KR102148735B1 - 몰입형 가상 현실 시스템 - Google Patents

몰입형 가상 현실 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102148735B1
KR102148735B1 KR1020180120407A KR20180120407A KR102148735B1 KR 102148735 B1 KR102148735 B1 KR 102148735B1 KR 1020180120407 A KR1020180120407 A KR 1020180120407A KR 20180120407 A KR20180120407 A KR 20180120407A KR 102148735 B1 KR102148735 B1 KR 102148735B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
virtual reality
stimulus
real space
information
experiencer
Prior art date
Application number
KR1020180120407A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200040465A (ko
Inventor
고현희
Original Assignee
주식회사 지지킹덤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 지지킹덤 filed Critical 주식회사 지지킹덤
Priority to KR1020180120407A priority Critical patent/KR102148735B1/ko
Publication of KR20200040465A publication Critical patent/KR20200040465A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102148735B1 publication Critical patent/KR102148735B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)

Abstract

본 발명은 가상현실 체험자에게 현실공간상 자극을 제공하는 몰입형 가상현실 시스템에 관한 것으로서, 가상현실 체험자의 위치와 관련된 정보를 획득하기 위한 트랙킹 센서(320); 상기 트랙킹 센서(320)로부터 획득한 정보와, 가상현실 컨텐츠 시나리오의 가상공간상 자극 정보를 이용하여, 현실공간상 자극의 방향 및 위치를 결정하기 위한 정보처리수단(400); 및 상기 정보처리수단(400)에서 결정된 현실공간상 자극의 방향 및 위치 정보를 바탕으로 가상현실 체험자에게 현실공간상의 자극을 제공하는 물리적 자극 제공장치(100)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

몰입형 가상 현실 시스템{Immersive Virtual Reality System}
본 발명은 몰입형 가상 현실 시스템에 관한 것으로서, 더 자세하게는 가상현실에서의 자극을 현실에서도 느낄 수 있도록 현실 자극을 가하는 몰입형 가상 현실 시스템에 관한 것이다.
근래들어 시각 중심으로 발전해오던 가상현실 시스템에 청각, 촉각, 후각 등과 같은 다양한 감각을 더하여 사용자의 몰입도를 높이기 위한 기술(상호작용 기술)이 개발되고 있다. 실제 환경과 유사하게 물체가 피부에 닿았을 때 느끼게 되는 촉감 정보(tactile), 중력감 및 반력감(force-feedback)과 같은 관절과 근육의 움직임에 의하여 제시되는 근감각 정보가 제시되는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히 근래들어 가상현실 체험자에게 시각적 자극 이외의 감각을 제공함으로써 가상현실 체험자의 몰입도를 높이기 위한 기술이 몰입형 가상현실(Immersive VR)이라는 이름으로도 불리고 있다. 특히 3-D 영화관에서는 관객에게 3-D 영상을 제공함과 동시에, 컨텐츠의 진행에 따라 관객에서 물을 분사하거나 강한 바람을 일으켜서 관객의 몰입도를 높이려는 기술이 4-D 체험이라는 이름으로 많이 시도되고 있다.
그렇지만, 이러한 4-D 체험은 주로 제자리에 앉아 있거나 서 있는 체험자 또는 관객을 대상으로 물을 분사하거나 바람을 분사하는 방식으로 이루어지고 있는 것으로서, 소정 공간에서 움직이게 되는 가상현실 게임 체험자에 적용하기에는 적합하지 아니하다. 특히, 기존의 4-D 체험 장치에서는 물 또는 바람을 분사하는 장치사 특정 위치에 고정된 상태를 유지하므로, 물 또는 바람의 방향이 항상 일정할 수 밖에 없는데, 이는 컨텐츠 내에서 발생하는 이벤트의 상황과 일치하지 않는 경우가 많으므로 체험자의 몰입도를 감소시키게 된다.
