KR20050048686A - 음향 재생 장치를 이용한 이동 시뮬레이팅 방법 및 상기방법을 수행하기 위한 사운드 재생 장치 - Google Patents

음향 재생 장치를 이용한 이동 시뮬레이팅 방법 및 상기방법을 수행하기 위한 사운드 재생 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음향 재생 장치 근방에 위치한 기준점(P)과 관련하여 미리 정해진 방향으로의 이동을 시뮬레이팅하기 위한 방법 및 상기 방법을 수행하기 위한 사운드 재생 장치에 관한 것이다. 상기 방법은 a) 2개 이상의 가상의 음원을 생성하기 위해 음향 재생 장치를 제공하는 단계, b) 상기 2개 이상의 가상 음원(VS A, VS B, VS C, VS D)을 미리 정해진 시작점(SP)으로부터 미리 정해진 끝점(EP)까지 연속으로 이동시킨 다음 신속하게 다시 시작점(SP)으로 이동시키는 것을 반복하는데 사용되는 제어 유닛으로 상기 음향 재생 장치를 제어하는 단계를 포함한다. 상기 2개 이상의 가상 음원(VS A, VS B, VS C, VS D)의 이동 방향(B)은 시뮬레이팅될 이동 방향과 일치한다.

Description

음향 재생 장치를 이용한 이동 시뮬레이팅 방법 및 상기 방법을 수행하기 위한 사운드 재생 장치{METHOD FOR SIMULATING A MOVEMENT BY MEANS OF AN ACOUSTIC REPRODUCTION DEVICE AND SOUND REPRODUCTION ARRANGEMENT THEREFOR}
본 발명은 음향 재생 장치 근방에 위치한 기준점과 관련하여 미리 정해진 방향으로의 이동을 시뮬레이팅하기 위한 방법 및 상기 방법을 수행하기 위한 사운드 재생 장치에 관한 것이다.
음원의 이동을 디스플레이(시각화)하는 방법은 종래 기술에 기본적으로 공지되어 있다. 종래 기술에서는 음향 재생 장치로부터 발생한 음원이 미리 정해진 이동 방향에 있는 사람을 향해 이동함으로써, 음향 재생 장치 근방에 있는 사람에게 공간적 이동이 시뮬레이팅된다.
간단한 예로, 음원의 위치가 음향 재생 장치에 의해 제 1 스피커로부터 상기 제 1 스피커와 떨어진 곳에 있는 제 2 스피커로 변동되는 것을 들 수 있다.
종래 기술에서는 이와 관련된 기술 분야의 당업자에게 소위 "가상 음원"의 구현도 공지되어 있다. 가상 음원은 음향 신호의 적절한 중첩에 의해 구현되기 때문에, 상기 신호를 감지한 사람은 감지된 상기 음향 신호가 자신 주변의 특정한 지점로부터 유래한 것이라는 느낌을 갖게 된다. 이에 관해서는, "청각 심리 연구를 위한 쌍방향 가상 환경 생성기{An Interactive Virtual-Environment Generator for Psychoacoustic Research, I: Architecture and Implementation}" (J. Blauert 외 공저, ACUSTICA/Acta Acustica, 86, 2000, 94-102p.)라는 전문 논문을 참조한다. 상기 논문에는 가상 음원의 구현에 대한 상세한 설명이 기술되어 있다. 또한 1999년 DAGA(독일 음향 협회) 정기 심포지엄에서 발표된 논문, "Binaural Room Scanning - A new Tool for Acoustic and Psychoacoustic Research"(P. Mackensen 외 공저)에는 가상 음원의 이동이 설명되어 있다.
그러나 가상 음원을 이용하여 이동을 시뮬레이팅하는 방법은, 특정 위치로의 이동을 연속하여 표시하기 위해서는 상기 음원이 예컨대 원형 궤도 상에서 움직여야 한다는 단점이 있다. 음원이 직선 운동을 하는 경우, 음원이 사람으로부터 점점 더 멀어지기 때문에 특정 시점이 되면 사람에게 음원의 이동이 표시되지 않게 된다.
도 1은 음원의 이동을 시뮬레이팅하는 방법을 가시화하기 위해, 음원 근방에 있는 사람을 기준으로 다수의 가상 음원을 시간 순서에 따라 배치한 모습을 도시한 도면이다.
따라서 본 발명의 목적은, 생성된 음원이 가상 이동을 수행할 뿐만 아니라 제자리에 고정되기도 하는 방식으로, 음향 재생 장치를 이용하여 미리 정해진 방향으로의 이동을 시뮬레이팅하는 것이다.
