KR102197753B1 - Vr/ar 기반 코딩블록 배치의 캐릭터 제어 게임을 통한 코딩 교육 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 교육 장치는 가상공간 내 캐릭터가 출발지에서 목적지로 가기 위해 경유하는 복수의 필드로 구성된 맵을 저장하는 맵 관리부; 플레이가 시작됨에 따라, 상기 복수의 필드를 상기 가상공간 내에 출력하는 공간 제어부; 사용자의 손을 식별하여 상기 식별된 손과 대응되는 가상의 제1 손을 상기 가상공간에 출력하는 모션 식별부; 상기 캐릭터의 동작을 제어하는 코딩블록에 대한 목록을 상기 가상공간에 출력하고, 상기 제1 손에 의해 선택된 코딩블록을 상기 제1 손에 생성하는 블록 생성부; 상기 제1 손의 모션에 기초하여 상기 코딩블록을 상기 복수의 필드 중 어느 하나의 필드에 배치하는 블록 매핑부; 및 상기 복수의 필드에 대한 코딩블록의 배치 완료에 따라, 상기 캐릭터가 상기 출발지로부터 경유하게 되는 필드에 매핑된 코딩정보에 따른 동작을 수행하도록 제어하는 캐릭터 제어부를 포함할 수 있다.

Description

VR/AR 기반 코딩블록 배치의 캐릭터 제어 게임을 통한 코딩 교육 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD USING CHARACTER CONTROL GAME THROUGH ARRANGEMENT OF CODING BLOCK BASED ON VR/AR}

본 발명은 VR/AR 기반 코딩블록 배치의 캐릭터 제어 게임을 통한 코딩 교육 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래의 소프트웨어 교육은 이공계 교육의 일환으로 대학에서 전문적으로 교육하여 왔었으나, 최근 4차 산업혁명시대 및 디지털 지식정보 사회로 진입함에 따라, 소프트웨어 인재 양성을 비롯해 창의적인 아이디어 중심의 미래 산업을 준비하기 위한 소프트웨어 교육의 필요성이 크게 대두되고 있다.

이에 따라, 2015년 개정 교육 과정에서는 미래 지식 정보 사회를 위한 창의 융합 인재 양성을 위해 초, 중학교 모든 학생 소프트웨어 교육을 필수적으로 받을 수 있도록 교육 연령을 낮추어 교육 대상을 확대하고 있다.

특히, 소프트웨어 교육의 기본이자 필수적 과정인 코딩 교육은 다양한 지식을 종합하여 사고하는 융복합교육(STEAM) 요소와 논리적으로 사고하는 컴퓨팅적 사고력(Computational Thinking: CT)을 필요로 하여, 창의적이고 논리적인 사고방식을 통한 문제해결 능력을 기르기 위해서는 조기에 코딩에 익숙해지고 다양한 경험을 통해 미래에 대한 상상력과 기술력을 기를 수 있는 경험을 제공하는 것이 중요하다.

따라서, 코딩 교육 대상에게 추상적 아이디어로부터 실제 소프트웨어로 구현하기까지 필요한 논리적 사고방식과 창의적 문제해결 능력을 함양하기 위해서, 코딩 과정을 쉽게 이해할 수 있으면서 논리적 사고력이 자연스레 함양될 수 있는 코딩 교육용 콘텐츠의 개발이 필요하다.

한국 공개특허공보 제10-2020-0074340호: 다중 코딩 소스를 제어할 수 있는 코딩 교육용 스마트 토이 시스템

본 발명의 실시예에서 해결하고자 하는 과제는 블록형 코딩 언어에 VR/AR 기술을 결합한 게임 방식의 코딩 교육 콘텐츠를 통해, 사용자가 코딩 학습 시 몰입감과 생동감을 느끼면서 동시에 자연스럽게 코딩 알고리즘의 원리를 파악할 수 있게 하여 논리적이고 창의적인 사고력을 함양하는 기술을 제공하고자 한다.

다만, 본 발명의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 도출될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 교육 장치가 수행하는 코딩 교육 방법은 가상공간 내 캐릭터가 출발지에서 목적지로 가기 위해 경유하는 복수의 필드로 구성된 맵을 데이터베이스에 저장하는 동작; 플레이가 시작됨에 따라, 상기 복수의 필드를 상기 가상공간 내에 출력하는 동작; 사용자의 손을 식별하여 상기 식별된 손과 대응되는 가상의 제1 손을 상기 가상공간에 출력하는 동작; 상기 캐릭터의 동작을 제어하는 코딩블록에 대한 목록을 상기 가상공간에 출력하고, 상기 제1 손에 의해 선택된 코딩블록을 상기 제1 손에 생성하는 동작; 상기 제1 손의 모션에 기초하여 상기 코딩블록을 상기 복수의 필드 중 어느 하나의 필드에 배치하는 동작; 및 상기 복수의 필드에 대한 코딩블록의 배치 완료에 따라, 상기 캐릭터가 상기 출발지로부터 경유하게 되는 필드에 매핑된 코딩정보에 따른 동작을 수행하도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 손을 상기 가상공간에 출력하는 동작은 VR 장치를 이용해 사용자의 양손의 위치 및 움직임에 대한 정보를 획득하고, 상기 양손 각각의 위치 및 움직임에 대한 정보와 대응되는 제1 손 및 제2 손을 상기 가상공간에 출력하는 동작을 포함할 수 있다.

