KR20030031956A - 대화형 가상 현실을 실행하는 극장형 오락 시스템 - Google Patents

대화형 가상 현실을 실행하는 극장형 오락 시스템 Download PDF

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KR20030031956A
KR20030031956A KR10-2003-7000250A KR20037000250A KR20030031956A KR 20030031956 A KR20030031956 A KR 20030031956A KR 20037000250 A KR20037000250 A KR 20037000250A KR 20030031956 A KR20030031956 A KR 20030031956A
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랜디 티. 스프라우트
수잔 엠. 스프라우트
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랜디 티. 스프라우트
수잔 엠. 스프라우트
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Abstract

복수의 참가자 및/또는 교육 경험을 즐기는 대화형 가상 현실(virtual reality, VR) 실행 극장 및 환경 시스템(100)이 제공된다. 머리에 장착하는 표시장치(head mounted device, HMD)와 같은 VR 표시 장치를 통하여 참가자는 공연을 보며, 몰입형 그래픽 환경과 라이브형 및/또는 미리 저장된 행위자 모두를 본다. 참가자는 몰입형 VR 환경 내에 혼합된 행위자를 보면서 복수의 버튼(80)이 있는 핸드 헬드 입력 장치(16) 및/또는 음성 통신에 의하여 행위의 내용 및 결과에 대하여 제한된 제어를 할 수 있다. 상호 연결된 컴퓨터(102), 영상 및 오디오 처리 장치(106, 108)를 사용한다. 네트워크(104)는 컴퓨터, 참가자 및 라이브형/미리 저장된 행위자를 서로 연결하여 영상, 오디오 및 그래픽을 전송한다.

Description

대화형 가상 현실을 실행하는 극장형 오락 시스템 {INTERACTIVE VIRTUAL REALITY PERFORMANCE THEATER ENTERTAINMENT SYSTEM}
참가자가 소프트웨어에 의하여 생성되는 가상 현실 환경을 보면서 상호 대화하며, 머리에 장착하는 표시 장치 또는 몰입 장치 또는 방법을 이용하는 가상 현실 오락 시스템은 수년 동안 훈련 및 오락의 목적으로 사용되어 왔다. 여기서 사용되고 기술하는 몰입형 가상 현실 오락은, 참가자가 환경 내에서는 다른 객체와 함께 존재하지만, 참가자에게 그래픽 환경 내에 물리적으로 위치한 감각을 제공하기 위하여 그 환경 내에 참가자가 "몰입하는(immersive)", 컴퓨터로 생성된 그래픽 환경을 말한다. 따라서, 몰입형 가상 현실은 참가자와 주변 환경 사이의 관계를 모방하는 3차원(3D) 그래픽과 컴퓨터 소프트웨어를 이용하여 인공적으로 형성된 환경 내에 있는 참가자에게 환상(illusion)을 형성한다.
통상, 참가자는 아바타(avatar)와 같은 작품 속에서 나타나는 형상을 투사함으로써 소프트웨어 환경 속에서 표현된다. 참가자는 핸드 헬드 입력 장치와 몸 전체를 둘러싼 모니터가 움직이는 전자 및 전자기 추적 장치로부터 생성되는 데이터를 포함하나 이에 한정되지 않는 입력 기구를 조합하여 자신의 아바타를 제어한다. 참가자의 움직임에 의하여 제어되지 않는 가상 현실 내의 객체는 컴퓨터 소프트웨어 프로그램으로 제어되며 참가자의 입력에도 응답한다.
관련 분야의 가상 현실 환경에서, 참가자에 의하여 제어되지 않는 형상 또는 객체는 소프트웨어 프로그램에만 따라 자동적으로 움직이며 각 참가자의 입력 장치에 응답한다[카르마인(Carmein)의 미국 특허 제5,490,784호, 라티포프(Latypov)의 미국 특허 제5,846,134호]. 식물과 동물과 같은 수동 및 능동 객체는 가상 현실 환경 내에서 소정의 방식으로 움직인다. 또한, 참가자는 가상 현실 환경 내의 그러한 객체와 상호 대화할 수 있지만, 객체는 컴퓨터가 생성한 영상으로 제한된다.
일반적으로, 가상 현실 환경의 객체 또는 포커스(focus)는 시뮬레이션에서는 인간 참가자를 나타내지 않거나 실질적으로 제어되지 않는 컴퓨터 그래픽 프로그램으로만 전적으로 생성되는 객체와 통상 대화한다. 또한, 참가 그룹은 몰입 장치 또는 방법이 없이, 더군다나 참가자로부터 행위자로의 음성 통신과 참가자 사이의 통신이 없이, 무대 위 또는 텔레비전, 영화 또는 다른 비몰입형 매체 상의 그래픽 강화형 라이브형 또는 미리 저장된 행위자를 보면서 즐겼다(Trumbull 등, 미국 특허 제5,795,228호).
프리먼(Freeman) 등의 미국 특허 제5,682,196호와 같은 다른 알려진 오락 시스템은 컴퓨터 제어형 호스트 및 참가자 사이에 양방향 통신을 할 수 있다. 하지만, 이러한 시스템은 참가자들 사이, 또는 참가자와 라이브 호스트(live host) 사이에서 음성 통신을 할 수 없다. 트럼불(Trumbull)의 시스템은 라이브 행위자로부터 참가자에게로의 단방향 음성 통신을 할 수 있지만 참가자로부터 라이브 행위자로의 음성 통신은 제공하지 않는다. 트럼불의 시스템 역시 참가자들 사이의 음성 통신을 할 수 있으며, 더욱이 몰입형 가상 현실 환경에 의하여 강화되지도 않는다.
몇 몇 종래의 가상 현실 시스템은 초보적인 감각 인터페이스를 개발하여 왔다. 예를 들면, 쇼(shaw) 등의 미국 특허 제5,737,505호는 팔다리와 몸통의 위치를 검출하는 상부 갑옷과 유사한 인터페이스를 기재한다. 그 장치는 가상 현실 환경과 대화하는 참가자에게 강제 피드백(force feedback)을 제공하거나 움직임을 공유할 수 있다. 하지만, 쇼 등의 가상 현실 시스템은 참가자 사이에 통신을 제공할 수 없을 뿐만 아니라 라이브형 및/또는 미리 저장된 행위자를 포함하지도 않는다.
따라서, 공지의 오락 시스템은 약간의 유리한 특징이 부족하다. 종래의 시스템에서, 참가자는 일부 입력 장치를 이용하여 호스트(host) 및 환경과 대화할 수있다. 하지만, 호스트는 거의 라이브하지 않으며 대신 미리 저장된 또는 컴퓨터 제어형이고, 따라서 참가자의 대화에 있어서 자발성(spontaneity)이 떨어진다. 트럼불의 호스트는 라이브형 행위자이지만, 시스템 자체는 가상 현실 환경 내에 있지 않아서 더 흥미있는 경험을 위해 참가자와 공유하는 몰입 효과가 떨어진다. 또한, 참가자로부터 행위자로의 음성 통신이 없을뿐더러 참가자들 사이의 음성 통신도 없어서 오락 또는 교육 경험을 더욱 제한한다.
따라서, 1) 참가자 2) 몰입형 환경 및 3) 라이브형 및/또는 미리 저장된 행위자 사이에 3방향 몰입형 대화 통신을 제공하는 오락 및/또는 교육에 기초한 가상 현실에 대한 필요가 대두되었다. 또한, 전체적인 오락 및/또는 교육 경험을 강화시키는 개별적 및/또는 조합된 영상, 음성 및 그래픽 입출력에 대한 설비를 포함하는 시스템의 필요가 대두되었다. 또한, 행위자 및/또는 가상 현실 환경으로부터 각본에 의한(scripted) 및/또는 즉흥적 통신에 응답하여, 적어도 부분적으로는 참가자의 입력에 의하여 제어되는 컨텐츠(contents) 및 경험의 출력에 대한 필요성이 대두되었다. 마지막으로, 복수의 참가자, 행위자 및 가상 현실 환경 입출력이 원하는 애플리케이션에 따라 용이하게 갱신되며 급속히 변화하는 컴퓨터 기술을 수용하도록 설계에 있어서 강건하고 모듈러(modular)한 시스템에 대한 필요가 대두되었다. 이러한 요소들의 상승적인 조합은 참가자들에게 오락 및/경험적인 흥분 및 품질에 대하여 여태까지 느끼지 못했던 것을 제공할 수 있다.
