KR20090057878A - 단일 미디어 다중 디바이스 기반 유비쿼터스 홈 미디어재현 방법 및서비스 방법 - Google Patents

단일 미디어 다중 디바이스 기반 유비쿼터스 홈 미디어재현 방법 및서비스 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유비쿼터스 홈에서의 미디어 재현효과를 극대화하기 위해서 하나의 미디어가 복수 개의 디바이스(device)들과 연동하여 재현되는 단일 미디어 다중 디바이스(Single Media Multi Devices : SMMD) 기반의 미디어 서비스가 제공되도록 하는 기술에 관한 것으로, 실감성 있는 미디어 서비스 환경의 구성에 있어 가장 중요한 요소 중 하나인 사용자의 실감성 있는 체험의 제공을 위해서 실제 환경이 사용자에게 제공하는 자극과 유사한 자극을 제공할 수 있는 장치들을 통해 인위적으로 제공되는 자극들이 실제 환경에서 제공되는 자극들과 유사하도록 한다. 또한, 실제 환경에서 제공되는 자극과 유사한 자극을 제공할 수 있는 장치들과 실제 환경의 자극이 제공하는 자극에 대한 측량을 기반으로 사용자가 실제 환경에서 제공되는 자극들을 어떠한 과정을 거쳐서 인식하는지에 대한 인식 방법을 조사하여 가상의 환경 요소와 자극 요소들을 구성함으로써, 보다 실제 환경과 유사한 자극을 생성해 낼 수 있다. 또한, 기 설정 길이의 변을 갖는 입방체의 가상의 환경요소와 자극 요소에 따른 사용자의 실감도 측정을 통해, 사용자에게 현실세계와 유사한 실감환경을 구성하여 가상세계를 현실세계와 좀 더 유사하게 느끼도록 할 수 있는 재현 방법 및 서비스 방법을 구성하도록 한다.
SMMD, 유비쿼터스 홈, ne-미디어, 실감 서비스, 디바이스 제어 및 동기화 정보, 미디어 재현, 자극, 재현방법

Description

단일 미디어 다중 디바이스 기반 유비쿼터스 홈 미디어 재현 방법 및서비스 방법{METHOD FOR PROVIDING SINGLE MEDIA MULTI DEVICE BASED UBIQUITOUS HOME MEDIA SERVICE}
본 발명은 유비쿼터스 홈 미디어 서비스(Ubiquitous Home Media Service)에 관한 것으로, 특히 단일 미디어 다중 디바이스(Single-Media Multi-Device, 이하 SMMD라 함) 기반의 유비쿼터스 환경에서 미디어를 통해 가상으로 생성되는 특정 환경을 사용자가 보다 실감나게 체험할 수 있게 하는 SMMD 기반 유비쿼터스 홈 미디어 재현 방법 및 서비스 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부의 정보통신표준개발지원사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2007-S-010-01, 과제명 : SMMD 기반 유비쿼터스 홈 미디어 서비스 시스템 개발].
실감성을 제공할 수 있는 미디어 서비스 환경의 구성에 있어서 가장 중요한 요소 중 하나는, 사용자에게 현실세계와 유사하게 느낄 수 있도록 실감나는 체험을 제공하는 것이다. 이를 위해서는 실제 환경에서 사용자에게 제공하는 자극과 유사 한 자극을 제공할 수 있는 장치들이 필요하며, 이러한 장치들을 통해 인위적으로 제공되는 자극들이 실제 환경에서 제공되는 자극들과 유사해야 한다. 또한, 사용자가 실제 환경에서 제공되는 자극들을 어떠한 과정을 거쳐서 인식하는지에 대한 인식 방법이 필요하다.
실제 환경에서 제공되는 자극과 유사한 자극을 제공할 수 있는 장치들과 실제 환경의 자극이 제공하는 자극에 대한 측량을 기반으로 가상의 환경 요소와 자극 요소들을 구성함으로써, 보다 실제 환경과 유사한 자극을 생성해낼 수 있으며, 사용자의 외부 자극 인식 기술을 통해, 사용자에게 실제적인 환경을 경험하게 할 수 있다.
사용자로 하여금 보다 더 실감을 느끼게 하기 위해 감성공학에 관련된 기술이 그 주를 이루고 있다. 1990년대부터 시작된 감성공학 기술은 미국의 경우 NASA Ames Research Center, MIT Media Lab, Xerox PARC 등의 첨단 연구소를 필두로 인공적으로 구현하는 현실감에 대한 연구가 진행되고 있다. 감성공학에 대한 기술 분야를 가장 먼저 시작한 일본의 경우에는, 1991년부터 통산성 산하 제품 과학연구소에서 인간 감각 계측 및 응용기술 개발 프로젝트를 진행하였다. 이외에도 유럽의 PROMETHEUS 프로젝트와 첨단자동차 개발 등 다양한 분야에서 인간의 감성적인 측면을 중요한 주제로써 접근하고 있다. 국내의 경우 1991년 G7 프로젝트 기획 과제에 감성 공학 기술이 선정됨으로써, 감성 공학에 대한 연구가 시작되었으며, 1996년부터 본격화되었다.
