KR102168219B1 - 가상 현실 기기의 멀미를 약화시키기 위한 가상 현실 멀미 측정 장치 및 방법 - Google Patents

가상 현실 기기의 멀미를 약화시키기 위한 가상 현실 멀미 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

가상 현실 기기의 멀미를 약화시키기 위한 가상 현실 멀미 측정 장치 및 방법은 가상 현실 환경에 특화된 멀미 측정 지표인 시뮬레이터 질병 설문지를 제공하고, 시뮬레이터 질병 설문지를 이용하여 가상 현실 환경에서의 멀미 증상을 평가 및 측정하여 VR 헤드셋의 시야각 정보와 가상 현실 기기의 멀미 증상 간의 상호 관계를 파악하여 멀미를 줄일 수 있는 시야각 정보를 결정함으로써 VR 환경에서 멀미를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

가상 현실 기기의 멀미를 약화시키기 위한 가상 현실 멀미 측정 장치 및 방법{Apparatus and Method for Measuring Virtual Reality Motion Sickness to Reduce Motion Sickness of Virtual Reality Device}
본 발명은 멀미 측정 방법에 관한 것으로서, 특히 가상 현실 환경에 특화된 멀미 측정 지표인 시뮬레이터 질병 설문지를 제공하고, 시뮬레이터 질병 설문지를 이용하여 가상 현실 환경에서의 멀미 증상을 평가 및 측정하는 가상 현실 기기의 멀미를 약화시키기 위한 가상 현실 멀미 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
가상 현실(Virtual Reality, VR)은 현실 세계와 유사한 인위적으로 생성된 상황이나 시간, 공간 제약으로 인해 현실 세계에서 경험할 수 없는 상황을 통해 사용자가 가상 세계를 경험할 수 있게 해주는 기술이다.
최근의 VR의 진보는 고해상도 디스플레이의 개발뿐만 아니라 컴퓨팅 및 네트워크 서비스의 개발에 중요한 영향을 미쳤다.
그러나 가상 현실은 실제 환경과 유사하기 때문에 속도나 화면 전환이 지나치게 사용된 콘텐츠를 이용하거나 장시간 체험하는 경우, 사용자에 따라 현기증이나, 메스꺼움과 같은 멀미 현상이 발생하는 문제점이 있다.
가상 현실을 구현하는 시스템이나 장치는 비약적으로 발전하는 것에 비하여 가상 현실 환경에서 멀미 현상에 영향을 주는 요인이 무엇인지, 멀미 현상 측정, 사용자와 VR 환경 간의 상호 작용 모드에 대한 연구가 거의 없었다.
한국 공개특허번호 제10-2018-0005528호
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 가상 현실 환경에 특화된 멀미 측정 지표인 시뮬레이터 질병 설문지를 제공하고, 시뮬레이터 질병 설문지를 이용하여 가상 현실 환경에서의 멀미 증상을 평가 및 측정하는 가상 현실 기기의 멀미를 약화시키기 위한 가상 현실 멀미 측정 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 가상 현실 멀미 측정 장치는,
복수의 멀미 증상 항목을 각각의 멀미 구성요소(메스꺼움, 안구 운동 장애, 방향 감각 장애)로 분류된 가상 현실 환경에 특화된 멀미 측정 지표의 시뮬레이터 질병 설문지(Simulator Sickness Questionnaire, SSQ)를 생성하여 사용자단말로 전송하는 설문지 제공부; 및
상기 사용자단말로부터 각각의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 포함한 평가 점수 입력 신호를 수신하고, 상기 수신한 평가 점수 입력 신호에 포함된 평가 점수를 멀미 증상 항목별로 누적하여 상기 메스꺼움(Nausea)의 제1 멀미 평가 점수와 상기 안구 운동 장애(Oculomotor)의 제2 멀미 평가 점수와, 상기 방향 감각 장애(Disorientation)의 제3 멀미 평가 점수로 계산하고, 상기 계산된 제1 멀미 평가 점수와 제2 멀미 평가 점수와 제3 멀미 평가 점수를 합한 후 가중치를 곱하여 멀미를 평가하는 최종 멀미 평가 점수를 계산하는 멀미 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징에 따른 가상 현실 멀미 측정 방법은,
복수의 멀미 증상 항목을 각각의 멀미 구성요소(메스꺼움, 안구 운동 장애, 방향 감각 장애)로 분류된 가상 현실 환경에 특화된 멀미 측정 지표의 시뮬레이터 질병 설문지(Simulator Sickness Questionnaire, SSQ)를 생성하여 사용자단말로 전송하는 단계;