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2000년 7월 17일에 출원된 발명의 명칭이 "Interactive Virtual Reality Performance Theater Entertainment System"인 미국 특허 출원 번호 제09/617,388호에 기초하며 우선권의 이익을 주장한다.
본 발명은 전자 영상 및 라이브 실황 오락 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 라이브형 및/또는 미리 저장된 행위자(live and/or pre-recorded performer) 이외에 전자화 또는 컴퓨터화된 환경과 참자가(participant)가 상호 대화하는 오락 및 교육 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 참가자가 머리에 장착하는 표시 장치(head mounted display) 및 핸드 헬드 키패드(hand-held keypad)와 같은 다양한 몰입 및 입력 장치를 이용하여 가상 현실 환경과 라이브 행위자와 상호 대화하는 몰입형(immersive) 가상 현실 컴퓨터 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 전술한 그리고 다른 특징 및 목적과 이를 달성하기 위한 방법은 더욱 명백해지며 본 발명에 대하여 첨부한 도면과 함께 다음의 본 발명의 실시예를 참조함으로써 더욱 이해가 잘 될 것이다.
도 1은 참가자, 행위자 및 몰입형 가상 현실 환경 사이의 통신을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에서 정의하는 "몰입"의 정의를 나타내는 컴퓨터 표시 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 가상 현실 수행 극장의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 표시기 인클로져(presenter enclosure)의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따라 참가자가 보는 것과 동일한 영상 표시의 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 핸드 헬드 입력 장치인 키패드의 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 시스템 구성 요소의 블록도이다.
도 8은 본 발명에 따른 소프트웨어 흐름도이다.
도 9는 본 발명에 따른 네트워크 도면이다.
도 10은 16개의 의자를 갖춘 극장을 나타내는 가상 현실 실행 극장의 다른 실시예의 평면도이다.
도 11은 8개의 의자를 갖춘 극장을 나타내는 가상 현실 실행 극장의 다른 실시예의 평면도이다.
대응하는 참조 부호는 일부 도면에서 대응하는 부분을 나타낸다. 도면이 본 발명의 실시예를 나타내기는 하였지만, 본 발명을 더욱 잘 설명하기 위하여 도면은 확대되거나 축소되어 있다.
본 발명의 가상 현실 수행 극장(virtual reality performance theater,VRPT)에 따르면, 발명자는 개별 참가자와 가상 현실 환경 내에 컴퓨터로 생성된 그래픽 객체 사이의 상호 작용으로부터 참가자, 라이브형 및/또는 미리 저장된 행위자 및 몰입형 가상 현실 환경으로 소프트웨어 프로그램 및 오락 또는 교육 수행의 관점을 옮겼다. 참가자, 라이브형 및/또는 미리 저장된 행위자 및 몰입형 가상 현실 환경 사이의 3방향 상호 대화 통신을 포함하면 더할 나위 없는 오락 및/또는 교육 환경을 생성하는 상승 효과를 얻는다.
따라서, 본 발명의 주요 목적은 참가자, 라이브형 및/또는 미리 설정된 행위자 및 가상 현실 환경 사이의 3방향 통신이 존재하는 상호 대화형 가상 현실 수행 극장을 제공하는 것이다. 3방향 통신은 오디오, 영상 및 그래픽 입출력 데이터를 포함하나 이에 한정되지 않는다. 참가자와 행위자 서로간 그리고 가상 현실 환경간의 상호 작용은 컨텐츠와 행위의 최종적인 결과를 어느 정도 결정한다.
따라서, 본 발명의 다른 목적은 라이브형 및/또는 미리 저장된 행위자와 함께 소프트웨어로 생성되는 시뮬레이션에 복수의 참가자가 몰입하여 즐기는 대화형 가상 현실 환경을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 참가자가 행위의 결과에 대하여 제어를 할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 각 참가자 및 복수의 행위자가 음성 대화 시스템을 갖는 음성 통신으로 상호 연결되는 신규한 몰입형 공연(performance)을 제공하는 것이다. 시스템은 참가자들에게 일정한 대화를 하도록 구축되어야 하며, 이는 오락 게임 또는 교육 설정에서 선택권을 공유하고 함께 작업하도록 함으로써 상호 작용성을 강화시킨다.
본 발명의 다른 목적은 소정 애플리케이션의 필요에 용이하게 적응하고 급변하는 컴퓨터 기술과 보조를 맞추어 용이하게 업그레이드될 수 있는 가상 현실 환경을 제공하는 것이다.
요약하면, 본 발명은 더욱 즐거운 오락 및/또는 교육 체험을 위해 참가자 상호간, 참가자와 라이브형 및/또는 미리 저장된 행위자, 그리고 참가자와 가상 현실 환경간에 서로 작용할 수 있는 가상 현실 수행 플랫폼 및 환경을 제공하는 것이다. 참가자는 입력 장치와 음성 통신을 통하여 컨텐츠와 행위자의 결과에 제한적인 제어를 행하는 것이 중요하다.
시스템은 참가자와 행위자 각각에 대하여 입력 및 출력 장치를 통상 이용하며 시스템 데이터를 구비한 컴퓨터와 소정의 처리 임무를 수행하는 프로그램을 더 포함한다. 시스템은 참가자에게 보여주기 위한 오디오 및 영상 데이터를 믹스하고(mix) 스위칭시킨(switch) 다양한 오디오 및 영상 요소를 더 포함한다. 혁신적인 믹싱 및 스위칭 기법을 통하여, 시스템은 라이브형 행위자의 영상이 그래픽 환경 내에 첨가된 그래픽 가상 현실 환경을 각 참가자에게 보여줄 수 있다. 따라서, 참가자는 흥미로운 오락 및/또는 교육 환경을 위한 그래픽 데이터 및 라이브형 영상 데이터 모두에 관한 신규한 표시 장치를 보고 대화한다.
영상 믹싱 및 대체의 지원으로, 가상 현실 표시는 크로마키(chromakey) 및 다른 전자적으로 발생되는 코스튜밍(costuming)으로 이루어지며, 행위자(들)로부터 입력된 영상 및/또는 오디오는 참가자가, 예를 들면 머리에 장착하는표시장치(HMD)를 이용하여 몰입하는 그래픽 환경과 믹스된다. 따라서, 참가자는 행위자를 보고 들을 수 있는 몰입형 그래픽 환경을 체험한다.
참가자는 행위자/행위자, 소프트웨어 시뮬레이션, 및 다른 영상, 오디오 및 가상 현실 환경의 그래픽 출력의 이미지 또는 전자 복제(facimiles)를 보면서, 키패드 또는 사이버 장갑(cyberglove)과 같이 핸드 헬드 입력 장치를 사용하여 컨텐츠와 행위자의 결과를 제어한다. 행위자는 각본에 의한 및/또는 즉흥적 행위에 따라서, 예를 들면 소정 주제에 관한 특정 질문이나 의견에 기초한 응답에 대하여 청중(audience)에게 질문한다. 참가자의 응답은 추가 컨텐츠를 지시할 수 있고 계속해서 행위자의 결과를 지시할 수 있는데, 예를 들면, 행위자 및/또는 시스템 질의에 응답하여 번 점수에 기초하여 "승자(winner)" 라고 선언하는 것이다.
시스템은 몰입 체험을 강화하도록 각 참가자에 대한 스피커와 움직일 수 있는 의자(motion-equipped seat)를 포함하나 이에 한정되지 않는 오디오 및 모션 장치를 더 포함한다. 참가자의 몰입 체험은 각 참가자가 공연 내내 앉아 있으며 움직일 수 있는 의자[이하에서는 "럼블 의자(rumble seat)"라 한다]의 청각 및 육감으로 보충된다. 그 의자는 백그라운드(background)의 사운드 효과(sound effect)를 위한 스피커를 포함하며, 참가자의 음성 통신, 결정 및 신체적 움직임에 반응하여 소프트웨어에 의하여 움직임 효과가 발생된다.
또한, 네트워크가 포함되어 데이터 전송을 위한 컴퓨터를 접속시키고 원거리 상호 접속 및 참가를 용이하게 한다. 네트워크의 구현으로, 참가자 및 행위자는 동일한 가상 현실 환경과 행위자를 경험하면서 지리적으로 떨어진 곳에서 물리적으로 나타내어질 수 있다.