공개특허공보 제10-2016-0025731 (공개일: 2016.03.09.) 중국공개특허공보 CN 106991864A (공개일: 2017.07.28.) 등록특허공보 제10-1722947호 (공고일: 2017.04.04.)
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가상현실 체험자의 위치 및 방향에 따라 체험자에게 제공되는 현실 자극의 방향 및 위치를 조절할 수 있도록 함으로써, 가상현실 체험자의 몰입도를 획기적으로 높일 수 있는 몰입형 가상 현실 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 가상현실 체험자에게 현실공간상 자극을 제공하는 몰입형 가상현실 시스템에 관한 것으로서, 가상현실 체험자의 위치와 관련된 정보를 획득하기 위한 트랙킹 센서(320); 상기 트랙킹 센서(320)로부터 획득한 정보와, 가상현실 컨텐츠 시나리오의 가상공간상 자극 정보를 이용하여, 현실공간상 자극의 방향 및 위치를 결정하기 위한 정보처리수단(400); 및 상기 정보처리수단(400)에서 결정된 현실공간상 자극의 방향 및 위치 정보를 바탕으로 가상현실 체험자에게 현실공간상의 자극을 제공하는 물리적 자극 제공장치(100)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 물리적 자극 제공 장치(100)는, X축 가이드(121); 상기 X축 가이드(121)를 따라서 이동하는 X축 이동대차(160); 상기 X축 가이드(121)와 수직으로 배치되되, 상기 X축 이동대차(160)에 일단이 고정된 Y축 가이드(122); 상기 Y축 가이드(122)를 따라서 이동하는 Y축 이동대차(170); 및 상기 Y축 이동대차(170)에 부착되되, 상기 가상현실 체험자에게 현실공간상 자극을 제공하는 자극수단(150)을 포함할 수 있다.
더 나아가, 상기 자극수단(150)은 가상현실 체험자에게 물, 바람 또는 스티로폼볼을 발사하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 X축 가이드(121)는 단면이 “H” 형상으로 이루어지되, 상기 X축 이동대차(160)는, 회전력을 제공하는 구동장치(161); 상기 구동장치(161)의 회전축에 연결되되 외주면에 돌기가 형성된 구동풀리(163); 상기 구동풀리(163)의 돌기와 치합되는 돌기부(169)를 구비하되, 상기 X축 가이드(121)의 오목한 부분에 배치되는 벨트(164); 및 싱기 벨트(164)가 상기 X축 가이드(121)의 오목한 부분에 밀착되도록 가압하는 가압로울러(162)를 포함하되, 상기 벨트(164)에 있어서, 상기 가압로울러(162)와 맞닿는 면의 이면에 상기 구동풀리(163)가 맞닿는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 정보 처리 수단(200)은, 트랙킹 센서(320)로부터 얻은 위치 정보 및 가상현실 체험자용 디스플레이수단(310)으로부터 얻은 방향 정보를 기초로 가상현실 체험자의 현실공간상 위치 및 방향을 산출하는, 현실공간상 위치/방향 측정부(410); 가상현실 컨텐츠 시나리오상의 단계에 자극이 있는지 여부를 확인하고, 자극이 있을 경우 가상공간상 자극의 방향 및 위치 정보를 산출하는 가상공간상 자극 정보 산출부(450); 상기 가상현실 체험자의 현실공간상 위치 및 방향 정보, 그리고 상기 가상공간상 자극의 방향 및 위치정보를 기초로 현실공간상 자극/위치 방향을 산출하는 현실공간상 자극 위치/방향 계산부(420); 및 상기 자극 위치/방향 계산부(420)에서 산출된 현실공간상 자극 위치 및 방향 정보를 기초로 상기 구동장치(161)의 구동을 제어하는 구동장치 제어부(430)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 물리적 자극 제공장치(100)는 상기 가상현실 체험자 주변에 복수 개가 설치되되, 상기 복수 개의 물리적 자극 제공장치(100)는 방향을 서로 다르게 하여 배치될 수 있다.