상기 목적은,
a) 2개 이상의 가상의 음원을 생성하기 위해 음향 재생 장치를 제공하는 단계,
b) 상기 2개 이상의 가상 음원을 미리 정해진 시작점으로부터 미리 정해진 끝점까지 연속으로 이동시킨 다음 신속하게 다시 시작점으로 이동시키는 것을 반복하는데 사용되는 제어 유닛으로 상기 음향 재생 장치를 제어하는 단계를 포함하는, 음향 재생 장치 근방에 위치한 기준점과 관련하여 미리 정해진 방향으로의 이동을 시뮬레이팅하기 위한 방법을 통해 달성되며, 상기 2개 이상의 가상 음원의 이동 방향은 시뮬레이팅될 이동 방향과 일치한다.
제안된 상기 방법은, 기준점에 있는 사람이 2개 이상의 가상 음원을, 실질적으로 고정되어 있지만 시작점으로부터 끝점까지 가상의 이동을 수행하는 단일 음원으로 인지하게 되는 작용을 한다.
바람직하게는 상기 단계 b)에서, 2개 이상의 음원이 상기 2개 이상의 음원의 이동 시작점과 끝점 사이의 중간에 위치한 지점과 기준점 사이의 연결선에 대해 수직으로 이동되는 방식으로 제어된다. 그럼으로써, 음향 재생 장치에 의해 사람에게 특정 이동 방향이 공지되어야 하는 경우에 상기 이동이 매우 명백하게 감지될 수 있다.
예컨대 사람에게 그의 머리를 기준으로 "왼쪽" 또는 "오른쪽"으로 방향을 제시하기 위해 상기 방법을 사용하는 경우, 상기 방법은 전술한 방식으로 수행될 수 있으며, 이때 2개 이상의 가상 음원이 제어 유닛에 의해 오른쪽에서 왼쪽으로, 그리고 다시 오른쪽으로, 그리고 재빨리 다시 왼쪽으로 이동된다. 2개 이상의 가상 음원의 이동 시작점과 끝점 사이의 중점은 대략 사람 시야의 중심에 놓인다.
대안으로, 상기 방법을 사용하여 시작점과 끝점 사이의 중점과 기준점 사이의 연결선에 대해 경사지게 수행되는 이동을 시뮬레이팅할 수도 있다. 예컨대 자동차 내비게이션 시스템과 연계하여 상기 방법을 사용하면, 시작점과 끝점 사이의 트래블(travel)이 내비게이션 시스템에 의해 사전 설정되는 방향과 일치할 수 있다. 자동차가 현재 체류하고 있는 장소에 따라, 선택될 자동차 주행 방향이 항상 음향으로 제시되도록 2개 이상의 가상 음원의 이동 트래블이 매칭된다.
물론 "오른쪽" 및 "왼쪽"으로 방향을 표시하는 것은 상기 방법이 예컨대 내비게이션 시스템과 같은 위치 관련 서비스와 연계하여 주로 사용되는 경우일 것이다.
한 바람직한 실시예에서는 단계 b)에서, 시작점에서부터 중점까지는 각각의 가상 음원의 음원 강도가 증가하고, 중점에서부터 끝점까지는 음원 강도가 감소하도록 제어된다. 이러한 조치는, 음향 재생 장치를 감지한 사람이 실질적으로 고정된 단일 음원만이 존재하는 느낌을 갖도록 하는데 기여한다. 특히 음원 강도가 중점까지는 일정한 속도로 증가하고, 중점부터 끝점까지는 그와 동일한 속도로 감소할 수 있다.
동일한 형태의 이동을 시뮬레이팅하기 위해서는, 단계 b)에서 2개 이상의 가상 음원의 이동 속도가 일정하게 유지되는 것이 바람직하다.
음향 재생 장치의 감지 특성을 개선하기 위해서는, 앞서 2개 이상의 가상 음원을 참고로 하여 설명한 것처럼 제어되는 4개 이상의 가상 음원을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 목적은 또한, 음향 재생 장치 근방에 위치한 기준점에 대해 미리 정해진 방향으로의 이동을 시뮬레이팅하고, 2개 이상의 가상 음원을 발생시키기 위한 음향 재생 장치 및 2개 이상의 가상 음원을 미리 정해진 시작점으로부터 미리 정해진 끝점까지 연속으로 이동시킨 다음 신속하게 다시 시작점으로 이동시키는 것을 반복하는데 사용되는 제어 유닛을 포함하며, 상기 2개 이상의 가상 음원의 이동 방향이 시뮬레이팅될 이동 방향과 일치하는, 사운드 재생 장치를 통해서도 달성된다.