상기 사용자단말로부터 각각의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 포함한 평가 점수 입력 신호를 수신하고, 상기 수신한 평가 점수 입력 신호에 포함된 평가 점수를 상기 메스꺼움의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 멀미 증상 항목별로 누적하여 제1 누적 평가 점수를 계산하고, 상기 안구 운동 장애의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 멀미 증상 항목별로 누적하여 제2 누적 평가 점수를 계산하고, 상기 방향 감각 장애의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 멀미 증상 항목별로 누적하여 제3 누적 평가 점수를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 제1 멀미 평가 점수와 제2 멀미 평가 점수와 제3 멀미 평가 점수를 합한 후 가중치를 곱하여 멀미를 평가하는 최종 멀미 평가 점수를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징에 따른 가상 현실 멀미 측정 방법은,
사용자단말로부터 가상 현실 시뮬레이터에서 구현되는 버튼 크기를 나타내는 가상 현실 헤드셋의 시야각 정보를 수신하는 단계;
복수의 멀미 증상 항목을 각각의 멀미 구성요소(메스꺼움, 안구 운동 장애, 방향 감각 장애)로 분류된 가상 현실 환경에 특화된 멀미 측정 지표의 시뮬레이터 질병 설문지(Simulator Sickness Questionnaire, SSQ)를 생성하여 사용자단말로 전송하는 단계;
상기 사용자단말로부터 각각의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 포함한 평가 점수 입력 신호를 수신하고, 상기 수신한 평가 점수 입력 신호에 포함된 평가 점수를 상기 메스꺼움의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 멀미 증상 항목별로 누적하여 제1 누적 평가 점수를 계산하고, 상기 안구 운동 장애의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 멀미 증상 항목별로 누적하여 제2 누적 평가 점수를 계산하고, 상기 방향 감각 장애의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 멀미 증상 항목별로 누적하여 제3 누적 평가 점수를 계산하는 단계;
상기 계산된 제1 멀미 평가 점수와 제2 멀미 평가 점수와 제3 멀미 평가 점수를 합한 후 가중치를 곱하여 멀미를 평가하는 최종 멀미 평가 점수를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 최종 멀미 평가 점수를 기설정된 멀미를 유발하는 기준 점수 범위인 경우, 상기 수신한 시야각 정보를 멀미를 최소로 하는 시야각 정보로 변경하여 상기 가상 현실 시뮬레이터로 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 가상 현실 환경에 특화된 멀미 측정 지표인 시뮬레이터 질병 설문지를 제공하여 가상 현실 환경에서의 멀미 증상을 정확히 측정할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 VR 기기의 체험자에게 가상 현실 콘텐츠의 재생을 중지하도록 멀미가 유발되는 시간 정보를 알람 형태로 제공하여 체험자가 멀미 증상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 VR 헤드셋의 시야각 정보와 가상 현실 기기의 멀미 증상 간의 상호 관계를 파악하여 멀미를 줄일 수 있는 시야각 정보를 결정함으로써 VR 환경에서 멀미를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 기기의 멀미를 약화시키기 위한 가상 현실 멀미 측정 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사용자단말과 멀미 측정 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 VR 헤드셋과 시야각 정보의 개념을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예의 버튼 크기에 따른 멀미 평가 점수를 나타낸 도면이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
가상 현실(VR) 멀미는 가상 현실(VR) 콘텐츠(Virtual Reality Contents) 운용 시 3D 가상환경에서 캐릭터가 이동 상황에서 발생하는 경우가 많으며, 몸은 실제로 움직이지 않지만 두뇌가 이동을 감지해 인지 부조화가 발생하기 때문이다.
본 발명은 사람이 버스나 기차 등에서 발생하는 멀미 증상과 가상 현실 시뮬레이터에서 발생하는 멀미 증상이 다르기 때문에 가상 현실 환경에 특화된 멀미 측정 지표인 시뮬레이터 질병 설문지(Simulator Sickness Questionnaire, SSQ)를 개발하고, 시뮬레이터 질병 설문지를 이용하여 가상 현실 환경에서의 멀미 증상을 측정한다.