감성공학 기술은 크게 인간공학을 기반으로 하는 기술과 센서공학을 기반으 로 하는 기술로 나뉠 수 있다. 전자는 감성공학을 인간공학의 범주에 포함하여 인간의 감성에 대한 환경적 요소와 내적 요소에 대한 접근을 행하는 넓은 의미에서의 디자인적 측면인데 반해, 후자는 인간의 감성과 환경간의 상호작용을 바탕으로 하는 좁은 의미에서의 디자인적 측면을 띄고 있다.
감성공학에서 가장 큰 문제점은 인간이 주관적으로 느끼는 기분을 정량적으로 측정하는 것이 가능한가에 대한 문제이다. 심리학이나 생리학과 같은 인간과학의 분야에서 인간의 감각특성에 대한 기술들이 부각되어 왔고, 또 현재에도 진행되고 있으나, 실제 상황에 근접한 연구를 위한 방법론의 부재, 기반 시설 확충의 어려움 등, 많은 문제로 인해 실용성 있는 결과가 제공되고 있지 못한 실정이다. 이에 대한 대안으로써, 감성의 정량적이고 객관적인 측정을 위해 모의 환경 제시 기술을 통한 다양한 상황의 설정과 이러한 상황을 기반으로 하는 감성의 측정을 위한 심리학적, 생리학적, 생화학적 지표의 개발이 필요하다.
앞서 언급한 감성공학의 센서공학을 기반으로 하는 기술 중 인간의 감각요소를 기반으로 하는 기술은 인간에게 보다 실감적인 정보를 제공하는 것을 목표로 하고 있다. 흔히 실감형 정보 처리 기술이라 불리는 이 분야는 컴퓨터 기술을 바탕으로 인간의 시각, 청각, 촉각, 미각, 후각 등의 오감이 인지하는 자극을 인위적으로 생성해 내고자 하는 목표를 가지고 있다.
현재까지 컴퓨터 기술을 바탕으로 재생해 내는 자극들은 시각, 청각이 주를 이루고 있으며, 실감 표현 관련 감각 요소들인 음성과 영상에 대해서만 데이터 표현, 전송의 부호화 및 표준화가 진행되어 온 실정이나, 시각과 청각만을 이용한 표 현으로는 생생한 현장감을 전달하기에 부족한 측면이 크다. 따라서 인간의 나머지 감각인 촉각, 후각, 미각에 대한 연구의 필요성이 대두되고 있으며 많은 분야에서 실감 표현 기술이 발전되고 있으며 국제적인 표준화도 진행되고 있다.
그러나 기계적이거나 온도에 의한 자극을 입력으로 하는 촉각이나 화학적인 자극에 의해 형성되는 후각의 경우 인체의 감각 요소인 수용기에 대한 해명이 완전히 밝혀져 있지 못하기 때문에 센싱 장치와 재현 장치가 실용화 단계 수준에는 이르고 있지 못하고 있는 실정이다.
앞서 언급된 실감성이 제공될 수 있는 감각 재생 환경과 이에 상응하는 감성정보 도출이 가능한 시스템에서 구현 가능한 콘텐츠에 관한 기술도 진행되고 있다. 기존의 콘텐츠가 모니터와 같은 가상공간에 종속되어 있던 상황이 다양한 장치와 시스템의 발전을 통해 일상생활에서 자연스럽게 융화될 수 있는 형태로써 진화되고 있다. 이에 따라 사용자의 상황에 적합한 콘텐츠를 제공해야 할 필요성과 가능성이 제시되고 이와 더불어 사용자로 하여금 높은 실감성을 체험할 수 있는 새로운 형태의 콘텐츠의 개발 필요성이 대두되고 있다.
실감 미디어의 재생이란, 사용자로 하여금 실제 환경과 유사한 자극을 체험할 수 있도록 유도하는 것이다. 이를 위해서는 사용자의 감각 인식 과정에 대한 심도 깊은 기술과 이에 기반하는 감각의 재생이 필요하다.
이에 본 발명은, SMMD(Single-Media Multi-Device) 기반 유비쿼터스 홈 미디어 서비스 환경에서, 사용자가 보다 실감적으로 가상으로 생성되는 특정 환경을 체험하도록 하는 기술적 방안을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은, SMMD 기반의 미디어 서비스 시스템을 이용하여 미디어에 대한 실감 재현 기능을 제공할 수 있는 방안을 제공하고자 한다.
기존 미디어 재생 방식은 하나의 디바이스에서 하나의 미디어를 재생시키는 SMSD(Single-Media Single-Device) 방식이었으나, 유비쿼터스 IT 환경으로 점차 발전함에 따라 여러 개의 디바이스가 연동되어 미디어의 효과를 극대화할 수 있는 SMMD 재현 기술의 필요성이 증대되고 있다. SMMD 기반의 미디어 서비스 시스템은 동영상, 오디오, 텍스트로 이루어진 기존의 미디어에 디바이스 제어 정보 및 동기화 정보를 추가한 새로운 구조의 ne-미디어를 생성하고, 새로운 ne-미디어에 개인의 취향 및 주변 디바이스 환경에 맞게 가정, 사무실, 공공장소 등 사용자의 물리적 위치에 관계없이 주변의 다양한 기능을 가진 디바이스들이 ne-미디어와 연동하여 사용자에게 실감 있는 미디어 서비스를 제공하는 것이다.
