KR20090002259A - 가상체험 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가상체험 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 가상체험 장치는, 사용자의 움직임정보를 감지하는 감지부; 상기 감지한 움직임정보를 분석하고 상기 분석한 결과에 기초하여 소정의 소스 이미지를 가상공간 이미지로 변환하는 가상공간 이미지 변환부; 상기 변환된 가상공간 이미지를 곡면형태에 맞게 보정하는 보정부; 및 상기 보정한 이미지를 표시하는 곡면형태의 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 다른 보조장치를 착용하지 않고서도 사용자의 동작 변화를 감지하여 방향, 속도 등의 정보로 분석하고, 이를 토대로 가상공간 이미지를 창출하여 결과적으로 생동감 있게 가상현실을 체험할 수 있는 효과가 있다.
가상체험, 가상현실, 가상공간

Description

가상체험 장치 {Virtual reality simulation apparatus}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상공간 장치의 예시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상공간 장치의 블록도,
도 3은 도 2의 가상공간 이미지 변환부의 블록도,
도 4는 도 2의 가상공간 이미지 변환부의 이미지 처리과정을 설명하는 참고도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상공간 장치의 블록도,
도 6은 도 5의 가상공간 이미지 변환부의 블록도,
도 7은 도 5의 가상공간 이미지 변환부의 이미지 처리과정을 설명하는 참고도,
도 8은 본 발명에 따른 가상체험 장치의 가상공간 이미지 구현 예시도,
도 9는 본 발명에 따른 화상 통화 사용 예시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 감지부 20 : 가상공간 이미지 변환부
30 : 보정부 40 : 디스플레이부
50 : 저장부 60 : 다운로드부
70 : 화상통화부 700 : PIP부
100 : 압력센서 102 : 이미지센서
본 발명은 가상체험 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 움직임 정보를 분석하여 보다 실감 있는 가상현실을 제공하는 가상체험 장치에 관한 것이다.
가상체험 장치는 사용자가 일상적으로는 경험하기 어려운 환경을 직접 체험하지 않고서도 그 가상현실(Virtual Reality)에 들어와 있는 것처럼 보여주고 조작할 수 있게 해주는 장치이다. 여기서 가상현실은 사용자의 감각의 착오를 유발하여 실제로는 존재하지 않는 현상을 실제인 것처럼 현실감 있게 표현한 가상공간을 말한다. 가상공간에서 사용자는 가상현실과 상호작용하며 주도적으로 환경을 이끌어 나갈 수 있다. 따라서 사용자의 의도대로 형성된 가상의 세계에서 원하는 상황을 만들어 내기도 하고, 실제로 경험하기 어려운 상황을 가상으로 체험할 수도 있는 것이다.
초기의 가상체험 장치는 대부분 런닝머신을 개조하여 제자리에서 뛰거나 달릴 수 있도록 만들었는데, 한 방향으로밖에 달릴 수 없었기 때문에 널리 사용되지 못했다. 또한 기존의 프로그램된 소스 이미지를 단순히 보여주기만 함으로서 가상공간 이미지가 사용자의 움직임을 반영하지 못하는 문제가 있었다.
이런 불편함을 해소하기 위하여 사용자의 방향을 인식할 수 있는 형태의 가 상체험 장치들이 등장하였다. 예를 들면 사용자가 벨트를 착용하게 하거나 데이터 장갑을 끼게 하여 걷거나 달리도록 하는 가상체험 장치가 있다. 이 경우 사용자가 착용한 벨트나 장갑에 장착된 센서를 이용하여 사용자의 움직임에 따라 가상공간 내의 영상을 갱신한다. 그러나 이와 같은 장치는 사용자에게 벨트나 센서를 장착하게 함으로서 장치의 구성이 복잡해지고, 사용자에게 보조도구를 착용하게 하는 번잡한 작업을 강요하게 된다.
한편, 사용자가 두부장착 교시장치(HMD, head-mounted display)를 사용하는 가상체험 장치가 있다. HMD는 보안경이나 헬멧형 기기로서 눈앞에 있는 가상 스크린을 보는 영상 장치이다. 즉 양쪽 눈에 근접한 위치에 액정 등의 소형 디스플레이가 설치되어 시차를 이용한 입체 영상을 투영한다. 이 때, 사용자의 머리를 향하고 있는 방향을 자이로 센서 등으로 검출하여 움직임에 대응한 영상을 강조함으로써 3차원 공간에 있는 것 같은 체험이 가능하도록 한다. 그러나 이 경우 역시 사용자는 두부 위치 센서를 머리에 착용해야만 한다.