또한, 상기 코딩블록을 상기 제1 손에 생성하는 동작은 복수의 코딩블록을 포함하는 목록을 상기 제2 손에 출력하는 동작; 및 상기 목록에 대한 상기 제1 손의 잡기 모션에 의해 선택된 코딩블록을 상기 제1 손에 생성하는 동작을 포함할 수 있다.

또한, 상기 필드에 배치하는 동작은 상기 제1 손이 상기 코딩블록을 놓거나 던지는 모션을 감지하는 동작; 상기 VR 장치를 이용해 상기 사용자의 손이 움직이는 방향 및 속도에 대한 정보를 획득하고, 상기 코딩블록이 던져지는 방향 및 속도를 계산하여 상기 가상현실 내에 상기 코딩블록의 움직임을 출력하는 동작; 및 상기 코딩블록의 움직임에 따라 상기 코딩블록이 상기 복수의 필드 중 어느 하나의 필드에 도달한 것으로 판별된 경우, 상기 어느 하나의 필드에 상기 코딩블록에 대응되는 동작에 대한 코딩정보를 매핑시키는 동작을 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 필드는 캐릭터가 통과 가능한 제1 필드; 캐릭터가 통과 시 게임 오버되는 제2 필드; 및 몬스터가 존재하는 제3 필드를 포함할 수 있다.

또한, 상기 데이터베이스에 저장하는 동작은 상기 제1 필드, 상기 제2 필드 및 상기 제3 필드 중 적어도 두개 이상의 필드를 선별하는 동작; 및 상기 선별된 필드 중 어느 하나의 필드의 한 면에는, 적어도 하나의 다른 선별된 필드가 연결되도록 상기 맵을 생성하고 상기 데이터베이스에 저장하는 동작을 포함하는,

또한, 상기 코딩블록은 상기 캐릭터를 전진시키는 제1 코딩정보, 상기 캐릭터를 점프시켜 전방의 필드를 뛰어넘는 제2 코딩정보, 상기 캐릭터를 왼쪽으로 회전시키는 제3 코딩정보, 상기 캐릭터를 오른쪽으로 회전시키는 제4 코딩정보, 상기 캐릭터가 공격을 수행하여 전방의 몬스터를 제거하는 제5 코딩정보, 및 하나의 필드에 복수의 코딩블록이 매핑될 수 있도록 상기 하나의 필드에 대한 아이템 매핑 규칙을 변경시키는 제6 코딩정보를 포함하고, 상기 제어하는 동작은 상기 제6 코딩정보에 의해 매핑 규칙이 변하여 하나의 필드에 복수의 코딩블록이 매핑되어 있는 필드를 상기 캐릭터가 경유하는 경우, 상기 복수의 코딩블록이 매핑되어 있는 순서대로 상기 캐릭터의 동작을 제어하는 동작을 포함하는,

또한, 상기 방법은 상기 복수의 필드에 대한 코딩블록의 배치에 따라, 상기 복수의 필드에 매핑된 코딩정보가 실행되는 순서에 대한 코드 진행 정보를 상기 가상공간에 출력하는 동작을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 교육 장치는 가상공간 내 캐릭터가 출발지에서 목적지로 가기 위해 경유하는 복수의 필드로 구성된 맵을 저장하는 맵 관리부; 플레이가 시작됨에 따라, 상기 복수의 필드를 상기 가상공간 내에 출력하는 공간 제어부; 사용자의 손을 식별하여 상기 식별된 손과 대응되는 가상의 제1 손을 상기 가상공간에 출력하는 모션 식별부; 상기 캐릭터의 동작을 제어하는 코딩블록에 대한 목록을 상기 가상공간에 출력하고, 상기 제1 손에 의해 선택된 코딩블록을 상기 제1 손에 생성하는 블록 생성부; 상기 제1 손의 모션에 기초하여 상기 코딩블록을 상기 복수의 필드 중 어느 하나의 필드에 배치하는 블록 매핑부; 및 상기 복수의 필드에 대한 코딩블록의 배치 완료에 따라, 상기 캐릭터가 상기 출발지로부터 경유하게 되는 필드에 매핑된 코딩정보에 따른 동작을 수행하도록 제어하는 캐릭터 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 사용자는 가상공간 속에서 주어진 과제를 완료하기까지 캐릭터가 경유하는 각 필드에서 요구되는 코딩정보를 스스로 선택하여 배치하고, 자신이 설계한 코드를 실행시켜 과제를 해결해나가 과정을 통해 흥미와 재미를 느낄 수 있으면서 동시에 코딩 알고리즘의 원리를 효과적으로 학습하여 논리적이고 창의적인 사고력을 증진시킬 수 있다.