따라서 본 발명은, 기존의 동영상, 오디오, 텍스트에 디바이스 제어 및 동기화 정보를 추가한 새로운 차세대 미디어, 즉, ne-미디어를 생성하고 연동이 가능한 주변 디바이스의 동기를 맞추어 미디어와 연동시키고자 한다.
본 발명은, SMMD 기반 유비쿼터스 홈 미디어 서비스 시스템이 하나의 미디어 콘텐츠를 재생할 때, 다수의 장치들을 통해, 다양한 감각 자극을 생성함으로써 미디어 콘텐츠를 보다 더 실감 있게 재생하는 것을 그 목표로 가지고 있다. 이를 위해서 본 발명에서는 미래 유비쿼터스 환경에서의 실감형 미디어 서비스 환경을 제공하기 위해, SMMD 기반의 미디어 서비스 시스템이 사용자에게 제공할 감각 자극에 대한 기반을 마련하고자 한다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 일 관점에 따르면, 기 설정 길이의 변을 갖는 입방체 공간 내에 1명의 사용자를 위해 구비되는 유비쿼터스 홈 환경에서의 단일 미디어 다중 디바이스(Single-Media Multi-Device : SMMD) 기반 실감 미디어 재 현 방법으로서, 상기 기설정 길이는 거리에 따른 실감 자극의 감쇠를 최소화하기 위한 거리이고, 상기 단일 미디어는 동영상, 오디오 또는 텍스트를 포함하는 미디어에 디바이스 제어 정보 및 동기화 정보를 추가한 새로운 구조의 ne-미디어 이며, 상기 다중 디바이스는 시각적인 자극 요소를 제공하는 영상 디스플레이 수단, 조명 기기와 청각적인 자극 요소를 제공하는 스피커, 촉각적인 자극 요소를 제공하는 온도조절장치, 풍량 조절기, 진동 의자 및 후각적인 자극 요소를 제공하는 발향 장치를 포함한다.
이때 시각적인 자극 요소를 제공하기 위하여 상기 영상 디스플레이 수단은 입방체 공간 환경의 전면에 위치하여 2000ANSI ~ 3000 ANSI 범위의 영상의 밝기를 제공하고, 상기 조명 장치는 상기 입방체 공간 환경의 상부에 위치하여 0 룩스 ~1000 룩스의 범위에서 상기 영상 디스플레이 수단의 밝기에 따라 단계별로 조도를 조절한 조명을 사용자에게 집중시켜 제공한다.
또한 청각적인 자극 요소를 제공하기 위하여 상기 스피커는 5.1 채널 이상의 음원 재생이 가능한 것으로서 상기 입방체 공간 환경의 좌측, 우측, 전방 및 후방에 배치되어 상기 입방체 공간 환경 내부에 3D 음향을 제공한다.
또한 촉각적인 자극 요소를 제공하기 위하여 상기 온도조절장치는 상기 입방체 공간 환경의 좌우 면에 설치되어5℃ ~ 30 ℃ 범위에서 상기 입방체 공간 환경의 내부 온도를 조절하되, 상기 사용자가 실감 가능한 온도 분위기를 더운 온도, 추운 온도 및 시원한 온도로 구분하여 설정한 후 상기 온도 분위기의 종류별로 제공하고, 상기 풍량 조절기는 풍량의 세기를 0 m/s ~ 5m/s의 범위 내에서 풍량 세기의 특정 구간별로 정의되어 설정되는 풍량의 종류 별로상기 입방체 공간 환경 내부로 풍량을 제공한다. 또한 상기 진동 의자는 오디오 출력 단자를 이용하여 음향의 크기에 따라 진동이 조절되고 상기 영상 디스플레이 수단에서 제공되는 장면에 대한 자극과 상기 풍량 조절기로부터의 풍량의 변화에 따라 사용자에게 진동을 제공한다.