또한, 상기 현실공간상 자극 위치/방향 계산부(420)에서 산출된 현실공간상 자극의 위치 및 방향 정보를 기초로, 상기 복수 개의 물리적 자극 제공장치(100) 중 구동하여야할 장치가 선택되고, 상기 자극수단(150)의 이동거리가 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 몰입형 가상 현실 시스템은 현실공간상에서 제공되는 자극의 위치 및 방향을 조절할 수 있도록 함으로써, 가상현실 체험자의 몰입도를 획기적으로 높이는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 몰입형 가상현실 시스템의 일 일례를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 물리적 자극 제공 장치를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 물리적 자극 제공 장치에 구비되는 이동대차를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 물리적 자극 제공 장치를 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 물리적 자극 제공 장치를 도시하고 있다.
도 6 및 도 7은 복수 개의 물리적 자극 제공 장치를 이용하여 구현된 몰입형 가상 시스템을 도시하고 있다.
도 8은 본 발명의 정보처리수단의 구성을 도시한 블록도이다.
도 9는 본 발명에서 현실공간상 자극 위치/방향을 산출해내는 원리를 설명하기 위한 것이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 몰입형 가상 현실 시스템의 구체적인 구성을 설명하도록 한다. 이하 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 몰입형 가상 현실 시스템에서, 가상현실 체험자에게 현실 자극을 제공하기 위한 물리적 자극 제공 장치(100)의 일례를 도시한 것이다. 본 발명에 따른 몰입형 가상 현실 시스템을 현실 세계에서 물리적인 자극을 제공하는 장치인 물리적 자극 제공 장치(100)와 더불어 정보 처리 수단(400)을 포함하여 구성되는데, 종래기술과 차별화되는 본 발명의 가장 핵심적인 요소인 물리적 자극 제공 장치(100)부터 설명을 시작하도록 한다.
물리적 자극 제공 장치(100)는 가상현실 콘텐츠의 시나리오 내에서, 가상현실 체험자에게 자극이 가해지는 내용이 있을 경우, 체험자에게 현실로 자극을 제공하기 위한 장치이다. 자극 수단(150)을 X-Y 방향으로 자유롭게 움직이게 하는 구조를 가지고 있는데, 자극 수단(150)은 체험자를 향하여 물 또는 바람을 분사하는 장치일 수 있다. 혹은 가상현실 컨텐츠의 시나리오에 따라서는, 물 또는 바람 대신 스폰지 볼을 발사하는 장치일 수도 있다. 물, 에어, 또는 스폰지 볼을 발사하는 수단의 구체적인 구성은 통상의 기술자가 기존의 장치를 필요에 따라 적절히 선택하여 적용할 수 있는 부분이으로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
지지 프레임(110)이 물리적 자극 제공 장치(100)의 기본 골격을 형성한 상태에서, X축 가이드(121)가 지지 프레임(110)에 장착된다. X축 가이드(121)를 따라서 X축 이동대차(160)가 움직일 수 있도록 설치되되, 다시 X축 이동대차(160)에는 Y축 가이드(122)의 일단이 X축 가이드(122)와 수직을 이루는 방향으로 고정되고, 상기 Y축 가이드(122)에는 Y축 이동대차(170)가 Y축 가이드(122)를 따라 움직일 수 있도록 설치된다. 그리고 Y축 이동대차(170)에는 자극수단(150)이 구비된다. 바람직하게는, Y축 가이드(122)의 움직임을 원활하게 하기 위하여, Y축 가이드(122)의 타단에는 보조대차(141)가 연결되고, 위 보조대차는 보조 가이드(140)를 따라 움직일 수 있게 된다. 보조 가이드(140)는 X축 가이드(121)와 평행한 것이 바람직하다.