또한, 본 발명은 VR 헤드셋를 착용한 상태에서 사용자가 선택한 객체의 입력 방법이나 객체의 크기에 의해 멀미 증상 정도가 영향을 받는지 알아본다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 기기의 멀미를 약화시키기 위한 가상 현실 멀미 측정 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사용자단말과 멀미 측정 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 VR 헤드셋과 시야각 정보의 개념을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예의 버튼 크기에 따른 멀미 평가 점수를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 멀미 측정 시스템(100)은 복수의 사용자단말(110), 멀미 측정 장치(120) 및 복수의 가상 현실을 구현하는 VR 시뮬레이터(130)를 포함한다.
멀미 측정 장치(120)는 멀미 측정부(121), 저장부(122), 제어부(123), 통신부(124), 설문지 제공부(125) 및 시야각 계산부(126)를 포함하며, 사용자단말(110)은 사용자 인터페이스부(111), 표시부(112), 입력부(113) 및 통신부(114)를 포함한다.
각각의 사용자단말(110)은 가상 현실 콘텐츠를 구현하는 시뮬레이터를 체험한 사용자가 소유한 단말로 HTML(Hypertext Markup Language) 5 기반의 웹브라우저를 탑재하는 유선단말 또는 무선단말을 포함하고, 유선단말인 데스크탑 PC 뿐만 아니라 스마트폰, PDA, 태블릿 PC 등과 같이 모바일 기기를 모두 포함한다.
통신망(102)은 구내 정보 통신망(local area network, LAN), 도시권 통신망(metropolitan area network, MAN), 광역 통신망(wide area network, WAN), 인터넷 등을 포함하는 데이터 통신망뿐만 아니라 전화망 등을 포함할 수 있고, 유선과 무선을 모두 포함한다.
사용자인터페이스부(111)는 멀미 측정 장치(120)로부터 멀미 측정 지표를 입력을 위한 웹페이지를 제공받아 표시부(112)를 통해 사용자단말(110)의 화면에 표시한다.
설문지 제공부(125)는 가상 현실 환경에 특화된 멀미 측정 지표인 시뮬레이터 질병 설문지(Simulator Sickness Questionnaire, SSQ)를 생성하여 사용자단말(110)로 전송한다.
가상 현실에서 일어나는 멀미 증상은 일반적인 멀미 증상과 상당히 유사하면서도 몸이 실제로 움직이지 않지만 두뇌가 이동을 감지해 인지 부조화로 발생되므로 약간의 차이점이 있다. 이러한 가상 현실 환경의 특수성을 기초로 시뮬레이터 질병 설문지를 개발한다.
멀미 증상 설문지는 16개의 멀미 증상 항목과 메스꺼움(Nausea), 안구 운동 장애(Oculomotor) 및 방향 감각 장애(Disorientation)의 3가지 멀미 구성요소를 포함한다. 멀미 증상 항목은 1. 불쾌감(General Discomfort), 2. 피로(Fatigue), 3. 두통(Headache), 4. 눈의 피로(Eyestrain), 5. 초점 조절의 어려움(Difficulty Focusing), 6. 타액 증가(Increased Salivation), 7. 땀 흘림(Sweating), 8. 메스꺼움(Nausea), 9. 집중의 어려움(Difficulty Concentrating), 10. 머리 충만도(Fullness of Head), 11. 흐릿한 시야(Blurred Vision), 12. 눈을 뜨게 하는 어지럼증(Dizzy(eyes open)), 13. 눈을 감은 현기증(Dizzy(eyes closed)), 14. 현기증(Vertigo), 15. 위장 인식(Stomach Awareness), 16. 트림(Burping)을 포함한다.
하기의 [표 1]은 16개의 멀미 증상 항목을 3가지 카테고리(멀미 구성요소)인 메스꺼움(Nausea), 안구 운동 장애(Oculomotor) 및 방향 감각 장애(Disorientation)로 분류한다.
Figure 112018072286480-pat00001
[표 1]은 멀미의 정도를 결정하기 위한 16가지 평가 항목의 범주와 각 범주의 점수를 계산한다.
인지 부조화로 발생된 가상 현실에서의 멀미 증상 항목은 전술한 16개의 멀미 증상 항목과 3개의 멀미 구성요소로 선별한다.
메스꺼움(Nausea)의 멀미 증상 항목은 1. 불쾌감(General Discomfort), 6. 머리 충만도(Fullness of Head), 7. 흐릿한 시야(Blurred Vision), 8. 눈을 감은 현기증(Dizzy(eyes closed)), 9. 현기증(Vertigo), 15. 위장 인식(Stomach Awareness), 16. 트림(Burping)에 해당한다.