이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 교육 장치의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 가상공간에 출력되는 복수의 필드로 구성된 맵의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 가상공간에 출력되는 복수의 코딩블록을 포함하는 목록의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 실제 식별한 손의 위치와 움직임을 가상공간에 출력하여 코딩블록을 선택하는 동작의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 실제 식별한 손의 방향과 속도를 반영하여 가상공간의 손이 코딩블록을 필드에 놓거나 던지는 동작의 예시도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따라 놓거나 던져진 코딩블록이 필드에 도달하는 경우 코딩블록의 코딩정보가 필드에 매핑되는 동작의 예시도이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자가 배치한 코딩정보에 따른 동작을 수행하는 도중의 예시로서 캐릭터가 몬스터를 공격하는 동작의 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 교육 방법의 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 교육 장치가 제공하는 콘텐츠를 통해 학습을 수행하는 사용자의 실제 예시도이다.

본 발명의 이점 및 특징,　그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.　　그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며,　단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고,　본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며,　본 발명의 범주는 청구항에　의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다.　　그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.　　그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성의 조합일 수 있다.

또한 어떤 구성 요소들을 포함한다는 표현은 개방형의 표현으로서 해당 구성 요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성 요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

나아가 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.

또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.

본 발명의 실시예에 따른 코딩 교육 장치(100)는 블록형 코딩 언어에 VR/AR 기술을 결합한 게임 방식의 코딩 교육 콘텐츠를 제공한다. 코딩 교육 장치(100)가 제공하는 코딩 교육 콘텐츠는 가상공간 속에서 사용자가 주어진 과제를 수행하게끔 코딩블록을 이용하여 코딩하는 방식을 통해, 캐릭터를 제어하는 게임 형태의 콘텐츠이다. 이때 사용자는 과제를 완료하기까지 캐릭터과 경유하는 각 필드에서 요구되는 코딩정보를 스스로 선택하여 배치하고, 자신이 설계한 코드를 실행시켜 과제를 해결해 나가게 된다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 코딩 교육 장치(100)가 콘텐츠를 생성하기 위해 포함하는 구성과, 사용자가 콘텐츠를 이용할 수 있도록 하는 구성을 이하의 도면들을 참조하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 교육 장치(100)의 기능 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 교육 장치(100)는 맵 관리부(110), 공간 제어부(120), 모션 식별부(130), 블록 생성부(140), 블록 매핑부(150) 및 캐릭터 제어부(160)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 교육 장치(100)는 디스플레이 장치(ex. 도 9) 또는 VR 장치(ex. 도 9)와 연동되어 동작할 수 있다. VR 장치는 사용자에게 가상공간 이미지를 출력하는 VR 글래스, 사용자의 손에 장착되어 사용자의 손의 위치, 움직임, 방향, 속도 등을 식별하는 VR 장갑, 사용자를 촬영하여 사용자의 모션을 식별하는 VR 카메라, 사용자의 명령을 입력받아 VR 화면에 대한 제어를 수행하는 VR 컨트롤러 등을 포함할 수 있다. 한편, 상술한 VR 장치의 구성은 일 실시예일 뿐, 코딩 교육 장치(100)와 연동되는 VR 장치의 구성이 이러한 예시에 한정되는 것은 아니다.

맵 관리부(110)는 가상공간 내 캐릭터가 출발지에서 목적지로 가기 위해 경유하는 복수의 필드로 구성된 맵을 생성할 수 있다. 맵 관리부(110)는 직접 생성한 맵 또는 기 생성된 맵을 파일 형태로 저장할 수 있으며, 이를 위해 맵 관리부(110)는 데이터베이스를 포함하거나 데이터베이스와 연동될 수 있다. 맵은 본 발명의 일 실시예에 따른 게임 콘텐츠가 플레이됨에 따라 VR 장치 또는 디스플레이에 출력되는 3차원 가상공간 또는 3차원 객체로서 그 예시는 도 2와 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 가상공간에 출력되는 복수의 필드로 구성된 맵의 예시도이다.

도 2를 참조하면, 맵을 구성하는 필드는 캐릭터가 특정 동작을 취해야 경유할 수 있도록 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 필드의 종류는 캐릭터가 출발하게 되는 출발지인 출발지 필드, 캐릭터가 방향을 올바르게 설정함에 따라 통과 가능한 제1 필드, 캐릭터가 통과 시 게임 오버되는 제2 필드, 몬스터가 존재하는 제3 필드, 및 캐릭터가 도착해야 하는 목적지인 목적지 필드를 포함할 수 있다.