그러한 사운드 재생 장치의 기능은 위에서 본 발명이 제안한 방법을 토대로 이미 설명하였다. 사운드 재생 장치의 바람직한 실시예들은 청구항 7 내지 9에 기술된다.
본 발명의 실시예는 도면을 참고로 하기에 더 상세히 설명된다.
도면에 도시된 가상 음원들(VS A, VS B, VS C 및 VS D), 즉 4개의 가상 음원과 머리 위의 모습이 타원형으로 단순하게 묘사되어 있는 사람 사이의 간격을 실제 간격과 비교할 수 없다는 사실에 주의해야 한다. 특정 사용 분야에서는 상기 간격이 도면에서처럼 매우 작기도 하지만, 가상 음원들(VS A, VS B, VS C 및 VS D)이 사람(P)으로부터 상당한 거리를 두고 존재할 수도 있다.
도시된 실시예에서는 4개의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)이 시점 T = 0s, T = 2s, T = 4s 및 T = 6s 에 도시되어 있다. 이러한 방식으로 시간의 함수로서 사람(P)에 대한 각각의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)의 상대 이동이 어떻게 수행되는지를 가시화한다.
시점 T = 0s에서는 가상 음원들(VS A, VS B, VS C 및 VS D)이 초기 형식으로 제공되는데, 이때 상기 가상 음원들은 하나의 공통 라인(본 실시예에서는 직선) 상에 놓인다. 시점 T = 2s에서는 모든 가상 음원이 같은 속도로 임의의 간격 만큼 왼쪽으로 이동하며, 이때 상기 이동은 시점 T = 4s까지 계속 진행된다.
시점 T = 6s에서는 선두 가상 음원 "VS A"가 가상 음원 "VS D"의 뒤로 점프하여 배치됨에 따라, 가상 음원 "VS B"가 선두 음원이 되고, 가상 음원 "VS A"는 후행 음원이 된다.
종합해보면, 도면에는 모든 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)에 대해 오른쪽에서 왼쪽으로의 이동이 도시되어 있다. 처음에는 가상 음원 "VS A"의 뒤에 놓이는 가상 음원 "VS B"가 시간이 경과함에 따라 가상 음원 "VS A"의 최초 위치(CT = 0s)에 도달하는 즉시, 가상 음원 "VS A"가 가상 음원들(VS A, VS B, VS C 및 VS D)의 열 맨 끝으로 점프 이동한다.
도면에서 사람(P)에 대해 화살표(B) 방향의 이동을 시뮬레이팅하는, 각각의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)이 이동한 거리는 동일하다. 상기 거리는 시작점과 끝점으로 정의된다. 시작점은 공간 내에서, 각각의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)이 끝점에 도달하였을때 점프 방식으로 되돌아가는 지점으로 정의된다. 가상 음원들(VS A, VS B, VS C 및 VS D) 중 하나가 점프 방식으로 시작점(SP)으로 되돌아가면, 그 가상 음원의 세기가 바람직하게 0이 됨에 따라 가상 음원들(VS A, VS B, VS C 및 VS D)의 재순환에 의해 사람(P)의 음향 감지에 아무런 영향이 미치지 않는다. 더 악화된 실시예에서는 이동 거리의 시작점(SP) 및 끝점(EP)이 변할 수 있다.
가상 음원들(VS A, VS B, VS C 및 VS D)이 이동한 거리의 중점(MP)은 대략 사람(P) 시야의 수평 중간축 방향에 놓인다. 이동 거리는 기준점인 사람(P)과 상기 거리의 중점 사이의 연결선(V)에 대략 수직으로 연장된다.
가상 음원들(VS A, VS B, VS C 및 VS D)의 이동은 음향 재생 장치(도시되지 않음)와 연결된 제어 유닛(도시되지 않음)에 의해 제어되며, 상기 제어 유닛으로는 예컨대 헤드폰 또는 스피커 장치가 사용될 수 있다.