따라서, 본 발명은 몰입형 가상 현실 기술과 전자 상호 작용을 행위자에 의한 라이브형 및/또는 행위에 추가한다. 참가자를 가상 현실 환경에 위치시킴으로써, 참가자 및 행위자는 서로가 물리적으로 가까움과 몰입형 가상 현실 환경을 느끼면서 보다 직접적으로 상호 작용할 수 있다.
이하에서 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 몰입형 환경은 시야의 25도 대각선 필드 이상이 시청자로부터 10피트 이내에 제공되는 것으로 정의된다. 몰입형 환경을 이루기 위하여, VRPT는 3D 그래픽 환경에서 몰입감을 형성하는 HMD 장치를 사용할 수 있다. 또한, 눈높이(eye-level) 모니터와 같이 머리에 장착하지 않는 표시 장치에 가깝게 하는 것은 유사한 몰입 환경을 형성할 수 있다. 또 다른 몰입 장치와 방법은 이하에서 상세히 설명한다.
그 결과, 전체 시스템은 가상 현실, 컴퓨터 그래픽 및 원격 화상 회의의 융합 또는 조합으로 분류될 수 있다. 행위자는 참가자가 위치한 일부 지역이나 장소에 위치할 필요가 없다. 오히려, 행위자는 통신 채널이 허용하는 한 멀리 위치할 수 있으며 상이한 장소에서 인터넷, 위성 전송 또는 다른 채널을 통하여 복수의 장소로 행위를 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 시스템의 한 이점은 인간 참가자가 다른 참가자 및 행위자와 이전의 통신 형태보다도 더욱 즉각적으로 상호 작용한다는 것이다. 참가자는 몰입 장치와 대화형 통신 기술의 사용을 통하여 훨씬 더 "개인적이고 유일한" 체험을 갖는 것이다.
본 발명의 다른 이점은 VRPT가 개인 대 개인 간의 시각 투사용 매체로서 사용되는 것은 물론, 스탠드 코미디(stand-up comedy), 드라마 표현, 교습 및 강의, 아이디어와 개념의 통신에 관한 다른 행동과 같은 오락 및 사업 분야를 포함하는 모든 몰입형 시뮬레이션 매체로서 사용될 수 있다는 것이다.
더욱이, 복수의 행위자를 동시에 포함하는 능력은 행위자에게 새로운 차원을 더한다. 추가되는 행위자는 오디오만으로, 음성만으로 또는 오디오 및 음성과 함께 더해진다. 효과적이기는 하지만 단일의 행위자는 독백(monologue)으로만 관련되며 그러한 시스템의 참가자는 대화는 독백으로만 허용된다. 전자 시뮬레이션 매체에서의 복수의 행위자는 실제 드라마를 보여주도록 이러한 매체를 행위자와 참가자 사이에 라이브형 및 저장형 대화용으로 사용되게 한다.
다른 목적 및 특징은 당업자에게 자명하며 이하에서 특히 지적될 수 있다.
본 발명의 신규성을 강조하기 위하여, 도 1은 참가자, 행위자 및 몰입형 가상 현실 환경 사이에 3방향 통신을 나타낸다. VRPT 시스템은 참가자 사이에 음성 및 영상 통신과, 참가자와 행위자 사이에 음상 및 영상 통신과, 행위자들간에 음성 통신과, 참가자와 행위자와 몰입형 가상 현실 환경간에 그래픽, 오디오 및 영상 통신을 제공한다. 각 참가자, 행위자 및 몰입형 환경의 오디오/음성, 영상 및 그래픽 입출력의 조합은 이하에서 더욱 상세하게 설명하는 바와 같은 더할 나위 없는 오락 및/또는 교육 경험을 가져오는 상승 효과를 유발한다.
다음의 설명을 통하여, 단일의 또는 복수의 참가자 및 행위자는 달리 지적하는 바가 없는 한, 단일 또는 복수의 내용을 말하는 것으로 가상 현실 수행 극장에서 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 그리고 다른 실시예의 다음 설명에 관하여, 본 발명에서는 시청자로부터 10피트(feet) 이내의 거리에서 시야각이 대각선으로 25도 이상인 것을 "몰입형" 표시 장치라고 정의한다. 10피트 거리에서 시야각이 대각선으로 25도인 것을 도 2에 도시하였으며, 14인치인 컴퓨터 단말 장치에 있어서는 시청자가 표시 장치로부터 31.6인치 거리에 있을 때 "몰입형"이라 부를 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예는 가상 현실 수행 극장(VRPT)(10)으로서 도시하고 나타낸다. VRPT(10)는 복수의 참가자를 수용하며 각 참가자의 머리에 장착되는 표시 장치(HMD)(12), HMD(12)에 장착되는 마이크로폰(14)과 헤드폰(15) 그리고 핸드 헬드 입력 장치(16)를 포함한다. HMD(12)는 하나 이상의 음극선관(CRT), 하나 이상의 액정 표시 장치(LCD) 또는 다른 시각 장치를 통하여 각 참가자에게 몰입형 환경의 시각 표시를 제공한다. 참가자는 HMD(12)를 통하여 가상 현실 환경을 볼 수 있으며 핸드 헬드 입력 장치(16)와 마이크로폰(14)을 통하여 시스템에 입력시킬 수 있다. 또한, 참가자는 헤드폰(15)으로 다른 참가자, 행위자 및 VRPT 시스템으로부터 음성 및/또는 오디오 통신을 들을 수 있다.
VRPT(10)로부터 참가자로의 오디오 출력은, "럼블 의자"라 불릴 수 있도록 적절한 스피커 시스템 또는 다른 적절한 음성 트랜스폰더(transponder)가 장착된 의자(18)를 통하여 제공된다. 럼블 의자(18)는 가상 현실 환경 내의 몰입 체험을 보충하며 참가자에게 출력을 제공하는 진동 패널(vibration panel)이나 다른 음성 또는 움직임 변환기(transducer) 또는 장치를 더 포함한다.
VRPT(10)는 참가자가 럼블 의자(18)에 앉기 전에 예를 들면, 참가자의 이름을 등록 컴퓨터(32)에 입력시키거나 라이브형 호스트가 참가자와 상호 대화하는 제어 센터(30)를 더 포함한다. 각 참가자는 제어 센터를 통과하여 VRPT(10)에 참가하기 전에 등록을 한다.
공연 이전 또는 동안에, 참가자의 물리적인 행동 및 오디오 입력은 영상 카메라(20)와 극장 마이크로폰(22)으로 포착된다. 영상 카메라(22)와 극장 마이크로폰(22)으로 포착된 영상 이미지 및 오디오 신호는 오락 및/또는 교육 공연 동안에 표시기 인클로져(presenter enclosure)(24)에 있는 라이브형 행위자 또는 행위자들에게 전달된다. 영상 카메라(20)와 극장 마이크로폰(22)으로부터의 출력은 이하에서 보다 상세히 설명하는 바와 같이 VRPT(10)에 의하여 추가로 처리된다.
표시기 인클로져(24)의 내부는 도 4에 더욱 명백하게 도시하였으며, 라이브형 행위자는 영상 모니터(44)를 통하여 참가자를 보며 스피커(46)를 통하여 참가자가 말하는 것을 듣는 것으로 나타내었다. 영상 카메라(20)와 극장 마이크로폰(22)의 출력은 각각 표시기 인클로져(24) 내에 위치한 영상 모니터(44)와 스피커(46)로 전송된다. 표시기 인클로져(24)는 특히 라이브형 행위자의 존재를 감출 수 있도록설계하여 참가자가 실체를 인식하지 못하도록 한다. 표시기 인클로져(24)는 또한 다음에 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 행위자의 라이브 영상과 VRPT(10) 내의 그래픽 데이터를 믹싱(mixing)을 용이하게 하도록 행위자의 라이브 이미지와 배경(backdrop)(48)을 포착하는 입체형 영상 카메라(42)를 포함한다.
본 발명의 주요 특징은 라이브형 행위자로부터의 영상 입력과 가상 현실 환경 내의 그래픽 데이터 또는 이미지의 믹싱을 포함하며, 이러한 조합은 HMD(12)를 통하여 참가자가 볼 수 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 입체형 영상 카메라(42)는 행위자의 라이브한 영상 이미지를 포착하고 이어 가상 현실 환경 내의 그래픽 데이터를 처리하고 믹싱하는 시스템으로 대응하는 영상 신호를 전송한다.