위와 같은 벨트, 장갑 또는 HMD 등의 장비들은 모두 사용자가 보조 장치를 착용해야만 하는 것으로서, 장치의 사용이 번거롭고 불편하여 가상현실을 자연스럽게 느끼기가 어렵다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다른 보조장치를 착용하지 않고서도 사용자의 동작 변화를 감지하여 방향, 속도 등의 정보로 분석하고, 이를 토대로 가상공간 이미지를 창출하여 결 과적으로 생동감 있게 가상현실을 체험할 수 있는 가상체험 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 사용자가 걷거나 달릴 때의 움직임 정보를 감지하여 그 정보를 속도 및 방향정보 등으로 분석하고, 그에 따라 소스 이미지를 변경해 가상공간 이미지를 생성하는 가상체험 장치를 제안한다.
보다 구체적으로는 본 발명의 일 양상에 따르면 전술한 목적은, 사용자의 움직임정보를 감지하는 감지부; 상기 감지한 움직임정보를 분석하고 상기 분석한 결과에 기초하여 소정의 소스 이미지를 가상공간 이미지로 변환하는 가상공간 이미지 변환부; 상기 변환된 가상공간 이미지를 곡면형태에 맞게 보정하는 보정부; 및 상기 보정한 이미지를 표시하는 곡면형태의 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치에 의해 달성된다.
이 때, 감지부는 다수의 압력센서로부터 압력이 가해진 위치, 압력의 빈도 및 강도변화, 또는 소정시간의 압력 미감지 중에 적어도 하나를 감지하는 것이 바람직하다. 이 경우 가상공간 이미지 분석부는 감지한 움직임 정보는 압력이 가해진 위치를 사용자의 방향정보로, 압력의 빈도 및 강도변화를 속도정보로, 소정 시간의 압력 미감지를 점프정보로 분석하는 것이 바람직하다.
아울러 상기 방향정보에 따라 상기 소스 이미지의 수평각이 변환되거나, 상기 속도정보에 따라 업데이트되는 시간이 변환되거나, 상기 점프정보에 따라 수직각이 변환된 이미지 중에 적어도 하나를 가상공간 이미지로 변환하는 것이 바람직 하다.
한편, 본 발명의 다른 양상에 따르면 전술한 목적은, 사용자의 움직임을 자동 촬영하여 움직임정보를 감지하는 감지부; 상기 감지한 움직임정보를 분석하고 상기 분석한 결과에 기초하여 소정의 소스 이미지를 가상공간 이미지로 변환하는 가상공간 이미지 변환부; 상기 바뀐 가상공간 이미지를 곡면형태에 맞게 보정하는 보정부; 및 상기 보정한 이미지를 표시하는 곡면형태의 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치에 의해서도 달성된다.
이 때, 감지한 움직임 정보는 상기 촬영한 사용자의 어깨너비변화를 방향정보로, 발이 움직이는 횟수변화를 속도정보로, 키높이 변화를 고저정보로 분석하며, 상기 분석은 기저장된 상기 사용자의 신체조건과 비교하는 것이 바람직하다. 또한 상기 방향정보에 따라 상기 소스 이미지의 수평각이 변환되거나, 상기 속도정보에 따라 업데이트되는 시간이 변환되거나, 상기 고저정보에 따라 수직각이 변환된 이미지 중에 적어도 하나하나를 가상공간 이미지로 변환하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 양상에 따르면 전술한 목적은, 보정부는 상기 변환된 가상공간 이미지를 상기 디스플레이부의 곡률에 따라 보정하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치에 의해 달성된다. 또한 상기 디스플레이부는 상기 감지한 움직임정보에 따라 좌우로 회전하는 것이 바람직하다.