음향 재생 장치와 제어 유닛은 상기 방법을 수행하는데 적합한 사운드 재생 장치를 형성한다. 제어 유닛에서는 각각의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)이 특정 시점에 어느 위치에 있는지가 추적된다. 각각의 위치에 따라 제어 유닛은 관련 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)으로부터 방출되는 사운드 신호의 강도를 결정한다. 상기 강도는 도면 오른쪽의 시작점(SP)으로부터 전술한 중점(MP)까지 증가하다가, 그 이후부터 끝점(EP)까지 감소한다. 사운드 강도의 증가 및 감소는 동일한 일정 속도로 이루어진다. 이러한 과정은, 연속 배치된 4개의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)으로부터 생성된 음원 배열이 사람(P)에게는, 고정되어 있지만 오른쪽에서 왼쪽으로의 이동을 시뮬레이팅하는 단일 음원으로 인지된다는 장점을 갖는다. 특히 왼쪽 가장자리에 있는 가상 음원의 강도가 최소값에 도달하면, 상기 음원의 점프형 이동이 이루어진다.
가상 음원들(VS A, VS B, VS C 및 VS D)로부터 방출되는 오디오 신호로는 예컨대 백색 잡음(MLS signal)이 사용될 수 있다. 기본적으로는 방출된 오디오 신호가 사운드 신호의 국부화를 허용하는 밴드폭을 갖는 것이 중요하다. 대안으로 가상 음원들(VS A, VS B, VS C 및 VS D)이 음성 신호 또는 소위 가청 아이콘(audible icon)을 제공할 수 있으며, 상기 가청 아이콘으로는 자연적으로 또는 인공적으로 생성된 사운드 신호가 사용되고, 상기 사운드 신호들에 임의의 기능이 할당되며, 상기 사운드 신호는 사람(P)에 의해 최대한 직관(직감)적으로 상기 기능과 연관된다. 중요한 것은, 모든 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)이 동일한 오디오 신호를, 경우에 따라 상이한 강도로 방출한다는 점이다.
하기에는 전술한 방법 및 관련 사운드 재생 장치의 몇몇 사용예가 기술된다.
사용예 1
자동차 내에 설치된 내비게이션 시스템을 사용하는 경우, 사람의 음성 출력(응답)을 이용하는 내비게이션 시스템이 예컨대 500 m 이후에 좌회전할 것을 제안하면, 상기 음성 출력은 4개의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)이 원하는 방향(여기서는 왼쪽)으로 이동하도록 재생된다.
사용예 2
이동 전화를 사용한 위치 관련 서비스를 이용하는 경우, 스테레오 헤드폰이 사용된다. 위치 관련 서비스는, 한 사업장 내에서 찾고자 하는 부서를 찾기 위해서는 위로 이동하여야 한다는 것을 이용자에게 알려준다. 이 경우, 상향 이동이 시뮬레이팅되는 방식으로 4개의 가상 음원이 제어 유닛에 의해 이동된다. 이때 재생되는 오디오 신호, 예컨대 "한 층 위로 이동해 주십시오."라는 오디오 신호가 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)의 출력 신호를 형성한다.
가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)의 이동에 따라 사람은 예컨대 에스컬레이터를 타고 한 층 위로 올라가야 한다는 사실을 직관(직감)적으로 인지한다.
사용예 3
이동 전화는 사용자 메뉴를 가상으로 입체적으로 가시화할 수 있는 가능성을 가질 수 있다. 이동 전화 사용자는 상대적으로 더 하위에 속하는 메뉴 아이템이 최상위 메뉴 레벨보다 더 멀리 있다는 느낌을 시각적으로 갖게 된다. 따라서 사용자는, 예컨대 최상위 레벨의 메뉴 아이템 뒤에서 꺾이는 느낌을 가질 수 있고, 이와 같은 메뉴의 가상의 입체적 디스플레이를 통해 직관(직감)적으로 이동할 수 있다.
그러한 3차원 사용자 메뉴 내에서 내비게이션을 직관적으로 형상화하기 위해서, 소위 3차원 오디오 아이콘이 사용될 수 있다. 상기 아이콘을 이용하여 사용자의 이동을 가상 음원들(VS A, VS B, VS C 및 VS D)의 이동으로 변환하고, 사용자에게 들리게 할 수 있다. 이러한 방식으로 사용자는 사용자 메뉴의 가상의 3차원 디스플레이에 더 잘 적응하게 된다.
사용예 4
이동 전화에서 실행된 게임의 경우, 사람은 가상의 세계에서 이동하는 느낌을 갖게 된다. 이때 사람의 이동 속도가 변한다. 예컨대 이동 전화의 디스플레이 패널을 통해 얻는 시각적인 느낌만으로 이동 속도의 변화를 명확하게 표현하는 것은 매우 어렵다.