위 구성에서 자극수단(150)의 X축 위치는 X축 이동대차(160)의 움직임에 의하여, 자극수단(150)의 Y축 위치는 Y축 이동대차(170)의 움직임에 의하여 결정될 수 있으므로, 자극수단(150)의 X-Y 평면상에서의 위치는 필요에 따라 임의로 결정될 수 있다.
도 2에 도시된 실시예에서는 X축 가이드(122)는 지지프레임(110)에 고정되고, Y축 가이드(122)는 X축이동대차(160)의 움직임에 따라서 움직일 수 있는 것으로 설명되었으나, 이와는 반대로 Y축 가이드(122)를 지지프레임(110)에 고정시키고, X축 가이드(121)가 Y축 가이드(122)를 따라서 움직이게끔 변형하는 것도 가능할 것임을 통상의 기술자라면 어렵지 않게 이해할 수 있을 것이다.
도 3은 X축 이동대차(160)의 구성을 자세하게 도시한 것이다. X축 이동대차(160)에는 구동장치(161) 및 가압로울러(162)가 구비되는데, 바람직하게는 구동장치(161)로는 회전속도 및 회전수를 자유롭게 조절할 수 있는 스테핑 모터를 사용하는 것이 바람직하다. X축가이드(121)는 단면이 “H” 형상으로 형성될 수 있는데, X축 가이드(121)의 오목한 부분에 벨트(164)가 놓여지게 된다. 벨트(164)의 하단에는 래크(rack) 형태의 돌기부(169)가 형성되어 있고, 이는 구동장치(161)의 회전축에 구비된 구동풀리(163)와 맞닿는다. 그리고 구동풀리(163)의 외주면에는 상기 돌기부(169)와 치합되는 돌기가 형성되어 있으므로, 구동풀리(163)의 회전력이 벨트(164)에 확실하게 전달된다. 그리고 가압로울러(162)가 위 벨트(164)의 상단을 X축 가이드(121) 오목한 방향으로 가압함으로써, 구동장치(161)의 구동력이 X축 이동대차(160)의 이동에 사용될 수 있게 된다. 위와 같은 X축 이동대차(160)와 X축 가이드(121)의 결합관계에 의하여 X축 이동대차(160)은 이동시 미끄러짐 없이 정확하게 움직이는 것이 가능하게 된다.
Y축 이동대차(170)와 Y축 가이드(122) 역시 전술한 구성과 동일한 구성을 가질 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 위 구성에 의하여 구동장치(161)의 구동력이 확실하게 Y축 이동대차(170)의 이동에 이용되게 되고, Y축 이동대차(170)가 Y축 가이드(122)를 따라 안정적으로 움직일 수 있게 되므로, 중력의 영향을 크게 받지 않고 비교적 정확한 Y축 방향 이동이 가능하게 된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 물리적 자극 제공 장치(100')를 도시한 것으로서, 제1 실시예와는 구동방식에 있어서 차이가 있다. 본 실시예에서는 가이드와는 별도로 가이드와 평행한 방향으로 바(bar) 형태의 레크(166)가 구비되고, 구동장치(161)와 연결된 피니온(165)이 직접 레크(166)에 치합되어 있다. 위 실시예에서는 구동장치(161)에 의하여 피니온(165)이 회전하게 되면, 피니온(165)과 레크(166)가 치합되어 있기 때문에, 피니온(165)의 회전이 이동대차의 수평 또는 Y축 방향 직선 운동으로 확실하게 변환되게 된다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 물리적 자극 제공 장치(100'')를 도시한 것으로서, 구동장치(161)가 구동벨트(167)의 일단에 배치된 상태에서, 구동벨트(167) 자체를 회전시키게 된다. 구동벨트(167)의 소정 부분이 이동대차에 고정되어 있으므로, 구동벨트(167) 자체가 움직이면 이와 결합된 이동대차 역시 움직일 수 있게 된다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 물리적 자극 제공 장치(100)의 바람직한 사용 방식을 도시한 것이다. 물리적 자극 제공 장치(100) 자체는 자극 수단(150)을 2차원적으로 움직이게 하므로, 하나의 물리적 자극 제공 장치(100)로는 가상현실 체험자에게 입체적인 자극을 주기에는 부족하다. 그러므로 가상현실 체험자가 움직이는 공간을 둘러싸는 형태로 물리적 자극 제공 장치(100)를 배치함으로써 가상현실 체험자에게 입체적인 자극을 주는 것이 가능하다. 즉, 가상현실 시나리오 상에서 가상현실 체험자의 오른쪽에서 바람이 불거나, 혹은 타격이 가해지는 경우, 가상현실 체험자의 실제 오른편에 배치된 물리적 자극 제공 장치(100)에서 가상현실 체험자에게 현실의 자극을 제공하게 되는 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 몰입형 가상 현실 시스템의 정보처리수단(400)의 구성을 나타내는 블록도이다. 본 발명에 따른 물리적 자극 제공 장치(100)의 제어를 위해서는 가상현실 체험자의 위치와 방향 정보가 필요하다.