또 한편, 본 발명의 다른 양상에 따르면 전술한 목적은, 상기 사용자가 화상으로 통화할 수 있는 화상통화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치에 의해 달성된다. 이 때, 화상통화부는 가상공간 이미지가 출력되는 주화면 영역 과 통화중인 상대방의 이미지가 출력되는 부화면 영역을 각각 지정하는 이진영역 지정신호에 의존하여 주화면 영상신호와 부화면 영상신호를 멀티플렉싱하는 PIP부를 포함하는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상공간 장치(1)의 예시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 가상공간 장치(1)의 발판은 실제로 사용자가 제자리 걸음을 하거나 달릴 수 있는 공간이다. 한편, 가상공간 장치(1)는 사용자의 전방에 설치한 디스플레이부(40)에 프로젝터(400)로 3차원 영상인 가상공간 영상을 투영시킨다. 따라서 사용자는 일상적으로는 경험하기 어렵거나, 직접 해당 장소를 찾아가야 하는 번거로움 없이 가상현실을 체험할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상공간 장치의 블록도이다.
도 2에 따르면, 본 발명에 따른 가상공간 장치는 감지부(10), 가상공간 이미 지 변환부(20), 보정부(30), 디스플레이부(40)를 포함한다. 나아가 저장부(50), 다운로드부(60), 화상통화부(70), 통신부(80)를 더 포함할 수 있다.
감지부(10)는 발판 및 압력센서(100)를 포함하며 사용자의 움직임 정보를 감지한다. 예를 들면 감지부(10)는 사용자의 발이 쉽게 미끄러져 원래 위치로 옮겨질 수 있도록 코팅된 반구형의 오목한 발판을 포함할 수 있다. 그리고 발판의 하부에 발판의 기울어짐을 감지할 수 있는 다수의 압력센서(100)와 압력에 따라 기울어진 발판을 원래대로 당길 수 있는 복원부를 포함하는 것이 바람직하다.
이 경우, 감지부(10)는 압력센서(100)로부터 압력이 가해진 위치, 압력의 빈도 및 강도변화, 또는 소정시간의 압력 미감지 중에 적어도 하나를 감지할 수 있다.
즉 사용자가 앞을 향해 제자리에서 걷거나 뛰는 도중 가상공간의 왼쪽으로 가기 위해 몸의 방향을 왼쪽으로 틀어 계속 걷기 또는 달리기를 하면, 감지부(10)의 발판 왼쪽 부분이 눌러진다. 그러면 감지부(10)의 압력센서(100)는 왼쪽에 가해진 압력을 감지한다. 만약 사용자가 걷기를 하다 점점 속도가 빨라져 달리기 운동을 한다면, 발판에 가해지는 압력의 횟수가 늘어나게 될 것이고, 압력의 강도 또한 세질 것이다. 결과적으로 압력센서(100)는 더 많고 강도있는 압력을 감지할 수 있다. 또 만약 사용자가 제자리에서 점프를 하면 발판에 압력이 가해지지 않으므로 압력센서(100)는 이것을 압력 미감지를 인식한다.
한편, 압력센서(100)는 압력이 가해진 위치와 압력의 빈도 및 강도변화 등을 동시에 감지하는 것이 가능하여 사용자의 움직임 방향 및 속도 등을 같이 감지할 수 있다.
감지부(10)의 다른 실시예로는 발판 위에 다수의 돌기들을 포함하여, 돌기들이 사용자에 의해 가해진 압력에 따라 상하 왕복운동을 하는 것이다. 따라서 압력이 가해지는 돌기들에 장착된 압력센서(100)에 의해 압력이 가해진 정도를 측정할 수 있다. 단, 돌기들은 압력이 감지되기 전에는 특정 틀에 의해 보호되어 있다 압력 감지시 외부로 나와 가해진 압력에 따라 상하운동을 하는 것이 바람직하다. 이때 복수개의 돌기들을 많이 포함할수록 압력을 감지할 수 있는 정도는 더 정확해 질 수 있다.
한편, 이 경우 역시 감지부(10)는 압력센서(100)로부터 압력이 가해진 위치, 압력의 빈도 및 강도변화, 또는 소정시간의 압력 미감지 중에 적어도 하나를 감지하는 것이 가능하다.
이와 같이 감지부(10)의 두 실시예 모두 기존의 벨트, 장갑, 또는 HMD를 착용하지 않고서도 사용자의 움직임을 감지할 수 있다. 따라서 사용자가 보조장비를 부가적으로 착용해야 하는 불편함을 덜면서 동시에 가상공간을 사실적으로 체험할 수 있는 기회를 제공할 수 있다.