도 5에 도시한 바와 같은 몰입형 표시 장치(60)로 도시되고 일반적으로 나타내어지는 신규한 가상 현실 환경이 그 결과이다. 참가자는 가상 현실 환경 내의 그래픽 데이터를 보는 것은 물론, 환경 내의 그래픽 데이터와 첨가 또는 믹싱된 행위자의 라이브한 이미지를 볼 수 있다. 따라서, 참가자는 그래픽 환경(62)을 왕래하고 상호 대화하기 때문에, 라이브한 행위자의 영상 이미지(64)는 환경 내에 주기적으로 첨가되어 참가자와 행위자 서로 간에 전술한 바와 같은 통신 장치를 이용하여 대화를 할 수 있다.
가상 현실 환경 내의 그래픽 환경(62)과 함께 라이브한 행위자의 영상 이미지(64) 모두는 VRPT(10)의 컴퓨터 소프트웨어 또는 라이브형 행위자에 의하여 제어될 수 있다. 몰입형 표시(60)는 각 참가자의 이름과, 라이브형 행위자 및/또는 가상 현실 환경이 부과한 질문에 응답하여 성공한 수준을 나타내는 공연 동안의 점수를 나열한 점수판(66)을 더 포함할 수 있다. 스킬(skill), 입력 또는 행운에 관계된 참가자의 도전이 또한 부과될 수 있음은 명백하다. 여기서 설명하는 몰입형 표시(60)는 가능한 많은 그래픽 데이터와 영상 데이터 중에서 단지 설명을 위한 것이며 그 내용에 한정되는 것은 아니다.
도 6에 더욱 상세히 나타낸 바와 같이, 핸드 헬드 입력 장치(16)는 본 발명의 바람직한 실시예에서 사용자가 응답을 용이하게 하는데 사용된다. 핸드 헬드 입력 장치(16)는 키패드로 도시하며 라이브형 행위자 및/또는 가상 현실 환경이 부과한 질문에 대한 응답 또는 입력에 대응하는 라벨(label)을 포함하는 복수의 버튼(46)을 포함한다. 예를 들면, 시스템은 4가지 가능한 응답, 즉 A 내지 D를 갖는 복수의 선택 질문을 참가자에게 부과할 수 있다. 참가자는 단지 정답에 해당하는 버튼을 누르고 시스템은 참가자가 입력한 결과를 표로 만든다. 또 한 예를 들면, 몰입형 환경의 내용에 기초하여 참가자에게 "예" 또는 "아니오" 의 단순한 질문을 할 수 있고 참가자는 핸드 헬드 입력 장치(16)에 있는 해당하는 "예" 또는 "아니오" 버튼을 누른다. 다른 예로서, 참가자는 행위자를 "신뢰함(trust)"과 행위자가 제안하는 조치에 동의함을 나타내는 "TRUST"를 누르는 것과 같이 더욱 복잡하고 다양한 의미 또는 개념을 나타내도록 버튼을 누를 수 있다. 다른 예를 들면, 참가자는 반사 또는 기억력 테스트로서 가능한 신속하게 하나 이상의 버튼을 눌러 어떤 목표를 달성하거나 도전을 극복하게 할 수 있다. 전술한 것은 행위자와 가상 현실 공간과 대화하는데 참가자가 입력 장치를 어떻게 사용하는 가에 관한 예일 뿐이며 VRPT에 가능한 대화의 형태를 제한하는 것은 아니다.
모든 시스템의 입출력의 처리 및 통신은 도 7에 도시한 시스템도로 명확해진다. 본 발명의 바람직한 실시예의 컴퓨터화된 시스템은 VRPT 시스템(100)으로서 도시되며 일반적으로 나타내어진다. 제어 컴퓨터(102)는 오디오 처리기(106), 영상 처리기(108), 오디오 스위치(110), 영상 스위치(112), 외부 청중 영상(external audience video)(114), 외부 청중 오디오(115), 라이브형 행위자 영상 모니터(116) 그리고 VR 표시장치(118)와 함께 네트워크(104)를 통하여 연결된다. 외부 청중 영상(114), 라이브형 행위자 영상 모니터(116) 및 VR 표시 장치(118) 각각은 소프트웨어로 제어되는 가상 환경과 VRPT 시스템(100)의 공연의 원근법에 의한 시각 표시를 투사한다. VR 표시장치(118)는 참가자에게 오디오 데이터를 전달하는 헤드폰(121)을 더 포함한다. 제어 컴퓨터(102), 오디오 처리기(106), 영상 처리기(108),오디오 스위치(110) 및 영상 스위치(112)는 참가자, 행위자 및 VRPT의 몰입형 환경으로부터의 입력 이외에 소프트웨어 내의 미리 프로그래밍된 다양한 데이터를 처리한다.
VRPT 시스템(100)에 대한 입력은 참가자 마이크로폰(119), (도 3에 도시한 핸드 헬드 입력 장치와 같은)참가자 입력 장치(120), 라이브형 행위자 카메라(122), 라이브형 행위자 마이크로폰(124), 라이브형 행위자 키패드(126), 보조 영상 카메라(128) 및 보조 영상, 그래픽 및 오디오 소스(130)를 포함한다. VRPT 시스템(100)의 추가적인 시스템 구성요소는 의자(132), 전원 그리드(power grid)(134) 및 엔지니어 장치(engineer device)(134)를 포함한다. 의자(132)는 도 3과 관련하여 전술한 바와 같이 복수의 럼블 의자(18)를 나타낸다.
전원 그리드(134)는 VRPT 시스템(100) 내에서 전원을 필요로 하는 각 장치에 필요한 양의 전원을 공급한다. 엔지니어 장치(134)는 행위자 또는 호스트(등록 컴퓨터에 참가자 정보를 입력하거나, 돈을 받거나 참가자의 좌석을 배치하거나 소개하는 등의 일을 하는 사람)와는 별개로 "엔지니어" 또는 "시스템 운영자"가 모니터링하고 조정하는 전자 부품이다. 엔지니어 장치(134)는 볼륨의 크기, 특수 효과 또는 공연의 다른 요소를 제어한다.
오디오 처리기(106)와 오디오 스위치(110)는 네트워크(104), 라이브형 행위자 마이크로폰(124) 및 참가자 마이크로폰(119) 각각에 연결되어 있다. 오디오 처리기(106) 및 오디오 스위치(110)는 제어 컴퓨터(102)에 의하여 제어되고 따라서 시스템 전체를 통하여 오디오 신호를 분배한다.
마이크로폰(119)은 HMD에 내장된 소형 마이크로폰으로 음성 통신을 할 수 있다. 마이크로폰의 음성 신호는 이하에서 상세히 설명하는 바와 같이 음성 믹싱 부품을 이용하여 함께 믹싱된다. 음성 신호는 이어 다른 행위자의 음성, 음악, 특수 오디오 효과 그리고 다른 라이브형 및 소프트웨어에 의하여 발생되는 미리 저장된 음성 신호와 함께 믹싱된다.
시스템은 HMD에 내장된 소형 콘덴서를 이용하고 모든 참가자는 자신의 음성을 감지하는 유일한 마이크로폰을 갖는다. 고속 인터넷 오디오 전송은, 예를 들면 소프트웨어 프로그램을 이용하여 호스트측에서 함께 믹싱한 음성과 더불어 VRPT 시스템의 인터넷 실시예에서 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 팀 플레이를 강화하거나 부적절한 언어를 사용하는 참가자 또는 라이브형 행위자에게 방해를 하는 참가자를 걸러내기 위하여, 어느 참가자의 마이크로폰을 온 및 오프 스위칭하거나 자동적으로 볼륨의 크기를 조절할 수 있다. 마이크로폰의 스위칭은 컴퓨터로 제어하거나 수작업으로 이루어질 수 있다.
헤드폰(102)은 HMD에 부착되지 않는 다른 장치로 대체되거나 강화될 수 있다. 추가적인 음성 장치는 데스크탑 스피커, 벽 장착 스피커 또는 다른 종류의 오디오 발생 장치를 포함할 수 있다.
영상 처리기(108)와 영상 스위치(112)는 VRPT에 사용되어 더 다양한 그래픽을 참가자에게 전달한다. 믹서(mixer)의 다양한 기능을 이용하여 여러 소스의 크로마킹(chromakeying)과 같은 그래픽 효과를 제공할 수 있다. 라이브형 행위자 또는 행위자들은 예를 들면 불켜진 파란 스크린(lit blue screen) 앞에 위치하며, 1차 또는 2차 컴퓨터, 또는 다른 행위자나 다른 카메라 입력 소스를 포함하는 기타 다른 소스로부터의 그래픽 위에 크로마킹된다. 본 발명의 시스템에서, 일단의 참가자는 가상 현실 환경 내의 행위자와 상호 대화할 수 있으며 그렇게 형성되는 환경 내에서 "몰입감"을 즐길 수 있다.