정보처리수단(400)은 가상현실 체험자의 위치와 방향 정보를 획득하고 물리적 자극 제공 장치(100)를 구동시키는 수단으로서, 가상현실 체험자의 현실공간상 위치/방향 측정부(410), 현실공간상 자극 위치/방향 계산부(420), 구동장치 제어부(430), 그리고 가상공간상 자극 정보 산출부(450)를 포함하여 이루어진다.
가상현실 체험자의 현실공간상 위치/방향 측정부(410)는 외부에서 제공되는 신호를 기초로 가상현실 체험자의 위치와 방향을 측정하기 위한 요소로서, 트랙킹 센서(320)를 통하여 얻어진 정보를 바탕으로 스테이지 내에서의 가상현실 체험자의 위치를 결정하게 된다. 트랙킹 센서(320)는 사용자의 몸에 부착된 마커와 복수 개의 카메라를 통하여 구현되거나, 혹은 3차원 카메라(Depth Camera)와 같은 방식을 이용할 수 있다. 가상현실 체험자의 현실 위치를 측정하기 위한 트랙킹 센서(320)는 종래에 사용되는 통상의 수단을 이용하는 것이므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
더 나아가, 가상현실 체험자용 디스플레이 수단(310)은 가상현실 체험자에게 시각적인 자극을 주는 요소로서, 통상적으로 HMD(Head Mount Display)가 사용되는데, HMD에는 가상현실 체험자의 시선을 트랙킹(헤드 트랙킹)하기 위한 자이로스코프가 장착되어 있고, 자이로스코프를 통하여 얻어지는 각속도 정보는 가상현실 체험자의 현실공간상 위치/방향 측정부(410)로 전달되어, 적분을 통하여 회전각을 계산함으로써 가상현실 체험자가 향하는 방향을 측정하는데 사용될 수 있다.
가상공간상 자극 정보 산출부(450)는 가상현실 컨텐츠의 시나리오 내에서 어느 단계에 도달했는지를 체크하고, 해당 단계에 외부 자극 요소가 있는지 여부를 모니터링하게 된다. 만일 시나리오 내의 해당 단계에 자극 요소가 있는 것으로 판단되면, 가상 공간 상에서 자극의 방향과 위치 정보, 그리고 자극의 강도 정보를 산출하게 된다.
가상공간상 자극 정보 산출부(450)에서 얻어진 가상공간상 자극 방향/위치 정보는 현실공간상 자극 위치/방향 계산부(420)로 보내어져 현실 자극 위치/방향을 얻는데 사용된다. 도 9(a)는 현실 공간에서의 가상현실 체험자의 위치와 방향을 나타낸 것이다. 구체적으로는, X-Y 좌표로 표시된 공간은 현실공간 내에서의 좌표를 의미하고, 검정색 원은 현실 공간에서 가상현실 체험자의 위치를, 그리고 검정색 원에서 뻗어나온 바(bar)의 방향은 가상현실 체험자의 방향(전면)을 의미한다. 도 9(a)에 표시된 가상현실 체험자의 현실 위치 및 방향은 가상현실 체험자의 현실공간상 위치/방향 측정부(410)에 의하여 얻어졌음은 앞에서 설명한 바와 같다.