가상공간 이미지 변환부(20)는 감지부(10)에서 감지한 움직임 정보를 분석하고, 분석한 결과에 기초하여 소정의 소스이미지를 가상공간 이미지로 변환시킨다. 가상공간 이미지 변환부(20)에 대한 자세한 설명은 도 3 및 도 4에서 후술한다.
보정부(30)는 가상공간 이미지 변환부(20)에서 변환된 가상공간 이미지를 디스플레이부(40)의 곡면형태에 맞게 보정한다. 따라서 디스플레이부(40) 곡면의 곡 률에 따라 가상공간 이미지를 보정하는 것이 바람직하다. 또한 프로젝터의 설치 위치에 대응하여 가상공간 이미지의 왜곡된 부분을 보정하는 것이 바람직하다.
디스플레이부(40)는 보정부(30)를 통해 보정한 가상공간 이미지를 보여준다. 디스플레이부(40)는 곡면 형태로 하고, 사용자의 시야를 완전히 덮는 것이 바람직하다. 이는 사용자가 가상현실에 대한 높은 몰입감 또는 현장감을 느끼도록 하기 위함이다. 특히 디스플레이부(40)의 수평방향을 곡면 형태로 할 뿐만 아니라, 수직방향도 곡면 형태로 함으로서 입체감을 더 높일 수 있다. 또한 보정한 가상공간 이미지와 함께 그 이미지에 어울리는 음향 또는 효과음을 출력할 수 있다. 따라서 사용자가 가상공간 이미지의 시각적인 효과뿐만 아니라 청각적인 효과까지 체험할 수 있게 되는 것이다.
한편, 디스플레이부(40)는 감지부(10)에서 감지한 사용자의 움직임에 따라 좌우로 회전하는 것이 바람직하다. 예를 들면 감지부(10)의 압력센서(100)를 통해 사용자가 왼쪽으로 방향을 돌렸다는 움직임을 감지하면, 디스플레이부(40)를 사용자의 움직임에 따라 왼쪽으로 이동시킨다. 이렇게 함으로서 가상현실 체험 중에 디스플레이부(40)가 항상 사용자의 정면으로 향하게 하여, 사용자는 방향 이동과 상관없이 연속적으로 가상 현실을 즐길 수 있다.
저장부(50)는 소스 이미지를 저장한다. 소스 이미지는 가상체험 장치의 사용자에게 제공되는 배경 이미지이다. 배경 이미지는 사용자가 평소에 쉽게 경험하기 어렵거나 경험해 보고 싶은 가상 공간 이미지를 포함한다. 예를 들면 뉴욕의 센트럴 파크나 우주 공간 등의 배경 이미지가 이에 해당된다.
한편, 저장부(50)는 사용자의 움직임에 따라 소스 이미지를 가상공간 이미지로 변환한 시뮬레이션을 저장하는 것이 바람직하다. 따라서 사용자는 저장부(50)에 저장된 가상공간 이미지를 나중에 다시 체험하거나 볼 수 있다.
다운로드부(60)는 통신부(80)를 통해 외부와 통신하여 소스 이미지를 다운로드 받는다. 다운로드부(60)를 통해 최신의 이미지나 사용자의 취향에 맞는 이미지들을 다운로드받을 수 있으므로, 사용자는 보다 다양한 가상체험을 할 수 있다. 한편, 다운로드받은 소스 이미지는 저장부(60)에 저장한다.
화상통화부(70)는 사용자가 화상으로 통화를 가능하게 한다. 즉 화상통화부(70)는 통신부(80)를 통해 사용자의 이미지 데이터를 전송하거나 통화하는 상대방의 이미지 데이터를 수신받아 디스플레이부(40)를 통해 출력한다. 또한 마이크를 통해 자신의 목소리를 상대방에게 전달하거나 스피커를 통해 상대방의 음성 데이터를 들을 수 있게 하는 것이 바람직하다.
PIP부(700)는 화상통화 중 디스플레이부(40)에 가상공간 이미지와 상대방의 이미지를 동시에 출력 가능하게 하는 PIP(Picture in piture) 기능을 구현한다. PIP는 화면에 주화면과 별도의 작은 부화면을 동시에 표시할 수 있는 기능을 가진 화면을 말한다. 본 발명에 따르면, 주화면 영역에 가상공간 이미지를 출력하고, 동시에 부화면 영역에 통화중인 상대방의 이미지를 출력할 수 있다. 그러기 위해서는 주화면 영역과 부화면 영역 각각을 지정하는 이진영역 지정신호에 의존하여 주화면 영상신호와 부화면 영상신호를 멀티플렉싱하는 것이 바람직하다. 결과적으로 사용자는 가상공간 이미지가 구현되는 가상체험을 하면서 동시에 상대방의 이미 지를 보면서 화상 통화할 수 있다.