안구 운동 장애의 멀미 증상 항목은 1. 불쾌감(General Discomfort), 2. 피로(Fatigue), 3. 눈의 피로(Eyestrain), 4. 초점 조절의 어려움(Difficulty Focusing), 5. 초점 조절의 어려움(Difficulty Focusing), 9. 현기증(Vertigo), 11. 흐릿한 시야(Blurred Vision)에 해당한다.
방향 감각 장애의 멀미 증상 항목은 5. 두통(Headache), 8. 눈을 감은 현기증(Dizzy(eyes closed)), 10. 머리 충만도(Fullness of Head), 11. 흐릿한 시야(Blurred Vision), 12. 눈을 뜨게 하는 어지럼증(Dizzy(eyes open)), 13. 눈을 감은 현기증(Dizzy(eyes closed)), 14. 현기증(Vertigo)에 해당한다.
사용자단말(110)은 멀미 측정 장치(120)로부터 통신부(114)을 통해 시뮬레이터 질병 설문지(Simulator Sickness Questionnaire, SSQ)를 웹페이지 형태로 수신한다. 사용자단말(110)의 사용자 인터페이스부(111)는 시뮬레이터 질병 설문지의 멀미 증상 항목을 입력할 수 있는 입력부(113)를 제공한다.
사용자단말(110)은 입력부(113)를 통해 시뮬레이터 질병 설문지의 멀미 증상 항목을 4점 척도로 평가 점수를 입력받아 각각의 멀미 증상 항목에 대한 평가 점수를 포함한 평가 점수 입력 신호를 생성하여 통신부(114)를 통해 멀미 측정 장치(120)로 전송한다. 여기서, 4점 척도는 "0 = 전혀 아님, 1 = 경미, 2 = 보통, 3 = 중증"으로 나타낸다.
사용자단말(110)에서 입력되는 평가 점수는 사용자가 특정한 VR 시뮬레이터(130)에서 가상 현실을 체험한 후, 느껴지는 멀미 증상을 점수로 환산한 것이다.
멀미 측정부(121)는 사용자단말(110)로부터 각각의 멀미 증상 항목에 대한 평가 점수를 포함한 평가 점수 입력 신호를 수신하고, 수신한 평가 점수 입력 신호의 평가 점수를 추출한다.
멀미 측정부(121)는 각각의 멀미 구성요소(메스꺼움, 안구 운동 장애, 방향 감각 장애)에 대응하는 멀미 증상 항목의 평가 점수를 멀미 증상 항목별로 누적하여 누적 평가 점수를 계산한다.
예를 들면, 멀미 구성요소가 안구 운동 장애인 경우, 안구 운동 장애와 관련된 멀미 증상 항목의 평가 점수를 누적하게 된다(1. 불쾌감, 2. 피로, 3. 눈의 피로, 4. 초점 조절의 어려움, 5. 초점 조절의 어려움, 9. 현기증, 11. 흐릿한 시야). 메스꺼움과 방향 감각 장애도 동일한 원리로 평가 점수를 누적하여 누적 평가 점수를 계산한다.
멀미 측정부(121)는 메스꺼움의 멀미 증상인 경우, 계산된 누적 평가 점수에 가중치(9.54)를 곱하여 메스꺼움의 멀미 평가 점수를 산출한다.
멀미 측정부(121)는 안구 운동 장애의 멀미 증상인 경우, 계산된 누적 평가 점수에 가중치(7.58)를 곱하여 안구 운동 장애의 멀미 평가 점수를 산출한다.
멀미 측정부(121)는 방향 감각 장애의 멀미 증상인 경우, 계산된 누적 평가 점수에 가중치(13.92)를 곱하여 방향 감각 장애의 멀미 평가 점수를 산출한다.
멀미 측정부(121)는 메스꺼움의 멀미 증상에 해당하는 제1 누적 평가 점수와, 안구 운동 장애의 멀미 증상에 해당하는 제2 누적 평가 점수와, 방향 감각 장애의 멀미 증상에 해당하는 제3 누적 평가 점수를 더한 후 가중치 3.74를 곱하여 최종 멀미 평가 점수를 계산할 수 있다.
멀미 측정부(121)는 최종 멀미 평가 점수를 기설정된 기준값들과 비교하여, 0인 경우 멀미 증상이 없는 것으로 판단하고, 0보다 크고 5보다 작은 경우, 무시할 수 있는 멀미 증상으로 판단하고, 5보다 크고 10보다 작은 경우, 경미한 멀미 증상으로 판단하고, 10보다 크고 15보다 작은 경우, 상당한 정도의 멀미 증상으로 판단하고, 15보다 크고 20보다 작은 경우, 문제가 우려되는 멀미 증상으로 판단하며, 20 이상인 경우, 나쁜 시뮬레이터로 판단한다.