도 9(b)는 가상 공간에서의 자극 방향을 나타내고 있는데, X’-Y’좌표로 표시된 공간은 가상 공간 내에서의 좌표를 의미한다. 가상 공간 내에서, 가상공간 체험자의 위치는 항상 원점(중심점)을 유지하게 되고, 자극의 방향은 가상공간 체험자를 중심으로 표현된다. 즉, 도 9(b)에서 자극의 방향(실선으로 표시된 화살표)은 가상공간 체험자를 중심으로 묘사되는데, 예를 들면 자극의 방향은 가상공간 상에서 체험자의 우측후방, 더 자세하게는 체험자의 정면을 기준으로 시계방향으로 측정된 각(Θ)으로 표현될 수 있다.
현실공간상 자극 위치/방향 계산부(420)는 도 9(a)에 도시된 것과 같은 가상현실 체험자의 현실공간상 위치/방향 정보와, 도 9(b)에 도시된 것과 같은 가상공간상 자극 방향/위치 정보를 이용하되, 좌표 변환과 같은 방식에 의하여, 도 9(c)에 도시된 것과 같은 현실자극 위치/방향(점선으로 표시된 화살표)을 도출해 내게 된다. 즉, 가상현실상 체험자의 위치는 현실에서의 체험자의 좌표 상으로 사상되고, 가상현실 상 자극의 방향은 현실 공간에서의 체험자 방향을 원점으로 하여 재계산 된다. 그러면 도 9(c)에 도시된 것과 같이 현실에서의 자극의 방향(점선으로 표시된 화살표)이 결정될 수 있다.
현실에서의 자극의 방향이 결정되면, 가상현실 체험자를 둘러싸고 있는 복수 개의 물리적 자극 제공 장치들(A,B,C,D) 중 어느 것이 동작하여야할지가 결정될 수 있고, 물리적 자극 제공 장치(100)가 선택되면, 선택된 물리적 자극 제공 장치(100)의 구동장치(161)를 구동하여 자극 수단(150)을 계산된 위치로 이동시키게 된다. 도 9에서는 예시적으로 물리적 자극 제공 장치(D)가 작동하게끔 선택된다.
다음으로, 현실공간상 자극 위치/방향 계산부(420)에서 현재 자극 수단(150)의 위치와, 자극 수단(150)이 위치해야 하는 위치의 차이(d)가 결정되면, 구동장치 제어부(430)를 통하여 자극 수단(150)이 d만큼 이동하도록 구동장치(161)를 구동하게 된다.
이 때 구동장치(161)에는 엔코더와 같은 수단이 설치되어 이동 거리가 측정될 수 있으므로 자극 수단(150)의 현재 위치 정보가 지속적으로 체크된다. 자극 수단(150)의 현재 위치 정보는 현실공간상 자극 위치/방향 계산부(420)로 보내어져 구동장치(161)의 구동량(d)을 결정하는데 이용될 수 있다.