한편, 화상 통화 사용에 대한 예시도는 도 9에서 도시하였다.
도 9에 따르면 사용자는 가상체험을 하면서 동시에 화상 통화가 가능하다.
도 3은 도 2의 가상공간 이미지 변환부(20)의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 가상공간 이미지 변환부(20)는 움직임 정보 분석부(200)와 소스이미지 변환부(210)를 포함한다.
움직임 정보 분석부(200)는 감지부(10)를 통해 감지한 움직임 정보를 분석한다. 소스이미지 변환부(210)는 움직임 정보 분석부(200)를 통해 분석한 결과에 기초하여 소스 이미지를 가상공간 이미지로 변환한다.
도 4는 도 2의 가상공간 이미지 변환부(20)의 이미지 처리과정을 설명하는 참고도이다.
도 4에 따르면, 움직임 정보 분석부(200)는 감지부(10)를 통해 감지한 압력이 가해진 위치, 압력의 빈도 및 강도변화, 및 소정 시간의 압력 미감지 등의 움직임 정보를 분석한다. 즉, 압력이 가해진 위치를 방향정보로 분석하고, 압력의 빈도 및 강도변화를 속도정보로 분석하고, 압력 미감지를 점프정보로 분석한다.
한편, 소스이미지 변환부(210)는 움직임 정보 분석부(200)를 통해 분석한 방향정보, 속도정보, 및 점프정보에 따라 소스이미지를 가상공간 이미지로 변환한다.
즉, 소스이미지 변환부(210)는 분석한 방향정보에 따라 소스 이미지의 수평각을 변환시킨다. 예를 들면, 방향정보 분석 결과 사용자가 왼쪽으로 30도 이동했다고 판단한 경우, 소스 이미지의 수평각을 왼쪽으로 30도 회전시켜 사용자가 왼쪽 으로 30도 이동했을 때 보이는 전망을 가상 이미지로 생성시킨다. 본 발명에 따르면, 압력센서(100)가 360도 전방향의 움직임을 감지할 수 있으므로, 좌, 우, 전, 후의 네 방향으로만 감지가 가능했던 기존의 가상체험 장치에 비해 더 실감나는 가상현실을 제공할 수 있다.
또한 소스이미지 변환부(210)는 분석한 속도정보에 따라 소스 이미지의 업데이트되는 시간을 변환시킨다. 예를 들면, 속도정보 분석 결과 사용자의 속도가 시속 20km/h라고 판단하면, 실제로 사용자가 20km/h의 속도로 뛸 때 보이는 전망을 가상 공간 이미지로 생성할 수 있다.
또한 소스이미지 변환부(210)는 분석한 점프정보에 따라 소스 이미지의 수직각을 변환시킨다. 예를 들면, 소정 시간 압력센서(100)로부터 압력이 감지되지 않았다면, 소스 이미지를 일정 각도 위에서 내려다 볼 때의 전망으로 가상공간 이미지를 변환할 수 있다.
한편, 소스이미지 변환부(210)는 방향정보, 속도정보, 및 점프정보 중 적어도 하나를 조합하고, 소스 이미지를 변환하여 가상공간 이미지를 생성한다. 예를 들면 사용자가 왼쪽으로 30도 방향으로 20km/h의 속도로 뛴다면, 그에 해당되는 전망으로 소스 이미지를 변환시켜 가상공간 이미지를 생성할 수 있다.
또 한편, 가상공간 이미지 변환부(20)는 변환된 가상공간 이미지를 사용자를 자동추적하여 촬영한 사용자 이미지와 추가로 결합시킬 수 있다. 따라서 디스플레이부(40)에 사용자의 모습이 나오므로, 마치 가상공간 내에서 사용자가 직접 걷거나 뛰고 있는 것과 같은 느낌을 줄 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상공간 장치의 블록도이다.