플레이어 입력 장치(120)는 전술한 바와 같은 핸드 헬드 입력 장치를 포함한다. 참가자는 질문의 응답, 투표, 문제 해결 또는 도전의 참가와 같은 다양한 게임에 응답하여 키패드 상의 버튼을 누른다.
본 발명의 다른 실시예는 가상 현실 환경과 통신하는 다른 플레이어 입력 장치(120)를 포함할 수 있다. 플레이어 입력 장치(120)에 대한 다른 실시예는 키패드, 조이스틱(joystic), 스티어링 휠(steering wheel), 사이버 장갑, 플라잉 마우스(flying mouse), 데스크탑 마우스, 트랙볼(trackball) 또는 패드(pad)와 같이 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 수단으로 컴퓨터와 통신하는 다른 종류의 플레이어 입력 장치를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 네트워크(104)는 TCP/IP 통신 프로토콜과 함께 윈도우 운영 체제를 사용하며, 다중 포트 허브(multiport hub)와 3Com 905BTX 네트워크 카드를 갖는 100 베이스 티 네트워크(100 base-T network) 상에서 운영된다. 다른 실시예는 능동/수동, 또는 스위칭/비스위칭 허브를 사용하는 것은 물론, 다른 네트워크 카드(Linksys 또는 다른 것), 다른 통신 프로토콜(NetBEUI 또는 IPX와 같은) 및 다른 운영 체제(윈도우 95, 98, 2000, NT, OS/2, 또는 맥킨토시)를 사용할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 마이크로소프트사의 네트워크 소프트웨어가 이용되고 이는 클라이언트(client) 대 클라이언트 또는 클라이언트 대 서버(server) 기반이다. 다른 실시예는 FTP, 베니언(Banyan), 선소프트(Sunsoft) 또는 노벨(Novell) 네트워킹 소프트웨어를 포함할 수 있다.
원격 시스템의 바람직한 실시예는 컴퓨터를 제어하는 4개의 네트워크 머신(network machine)을 사용한다. 4개의 네트워크 머신은 메인 서버, 오디오, 영상 및 다른 기능을 행하는 2차 및 3차 컴퓨터, 그리고 이름이나 다른 정보를 입력하는데 사용되는등록 컴퓨터(도 3에 도시한)를 포함한다. 제어 컴퓨터(102)는 TCP/IP 프로토콜과 파일(file) 및 드라이브 공유(drive sharing)를 이용하여 통신한다. 본 발명의 다른 실시예는 개별적인 유일한 그래픽을 참가자에게 제공하도록각 참가자에게 전용되는 한 대의 컴퓨터를 포함하여 다소의 네트워크 컴퓨터를 사용할 수 있다.
VR 표시 장치(118)에 이용되는 장치는 예를 들면, 30도 정도의 시야각과 320×240의 해상도를 가지면서 입체적인 시각을 전달하고 2개의 LCD를 사용하며 i-O Display System에서 제조하는 일명 "i-glasses"모델 LC인 HMD를 포함한다. HMD의 다른 형태는 LCD, CRT, 투사형 표시 장치 등과 같이 본 발명의 다른 실시예에 대하여 몰입 효과를 이룰 수 있도록 사용될 수 있다. 양쪽 눈 각각에 전달되는 유일한 그래픽 원근법으로 여기서 정의되는 입체 그래픽은 반드시 필요한 것은 아니다. 양쪽 눈에 동일한 이미지가 전달되는 단일 그래픽(monoscopic graphic)도 본 발명의 목적을 위하여 거의 동일한 효과를 달성할 수 있다.
HMD 이외의 추가적인 VR 표시장치(118)는 CRT 또는 LCD 모니터와 같이 다른 실시예에 사용될 수 있다. 모니터는 적어도 25도의 시야각을 가지면서 참가자 전면에 위치하거나 적어도 25도의 시야각을 가지면서 참가자의 10피트 이내에 위치하는 대형 프로젝터(projector)이다. 통상의 14인치 데스크탑 컴퓨터 모니터는 31.6인치의 통상 거리에서 보여져야 몰입형 장치로 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예를 위한 핸드 헬드 입력 장치는 지노베이션 시스템(Genovation Systems)에서 제조하는 모델 623 또는 633과 같은 17 또는 18키의 숫자 키패드이다. 하지만, 본 발명의 VRTP에 이용될 수 있는 다른 제조사의 여러 숫자 키패드가 존재한다. 키패드, 또는 다른 참가자의 입력 장치는 직렬 RS-232 통신 프로토콜을 통하여 제어 컴퓨터(102)와 통신하며 ISA 또는 PCI 시스템 버스상에 탑재된 다중 포트 RS-232 장치에 부착된다. 다중 포트 장치는 윌리스 컴퓨터 소프트웨어(Willies Computer Software)에서 제조되며 윈도우 환경에서 COM 포트를 제어한다. 커스텀 장치 드라이버 소프트웨어(custom device driver software)는 포트를 판독하고 게임 소프트웨어로 플레이어 정보를 전달한다.
본 발명의 다른 실시예는 직렬 키패드 또는 입력 장치와 통신하거나, USB, 병렬, 무선 또는 유선과 같이 전적으로 다른 프로토콜 상에서 운영되는 다른 플레이어 입력 장치를 포함할 수 있다.
마이크로폰(119)은 전원을 공급받고, 바이앰프 시스템(Biamp Systems')의 모델인 어드밴티지 원(Advantage One), 어드밴티지 EX, 801, 601e 및 301e와 같은 구성요소로 이루어진 증폭기/믹서로 신호를 보낸다. 다른 실시예는 다른 상표의 증폭기/믹서 장치를 사용하거나 데스크탑 마이크로폰 또는 다른 개별 마이크로폰을 사용할 수 있다. 신호는 여러 하드웨어 또는 소프트웨어 솔루션(solution)과 또는 둘의 조합과 함께 믹싱될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 파나소닉 MX-50 영상 믹서를 사용한다. 시스템은 RS-232 통신을 통하여 메인 또는 2차 컴퓨터에 의하여 제어되는, 다른 크로마키 및 스위칭 기능을 사용할 수 있다. VRTP는 버스트 영상 스위치(Burst video switcher)를 사용하여 다양한 신호를 파나소닉 믹서로 향하게 한다. 본 발명의 다른 실시예는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되는, 상이한 믹싱 또는 스위칭 기법을 사용할 수 있다.
VRPT 시스템(100)용 소프트웨어는 도 8에 도시한 바와 같이 소프트웨어 흐름도(200)로 도시되며 일반적으로 나타내어진다. VRPT 소프트웨어 시스템은 하위 레벨과 상위 레벨 소프트웨어 프로그래밍 코드의 조합이며 멀티미디어 스크립트(multimedia script)이다. 최상위 레벨이 나타내는 명령은 매크로미디어 오더웨어(Macromedia Authorware)를 이용하여 형성되며, 오더웨어 명령과 기능 아이콘의 전체 어레이를 포함한다. 최상위 레벨에서, 제어 컴퓨터(도 7과 관련하여 전술한)에 있는 쇼 프로그램은 등록 컴퓨터로부터 참가자의 이름을 입력하면서 시작되며, 소프트웨어는 그 이름들을 판독하고 쇼 동안에 사용될 변수로서 이을 포함한다. 소프트웨어는 행위자가 참가자에 대한 정보를 말하게 하는 것은 물론, 각 참가자가 장비와 마이크로폰의 성능에 익숙해지게 하는 동안 대기한다. 쇼에서 팀을 활용하는 경우, 플레이어는 팀 이름을 설정하게 할 수 있다.
행위자가 시작 사인으로, 프로그램은 일련의 애니메이션 클립(행위자가 중첩되어 나타났다 사라졌다하면서), 가지(branch), 도전, 즉흥적인 부분, 각본에 의한 부분, 점수 검사, 결정 포인트, 플레이어 또는 팀 행동 등으로 처리된다. 행위자의 시작 사인으로 시작된 소프트웨어는 영상, 오디오, 쇼 그래픽을 상영하며 플레이어의 입력 장치를 판독하고 계산을 행하며 하드웨어 장치를 제어하고 네트워크 상의 다른 컴퓨터와 통신하며 다른 기능을 수행하고, 오더웨어 멀티미디어 애플리케이션은 다른 네트워크 컴퓨터 상에서 동시에 동작하여[인텐서 체어 컴퓨터(intensor chair computer)를 포함하는 복수의 2차 컴퓨터 중 어느 것] 추가 기능을 제공하며 마지막 쇼(모든 참가자에게 전해지는)를 더욱 매끄럽게 진행시킨다.