Figure 112018072286480-pat00002
저장부(122)는 최종 멀미 평가 점수와 이에 대응되는 가상 현실 콘텐츠 재생 시간을 매칭하여 매칭 정보로 저장한다. 예를 들면, 최종 멀미 평가 점수가 15인 경우, VR 시뮬레이터(130)에서 가상 현실 콘텐츠를 볼 수 있는 가상 현실 콘텐츠 재생 시간이 15분이고, 최종 멀미 평가 점수가 20인 경우, 가상 현실 콘텐츠 재생 시간이 10분 등으로 매칭되어 있다.
제어부(123)는 멀미 측정부(121)에서 계산된 최종 멀미 평가 점수를 저장부(122)에 기저장된 매칭 정보와 비교하여 가상 현실 콘텐츠 재생 시간을 추출한다. 여기서, 가상 현실 콘텐츠 재생 시간은 특정한 VR 시뮬레이터(130)에서 가상 현실 콘텐츠를 재생한 시간 정보이고, 최종 멀미 평가 점수는 상기 특정한 VR 시뮬레이터(130)에서 가상 현실 콘텐츠를 체험한 후, 멀미 증상을 측정하여 점수로 환산한 것이다.
제어부(123)는 가상 현실 콘텐츠 재생 시간을 포함한 가상 현실 알람 정보를 생성하여 통신부(124)를 통해 상기 특정한 VR 시뮬레이터(130)로 전송한다.
상기 특정한 VR 시뮬레이터(130)의 제어모듈(미도시)은 멀미 측정 장치(120)로부터 가상 현실 알람 정보를 수신하는 경우, 수신한 가상 현실 알람 정보에서 가상 현실 콘텐츠 재생 시간을 추출하여 저장한다.
상기 특정한 VR 시뮬레이터(130)의 제어모듈은 사용자가 가상 현실 콘텐츠를 체험하는 동안, 상기 가상 현실 콘텐츠 재생 시간이 마감되기 기설정된 시간 전에 경보 정보를 생성하여 화면에 출력한다. 예를 들면, 경보 정보는 "몇 분 후에 멀미 증상이 발생할 수 있으므로 가상 현실 콘텐츠의 재생을 중지해주십시요" 메시지를 표시한다. 본 발명은 VR 기기의 체험자에게 가상 현실 콘텐츠의 재생을 중지하도록 멀미가 유발되는 시간 정보를 알람 형태로 제공하여 체험자가 멀미 증상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
멀미에 영향을 미치는 요인은 가상 콘텐츠 객체를 선택하는 대상 입력 방법과 버튼 크기(대상의 크기)가 있다.
20명의 피험자는 두 가지 유형의 입력 방법(수동 선택 및 시선 선택)과 두 개의 버튼 크기가 있는 VR 스크린의 3×3 배열에 있는 25개의 버튼 중에서 임의로 강조 표시된 버튼을 누르는 것으로 구성된 4가지 질문을 수행하였다.
대상 선택 작업은 커서를 사용하여 특정 버튼을 반복적으로 선택하는 작업이다. 총 9개의 버튼이 3×3 배열의 형태로 패널에 제공된다.
VR 헤드셋(142)을 착용한 후, VR 환경에서는 두 가지 유형의 입력 방법이 있다.
첫 번째 입력 방법은 커서가 원하는 대상 위에 있을 때 일정 시간 동안 대상을 쳐다 보았을 때 대상 버튼이 선택되는 시선 선택 방법이 있다.
실험에서 사용된 VR 장치는 스마트 폰이 VR 헤드셋(142)에 장착되면 스마트 폰의 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서에서 데이터를 수신하고, 사용자의 머리 움직임을 화면에 반영한다. VR 헤드셋(142)의 시야각은 90도이고, 스마트 폰의 해상도는 2560 P × 1440 P이다.
실험에서 사용된 VR 환경에서 참가자들이 머리 움직임을 통해 화면 중앙에 고정된 커서를 움직일 수 있게 해준다.
즉, 특정 기간 동안 머리를 움직여 대상에 커서를 올려 놓으면 선택을 할 수 있으며, 대상을 선택하기 위한 응시 시간은 1초로 설정되었다.