도 5에 따르면, 본 발명에 따른 가상공간 장치는 감지부(10), 가상공간 이미지 변환부(20), 보정부(30), 디스플레이부(40)를 포함한다. 나아가 저장부(50), 다운로드부(60), 화상통화부(70), 통신부(80)를 더 포함할 수 있다.
감지부(10)는 이미지센서(102)를 포함한다. 이미지센서(102)는 사용자의 움직임을 자동 촬영하여 움직임 정보를 감지한다. 이미지센서(102)는 CCD(charge coupled device) 카메라일 수 있다. 한편, 감지부(10)는 조명부를 포함하여 이미지 센서가 빛을 잘 구별할 수 있도록 적당한 양의 빛을 비춰 주는 것이 바람직하다.
가상공간 이미지 변환부(20)는 감지부(10)의 이미지센서(102)가 촬영한 움직임 정보를 분석하고, 분석한 결과에 기초하여 소정의 소스이미지를 가상공간 이미지로 변환시킨다. 가상공간 이미지 변환부(20)에 대한 자세한 설명은 도 6 및 도 7에서 후술한다.
한편, 보정부(30)는 가상공간 이미지 변환부(20)에서 변환된 가상공간 이미지를 디스플레이부(40)의 곡면형태에 맞게 보정한다. 디스플레이부(40)는 보정부(30)를 통해 보정한 가상공간 이미지를 보여준다. 저장부(50)는 소스 이미지 또는 사용자의 신체조건 또는 가상체험 결과를 저장하고, 다운로드부(70)는 외부와 통신부(80)를 통해 통신하여 소스 이미지를 다운로드 받는다. 화상통화부(70)는 사용자가 화상으로 통화를 가능하게 한다. 또한 PIP부(700)는 화상통화 중 디스플레이부(40)에 가상공간 이미지와 상대방의 이미지를 동시에 출력 가능하게 하는 PIP(Picture in piture) 기능을 구현한다. 보정부(30), 디스플레이부(40), 저장부(50), 다운로드부(60), 화상통화부(70), 및 통신부(80)의 더 상세한 설명은 도 2에서 전술한 바와 같으므로 생략한다.
도 6은 도 5의 가상공간 이미지 변환부(20)의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 가상공간 이미지 변환부(20)는 움직임 정보 분석부(200)와 소스이미지 변환부(210)를 포함한다.
움직임 정보 분석부(200)는 감지부(10)의 이미지센서(102)를 통해 감지한 움직임 정보를 분석한다. 한편, 소스이미지 변환부(210)는 움직임 정보 분석부(200)를 통해 분석한 결과에 기초하여 소스 이미지를 가상공간 이미지로 변환한다.
도 7은 도 5의 가상공간 이미지 변환부(20)의 이미지 처리과정을 설명하는 참고도이다.
도 7에 따르면, 움직임 정보 분석부(200)는 이미지센서(102)를 통해 감지한 어깨너비 변화, 발이 움직이는 횟수 변화, 키높이 변화 등의 움직임 정보를 분석한다. 단 저장부(50)에 사용자의 어깨너비, 키 등의 신체조건을 저장하고, 저장한 신체조건과 촬영한 움직임 정보를 비교 분석하는 것이 바람직하다.
즉, 어깨너비 변화를 방향정보로 분석하고, 발이 움직이는 횟수 변화를 속도정보로 분석하고, 키 높이 변화를 고저정보로 분석한다. 예를 들면, 저장부(50)에 저장한 신체정보 중 어깨너비와 비교하여 감지한 어깨너비가 최소의 두께라면, 움직임 정보 분석부(200)는 사용자가 좌 또는 우로 방향 전환한 것으로 판단할 수 있다.
또한 이미지센서(102)를 통해 촬영한 발의 움직이는 횟수에 따라 속도를 계산하여 속도정보로 분석한다. 또는 저장부(50)에 저장했던 신체정보 중 키 높이와 비교하여 감지한 키 높이가 높아졌다면 높아진 길이만큼 사용자가 높은 위치에 있다고 해석하고, 반대로 감지한 키 높이가 낮아졌다면 낮아진 길이만큼 사용자가 낮은 위치에 있다고 해석할 수 있다.
한편, 소스이미지 변환부(210)는 움직임 정보 분석부(200)를 통해 분석한 방향정보, 속도정보, 및 고저정보를 토대로 소스 이미지를 가상공간 이미지로 변환한다.