소정의 기능성 프로그램은 오더웨어 애플리케이션과 연결되어 동작하며 C++ 언어로 작성된다. 기능성 프로그램은 메인 오더웨어 프로그램 소프트웨어와 통신하며, 키패드 제어와 소프트웨어에 대하여 키 누름 통신, 참가자의 럼블 의자에 전달되는 오디오 및 신호의 제어, 오디오/영상 믹서 및 영상 스위치와 같은 하드웨어 구성요소 상태의 감시와 기능이나 다른 기능을 수행한다. 제어 컴퓨터와 다른 모든 컴퓨터는 TCP/IP 네트워크 프로토콜을 통하여 통신하며 하드 드라이브와 텍스트 파일 및 다른 형태의 파일을 공유한다.
본 발명에 따른 소프트웨어 시스템은 PC, 맥킨토시 또는 다른 형태의 컴퓨터 시스템에 대한 제조자로부터 입수 가능한 오더웨이 이외의 멀티미디어 저작 패키지(multimedia authoring package)의 여러 종류를 이용하여 용이하게 생성할 수 있고, 또는 C++ 이나 자바와 같은 하위 레벨 프로그래밍 언어로 쓰여질 수 있다. 저변의 제어 프로그램 및 장치 드라이버는 C++ 이외에 많은 상이한 다른 형태의 프로그래밍 언어로 쓰여질 수 있으며 동일한 성능과 기능을 가져온다. 네트워크 통신 기능은 여러 다른 프로토콜이나 현재 또는 미래에 존재하는 수단에 의하여 이루어질 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같은 네트워크(104)는 도 9에 더욱 상세하게 도시하였으며 네트워크를 구현하는 도면(300)으로서 일반적으로 나타내어진다. 네트워크는 일반적으로 국부 단말 노드 사이트(local end node site)(310), 방송국(320), 인터넷(330), 사설 광역 네트워크(340), 라우터(360) 및 원격 단말 노드 사이트(380)를 포함한다. 네트워크를 이용하여, VRPT는 몰입 환경에 관련된 데이터를 전송할 목적으로 하나 이상의 지리적으로 원거리에 있는 장소와 통신할 수 있다.
VRPT 네트워크는 2개의 주요 구성요소, 즉 몰입 환경을 만드는 방송국(320)과 참가자가 방송국(420)과 라이브형 행위자를 인식하고 대화하도록 하는 복수의 원격 단말 노드 사이트(380)로 이루어진다. 방송국(320)과 원격 단말 노드 사이트(380)는 인터넷(330), 사설 광역 네트워크(340) 및 라우터(360)를 포함하는 추가적인 네트워크 구성요소와 연결되어 있다.
방송국(320)은 VRPT 경험을 형성하는 컴퓨터 그래픽, 오디오 정보, 촉각 피드백(tactile feedback) 및 라이브형 행위자의 오디오 및 영상 컨텐츠를 전달하도록 필요한 하드웨어와 소프트웨어를 포함한다. 각 국은 입력 장치로부터의 데이터, 마이크로폰으로부터의 오디오 및 영상 전송을 포함하나 이에 한정되지 않는, 참가자 도는 복수의 참가자로부터의 입력을 수신할 수 있다.
복수의 사이트를 결합하여 하나의 방송국을 형성할 수 있다. 예를 들면, 복수의 서버 시스템은 리던던시(redundancy) 또는 보다 다양한 경험을 형성하기 위하여 상이한 위치에 구축될 수 있고, 따라서 수많은 참가자 및/또는 네트워크 상에서 더 많은 처리를 할 수 있다.
각 방송국은 국지 네트워크 상에서 라이브 공연을 지원하면서, 한 명 이상의 행위자가 참가자로부터 배제되어 지리적으로 떨어진 적어도 하나의 원격 방송 사이트(320)에 위치할 수 있다. 방송국(320B)으로 도시한 바와 같이, 방송 사이트(2A)에서 행위자는 방송국(320A) 또는 방송 사이트(2B) 또는 둘 다로부터의 경험을 주최할 수 있다.
원격 단말 노드 사이트(380)는 방송국(320)이 주최하는 몰입형 경험을 인식하고 상호 대화하는 장비와 네트워크 업링크(network uplink)를 포함한다. 네트워킹 기술의 유연성으로부터, 네트워크 토폴로지(topology)는 애플리케이션에서 애플리케이션으로 변화할 수 있다. 토폴로지는 VR 국 사이트로부터 호스트 서버(예를 들면, C), 원격 키스코(kisko)(예를 들면 E 및 G), 또는 홈 컴퓨터 또는 게임 시스템과 같이 대화형 피드백이 가능한 텔레비전 "셋 톱 박스(set top box)"(예를 들면, D)에 연결되는 범위이다. 그러한 예들의 어느 것이라도 입력 장치 및/또는 음성 통신으로부터의 데이터를 중계하는 피드백 시스템을 최소한 포함하며, 머리에 장착하는 표시장치, 강제 피드백 출력 장치 및/또는 도 3과 관련하여 설명한 럼블 의자와 같은 장치를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
네트워크 연결의 3가지 주요한 범주는 라이브 오디오 및 영상 정보를 원격 단말 노드 사이트(380)와 데이터 입력 및 오디오 응답의 피드백으로 실시간 전송을 허용하는 최소한의 성능 레벨을 제공하도록 구현된다. 3가지 범주는
1). LAN(local area network): LAN은 이더넷(Ehthernet)과 같은 네트워크 기술을 이용하여 원격 단말 노드 사이트(380)를 방송국(320)에 연결시키는 경제적인 접근을 제공한다.
2). PN(private network): 하나 이상의 캐리어(carrier)로부터의 전용 회로로 구성되는 PN을 또한 구현한다. PN 링크는 xDSL, T1, DS3 또는 OC3 레벨 링크를 포함하나 이에 한정되지 않는 통신용 물리 매체로서 텔코(telco) 회로를 또한 이용한다. 또한, 이러한 종류의 회로를 이용하는 데이터는 SONET, 위성, 마이크로웨이브(microwave) 기타 종래의 통신 인프라구조(infrastructure) 시스템을 통하여 전달될 수 있다.
3). 공중망(public networks)(인터넷): 인터넷은 특히 집에 거주하는 원격 단말 노드 참가자의 경우에 가격면에서 가장 효율적인 연결로서 이용된다. 또한, 인터넷을 통한 데이터 전송은 전술한 PN을 대신하여 이용될 수 있다. 인터넷과의 통상의 연결은 아날로그 모뎀, 케이블 모뎀, T1, ISDN 및 xDSL 연결을 포함한다.
인터넷에서의 복수의 컴퓨터 및 처리 구성요소는, 영상 카메라를 상호 작용 및 각본에 의한 그리고 즉흥적으로 결정되는 데이터를 복수의 관객이 낀 비전 장치(vision device)에 이미지로 투사되게 하여, 행위자가 청중으로부터 멀리 떨어진 장소에 있을 때에도 소프트웨어로 제어되는 몰입형 가상 환경 수행을 제공한다. 유사하게, 플레이어의 의자와 헤드폰으로 오디오 신호를 제공한다. 비전, 사운드 상호 통신(sound intercommunication), 사운드 방사(projection), 진동 방사 및 핸드 헬드 입력 장치를 통하여, 관객은 라이브형 및/또는 미리 저장된 행위자와 함께 가상 현실 환경을 시청하면서 어느 정도까지는 대화할 수 있다.
VRPT의 다른 실시예는 도 10에 도시한 16개의 의자 극장 또는 도 11에 도시한 8개의 의자 극장으로 도시된다. VRPT는 청중의 특정 요구와 오락 및/또는 공연의 교육 상 목적에 따라 맞춤형이 될 수도 있다. 의자는 수는 딱 하나에서부터 12개 또는 애플리케이션에 따라 수백 개가 될 수도 있다. VRPT의 시스템은 참가자의 수 그리고 관련 입출력 장치를 수용하도록 설계될 수 있다. 도 10에 도시한 바와 같이, VRPT는 전술한 바와 같은 참가자의 의자, 표시기 인클로져, 제어 스테이션,그리고 컴퓨터/전기 시스템을 일반적으로 포함한다.
