텐츠를 가상현실로 실행하기 위한 상기 VR 구동실행부;
    상기 마커인식 카메라로부터의 정보 또는 상기 VR 구동실행부로부터의 해당 정보를 제공받아 일련의 게임 프로그램을 실행하기 위한 게임 실행부;
    사용자의 게임 결과가 소정 조건에 만족하는 경우 상기 수납부에 수납된 마커기반 카드를 보상으로 지급하기 위한 상기 보상 지급부;
    상기 마커인식 카메라에 의해 인식된 카드 위치와 상기 헤드마운트 디스플레이장치의 3D 스테레오 카메라 모듈에서 얻어진 실제 영상에 대한 위치를 정합시키도록 설정하며, 상기 프로젝션 창에서 마커기반 카드의 이동을 추적하기 위한 포지션 추적부;
    상기 게임실행 결재수단으로부터 결재가 완료된 것으로 판단된 경우, 스탠바이 모드(stand by mode)에서 게임 활성화 모드(game activation mode)로 전환하기 위한 게임 활성부; 및
    상기 조작버튼의 명령을 포함한 외부 입력 명령을 수신하여 게임실행을 제어하는 입력명령 실행부를 포함하는
    가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 헤드마운트 디스플레이장치에서 디스플레이되는 가상현실 영상 또는 증강현실 영상을 외부에서 디스플레이하도록 상기 아케이드게임기 본체 일측에 구비되는 외부 디스플레이 모니터를 더 포함하는
    가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어모듈은 상기 마커인식 카메라에 의해 마커기반 카드의 정보가 인식되어 읽혀질 때, 해당 카드가 인식되었음을 카드의 해당 위치에 강조 표시하도록 실행되는 정보인식 강조실행부를 더 포함하는
    가상현실(VR)·증강현실(AR) 융합형 아케이드 게임 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 헤드마운트 디스플레이장치는
    상기 오큘러스 리프트 모듈과 3D 스테레오 카메라 모듈의 시점 차이를 보상하기 위하여, 상기 오큘러스 리프트 모듈의 양안을 3D 스테레오 카메라 모듈의 좌우 두 카메라의 높이로 일치시키고, 3D 스테레오 카메라 모듈의 간격을 오큘러스 리프트 모듈의 양안의 간격보다 크게 하며, 오큘러스 리프트 모듈의 화각(FoV: Field of View)을 3D 스테레오 카메라 모듈의 화각이 되도록 설정하며, 오큘러스 리프트 모듈의 드로잉 타임(drawing time)을 3D 스테레오 카메라 모듈의 드로잉 타임에 맞춰 30ms(밀리초) 딜레이(delay)하도록 셋팅되어 이루어지는 것을 특징으로 하는
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