후각적인 자극 요소를 제공하기 위하여 상기 발향 장치는 발향 물질을 이용하여 상기 영상 디스플레이 수단을 통해 제공되는 화면 정보에 따라서 각기 다른 향기를 상기 풍량 조절기를 통해 상기 입방체 공간 내부로 제공한다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 다른 관점에 따르면, 멀티미디어 서비스를 제공하는 유비쿼터스 홈 환경에서의 단일 미디어 다중 디바이스 기반 유비쿼터스 홈 미디어 서비스 방법으로서, 상기 유비쿼터스 홈 환경 내의 디바이스들의 개체 및 상태를 점검하여 상기 유비쿼터스 홈 환경 내의 디바이스 리스트를 확보하는 과정과, 사용자 입출력 인터페이스를 통해 ne-미디어 서비스가 요청되면 상기 사용자 입출력 인터페이스를 통해 선택된 상기 ne-미디어 및 상기 유비쿼터스 홈 환경 내의 다수의 디바이스들의 구동 동기를 제어하는 과정과, 상기 ne-미디어를 객체 단위의 파싱된 결과로 구성하고, 파싱된 ne-미디어를 버퍼링하는 과정과, 상기 버퍼링된 ne-미디어 객체를 바이너리 형태의 데이터로 분석하고, 분석 결과에 따른 환경 정보에 대응하는 네오데이터 정보를 테이블로 구성하는 과정과, 미디어 재생 시작시간에 대응하여 상기 ne-미디어의 재생을 시작하되, 상기 네오데이터 정보에 따라 실제 환경에서 제공되는 자극 정보에 상응하는 자극을 상기 다수의 디바이스들 에게 제공하는 과정을 포함하는 단일 미디어 다중 디바이스 기반 유비쿼터스 홈 미디어 서비스 방법을 제공한다.
본 발명은, 사용자의 자극 인식구조와 가상 환경의 실감성 환경을 구성하여 사용자의 감각 인식 체계와 실제 환경이 제공하는 자극들을 이용, 정보를 제공할 수 있는 객관적인 데이터를 제공함으로써 SMMD 기반 유비쿼터스 홈 미디어 서비스 시스템에서 보다 더 사실적인 환경을 제공할 수 있다.
또한, 실제 환경에서 제공되는 자극과 유사한 자극을 제공할 수 있는 장치들과 실제 환경의 자극이 제공하는 자극에 대한 측량을 기반으로 가상의 환경 요소와 자극 요소들을 구성함으로써, 보다 실제 환경과 유사한 자극을 생성해낼 수 있으며, 사용자의 외부 자극 인식 방법을 통해, 사용자에게 실제적인 환경을 경험하게 할 수 있다.
그리고, 유비쿼터스 홈 내에서의 오감 융합 기술 적용을 위한 객관적인 기준이 마련될 수 있으며, 미디어 장치와의 동기화를 통한 오감 정보 전달을 위한 표준이 제공될 수 있다.
본 발명은 여러 장치들을 통해 생성되는 가상의 환경 자극이 보다 더 실감 있게 재생될 수 있는 방법에 대한 결과이며, 본 발명은 가상현실, 증강현실 등의 여러 분야에 적용될 수 있을 것이다.
본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점들은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 핵심 기술요지는, SMMD 기반의 미디어 서비스 시스템이 사용자에게 실감적인 경험을 제공할 수 있기 위해서, 인간의 시각, 청각, 촉각, 후각의 4가지 감각을 통해 미디어 내의 환경들이 실제 환경과 유사하도록 충족시켜 줄 수 있는 환경을 정의하고 제공하는 것이다.
먼저, 사용자가 외부 자극을 어떠한 감각에 의해서 받아들이는 지에 대한 과정을 통해, 사용자의 감각 처리구조에 대한 기반을 마련하고자 하였으며, 이를 기반으로, 실감을 제공할 수 있는 자극 재생을 위한 장치 및 측정 공간을 선정하였다. 이는 시각, 청각, 촉각, 후각 등에 대한 자극을 재생할 수 있는 장치 및 공간에 대한 정의 단계로, 재생 가능한 감각을 사용자에게 보다 더 효과적으로 제공할 수 있는 가능성에 대한 논의가 중점적으로 이루어진 단계이다. 다음으로, 선정된 장치와 측정 공간을 통해 재생할 특정 시나리오를 구성하였으며, 이에 대한 사용자 실험을 통해 장치의 자극치를 측정하였다.
실감적인 감각의 재생에 있어 가장 먼저 선행되어야 하는 것은 미디어 서비스 시스템을 통해 자극이 재생될 공간에 대한 정의이다. 물리적인 환경에서 인위 적으로 재생되는 자극은 사용자가 자극을 받아들이는 공간에 따라서 그 효과가 극명하게 달라진다. 사용자가 스피커에서 재생되는 소리를 작은 방에서 들을 때와 큰 방에서 들을 때, 사용자의 감각에서 받아들이는 자극의 크기가 다른 것이다.
사용자의 자극에 대한 반응을 보다 정확하게 측정하기 위해서는 자극을 제공하는 공간 자체를 제한해야 한다. 사용자가 위치하는 공간 자체를 제한함으로써, 시스템이 의도한 자극만을 사용자에게 제공할 수 있고 따라서, 보다 정제된 사용자의 반응을 추출해낼 수 있다.
보다 효과적인 실감성 제공 측면에서도 사용자의 공간은 제한되어야 할 필요가 있다. 장치를 통한 자극 제공에 있어 가장 중요한 요소 중의 하나가 자극의 제공시간부터 사용자가 자극을 통한 반응을 나타내는 반응시간까지의 ΔT이다. 이 반응시간은 사용자와 장치 사이의 거리가 좁아질수록 줄어들며, 반응시간이 줄어들수록 시스템은 사용자에게 원하는 자극을 보다 빠르고 정확하게 제공할 수 환경을 정의하는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 SMMD 기반 유비쿼터스 홈 미디어 서비스 방법을 구현하기 위한 홈 미디어 서비스 장치에 대한 개략적인 블록 구성도로서, 메인 프로세싱부(100), 미디어 디코딩부(102), 디바이스 제어부(104)를 포함한다.