두 번째 입력 방법(수동 선택 방법)은 커서를 대상 위에 올려 놓은 후 손으로 VR 헤드셋(142)의 터치 패드를 터치하여 대상을 선택한다.
3×3 어레이의 9개의 버튼을 시야각 90도로 관찰 영역에 두었다.
도 3에 도시된 바와 같이, 버튼의 크기는 두 가지 수준으로 설정하고, 큰 버튼(140)의 시야각은 3°49'48"로 설정하고, 작은 버튼(141)의 시야각은 2°23'24"로 설정한다.
이러한 경우, 4가지 조합이 가능한데, 수동 선택 방법과 큰 버튼(140), 수동 선택 방법과, 작은 버튼(141), 시선 선택 방법과 큰 버튼(140), 시선 선택 방법과 작은 버튼(141)이 있다.
설문지 제공부(125)는 전술한 4가지 경우에 각각 시뮬레이터 질병 설문지를 사용자단말(110)로 제공하고, 멀미 측정부(121)는 사용자단말(110)로부터 각각의 멀미 증상 항목에 대한 평가 점수를 포함한 평가 점수 입력 신호를 수신하고, 수신한 평가 점수 입력 신호의 평가 점수를 추출하며, 각각의 멀미 구성요소(메스꺼움, 안구 운동 장애, 방향 감각 장애)에 대응하는 멀미 증상 항목의 평가 점수를 누적하여 누적 평가 점수를 계산한다.
멀미 측정부(121)는 입력 방법(수동 선택 및 시선 선택)과 버튼 크기가 멀미에 미치는 영향을 조사하기 위해서 시뮬레이터 질병 설문지의 각 평가 점수에 대해 분산 분석(Analysis of Variance, ANOVA)을 수행한다. 여기서, 분산 분석은 통계학에서 두 개 이상 다수의 집단을 비교하고자 할 때 집단 내의 분산, 총평균과 각 집단의 평균의 차이에 의해 생긴 집단 간 분산의 비교를 통해 만들어진 F 분포를 이용하여 가설 검정을 하는 방법이다.
분산 분석 결과는 다음의 [표 3]과 같다.
Figure 112018072286480-pat00003
분석 결과는 입력 방법이 메스꺼움, 안구 운동 장애 및 방향 감각 상실의 범주에 큰 영향을 미치지 않는 반면, 멀미 평가 점수는 버튼 크기에 따라 모든 시뮬레이터 질병 설문지의 멀미 구성요소에서 중요한 차이를 보였다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 ANOVA에서 중요한 차이점을 보여주는 버튼 크기에 대한 시뮬레이터 질병 설문지의 멀미 구성요소의 평균을 비교하였다.
결과적으로 작은 버튼(141)은 각 카테고리에 걸쳐 상대적으로 높은 멀미 평가 점수를 갖는 것으로 확인되었다.
도 4에 도시된 바와 같이, 메스꺼움의 멀미 평가 점수는 큰 버튼(140)의 경우 21.7, 작은 버튼(141)의 경우 30.1이고, 안구 운동 장애의 멀미 평가 점수는 큰 버튼(140)의 경우 40.7, 작은 버튼(141)의 경우 55.7이고, 방향 감각 장애의 멀미 평가 점수는 큰 버튼(140)의 경우 50.1, 작은 버튼(141)의 경우 66.5이고, 최종 멀미 평가 점수는 큰 버튼(140)의 경우 42.1, 작은 버튼(141)의 경우 57.1이다. 따라서, 작은 버튼(141)을 사용하면 멀미의 심각성이 더 커지는 것으로 나타났다.
작은 버튼(141)과 큰 버튼(140) 사이의 시뮬레이터 질병 설문지의 멀미 평가 점수는 차이가 있으며, 작은 버튼(141)을 사용할 때 멀미 평가 점수가 더 높았다.
실험에서 얻은 시뮬레이터 질병 설문지의 멀미 평가 점수의 중앙값은 하기의 [표 4]와 같이, 작은 버튼(141)을 사용할 때 모든 작업에서 20점 이상이 되었다. 따라서, 작은 버튼(141)의 경우, 모든 실험에서 전술한 [표 2]에 도시된 바와 같이, 상당히 높은 정도의 멀미를 유발할 수 있는 "나쁜 시뮬레이터"로 분류된다.
ANOVA 결과는 입력 방법이 멀미에 직접적인 영향을 미치지 않으나 버튼 크기의 경우, 멀미 구성요소에서 통계적으로 유의미한 것으로 확인되었으며, 특히 버튼 크기가 작을 때 멀미가 더욱 심하게 나타나는 것을 볼 수 있다.