맵 관리부(110)는 다양한 형태의 필드(ex. 제1 필드, 제2 필드 및 제3 필드) 중 같은 형태의 필드이든 서로 다른 형태의 필드이든, 적어도 두 개 이상의 필드를 선별할 수 있다. 이때 필드는 예를 들어 사각형 형태일 수 있고, 선별된 필드 중 어느 하나의 필드의 한 면에는, 적어도 하나의 다른 선별된 필드가 연결되도록 필드의 연결을 구성하여 맵을 생성할 수 있다. 예를 들어, 맵 관리부(110)는 도 2에 예시된 맵 구성과 같이 "출발지 필드 - 제1 필드 - 제2 필드 - 제3 필드 - 도착지 필드"를 일직선으로 연결할 수 있다. 또한, 맵 관리부(110)는 도 7의 도면부호 51에 예시된 맵 구성과 같이, 일부의 필드가 90도로 꺾이는 형태로 연결되도록 맵을 생성할 수 있다.

공간 제어부(120)는 플레이가 시작됨에 따라, 3차원 가상공간을 형성하고 맵 관리부(110)에 저장된 맵을 가상공간 내의 객체로서 배치하여, 3차원 가상공간 및 3차원 맵(3차원 객체)을 포함하는 이미지 정보를 생성하고, VR 장치 또는 디스플레이 장치에 출력할 수 있다. 공간 제어부(120)는 3차원 가상공간 내부의 한 지점에서 1인칭 시점 또는 3인칭 시점으로 바라보는 이미지 정보를 생성하는 가상 카메라를 가상공간 내부의 기 설정된 지점에 배치할 수 있다. 가상 카메라는 가상의 공간에 배치된 지점에서 소정의 화각으로 일 방향을 바라보는 1인칭 시점 또는 3인칭 시점의 이미지 정보를 생성할 수 있다. 공간 제어부(120)는 가상 카메라의 초점 거리 또는 투영 방식을 제어하여 생성한 이미지 정보(ex. 도 4 내지 도 7)를 디스플레이 장치 또는 VR 장치에 출력할 수 있다.

모션 식별부(130)는 사용자의 손을 식별하여 식별된 손과 대응되는 가상의 제1 손 또는 제2 손을 가상공간에 출력할 수 있다. 예를 들어, 모션 식별부(130)는 VR 장치(ex. VR 카메라, VR 장갑, 또는 VR 컨트롤러)를 이용해 사용자의 양손의 위치 및 움직임에 대한 정보를 획득하고, 사용자의 양손 각각의 위치 및 움직임에 대한 정보와 대응되는 가상의 제1 손 및 가상의 제2 손을 가상공간에 출력할 수 있다. 가상공간에 출력되는 가상의 제1 손 및 가상의 제2 손은 각각 사용자의 실제 오른손 또는 실제 왼손의 움직임과 대응될 수 있다.

블록 생성부(140)는 캐릭터의 동작을 제어하는 코딩블록에 대한 목록(10)을 가상공간에 출력할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 가상공간에 출력되는 복수의 코딩블록을 포함하는 목록(10)의 예시도이다.

도 3을 참조하면, 코딩블록은 캐릭터가 소정의 동작을 취하도록 하는 코딩정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 코딩정보는 전방의 필드로 캐릭터를 전진시키는 제1 코딩정보(11), 캐릭터를 점프시켜 전방의 필드를 뛰어넘는 제2 코딩정보(12), 캐릭터를 왼쪽으로 회전시키는 제3 코딩정보(13), 캐릭터를 오른쪽으로 회전시키는 제4 코딩정보(14), 캐릭터가 전방의 몬스터를 공격하여 전방의 장애물을 제거하는 제5 코딩정보(15)를 포함할 수 있다. 또한, 기본적으로 하나의 필드에는 하나의 코딩블록이 배치된다는 규칙이 있는 상태에서, 하나의 필드에 복수의 코딩블록이 매핑될 수 있도록 필드에 대한 아이템 매핑 규칙을 변경시키는 제6 코딩정보(16)를 포함할 수 있다. 제6 코딩정보(16)에 대한 구체적인 설명은 블록 매핑부(150)의 구성과 함께 후술하기로 한다. 또한, 코딩블록을 포함하는 목록(10)은 맵 전환 버튼(17), 재시작 버튼(18), 코딩블록의 배치 완료에 따른 코드 실행 버튼(19)을 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 실제 식별한 손의 위치와 움직임을 가상공간에 출력하여 코딩블록(21)을 선택하는 동작의 예시도이다.