도 1을 참조하면, 메인 프로세싱부(100)는 사용자를 위한 네트워크 기능, ne-미디어 입력을 수행하는 네트워크 정합 기능 및 시스템 프로세서 기능을 담당한다. 이때, ne-미디어라 함은, 새로운 구조의 미디어, 예컨대 오디오/비디오 미디 어에 디바이스 제어 정보를 포함시킨 미디어를 지칭한다.
이러한 메인 프로세싱부(100)는 홈 미디어 서비스 장치의 메인 제어 블럭으로 하드웨어 전체를 제어하며 미디어 디코딩부(102) 및 디바이스 제어부(104) 간의 상호작용을 관장한다. 구체적으로, 클럭(Clock)/리셋(Reset)/파워(Power) 생성 및 제어를 위해 고속의 프로세서 및 메모리 제어, 네트워크 정합 기능, 외부망/댁내망 분리 기능, 시스템 사용자 입/출력(I/O) 인터페이스 제어 기능 등을 포함한다.
미디어 디코딩부(102)는 메인 프로세싱부(100)를 통해 제공되는 ne-미디어, 예컨대 디바이스 제어 정보가 포함된 오디오/비디오 미디어에 대해 하드웨어 디코더 기반의 멀티미디어 디코딩을 수행하여 음성 및 영상으로 출력하는 역할을 한다. 이러한 미디어 디코딩부(102)는 SMMD의 미디어 디코더 하드웨어 블럭으로 미디어 디코더에 대한 하드웨어 기능을 제공한다. 예컨대, 하드웨어 기반의 멀티미디어 디코더 기능은, 지상파/케이블 방송 수신 기능, 실시간 방송 저장/분배 기능, 음성 및 영상 출력 기능을 포함할 수 있다.
디바이스 제어부(104)는 무선 네트워크 인터페이스, 예를 들면 지그비(ZigBee) 무선 네트워크 인터페이스를 통해 본 발명에 따른 홈 미디어 서비스 장치에 연결된 다양한 디바이스들(도시 생략됨)을 제어하는 역할을 수행한다. 이때, SMMD 하드웨어 디바이스 제어부(104)는 홈 미디어 서비스 장치와 디바이스들간 하드웨어 인터페이스 및 디바이스 장치 제어 기능을 제공하면서, PLC(Power Line Communication)를 통한 하드웨어 디바이스 장치 제어 기능, 지그비를 통한 하드웨어 디바이스 장치 제어 기능, 지그비-IR(ZigBee to IR)을 통한 하드웨어 디바이스 장치 제어 기능 등을 포함할 수 있다.
다음에, 본 발명에 따라 SMMD 기반 실감 미디어 재현을 위한 홈 미디어 서비스가 적용되는 하드웨어 구조를 도 2를 참조하여 예시적으로 설명하기로 한다.
도 2에 예시한 바와 같이, 본 발명에 따른 홈 미디어 서비스를 위한 홈 서버의 하드웨어 구조는, 고성능 프로세서 및 네트워크 정합 기능을 갖는 메인 프로세서 하드웨어 보드, 하드웨어 기반의 멀티미디어 디코딩 기능 및 실시간 방송 수신, 저장 및 분배 기능 등을 포함하는 미디어 디코더 보드 및 무선 네트워크 인터페이스를 통한 다양한 디바이스 제어기능을 지원하기 위한 지그비 모듈을 포함한다.
이러한 하드웨어 플랫폼은, 예를 들면 소정의 운영체제와 듀얼 코어(dual core) 이상의 CPU를 채택할 수 있으며, 노스 브리지(north Bridge)와 사우스 브리지(South Bridge)를 지원할 수 있는 비디오 칩셋이 바람직하다. 외부 인터페이스 포트는, 예를 들면 USB 4포트와 RS-232C 2포트, 4개의 고속 이더넷(Fast Ethernet), 액세스 포인트로 무선 LAN, 지그비 인터페이스 등을 지원하며, 소정의 미디어 디코더를 포함할 수 있다.
다음에, 도 1의 홈 미디어 서비스가 적용되는 하드웨어에서 디바이스들 간의 접속 체계 및 인터페이스에 대해 도 3을 참조하여 예시적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따라 SMMD 기반 실감 미디어 재현을 위한 디바이스 및 환경 구성 장치에서 홈 서버를 통해 다양한 디바이스를 연동하여 미디어에 포함된 제어 및 동기 신호에 따라 디바이스를 구동하는데 적합한 실감 재현 환경을 나타낸 구성도로서, 이러한 실감 재현 환경 구성을 위한 홈 서버는 도 2의 구성요소와 동 일한 홈 미디어 서비스 장치의 하드웨어 구성을 갖는다.