Figure 112018072286480-pat00004
버튼 크기에 의존하는 멀미의 경향을 확인하기 위해서는 버튼 크기의 레벨을 조절해야 한다.
저장부(122)는 시야각 정보와 이에 대응하는 버튼 크기가 매칭되어 저장되어 있다.
시야각 계산부(126)는 사용자단말(110)로부터 가상 현실 시뮬레이터(130)에서 구현되는 버튼 크기를 나타내는 VR 헤드셋(142)의 시야각 정보를 수신하여 저장한다.
멀미 측정부(121)는 사용자단말(110)로부터 각각의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 포함한 평가 점수 입력 신호를 수신하고, 상기 수신한 평가 점수 입력 신호에 포함된 평가 점수를 상기 메스꺼움의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 멀미 증상 항목별로 누적하여 제1 누적 평가 점수를 계산하고, 상기 안구 운동 장애의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 멀미 증상 항목별로 누적하여 제2 누적 평가 점수를 계산하고, 상기 방향 감각 장애의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 멀미 증상 항목별로 누적하여 제3 누적 평가 점수를 계산한다,
멀미 측정부(121)는 상기 계산된 제1 멀미 평가 점수와 제2 멀미 평가 점수와 제3 멀미 평가 점수를 합한 후 가중치를 곱하여 멀미를 평가하는 최종 멀미 평가 점수를 계산한다.
시야각 계산부(126)는 멀미 측정부(121)로부터 최종 멀미 평가 점수를 수신하고, 수신한 최종 멀미 평가 점수가 멀미를 유발하는 기준 점수(15 내지 20점, 20점 이상) 범위인 경우, 상기 저장부(122)와 연동하여 사용자단말(110)로부터 수신한 시야각 정보를 멀미를 최소화할 수 있는 시야각 정보로 변경한 후, 변경된 시야각 정보와 매칭되는 버튼 크기를 계산한다.
시야각 계산부(126)는 계산된 버튼 크기와 변경된 시야각 정보를 통신부(124)를 통해 VR 시뮬레이터(130)로 전송한다.
이상에서 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 가상 현실 멀미 측정 시스템
110: 사용자단말
111: 사용자 인터페이스부
112: 표시부
113: 입력부
114: 통신부
120: 멀미 측정 장치
121: 멀미 측정부
122: 저장부
123: 제어부
124: 통신부
125: 설문지 제공부
130: VR 시뮬레이터
140: 큰 버튼
141: 작은 버튼
142: VR 헤드셋

Claims (11)

  1. 복수의 멀미 증상 항목을 각각의 멀미 구성요소(메스꺼움, 안구 운동 장애, 방향 감각 장애)로 분류된 가상 현실 환경에 특화된 멀미 측정 지표의 시뮬레이터 질병 설문지(Simulator Sickness Questionnaire, SSQ)를 생성하여 사용자단말로 전송하는 설문지 제공부; 및
    상기 사용자단말로부터 각각의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 포함한 평가 점수 입력 신호를 수신하고, 상기 수신한 평가 점수 입력 신호에 포함된 평가 점수를 멀미 증상 항목별로 누적하여 상기 메스꺼움(Nausea)의 제1 멀미 평가 점수와 상기 안구 운동 장애(Oculomotor)의 제2 멀미 평가 점수와, 상기 방향 감각 장애(Disorientation)의 제3 멀미 평가 점수로 계산하고, 상기 계산된 제1 멀미 평가 점수와 제2 멀미 평가 점수와 제3 멀미 평가 점수를 합한 후 가중치를 곱하여 멀미를 평가하는 최종 멀미 평가 점수를 계산하는 멀미 측정부를 포함하며,
    상기 최종 멀미 평가 점수와 이에 대응되는 가상 현실 콘텐츠 재생 시간을 매칭하여 매칭 정보로 저장하는 저장부를 더 포함하고,
    상기 멀미 측정부에서 계산된 최종 멀미 평가 점수를 상기 저장부의 매칭 정보와 비교하여 가상 현실 콘텐츠 재생 시간을 추출하며, 상기 추출한 가상 현실 콘텐츠 재생 시간을 포함한 가상 현실 알람 정보를 생성하여 통신부를 통해 특정한 가상 현실 시뮬레이터로 전송하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 멀미 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시뮬레이터 질병 설문지는 불쾌감(General Discomfort), 피로(Fatigue), 두통(Headache), 눈의 피로(Eyestrain), 초점 조절의 어려움(Difficulty Focusing), 타액 증가(Increased Salivation), 땀 흘림(Sweating), 메스꺼움(Nausea), 집중의 어려움(Difficulty Concentrating), 머리 충만도(Fullness of Head), 흐릿한 시야(Blurred Vision), 눈을 뜨게 하는 어지럼증(Dizzy(eyes open)), 눈을 감은 현기증(Dizzy(eyes closed)), 현기증(Vertigo), 위장 인식(Stomach Awareness), 트림(Burping)으로 이루어진 멀미 증상 항목을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 멀미 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    메스꺼움(Nausea)의 멀미 증상 항목은 불쾌감(General Discomfort), 머리 충만도(Fullness of Head), 흐릿한 시야(Blurred Vision), 눈을 감은 현기증(Dizzy(eyes closed)), 현기증(Vertigo), 위장 인식(Stomach Awareness), 트림(Burping)에 해당하고,