전술한 방법을 병행 실시함으로써, 제공된 배경 잡음이 한 편으로 공간 내에서 제자리에 고정된 상태로 유지되고, 다른 한편으로 사람에게 외관상의 이동으로 감지됨으로써 이동이 명확하게 표현되는데 도움이 된다. 이러한 방식으로 예컨대 이동 속도가 상이하다는 느낌이 사람에게 "시뮬레이팅"될 수 있다.
상기 실시예에서는 시작점(SP)과 끝점(EP)의 공간적 위치가 시간에 걸쳐서 고정되는 것이 아니라, 시간에 따라 변동한다. 이는 사람으로부터 가상 음원들(VS A, VS B, VS C 및 VS D)까지의 거리가 확대되는 것을 의미한다.
또 다른 사용예들에서는, 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)이 이동한 트래블이 시간에 따라 변동할 수 있고, 이때 각각의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)은 항상 상기 트래블을 따라 이동하며, 특히 리턴 점프 이동을 수행한다.

Claims (9)

  1. 음향 재생 장치 근방에 위치한 기준점과 관련하여 미리 정해진 방향으로의 이동을 시뮬레이팅하기 위한 방법으로서,
    a) 2개 이상의 가상의 음원을 생성하기 위해 음향 재생 장치를 제공하는 단계,
    b) 상기 2개 이상의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)을 미리 정해진 시작점(SP)으로부터 미리 정해진 끝점(EP)까지 연속으로 이동시킨 다음 신속하게 다시 상기 시작점(SP)으로 이동시키는 것을 반복하는데 사용되는 제어 유닛으로 상기 음향 재생 장치를 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 2개 이상의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)의 이동 방향이 시뮬레이팅될 이동 방향과 일치하는, 이동 시뮬레이팅 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 단계 b)에서의 제어가, 상기 2개 이상의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)이 상기 2개 이상의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)의 이동 시작점(SP)과 끝점(EP) 사이의 중간에 위치한 지점(MP)과 상기 기준점(P) 사이의 연결선(V)에 대해 수직으로 이동되는 방식으로 이루어지는, 이동 시뮬레이팅 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 단계 b)에서의 제어가, 상기 시작점(SP)에서부터 상기 중점(MP)까지는 각각의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)의 음원 강도가 증가하고, 상기 중점(MP)에서부터 상기 끝점(EP)까지는 음원 강도가 감소하는 방식으로 이루어지는, 이동 시뮬레이팅 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 b)에서 2개 이상의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)의 이동 속도가 일정하게 유지되는, 이동 시뮬레이팅 방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    4개 이상의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)이 사용되는, 이동 시뮬레이팅 방법.
  6. 음향 재생 장치 근방에 위치한 기준점(P)에 대해 미리 정해진 방향으로의 이동을 시뮬레이팅하고, 2개 이상의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)을 발생시키기 위한 음향 재생 장치; 및
    상기 2개 이상의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)을 미리 정해진 시작점(SP)으로부터 미리 정해진 끝점(EP)까지 연속으로 이동시킨 다음 신속하게 다시 시작점으로 이동시키는 것을 반복하는데 사용되는 제어 유닛을 포함하며,
    상기 2개 이상의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)의 이동 방향이 시뮬레이팅될 이동 방향과 일치하는, 사운드 재생 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 가상 음원들(VS A, VS B, VS C 및 VS D)의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 장치를 포함하고, 상기 시작점(SP)과 상기 끝점(EP) 사이에서의 상기 가상 음원들의 위치를 기초로 하여 그들의 강도를 제어하도록 설계된, 사운드 재생 장치.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 2개 이상의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)이상기 2개 이상의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)의 이동 시작점(SP)과 끝점(EP) 사이의 중간에 위치한 지점(MP)과 상기 기준점(P) 사이의 연결선(V)에 대해 수직으로 이동되도록 설계되는, 이동 시뮬레이팅 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 시작점(SP)에서부터 상기 중점(MP)까지는 각각의 가상 음원(VS A, VS B, VS C 및 VS D)의 음원 강도가 증가하고, 상기 중점(MP)에서부터 상기 끝점(EP)까지는 음원 강도가 감소하도록 설계되는, 이동 시뮬레이팅 방법.
KR1020057006335A 2002-10-18 2003-10-06 음향 재생 장치를 이용한 이동 시뮬레이팅 방법 및 상기방법을 수행하기 위한 사운드 재생 장치 KR100697442B1 (ko)

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