즉, 소스이미지 변환부(210)는 분석한 방향정보에 따라 소스 이미지의 수평각을 변환한다. 예를 들면, 사용자가 좌 또는 우로 이동했을 때 이미지센서(102)가 촬영한 어깨너비는 최소가 된다. 이 경우 추가로 발 모양 등의 형태를 통해 좌인지 우인지를 더 정밀 분석한 후, 소스 이미지의 수평각을 사용자가 방향 전환한 만큼 회전한다. 따라서 그에 해당되는 각도에서 보이는 전망을 가상 이미지로 생성할 수 있다.
또한 소스이미지 변환부(210)는 분석한 속도정보에 따라 소스 이미지의 업데이트되는 시간을 변환한다. 예를 들면, 속도정보 분석 결과 사용자의 속도가 시속 20km/h라면, 실제로 사용자가 20km/h의 속도로 뛸 때 보이는 전망을 가상 공간 이미지로 생성할 수 있다.
또한 소스이미지 변환부(210)는 분석한 고저정보에 따라 소스 이미지의 수직각을 변환한다. 예를 들면, 저장부(50)에 저장된 사용자의 키높이 정보가 180cm인 데 움직임 정보 분석부(200)를 통해 분석한 키높이 정보가 200cm라면, 사용자가 20cm 위에서 소스 이미지를 내려다 볼 때 보이는 전망으로 가상공간 이미지를 생성할 수 있다.
또한 소스이미지 변환부(210)는 방향정보, 속도정보, 및 점프정보 중 적어도 하나를 조합하고, 조합한 결과를 기초하여 소스 이미지를 변환하여 가상공간 이미지를 생성하는 것이 바람직하다. 예를 들면 키가 180cm인 사용자가 20km/h의 속도로 뛰면서 20cm를 점프했다면, 그에 해당되는 속도와 20cm 위에서 내려다 볼 때 보이는 전망으로 소스 이미지를 가상공간 이미지로 변환할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 가상체험 장치의 가상공간 이미지 구현 예시도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 사용자는 디스플레이부(40)를 통해 가상공간 이미지를 보면서 가상현실을 체험할 수 있다. 예를 들면 사용자가 한적한 시골길을 가상체험하고 싶다면, 그에 해당되는 한적한 시골길의 소스 이미지를 다운로드 받는다. 가상체험 장치는 다운로드 받은 소스 이미지를 사용자의 움직임에 따라 가상공간 이미지로 변환한다. 따라서 사용자는 실제 한적한 시골길을 거니는 것과 같은 체험을 할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 다른 보조장치를 착용하지 않고서도 사용자의 동작 변화를 감지하여 방향, 속도 등의 정보로 분석하고, 이를 토대로 가상공간 이미지를 창출하여 결과적으로 생동감 있게 가상현실을 체험할 수 있는 가상체험 장치가 제공된다.
즉, 사용자의 움직임에 따라 가한 압력 정보를 바탕으로 사용자가 바라보는 소스 이미지의 수평각, 수직각 및 소스 이미지의 변화속도를 사용자의 걸음 또는 달리기 상태에 맞게 변환한다. 따라서 사용자는 생동감 있는 가상공간 이미지를 배경으로 가상 체험할 수 있는 효과가 있다. 또는 전방향으로 회전 가능한 이미지 센서가 사용자의 움직임을 자동 촬영하고, 촬영한 정보에 기초하여 사용자가 움직이는 방향 및 속도 등에 따라 가상공간 이미지를 변환해 실제와 같은 체험을 할 수 있는 가상체험 장치를 제공한다.
한편, 가상공간 이미지가 보이는 디스플레이를 곡면으로 하여 사용자가 보다 가상현실에 몰입하게 하는 효과가 있다. 뿐만 아니라 감지한 움직임 정보에 따라 디스플레이를 좌우로 이동함으로서, 사용자의 움직임에 상관없이 지속적으로 현장감을 느끼는 것이 가능하다.