도 4를 참조하면, 블록 생성부(140)는 상기 목록(10)에 대한 사용자의 선택에 따라 지정된 코딩블록(21)을 가상의 제1 손(31)의 위치에 생성할 수 있다. 예를 들어, 블록 생성부(140)는 복수의 코딩블록을 포함하는 목록(10)을 가상공간의 일부분 또는 가상의 제2 손의 위치에 출력하고, 상기 목록(10)에 대한 제1 손(31)의 선택 모션 또는 잡기 모션에 의해 선택된 코딩블록을 가상의 제1 손(31)의 위치에 생성할 수 있다. 선택 모션 또는 잡기 모션은 VR 장치(ex. VR 카메라, VR 장갑, 또는 VR 컨트롤러)에 의해 식별될 수 있다.

블록 매핑부(150)는 제1 손의 모션에 기초하여 코딩블록을 복수의 필드 중 어느 하나의 필드에 배치할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 실제 식별한 손의 방향과 속도를 반영하여 가상의 제1 손(31)이 코딩블록(21)을 필드(41)에 놓거나 던지는 동작의 예시도이다.

도 5를 참조하면, 블록 매핑부(150)는 VR 장치(ex. VR 카메라, VR 장갑, VR 컨트롤러)를 이용해 제1 손(31)이 코딩블록(21)을 놓거나 던지는 모션을 감지하고, VR 장치(ex. VR 카메라, VR 장갑, VR 컨트롤러)를 이용해 사용자의 손이 움직이는 방향 및 속도에 대한 정보를 획득하고, 가상현실 내에 사용자가 실제 던지거나 놓는 모션을 취함에 따라 코딩블록(21)이 움직여야 하는 방향 및 속도를 계산하여 코딩블록(21)이 가상공간에서 움직이는 형태를 구현하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 VR 컨트롤러 또는 VR 장갑의 소정 버튼(ex. 던지기 버튼)을 누르는 동안 팔과 손을 움직여 던지는 동작을 취한 경우, 또는 사용자가 VR 컨트롤러 또는 VR 장갑을 움직여 가상의 손의 위치를 조절하여 소정 버튼(ex. 놓기 버튼)을 눌러 사용자가 조절한 가상공간 특정 위치에서 놓을 지점을 결정한 경우, 또는 사용자가 VR 장갑을 착용한 채로 팔과 손을 움직여 던지는 동작을 취하면서 움겨킨 손모양을 펼친 손모양으로 바뀐 것이 감지된 경우, 또는VR 카메라가 사용자가 던지는 모션을 취한 것을 감지한 경우에, 블록 매핑부(150)는 사용자가 코딩블록(21)을 던지거나 놓는 모션을 취한 것으로 인식하여, 상기에 예시한 VR 장치(ex. VR 컨트롤러, VR 장갑, VR 카메라)로부터 사용자의 손이 움직이는 방향, 속도, 및 사용자가 던지거나 놓는 모션을 행하여 종결된 가상공간 상의 좌표(=코딩블록이 사용자의 손을 떠나기 시작한 가상공간 내 위치 정보)에 대한 정보를 획득할 수 있다. 블록 매핑부(150)는 사용자가 코딩블록(21) 던지거나 놓는 모션을 행하여 코딩블록(21)이 사용자의 손을 이탈한 좌표로부터, VR 장치로부터 획득된 가상공간 내 방향을 향해, VR 장치로부터 획득된 속도에 비례하는 가상공간 상의 속도로, 코딩블록(21)이 물리법칙(ex. 가상공간 내 설정된 중력가속도, 가상공간 내 설정된 공기저항)에 따른 중력과 공기저항을 받아 움직이도록 계산하여, 가상공간 내 코딩블록(21)의 움직임을 구현할 수 있다. 블록 매핑부(150)는 가상공간 내 코딩블록(21)의 움직임에 따른 코딩블록(21)의 좌표 정보와, 가상공간 내 복수의 필드가 배치된 좌표 정보를 비교하여, 코딩블록(21)의 정보를 필드에 매핑하는 다음의 동작을 수행할 수 있다.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따라 놓거나 던져진 코딩블록(21)이 필드(41)에 도달하는 경우 코딩블록(21)의 코딩정보가 필드(41)에 매핑되는 동작의 예시도이다.

도 6을 참조하면, 블록 매핑부(150)는 코딩블록(21)의 움직임에 따라 코딩블록(21)이 복수의 필드 중 어느 하나의 필드(41)의 위치에 도달한 것으로 판별된 경우, 상기 어느 하나의 필드(41)에 코딩블록(21)이 포함하는 코딩정보를 매핑시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 기본적으로 하나의 필드에는 하나의 코딩블록이 배치될 수 있다. 이에 따라, 캐릭터가 특정 필드에 도달하는 경우, 캐릭터는 필드가 포함하는 하나의 코딩블록에 따른 동작을 수행하게 된다. 한편, 상술한 제6 코딩정보는 기본적으로 하나의 필드에는 하나의 코딩블록이 배치될 수 있다는 필드에 대한 기본 규칙을 변경시켜, 하나의 필드에 복수의 코딩블록이 매핑될 수 있도록 한다. 즉, 제6 코딩정보는 조건문과 유사한 역할을 수행하여 상술한 기본 규칙을 변경할 수 있다.