도 7에 보다 상세하게 도시한 시스템의 구성 특징에 따르면, 시스템은 전달되는 오락 프로그래밍이 즉흥적이며 행위자 및 참가자의 현재의 행동에 적합하도록 가상 현실 환경에 행위자를 투사하는 방법을 제공한다.
전술한 설명으로부터, 시스템은 참가자 그룹에게 대화형 오락 및/또는 교육 경험을 전달하는 혁신적인 몰입형 가상 환경을 제공함을 알 수 있다. 예를 들면, 게임 또는 오락 형태의 시스템은 몇 분에서 몇 십분 길이의 쇼를 제공할 수 있는데, 이는 한 명 또는 두 명의 플레이어에서 수백 명에 이르는 참가자의 수에 따라 달려있다.
여기서 설명하는 시스템의 구성요소는 행위자의 자세, 음성 및 동작을 포착하는 카메라/전자/기계/자기 장치와 같은 인터페이스 기술을 이용하여 라이브형 공연을 허용하여 공연을 하는 가상 현실 오락을 할 수 있게 한다. 본 발명의 시스템에서, 참가자 그룹은 가상 현실 환경 내의 행위자와 더불어 대화할 수 있으며 그렇게 형성되는 환경 내에 "몰입"감을 즐길 수 있다.
라이브형 및/또는 미리 저장된 행위자 및/또는 참가자는 시스템에 의하여 아바타, 즉 애니메이션된 캐릭터로서 가상 현실 환경 내에서 나타낼 수 있다. 행위자 및 참가자는 그래픽과 몰입형 환경으로 집적되어 상호 작용과 더욱 즐거운 가상 현실을 경험할 수 있다. 행위자 및 참가자는 행위자가 가능한 통신 수단이 허용하는 한 참가자로부터 멀리 떨어진 장소에서도 그렇게 할 수 있다. 따라서, 시스템은 현실적으로 프로그래밍된 움직임과 특수 시각 효과를 갖는 행위자 아바타, 참가자 아바타 및 기타 가상 현실 객체를 형성한다.
플레이어는 시스템 내에 참가를 하면서 하나 이상의 음성, 전자 음성 상호 통신, 음성 인식, 핸드 헬드 장치, 강제 피드백 장치, 움직임 장치(motion device), 신체 움직임(body motion), 키패드 입력, 피부 저항(skin resistance), 조이스틱 제어 및 스티어링 휠로 대화할 수 있다.
시스템은 투표, 설문조사, 질문 등을 통하여 참가자로부터 피드백을 입수하며, 관심있는 주 분야에 대한 현재 및 나중의 분석을 위하여 참가자의 관점을 모니터링할 수 있다. 참가자의 피드백을 모니터링하고 응답하는 인공 지능을 시스템에 추가할 수 있다.
시스템은 소프트웨어로 강화시키면서 대화면 영상 표시 장치를 구현할 수 있다. 시스템 구조가 모듈러하기 때문에, 여러 장소에 분포해 있는 청중을 포함하여 거의 모든 청중에게 이러한 공연을 전달하는데 사용될 수 있다. 음성 처리기는 가상 캐릭터에 대한 행위자의 프록시(proxy)를 강화하는데 사용될 수 있다.
동작시, 시스템 하드웨어, 소프트웨어 및 집적은 다음의 기능을 기술적으로 혁신적인 방법을 제공한다.
1. 가상 현실 환경 내에서의 복수의 행위자 및 참가자
2. 행위자의 음성 및 시각 정보는 동시에 복수의 컴퓨터에 방송된다.
3. 행위자와 컴퓨터 그래픽의 상호 작용과 집적은 영상 믹싱과 크로마키 기술로 달성된다.
4. 배경 무대 운영자와 쇼 진행자는 시스템의 네트워크에 명령을 전달한다.
5. 행위자는 각본, 즉흥, 애드립(ad-lib) 또는 자발적인 동작으로 참가자와 상호 대화할 수 있다.
6. 참가자 및 행위자의 행동에 따라 각본을 약간 벗어나는 것을 허용하면서, 쇼의 진행 동안에 소정의 각본에 따라 기술적으로 유일하게 강화된 처리를 달성할 수 있다.
7. 시스템은 여러 카메라, VCR과 같은 영상 소스, 레이저디스크 플레이어, 컴퓨터, 위상 입력, 인터넷 입력 등으로부터의 신호와 마이크로폰 및/또는 라이브 형 또는 미리 저장된 방송으로부터의 신호 또는 오락 및 멀티미디어 포맷으로의 신호를 혼합할 수 있다.
8. 혁신적인 통신 구조는 참가자, 청중 및 참가자 모두, 그리고 복수의 사이트 사이에 분포된 참가자의 범주, 서로 떨어진 각각의 수를 무제한 증대시킬 수 있다.
9. 입체적인 시각 그래픽을 얻을 수 있다.
10. 본 발명의 방법은 미리 프로그래밍된 움직임 경로, 메시 변환(mesh transformation) 및 컴퓨터 애니메이션에 의한 특수 시각 효과를 생성하기 위한 시스템에 사용될 수 있다.
11. 컴퓨터 제어형 마이크로폰 스위칭이 가능하다.
12. 청중에게 보여주기 위한 시각 카메라용으로 인공 지능을 사용할 수 있다.
여러 방식 중 단지 일부를 설명하기 위한 신규 시스템은 다음을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
1. 무역 쇼 부스(trade show booth)에 사람을 모으기 위한 특수한 방법.
2. 오락 및/또는 정보를 위한 특별 마켓팅 이벤트에 사람을 모으는 것.
3. 다국적 기업을 위한 단일의 매체
4. 그룹별로 아이디어와 개념(concept)을 전달하기 위한 보다 효과적이고 강화된 수단.
5. 공중 오락 장소에서 청중을 즐겁게 하는 수단.
6. 사람들에게 새로운 아이디어 또는 제품의 설명 및/또는 다양한 피드백 기구를 통한 반응 검사를 위한 효과적인 수단.
7. 기술을 통하여 스탠드 코미디 또는 즉흥 코미디를 청중에게 전달하는 대체 방법.
8. 행위 예술을 청중에게 전달하는 대체하는 방법.
9. 역사적인 정보를 청중에게 전달하는 유일한 방법.
10. 증대된 기억 회상 및 학습 효율로 교육과 훈련 소재를 전달하는 신규한 방법.
11. 특별한 날이나 휴일에 사람을 모으는 유일한 방법.
12. 오락 또는 맛보기 쇼 프로모션(pre-show promotion)을 위하여 극장용으로의 대체 또는 강화.
13. 몰입형 가상 현실 시뮬레이션 매체를 이용하여 대화(dialogue)와 드라마의 공연.
14. 빙고 또는 포커와 같은 게임의 흥미 유발 수단.
본 발명의 전술한 그리고 실시 가능한 실시예의 관점에서, 본 발명의 여러 목적과 다른 이점을 달성한다. 실시예와 예들은 본 발명의 원리를 가장 잘 설명하기 위한 것이었으며, 본 발명의 다양한 실시예와 변형을 가장 잘 적용하기 위해서 당업자는 실제 이용에서 고려할 수 있다.
여기서 설명하고 도시한 구조와 방법에 있어서 본 발명의 원리를 벗어나지 않는 변형이 이루어질 수 있으며, 전술한 설명에 포함되거나 첨부한 도면에 도시한 모든 사항은 제한하는 것이 아니라 단지 설명을 위한 것이다.
본 발명의 범위는 전술한 예시적인 실시예들에 의하여 제한되는 것은 아니며, 이하의 청구범위에 따라 정의되어야 한다.