    안구 운동 장애의 멀미 증상 항목은 불쾌감(General Discomfort), 피로(Fatigue), 눈의 피로(Eyestrain), 초점 조절의 어려움(Difficulty Focusing), 초점 조절의 어려움(Difficulty Focusing), 현기증(Vertigo), 흐릿한 시야(Blurred Vision)에 해당하며,
    방향 감각 장애의 멀미 증상 항목은 두통(Headache), 눈을 감은 현기증(Dizzy(eyes closed)), 머리 충만도(Fullness of Head), 흐릿한 시야(Blurred Vision), 눈을 뜨게 하는 어지럼증(Dizzy(eyes open)), 눈을 감은 현기증(Dizzy(eyes closed)), 현기증(Vertigo)에 해당하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 멀미 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 사용자단말은 상기 각각의 멀미 증상 항목을 4점 척도(0 = 전혀 아님, 1 = 약간, 2 = 보통, 3 = 매우)로 평가 점수를 입력받아 각각의 멀미 증상 항목의 평가 점수 입력 신호를 생성하여 상기 멀미 측정부로 전송하고,
    상기 멀미 측정부는 상기 메스꺼움의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 멀미 증상 항목별로 누적한 후 가중치를 곱하여 상기 제1 멀미 평가 점수를 계산하고,
    상기 안구 운동 장애의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 멀미 증상 항목별로 누적한 후 가중치를 곱하여 상기 제2 멀미 평가 점수를 계산하고,
    상기 방향 감각 장애의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 멀미 증상 항목별로 누적한 후 가중치를 곱하여 상기 제3 멀미 평가 점수를 계산하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 멀미 측정 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 사용자단말은 상기 각각의 멀미 증상 항목을 4점 척도(0 = 전혀 아님, 1 = 약간, 2 = 보통, 3 = 매우)로 평가 점수를 입력받아 각각의 멀미 증상 항목의 평가 점수 입력 신호를 생성하여 상기 멀미 측정부로 전송하고,
    상기 멀미 측정부는 상기 메스꺼움의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 멀미 증상 항목별로 누적하여 제1 누적 평가 점수를 계산하고, 상기 안구 운동 장애의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 멀미 증상 항목별로 누적하여 제2 누적 평가 점수를 계산하고, 상기 방향 감각 장애의 멀미 증상 항목의 평가 점수를 멀미 증상 항목별로 누적하여 제3 누적 평가 점수를 계산하며, 상기 제1 누적 평가 점수와 상기 제2 누적 평가 점수와 상기 제3 누적 평가 점수를 합한 후, 가중치를 곱하여 최종 멀미 평가 점수를 계산하며, 상기 계산한 최종 멀미 평가 점수에 대응되는 기설정된 점수 범위별로 카테고리화하여 멀미 증상을 판단하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 멀미 측정 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 특정한 가상 현실 시뮬레이터는 상기 멀미 측정 장치로부터 가상 현실 알람 정보를 수신하는 경우, 상기 수신한 가상 현실 알람 정보에서 가상 현실 콘텐츠 재생 시간을 추출하여 저장하고,
    상기 특정한 가상 현실 시뮬레이터는 사용자가 가상 현실 콘텐츠를 체험하는 동안, 상기 가상 현실 콘텐츠 재생 시간이 마감되기 기설정된 시간 전에 경보 정보를 생성하여 화면에 출력하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 멀미 측정 장치.


  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
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