도 7는 본 발명의 일 실시예에 따라 하나의 필드에 복수의 코딩블록이 매핑되어, 하나의 필드에서 캐릭터가 복수의 명령을 수행하는 동작의 예시도이다.

도 7을 참조하면, 블록 매핑부(150)는 제6 코딩정보를 포함하는 코딩블록이 특정 필드에 배치된 것을 판별하면, 해당 필드에 대해 복수의 코딩블록이 매핑될 수 있도록 상태를 변경하고, 사용자는 해당 필드에 복수의 코딩블록을 던짐에 따라, 복수의 코딩블록들이 입력된 순서대로 실행되도록 해당 필드에 복수의 코딩블록에 대한 정보를 매핑시킬 수 있다. 이에 따라, 캐릭터가 해당 필드를 경유하는 경우, 복수의 코딩블록이 매핑되어 있는 순서대로 하나의 필드에서 캐릭터의 동작이 제어될 수 있다. (if input of 필드A = 제6 코딩블록, output of 필드A = 제6 코딩블록 이후 입력된 복수의 코딩블록의 입력 순서대로 캐릭터가 필드A에 도달하는 경우 모두 실행)

도 7의 코드 진행 정보(51)의 필드 중에는 2개의 코딩정보가 매핑된 필드들이 존재하고, 이는 사용자가 제6 코딩정보에 따른 코딩블록을 해당 필드에 매핑시킨 후, 복수의 코딩블록을 차례대로 매핑시킨 것이다. 이에 따라, 도 7의 필드 중 "Turn left, Forward"가 매핑되어 있는 필드에서 캐릭터는 "왼쪽으로 돌고, 전진"하는 동작을 수행하여 90도로 꺾여진 필드로 진입할 수 있다. 또한, "Attack, Forward"가 매핑되어 있는 필드에서 캐릭터는 "몬스터를 공격하고, 전진"하는 동작을 수행하여 몬스터를 처치하고 다음 필드로 진입할 수 있다.

즉, 제6 코딩정보는 기본적으로 하나의 필드에는 하나의 코딩블록이 배치될 수 있다는 필드에 대한 기본규칙을 변경시키는 조건문과 유사한 역할을 하여, 사용자가 조건문이 필요한 상황을 판별하고 복수의 코딩블록을 매핑하여 과제를 해결하는 논리적 사고를 수행하게끔 할 수 있다.

캐릭터 제어부(160)는 복수의 필드에 대한 코딩블록의 배치 완료에 따라, 캐릭터가 출발지로부터 경유하게 되는 필드에 매핑된 코딩정보에 따른 동작을 수행하도록 제어(ex. 도 3의 코드 실행 버튼(19) 입력)할 수 있다.

한편, 공간 제어부(120)는 복수의 필드에 매핑된 코딩정보가 실행되는 순서에 대한 코드 진행 정보(ex. 도 4 내지 도 7의 도면부호 51)를 가상공간에 출력할 수 있다. 도 7의 코드 진행 정보(51)를 참조하면, 맵을 이루는 복수의 필드는 함수들을 의미하고, 필드가 연결된 순서는 함수들이 실행되는 순서를 의미할 수 있다. 또한, 각 필드 내부의 코딩정보는 함수내부에서 실행되어야 하는 명령어문을 의미하고, 캐릭터의 위치는 코드가 실행되는 순서 및 실행되는 위치를 의미할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 자신이 배치한 코딩블록에 따라 캐릭터가 제어되는 모습을 보고, 자연스럽게 코딩 알고리즘의 동작을 이해할 수 있다. 또한, 사용자는 자신이 배치한 코딩블록에 의해 캐릭터가 과제를 수행하지 못하는 경우, 과제 수행에 대한 실패의 원인이 된 코딩블록의 위치를 확인할 수 있으므로 디버깅의 개념을 자연스럽게 이해할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 교육 장치(100)는 프로세서(미도시), 입출력 인터페이스(미도시), 및/또는 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 중앙 처리 장치(CPU; central processing unit) 등을 포함하여 다양한 데이터의 처리 및 연산을 수행 할 수 있다. 예를 들어, 상기 프로세서의 제어에 기초하여, 코딩 교육 장치(100)의 구성 요소들, 예를 들어, 맵 관리부(110), 공간 제어부(120), 모션 식별부(130), 블록 생성부(140), 블록 매핑부(150), 및 캐릭터 제어부(160)가 제어될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 맵 관리부(110), 공간 제어부(120), 모션 식별부(130), 블록 생성부(140), 블록 매핑부(150), 및 캐릭터 제어부(160)는 상기 프로세서에 포함될 수 있다. 예를 들어, 맵 관리부(110), 공간 제어부(120), 모션 식별부(130), 블록 생성부(140), 블록 매핑부(150), 및 캐릭터 제어부(160)의 동작은 상기 프로세서에 의한 동작으로 이해될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 교육 방법의 흐름도이다. 도 8에 따른 코딩 교육 방법의 각 단계는 도 1을 통해 설명된 코딩 교육 장치(100)에 의해 수행될 수 있으며, 각 단계를 설명하면 다음과 같다.