도 3을 참조하면, 각 디바이스에 대한 홈 서버와의 인터페이스는 촉각적인 요소를 재생하기 위한 디바이스로, 에어컨(히터), 선풍기 등이 있으며, 이때의 제어 방식은 지그비-IrDA 방식으로 홈 서버와는 지그비-IR로 연동되도록 구성하였고, 시각적인 요소로서 미디어 재현을 위한 TV는 DVI로 연동될 수 있다.
전등과 전동커튼의 제어 방식은 지그비 방식으로 제어를 위해 각각 라디오 펄스(Radio-Pulse)와 엠버(Ember) 칩셋을 사용할 수 있으며, 홈 서버와 제어모듈을 포함한 코디네이터 셋(coordinator set)으로 연동될 수 있다. 이때 전등은 dimminng 기능이 있으며, 예컨대 RS-485 방식으로 홈 서버와 RS-485 방식의 시리얼 통신이 가능하도록 한다.
진동의자는 오디오 출력 단자를 이용하여 음향의 크기에 따라 진동이 조절될 수 있다.
핸드폰은 미디어 시작 전에 진동모드로 변환 서비스를 제공하는 응용 소프트웨어의 구동을 위해 단문 메시지 서비스(SMS ; Short Message Service) 등을 활용할 수 있도록 한다.
리모컨의 제어 방식은, 예컨대 IrDA 방식으로 홈 서버와는 IrDA로 연동하도록 한다.
발향기(도시되지는 않음)는 네트워크 기반 발향 장치로써, 예컨대 시리얼 또는 지그비 방식으로 시리얼 또는 제어 모듈을 포함하는 코디네이터 셋으로 홈 서버와 연동을 위해 API가 지원 되어야 하며, 오디오의 제어 방식은, 예컨대 블루투스 방식으로 홈 서버와 연동을 위해 제어 모듈을 추가할 필요가 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유비쿼터스 홈 환경에서 실감 재현 공간과 분류된 자극 및 재생에 대한 구성 환경 예시도, 즉 본 발명에 따라 구성된 측정 공간과 분류된 자극 및 재생에 대한 구성을 예시한 도면으로서, 공간의 외부에 장치들을 구성, 정사각형 공간의 내부로 자극을 제공하는 구조를 가지고 있다.
도 4를 참조하면, 공간의 내부 한쪽면(이하 전면)에는 영상 디스플레이 수단, 예를 들면 프로젝션 스크린이 위치해서 몰입영상을 제공하며, 공간의 상부에는 0～1000 룩스(lux)까지의 조도 제어가 가능한 조명을 다수 설치함으로써 다양한 조도의 조절이 가능하도록 한다. 공간의 좌우 면에는 온도조절장치로서 에어컨과 히터를 각각 설치하여 빠른 시간 내에 측정 공간의 온도 조절이 가능하도록 구성될 수 있다. 측정 공간의 후방에는 강한 풍량의 선풍기를 통해 내부 공간에 바람을 제공하며 발향 물질을 통해 내부 공간에 향기를 풍기게 한다.
이에 대해 상세히 설명하면, 본 발명에서 사용될 측정 환경은 한 변이 일정 길이, 예컨대 2.4m인 입방체, 즉 2.4m × 2.4m × 2.4m 크기의 정사각형 형태의 공간으로 구성될 수 있다. 본 실시예에 따른 SMMD 기반 유비쿼터스 홈 미디어 서비스는, 실감형 환경을 제공하기 위해, 거리에 따른 실감 자극의 감쇠를 최소화하기 위한 거리를 한 변으로 하는 정사각형 형태의 공간을 마련한 것을 특징으로 한다.
이러한 공간 내에 선정되는 자극 재생 장치들을 어떻게 구성할 것인가에 대한 기준은 다음과 같다.
1) 실감 재생시 참여할 수 있는 사용자의 수는 1명이다.
2) 장면 자극요소는 재생공간의 한 면을 영사공간으로 사용한다.
3) 조명 재생장치의 위치는 사용자의 머리 위에 위치하고 사용자를 향해 빛을 재생한다.
4) 바람 재생장치는 사용자의 주위 4방향에 위치하고 사용자를 향해 바람을 재생한다.
5) 온도 재생장치는 공간 밖의 본체가 위치하고 공간 내부를 향해 냉, 온풍을 재생함으로써 온도를 조절한다.
6) 온도 재생장치가 재생하는 바람은 사용자에게 직접적으로 닿지 않게 한다.
7) 냄새 재생장치에서 분사되는 냄새 요소는 사용자에게 직접적으로 닿지 않게 한다.
도 4는 이와 같은 공간의 측정 공간을 나타낸 것으로, 현재 검은 천을 통해 주위공간과 격리되어 있으며 정사각형 공간의 내부에 사용자가 위치하고, 공간의 외부에 장치들을 구성, 정사각형 공간의 내부로 자극을 제공하는 구조를 지닐 수 있다.