100,100',100'': 물리적 자극 제공 장치
110: 지지 프레임 121: X축 가이드
122: Y축 가이드 160: X축 이동대차
170: Y축이동대차 140: 보조 가이드
141: 보조대차 150: 자극 수단
161: 구동장치 162: 가압로울러
163: 구동풀리 164: 벨트
165: 피니온(pinion) 166: 래크(rack)
167: 구동벨트 169: 돌기부
200: 정보 처리 수단
310: 가상현실 체험자용 디스플레이 수단
400: 정보처리수단 320: 트랙킹 센서
410; 가상현실 체험자 현실공간상 위치/방향 측정부
420: 현실공간상 자극 위치/방향 계산부
430: 구동장치 제어부 440: 시나리오 단계 체크부
450: 가상공간상 자극 정보 산출부

Claims (7)

  1. 가상현실 체험자에게 현실공간상 자극을 제공하는 몰입형 가상현실 시스템에 관한 것으로서,
    가상현실 체험자의 위치와 관련된 정보를 획득하기 위한 트랙킹 센서(320);
    상기 트랙킹 센서(320)로부터 획득한 정보와, 가상현실 컨텐츠 시나리오의 가상공간상 자극 정보를 이용하여, 현실공간상 자극의 방향 및 위치를 결정하기 위한 정보처리수단(400); 및
    상기 정보처리수단(400)에서 결정된 현실공간상 자극의 방향 및 위치 정보를 바탕으로 가상현실 체험자에게 현실공간상의 자극을 제공하는 물리적 자극 제공 장치(100)를 포함하되,
    상기 물리적 자극 제공 장치(100)는, X축 가이드(121); 상기 X축 가이드(121)를 따라서 이동하는 X축 이동대차(160); 상기 X축 가이드(121)와 수직으로 배치되되, 상기 X축 이동대차(160)에 일단이 고정된 Y축 가이드(122); 상기 Y축 가이드(122)를 따라서 이동하는 Y축 이동대차(170); 및 상기 Y축 이동대차(170)에 부착되되, 상기 가상현실 체험자에게 현실공간상 자극을 제공하는 자극수단(150)을 포함하며,
    상기 X축 가이드(121)는 단면이 “H” 형상으로 이루어지고,
    상기 X축 이동대차(160)는, 회전력을 제공하는 구동장치(161); 상기 구동장치(161)의 회전축에 연결되되 외주면에 돌기가 형성된 구동풀리(163); 상기 구동풀리(163)의 돌기와 치합되는 돌기부(169)를 구비하되, 상기 X축 가이드(121)의 오목한 부분에 배치되는 벨트(164); 및 싱기 벨트(164)가 상기 X축 가이드(121)의 오목한 부분에 밀착되도록 가압하는 가압로울러(162)를 포함하되, 상기 벨트(164)에 있어서, 상기 가압로울러(162)와 맞닿는 면의 이면에 상기 구동풀리(163)가 맞닿는 것을 특징으로 하는 몰입형 가상 현실 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 자극수단(150)은 가상현실 체험자에게 물, 바람 또는 스티로폼볼을 발사하는 것을 특징으로 하는 몰입형 가상현실 시스템.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 정보 처리 수단(200)은,
    트랙킹 센서(320)로부터 얻은 위치 정보 및 가상현실 체험자용 디스플레이수단(310)으로부터 얻은 방향 정보를 기초로 가상현실 체험자의 현실공간상 위치 및 방향을 산출하는, 현실공간상 위치/방향 측정부(410);
    가상현실 컨텐츠 시나리오상의 단계에 자극이 있는지 여부를 확인하고, 자극이 있을 경우 가상공간상 자극의 방향 및 위치 정보를 산출하는 가상공간상 자극 정보 산출부(450);
    상기 가상현실 체험자의 현실공간상 위치 및 방향 정보, 그리고 상기 가상공간상 자극의 방향 및 위치정보를 기초로 현실공간상 자극/위치 방향을 산출하는 현실공간상 자극 위치/방향 계산부(420); 및
    상기 자극 위치/방향 계산부(420)에서 산출된 현실공간상 자극 위치 및 방향 정보를 기초로 상기 구동장치(161)의 구동을 제어하는 구동장치 제어부(430)를 포함하는 것을 특징으로 하는 몰입형 가상현실 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 물리적 자극 제공장치(100)는 상기 가상현실 체험자 주변에 복수 개가 설치되되, 상기 복수 개의 물리적 자극 제공장치(100)는 방향을 서로 다르게 하여 배치되는 것을 특징으로 하는 몰입형 가상현실 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 현실공간상 자극 위치/방향 계산부(420)에서 산출된 현실공간상 자극의 위치 및 방향 정보를 기초로, 상기 복수 개의 물리적 자극 제공장치(100) 중 구동하여야할 장치가 선택되고, 선택된 물리적 자극 제공 장치(100) 내에서 상기 자극수단(150)의 이동거리가 결정되는 것을 특징으로 하는 몰입형 가상현실 시스템.