한편, 사용 중 화상 통화가 가능하여 상대방을 보면서 통화할 수 있는 가상체험 장치가 제공된다. 화상 통화는 통화 중 PIP(Piture in piture) 기능을 지원함으로서, 사용자는 가상현실 체험과 화상 통화를 동시에 할 수 있는 효과가 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (23)

  1. 사용자의 움직임정보를 감지하는 감지부;
    상기 감지한 움직임정보를 분석하고 상기 분석한 결과에 기초하여 소정의 소스 이미지를 가상공간 이미지로 변환하는 가상공간 이미지 변환부;
    상기 변환된 가상공간 이미지를 곡면형태에 맞게 보정하는 보정부; 및
    상기 보정한 이미지를 표시하는 곡면형태의 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보정부는
    상기 변환된 가상공간 이미지를 상기 디스플레이부의 곡률에 따라 보정하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 감지부는
    다수의 압력센서로부터 압력이 가해진 위치, 압력의 빈도 및 강도변화, 또는 소정시간의 압력 미감지 중에 적어도 하나를 감지하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 감지한 움직임 정보는
    압력이 가해진 위치를 사용자의 방향정보로, 압력의 빈도 및 강도변화를 속 도정보로, 소정 시간의 압력 미감지를 점프정보로 분석하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 변환된 가상공간 이미지는
    상기 방향정보에 따라 상기 소스 이미지의 수평각이 변환되거나, 상기 속도정보에 따라 업데이트되는 시간이 변환되거나, 상기 점프정보에 따라 수직각이 변환된 이미지 중에 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 소스 이미지 또는 상기 변환된 가상공간 이미지를 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    외부와 통신하여 상기 소스 이미지를 다운로드 받는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 사용자가 화상으로 통화할 수 있는 화상통화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 화상통화부는
    가상공간 이미지가 출력되는 주화면 영역과 통화중인 상대방의 이미지가 출력되는 부화면 영역을 각각 지정하는 이진영역 지정신호에 의존하여 주화면 영상신호와 부화면 영상신호를 멀티플렉싱하는 PIP부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 디스플레이부는
    상기 감지한 움직임정보에 따라 좌우로 회전하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 디스플레이부는
    상기 보정한 이미지와 함께 음향을 출력하는 음향 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 가상공간 변환부는
    사용자를 자동추적하여 촬영한 사용자 이미지를 상기 변환된 가상공간 이미지와 추가로 결합시켜 변환하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  13. 사용자의 움직임을 자동 촬영하여 움직임정보를 감지하는 감지부;
    상기 감지한 움직임정보를 분석하고 상기 분석한 결과에 기초하여 소정의 소 스 이미지를 가상공간 이미지로 변환하는 가상공간 이미지 변환부;
    상기 바뀐 가상공간 이미지를 곡면형태에 맞게 보정하는 보정부; 및
    상기 보정한 이미지를 표시하는 곡면형태의 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 보정부는
    상기 변환된 가상공간 이미지를 상기 디스플레이부의 곡률에 따라 보정하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 감지부는
    360도 전방향에서 회전 가능하여 상기 사용자의 시야를 향해서 광시야각으로 촬영 감지하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 감지한 움직임 정보는
    상기 촬영한 사용자의 어깨너비변화를 방향정보로, 발이 움직이는 횟수변화를 속도정보로, 키높이변화를 고저정보로 분석하며,
    상기 분석은 기저장된 상기 사용자의 신체조건과 비교하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 변환된 가상공간 이미지는
    상기 방향정보에 따라 상기 소스 이미지의 수평각이 변환되거나, 상기 속도정보에 따라 업데이트되는 시간이 변환되거나, 상기 고저정보에 따라 수직각이 변환된 이미지 중에 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 소스 이미지 또는 상기 사용자의 신체조건 또는 가상체험 결과를 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    외부와 통신하여 상기 소스 이미지를 다운로드 받는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  20. 제 13항에 있어서,
    상기 사용자가 화상으로 통화할 수 있는 화상통화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 화상통화부는
    가상공간 이미지가 출력되는 주화면 영역과 통화중인 상대방의 이미지가 출력되는 부화면 영역을 각각 지정하는 이진영역 지정신호에 의존하여 주화면 영상신호와 부화면 영상신호를 멀티플렉싱하는 PIP부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가 상체험 장치.
  22. 제 13 항에 있어서, 상기 디스플레이부는
    상기 감지한 움직임정보에 따라 좌우로 회전하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
  23. 제 13 항에 있어서, 상기 디스플레이부는
    상기 보정한 이미지와 함께 음향을 출력하는 음향 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상체험 장치.
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