S810 동작에서, 맵 관리부(110)는 가상공간 내 캐릭터가 출발지에서 목적지로 가기 위해 경유하는 복수의 필드로 구성된 맵을 데이터베이스에 저장할 수 있다.

S820 동작에서, 공간 제어부(120)는 플레이가 시작됨에 따라, 복수의 필드를 가상공간 내에 출력할 수 있다.

S830 동작에서, 모션 식별부(130)는 사용자의 손을 식별하여 식별된 손과 대응되는 가상의 제1 손을 가상공간에 출력할 수 있다.

S840 동작에서, 블록 생성부(140)는 캐릭터의 동작을 제어하는 코딩블록에 대한 목록을 가상공간에 출력하고, 제1 손에 의해 선택된 코딩블록을 제1 손에 생성할 수 있다.

S850 동작에서, 블록 매핑부(150)는 제1 손의 모션에 기초하여 코딩블록을 복수의 필드 중 어느 하나의 필드에 배치할 수 있다.

S860 동작에서, 캐릭터 제어부(160)는 복수의 필드에 대한 코딩블록의 배치 완료에 따라, 캐릭터가 출발지로부터 경유하게 되는 필드에 매핑된 코딩정보에 따른 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.

한편, 상술한 각 단계의 주체가 해당 단계를 실시하기 위한 구체적 동작은 도 1 내지 도 7과 함께 설명하였으므로 중복된 설명은 생략한다.

상술한 실시예와 같은 방식을 이용할 경우, 사용자는 가상공간 속에서 주어진 과제를 완료하기까지 캐릭터가 경유하는 각 필드에서 요구되는 코딩정보를 스스로 선택하여 배치하고, 자신이 설계한 코드를 실행시켜 과제를 해결해나가 과정을 통해 흥미와 재미를 느낄 수 있으면서 동시에 코딩 알고리즘의 원리를 효과적으로 학습하여 논리적이고 창의적인 사고력을 증진시킬 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드 등이 기록된 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독 가능 기록 매체 또는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 프로세서와 데이터를 주고받을 수 있다.

또한 본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방법으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