KR1020180120407A 2018-10-10 2018-10-10 몰입형 가상 현실 시스템 KR102148735B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180120407A KR102148735B1 (ko) 2018-10-10 2018-10-10 몰입형 가상 현실 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180120407A KR102148735B1 (ko) 2018-10-10 2018-10-10 몰입형 가상 현실 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200040465A KR20200040465A (ko) 2020-04-20
KR102148735B1 true KR102148735B1 (ko) 2020-08-27

Family

ID=70467137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180120407A KR102148735B1 (ko) 2018-10-10 2018-10-10 몰입형 가상 현실 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102148735B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101722947B1 (ko) * 2016-01-19 2017-04-04 주식회사 레드로버 4차원 효과를 구현할 수 있는 가상현실 시스템 및 그 4차원 효과 처리방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101360286B1 (ko) * 2012-03-13 2014-02-12 윤성진 자동차 자동 도장 시스템
KR101544384B1 (ko) * 2013-09-13 2015-08-17 한국기계연구원 관성력 제공부를 갖는 가상 현실 시스템 및 이의 관성력 제공 방법
KR20160025731A (ko) 2014-08-28 2016-03-09 임성진 실감 체험형 4d 라이더 장치 및 방법
CN106991864A (zh) 2017-06-14 2017-07-28 周建峰 一种vr灾害体验实训平台

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101722947B1 (ko) * 2016-01-19 2017-04-04 주식회사 레드로버 4차원 효과를 구현할 수 있는 가상현실 시스템 및 그 4차원 효과 처리방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200040465A (ko) 2020-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10445932B2 (en) Running exercise equipment with associated virtual reality interaction method and non-volatile storage media
CN107533230B (zh) 头戴式显示器用追踪系统
CN105373224B (zh) 一种基于普适计算的混合现实游戏系统及方法
US5889505A (en) Vision-based six-degree-of-freedom computer input device
US20110250962A1 (en) System and method for a 3d computer game with true vector of gravity
US20160124502A1 (en) Sensory feedback systems and methods for guiding users in virtual reality environments
CN108292040A (zh) 优化头戴式显示器屏幕上的内容定位的方法
CN109643014A (zh) 头戴式显示器追踪
CN104932677A (zh) 互动式多驾乘者虚拟现实驾乘系统
CN108427407A (zh) 云台控制方法、云台控制系统及云台设备
JP2008220580A (ja) 没入歩行感覚呈示装置
US20190139436A1 (en) Virtual Reality Driving Simulator Rig
US11567564B2 (en) Interactive exercise and training system and method
Matsumoto et al. Detection thresholds for vertical gains in vr and drone-based telepresence systems
KR101811809B1 (ko) 3d hmd를 활용한 아케이드 게임시스템
CN209821674U (zh) 多自由度虚拟现实运动装置
KR20160144268A (ko) Hmd용 보행 시뮬레이션 장치
Bouguila et al. Walking-pad: a step-in-place locomotion interface for virtual environments
US10275019B1 (en) Virtual reality locomotion device
CN100531839C (zh) 基于认知交互技术的虚拟海洋漫游系统及其操作方法
KR102148735B1 (ko) 몰입형 가상 현실 시스템
CN208284105U (zh) 基于虚拟现实和空间定位的分布式协同装填训练模拟系统
WO2018159614A1 (ja) 歩行感覚呈示装置及び呈示方法
US11107364B2 (en) Method to enhance first-person-view experience
JP3493708B2 (ja) 歩行模擬装置およびその制御方法並びに予測制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right