Claims (7)

  1. 참가자(participant) 및 행위자(performer)와 상호 대화하는(interactive) 시스템으로서,
    몰입형 가상 현실 환경(immersive virtual reality environment),
    상기 몰입형 가상 현실 환경과 전자적으로 통신하는 적어도 하나의 행위자 입력 장치,
    상기 몰입형 가상 현실 환경과 전자적으로 통신하는 적어도 하나의 참가자 입력 장치,
    상기 몰입형 가상 현실 환경과 전자적으로 통신하는 적어도 하나의 행위자 출력 장치, 그리고
    상기 몰입형 가상 현실 환경과 전자적으로 통신하는 적어도 하나의 참가자 출력 장치
    를 포함하며,
    적어도 하나의 라이브형 행위자(live performer)는 적어도 하나의 참가자 및 상기 몰입형 가상 현실 환경과 상호 대화하며,
    상기 몰입형 가상 현실 환경은 상기 행위자의 라이브형 영상 이미지(live video image)를 포함하고,
    적어도 하나의 참가자는 상기 라이브형 행위자 및 상기 몰입형 가상 현실 환경과 대화하여, 상기 참가자 및 상기 참가자 입력 장치에 의하여 부분적으로 제어되는 체험(experience)을 하게 되는
    상호 대화 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 몰입형 가상 현실 환경은
    적어도 하나의 처리 장치(processing device),
    시스템 데이터,
    출력 데이터, 그리고
    네트워크
    를 더 포함하되,
    상기 네트워크는 상기 처리 장치, 상기 행위자 입력 장치 및 출력 장치, 그리고 상기 참가자 입력 장치 및 출력 장치를 전자 통신으로 연결시켜, 상기 시스템 데이터 및 상기 출력 데이터를 상기 행위자 및 상기 참가자에게 전송하는
    상호 대화 시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 참가자 출력 장치는
    사운드(sound) 또는 움직임(movement), 또는 사운드 및 움직임 모두를 참가자에게 제공하는 적어도 하나의 의자,
    적어도 하나의 가상 현실 표시 장치(display), 그리고
    적어도 하나의 참가자 오디오 장치(audio device),
    를 더 포함하고,
    상기 참가자 입력 장치는
    적어도 하나의 핸드 헬드 키패드(hand-held keypad), 그리고
    적어도 하나의 참가자 마이크로폰(microphone)
    을 더 포함하며,
    상기 행위자 출력 장치는
    상기 참가자의 적어도 하나의 라이브형 영상 이미지, 그리고
    상기 참가자 마이크로폰 입력을 상기 행위자에게 전달하는 적어도 하나의 스피커
    를 더 포함하고,
    상기 행위자 입력 장치는
    상기 행위자의 적어도 하나의 라이브형 영상 이미지, 그리고
    적어도 하나의 행위자 마이크로폰
    을 포함하며,
    상기 참가자는 상기 가상 현실 표시 장치를 통하여 몰입형 가상 현실 환경 및 상기 행위자의 라이브형 영상 이미지로부터의 상기 출력 데이터를 시청하며, 상기 핸드 헬드 키패드 및 상기 참가자 마이크로폰을 통하여 상기 몰입형 가상 현실 환경으로 피드백(feedback)을 제공하고,
    상기 출력 데이터는 그래픽 이미지(graphical image) 및 오디오 데이터를 더포함하는
    상호 대화 시스템.
  4. 제3항에서,
    상기 처리 장치는
    적어도 하나의 제어 컴퓨터,
    적어도 하나의 오디오 처리기,
    적어도 하나의 오디오 스위치(audio switcher)
    적어도 하나의 영상 처리기, 그리고
    적어도 하나의 영상 스위치
    를 포함하고,
    상기 제어 컴퓨터는 상기 행위자 입력 장치 및 출력 장치와 상기 참가자 입력 장치 및 출력 장치로부터의 데이터를 처리하고 분배하며,
    상기 오디오 처리기는 상기 제어 컴퓨터의 상기 시스템 데이터에 따라 상기 참가자 마이크로폰 입력, 상기 행위자 마이크로폰 입력, 그리고 상기 오디오 데이터를 처리하고,
    상기 오디오 스위치는 상기 제어 컴퓨터의 상기 시스템 데이터에 따라 상기 참가자 마이크로폰 입력, 상기 행위자 마이크로폰 입력, 그리고 상기 오디오 데이터를 스위칭하며,
    상기 영상 처리기는 상기 제어 컴퓨터의 상기 시스템 데이터에 따라 상기 참가자의 라이브형 영상 이미지, 상기 행위자의 라이브형 영상 이미지, 그리고 상기 그래픽 이미지를 처리하고,
    상기 영상 스위치는 상기 제어 컴퓨터의 상기 시스템 데이터에 따라 상기 행위자의 라이브형 영상 이미지를 상기 그래픽 데이터로 스위칭함으로써,
    상기 그래픽 이미지, 상기 오디오 데이터 및 상기 행위자의 라이브형 영상 이미지를 상기 가상 현실 표시 장치에 선택적으로 제공하고, 상기 참가자 마이크로폰 입력, 상기 행위자 마이크로폰 입력 및 상기 오디오 데이터를 상기 참가자 오디오 출력 수단에 선택적으로 제공하는
    상호 대화 시스템.
  5. 제4항에서,
    상기 몰입형 가상 현실 환경은 제어 스테이션(control station)을 더 포함하고,
    상기 제어 컴퓨터는 등록 컴퓨터(registration computer)를 더 포함하며,
    상기 시스템 데이터는 참가자 정보를 더 포함하고,
    상기 참가자는 상기 몰입형 가상 현실 환경에서 상호 대화를 위한 사용 목적으로 상기 등록 컴퓨터에 참가자 정보를 등록시키는
    상호 대화 시스템.
  6. 참가자 및 행위자와 상호 대화하는 시스템으로서,
    몰입형 가상 현실 환경
    을 포함하고,
    상기 몰입형 가상 현실 환경은
    적어도 하나의 처리 장치,
    시스템 데이터,
    출력 데이터,
    네트워크,
    상기 몰입형 가상 현실 환경과 전자적으로 통신하는 적어도 하나의 행위자 입력 장치,
    상기 몰입형 가상 현실 환경과 전자적으로 통신하는 적어도 하나의 참가자 입력 장치,
    상기 몰입형 가상 현실 환경과 전자적으로 통신하는 적어도 하나의 행위자 출력 장치, 그리고
    상기 몰입형 가상 현실 환경과 전자적으로 통신하는 적어도 하나의 참가자 출력 장치
    를 포함하며,
    적어도 하나의 라이브형 행위자는 적어도 하나의 참가자 및 상기 몰입형 가상 현실 환경과 상호 대화하며,
    상기 몰입형 가상 현실 환경은 상기 행위자의 라이브형 영상 이미지(live video image)를 포함하고,
    적어도 하나의 참가자는 상기 라이브형 행위자 및 상기 몰입형 가상 현실 환경과 상호 대화하여, 상기 참가자 및 상기 참가자 입력 장치에 의하여 부분적으로 제어되는 체험을 하게 되며,
    상기 네트워크는 상기 처리 장치, 상기 행위자 입력 및 출력 장치, 그리고 상기 참가자 입력 및 출력 장치를 전자 통신으로 연결시켜, 상기 시스템 데이터 및 상기 출력 데이터를 상기 행위자 및 상기 참가자에게 전송하고,
    상기 네트워크는 상기 몰입형 가상 현실 환경과 상기 참자가 입력 및 출력 장치를 인터넷을 통하여 연결시키는
    상호 대화 시스템.
  7. 참가자와 행위자 사이에 상호 대화형 통신을 제공하는 방법으로서,
    (a) 몰입형 가상 현실 환경을 구비하는 단계,
    (b) 상기 몰입형 가상 현실 환경과 전자적으로 통신하는 적어도 하나의 행위자 입력 장치를 구비하는 단계,
    (c) 상기 몰입형 가상 현실 환경과 전자적으로 통신하는 적어도 하나의 참가자 입력 장치를 구비하는 단계,
    (d) 상기 몰입형 가상 현실 환경과 전자적으로 통신하는 적어도 하나의 행위자 출력 장치를 구비하는 단계,
    (e) 상기 몰입형 가상 현실 환경과 전자적으로 통신하는 적어도 하나의 참가자 출력 장치를 구비하는 단계,
    (f) 상기 몰입형 가상 현실 환경과 함께 상기 행위자의 라이브형 영상 이미지를 포함함으로써, 적어도 하나의 행위자가 적어도 하나의 참가자 및 상기 몰입형 가상 현실 환경과 상호 대화하도록 하는 단계, 그리고
    (g) 상기 참가자 및 상기 참가자 입력 장치에 의하여 부분적으로 제어되는 체험을 하도록 적어도 하나의 참가자가 적어도 하나의 라이브형 행위자 및 상기 몰입형 가상 현실 환경과 상호 대화하도록 하는 단계
    를 포함하는 상호 대화형 통신 제공 방법.
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US09/617,388 US6409599B1 (en) 1999-07-19 2000-07-17 Interactive virtual reality performance theater entertainment system
US09/617,388 2000-07-17
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