사용자에게 제공될 수 있는 자극들은 그 감각기관의 종류에 따라 크게 시각, 청각, 촉각, 후각으로 나누어 분류하였으며, 감각요소에 있어서 중요도와 여러 물리적 제반사항을 고려하여 도출된 자극요소들과 이를 재생하기 위한 장치들을 통한 재생 방법 등을 나타낸다.
이때, 본 실시예에 적용되는 실감형 환경은, 시각 및 청각을 필수 요소로 지정하고, 촉각, 후각, 미각 등을 부가 요소로 지정할 수 있다. 즉, 시각 및 청각은 반드시 포함되나, 촉각, 후각, 미각 등의 단일 사용시에는 SMMD 기반의 실감형 재생 환경이 불가능함을 알 수 있다. 예컨대, 시각+청각, 시각+청각+촉각, 시각+청각+후각, 시각+청각+미각, 시각+청각+촉각+후각+미각 등의 환경 요소는 본 발명에 따른 SMMD 기반의 실감형 재생 환경에 적합하고, 후각이나 촉각, 그리고 미각만이 단독으로 적용되어 재생 환경을 구현하는 경우는 실감형 재생 환경에서 제외시켰다.
한편, 시각적인 요소에서 장면에 대한 재생 방법은 장면 정보(재생화면)와 조명 정보(밝기)를 제공한다. 예컨대, 프로젝터를 이용하는 몰입형 영상 재생 장치로 2000～3000 ANSI의 재생이 가능한 장면 재생 장치와, 0～1000 룩스(lux)까지의 조도 제어가 가능한 조명 제어 장치로 구성될 수 있다. 시각적인 자극 요소를 재현하기 위해, 실제 촬영된 낮의 바닷가 백사장과 같이 야외 경치에 대한 영상의 밝기가 2500 ANSI ~3000 ANSI 이상인 미디어의 재현을 위한 조도는 800 룩스(lux) 이상, 평상시 사무실의 실내 또는 맑은 날 녹차밭와 같이 1800 ANSI ~ 2000 ANSi 범위의 밝기 일때는 600 룩스(lux) 이상의 빛과 그에 따른 열을 제공하고, 조명을 사용자에게 집중시켜 제공하며 미디어의 장면에 대한 자극의 변화에 따라 조명을 디밍(Dimming) 한다. 밤의 길거리 장면과 같이 1000 ANSI ~1800 ANSI의 밝기 범위일 때에는 10 룩스 ~ 400 룩스(lux)의 빛을 제공하는 것으로 정의하였다.
청각적인 요소에서 소리에 대한 재생 방법은, 예컨대 5.1채널 이상의 음원 재생이 가능한 스피커 장치를 좌, 우, 전, 후에 배치하여 음원 객체에 대한 3D 음향을 재생할 수 있도록 하고, 스테레오 이상의 음원 확보를 통해 실감적인 소리 재생 장치로 구성할 수 있다. 이에 따라 장면에 대한 자극에 대해 물체들의 변화에 따라 파도소리, 갈매기 소리 등의 특정 소리를 3D 음향(sound)을 통해 방향성 있게 제공한다.
촉각적인 요소에서 장면에 대한 자극과 바람 자극의 변화에 따라 제공되는 진동에 대한 재생 방법은 진동의자를 이용하는 전신 진동의자로 구성하고, 온도에 대한 재생은 에어컨, 히터를 이용하는 비교적 빠른 시간 내의 온도 조정을 위해 5～30℃까지의 온도 조절이 용이한 장치들로 구성하였다.
상기 진동 의자는 오디오 출력 단자를 이용하여 음향의 크기에 따라 진동이 조절되고 상기 영상 디스플레이 수단에서 제공되는 장면에 대한 자극과 상기 풍량 조절기로부터의 풍량의 변화에 따라 사용자에게 진동을 제공한다.
상기 온도조절장치는 상기 입방체 공간 환경의 좌우 면에 설치되어 5℃ ~ 30 ℃ 범위에서 상기 입방체 공간 환경의 내부 온도를 조절하되, 상기 사용자가 실감 가능한 온도 분위기를 더운 온도, 추운 온도 및 시원한 온도로 구분하여 설정한 후 상기 온도 분위기의 종류별로 제공한다. 상기 사용자가 상기 더운 온도를 느끼는 온도 분위기를 제공하기 위해서는 사용자가 인지하기 시작하기 전에 느꼈던 온도(이하 최초 온도)보다 5℃ 내지 10℃ 범위의 온도를 상승시키고, 상기 사용자가 상기 추운 온도를 느끼는 온도 분위기를 제공하기 위해서는 최초온도보다 5℃ 내지 10℃ 범위의 온도를 하강시키고, 상기 사용자가 상기 시원한 온도를 느끼는 온도 분위기를 제공하기 위해서는 최초 온도에서 7℃ 내지 10℃ 범위의 온도를 상승시킨 후 상기 최초 온도로 하강시켜 상기 최초 온도로부터 ±2℃ 범위로 변화시키게 된다.