더불어 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

1. 코딩 교육 장치가 수행하는 코딩 교육 방법에 있어서,
   가상공간 내 캐릭터가 출발지에서 목적지로 가기 위해 경유하는 복수의 필드로 구성된 맵을 데이터베이스에 저장하는 동작;
   플레이가 시작됨에 따라, 상기 복수의 필드를 상기 가상공간 내에 출력하는 동작;
   사용자의 손을 식별하여 상기 식별된 손과 대응되는 가상의 제1 손을 상기 가상공간에 출력하는 동작;
   상기 캐릭터의 동작을 제어하는 코딩블록에 대한 목록을 상기 가상공간에 출력하고, 상기 제1 손에 의해 선택된 코딩블록을 상기 제1 손에 생성하는 동작;
   상기 제1 손의 모션에 기초하여 상기 코딩블록을 상기 복수의 필드 중 어느 하나의 필드에 배치하는 동작; 및
   상기 복수의 필드에 대한 코딩블록의 배치 완료에 따라, 상기 캐릭터가 상기 출발지로부터 경유하게 되는 필드에 매핑된 코딩정보에 따른 동작을 수행하도록 제어하는 동작을 포함하고,
   상기 필드에 배치하는 동작은,
   상기 제1 손이 상기 코딩블록을 놓거나 던지는 모션을 감지하는 동작;
   VR 장치로부터 상기 사용자의 손이 움직이는 방향 및 속도에 대한 정보를 획득하고, 상기 코딩블록이 던져지는 방향 및 속도를 계산하여 상기 가상공간 내에 상기 코딩블록의 움직임을 출력하는 동작; 및
   상기 코딩블록의 움직임에 따라 상기 코딩블록이 상기 복수의 필드 중 어느 하나의 필드에 도달한 것으로 판별된 경우, 상기 어느 하나의 필드에 상기 코딩블록에 대응되는 동작에 대한 코딩정보를 매핑시키는 동작을 포함하는,
   코딩 교육 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 손을 상기 가상공간에 출력하는 동작은,
   VR 장치를 이용해 사용자의 양손의 위치 및 움직임에 대한 정보를 획득하고, 상기 양손 각각의 위치 및 움직임에 대한 정보와 대응되는 제1 손 및 제2 손을 상기 가상공간에 출력하는 동작을 포함하는,
   코딩 교육 방법.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 코딩블록을 상기 제1 손에 생성하는 동작은,
   복수의 코딩블록을 포함하는 목록을 상기 제2 손에 출력하는 동작; 및
   상기 목록에 대한 상기 제1 손의 잡기 모션에 의해 선택된 코딩블록을 상기 제1 손에 생성하는 동작을 포함하는,
   코딩 교육 방법.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 필드는,
   캐릭터가 통과 가능한 제1 필드;
   캐릭터가 통과 시 게임 오버되는 제2 필드; 및
   몬스터가 존재하는 제3 필드를 포함하고,
   코딩 교육 방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 데이터베이스에 저장하는 동작은,
   상기 제1 필드, 상기 제2 필드 및 상기 제3 필드 중 적어도 두개 이상의 필드를 선별하는 동작; 및
   상기 선별된 필드 중 어느 하나의 필드의 한 면에는, 적어도 하나의 다른 선별된 필드가 연결되도록 상기 맵을 생성하고 상기 데이터베이스에 저장하는 동작을 포함하는,
   코딩 교육 방법.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 코딩블록은,
   상기 캐릭터를 전진시키는 제1 코딩정보,
   상기 캐릭터를 점프시켜 전방의 필드를 뛰어넘는 제2 코딩정보,
   상기 캐릭터를 왼쪽으로 회전시키는 제3 코딩정보,
   상기 캐릭터를 오른쪽으로 회전시키는 제4 코딩정보,
   상기 캐릭터가 공격을 수행하여 전방의 몬스터를 제거하는 제5 코딩정보, 및
   하나의 필드에 복수의 코딩블록이 매핑될 수 있도록 상기 하나의 필드에 대한 아이템 매핑 규칙을 변경시키는 제6 코딩정보를 포함하고,
   상기 제어하는 동작은,
   상기 제6 코딩정보에 의해 매핑 규칙이 변하여 하나의 필드에 복수의 코딩블록이 매핑되어 있는 필드를 상기 캐릭터가 경유하는 경우, 상기 복수의 코딩블록이 매핑되어 있는 순서대로 상기 캐릭터의 동작을 제어하는 동작을 포함하는,
   코딩 교육 방법.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 코딩 교육 방법은,
   상기 필드에 배치하는 동작 이후에, 상기 복수의 필드에 대한 코딩블록의 배치에 따라, 상기 복수의 필드에 매핑된 코딩정보가 실행되는 순서에 대한 코드 진행 정보를 상기 가상공간에 출력하는 동작을 더 포함하는,
   코딩 교육 방법.
   
9. 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항의 코딩 교육 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
   
10. 가상공간 내 캐릭터가 출발지에서 목적지로 가기 위해 경유하는 복수의 필드로 구성된 맵을 저장하는 맵 관리부;
    플레이가 시작됨에 따라, 상기 복수의 필드를 상기 가상공간 내에 출력하는 공간 제어부;
    사용자의 손을 식별하여 상기 식별된 손과 대응되는 가상의 제1 손을 상기 가상공간에 출력하는 모션 식별부;
    상기 캐릭터의 동작을 제어하는 코딩블록에 대한 목록을 상기 가상공간에 출력하고, 상기 제1 손에 의해 선택된 코딩블록을 상기 제1 손에 생성하는 블록 생성부;
    상기 제1 손의 모션에 기초하여 상기 코딩블록을 상기 복수의 필드 중 어느 하나의 필드에 배치하는 블록 매핑부; 및
    상기 복수의 필드에 대한 코딩블록의 배치 완료에 따라, 상기 캐릭터가 상기 출발지로부터 경유하게 되는 필드에 매핑된 코딩정보에 따른 동작을 수행하도록 제어하는 캐릭터 제어부를 포함하고,
    상기 블록 매핑부는,
    상기 제1 손이 상기 코딩블록을 놓거나 던지는 모션을 감지하는 동작;
    VR 장치로부터 상기 사용자의 손이 움직이는 방향 및 속도에 대한 정보를 획득하고, 상기 코딩블록이 던져지는 방향 및 속도를 계산하여 상기 가상공간 내에 상기 코딩블록의 움직임을 출력하는 동작; 및
    상기 코딩블록의 움직임에 따라 상기 코딩블록이 상기 복수의 필드 중 어느 하나의 필드에 도달한 것으로 판별된 경우, 상기 어느 하나의 필드에 상기 코딩블록에 대응되는 동작에 대한 코딩정보를 매핑시키는 동작을 수행하는,
    코딩 교육 장치.

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