또한, 바람 요소에 대한 재생은 선풍기를 이용하여 5m/s(건들바람)로 풍량 조절이 가능한 장치로 구성될 수 있을 것이다. 이에 따라, 풍량의 세기에 대한 영역을 정의하기 위해 약미풍은 0m/s～2.5m/s(무풍 ~ 남실바람), 미풍은 1.25m/s～2.5m/s(실바람 ~ 남실바람)로 풍량 세기를 정의하고, 약풍은 2.5m/s～3.76m/s(남실바람 ~ 산들바람), 강풍은 3.76m/s 이상으로 풍량 세기를 정의하였다.
후각적인 요소에서 상기 발향 장치는 발향 물질을 이용하여 상기 영상 디스플레이 수단을 통해 제공되는 화면 정보에 따라서 각기 다른 향기를 상기 풍량 조절기를 통해 상기 입방체 공간 내부로 제공한다.
도 5는 본 발명에 따른 홈 미디어 서비스 방법을 구현하기 위한 홈 서버의 소프트웨어 구성 예시도로서, 브라이징부(500), 동기 제어부(502), ne-미디어 파싱(parcing)부(504), 네오데이터(neo data) 분석부(506), 미디어 재생부(508), 디바이스 제어부(510)를 포함한다. 여기서, 브라우징부(500)와 동기 제어부(502)는 메인 프로세싱부(100)에 포함될 수 있으며, ne-미디어 파싱부(504)와 네오데이터 분석부(506) 및 미디어 재생부(508)는 미디어 디코딩부(102)에 포함될 수 있다.
ne-미디어 재현을 위한 기능 구성은 브라우징부(500), ne-미디어 파싱부(504), 네오데이터 분석부(506), 동기 제어부(502), 미디어 재생부(508) 등을 통해 디바이스 제어부(510)의 제어 과정을 거쳐 ne-미디어가 재현된다.
ne-미디어 재현을 위한 기능들의 동작 원리 및 기능 흐름은 ne-미디어 서비스를 받기 위하여 사용자 입출력 인터페이스(GUI) 및 사용자 입력에 따른 각 기능 모듈과 상호 연동하는 브라우징부(500)를 통해 서비스를 선택하는 것으로부터 시작된다.
브라우징부(500)를 통해 선택된 미디어 정보와 함께 ne-미디어 서비스가 동기 제어부(502)로 요청되면, 동기 제어부(502)는 홈 미디어 서비스 장치의 상호 동작을 관할하며, 미디어 및 각 디바이스들의 구동 동기를 제어하고, 홈 미디어 서비스 장치 내의 디바이스들의 리스트 및 상태를 점검하여 홈 미디어 서비스 장치 내의 디바이스 리스트를 확보한다.
또한, 동기 제어부(502)는 브라우징부(500)로부터 요청되는 ne-미디어, 예를 들면 디바이스 제어 정보가 포함된 A/V 미디어에 대해 각 객체별로 파싱하도록 ne-미디어 파싱부(504)를 제어하며, 네오데이터 분석부(506)와 상호 작용하여 상기 ne-미디어 파싱부(504)를 통해 파싱된 ne-미디어를 홈 미디어 서비스 장치에서 분석 가능한 형태로 변환하도록 제어한다.
또한, 동기 제어부(502)는 미디어와 연동될 디바이스들을 초기화시키고, 미디어 재생을 시작하는 시간과 함께 미디어 재생 및 디바이스 구동 시작 명령을 발생한다.
ne-미디어 파싱부(504)는 ne-미디어를 객체 단위의 파싱된 결과로 구성하고, 파싱된 ne-미디어를 버퍼링하며, ne-미디어의 재생 및 디코딩 기능을 담당한다. 이러한 ne-미디어 파싱부(504)를 통한 ne-미디어는, 동기 제어부(502)와 상호 연동 하여 동작하는 미디어 재생부(508)와, ne-미디어의 데이터를 분석하여 시스템에서 사용 가능한 형태로 구성하는 네오데이터 분석부(506)로 제공된다.
네오데이터 분석부(506)는 ne-미디어에서 바이너리(binary) 형태의 데이터로 분석하고, 그 결과에 따른 네오데이터 정보를 테이블로 구성하는 역할을 한다. 이러한 네오데이터 정보는, ne-미디어 파싱부(504)와 네오데이터 분석부(506)의 상호 동작을 관할하며 미디어 및 각 디바이스의 구동 및 동기 제어 기능을 담당하는 동기 제어부(502)로 전달된다.
미디어 재생부(508)는 ne-미디어 파싱부(504)로부터 파싱된 데이터를 버퍼링하며, 동기 제어부(502)로부터 미디어 재생 시작 명령을 기다린다. 즉, 미디어 재생부(508)는 미디어 재생 시작시간에 대응하여 동기 제어부(502)로부터 미디어 재생 시작 명령 신호가 제공되면 상기 ne-미디어의 재생을 시작한다.
디바이스 제어부(510)는 홈 미디어 서비스 장치에 연결된 디바이스들의 동작을 제어하기 위한 디바이스 제어 신호를 발생한다. 이러한 디바이스 제어부(510)는 구동 디바이스, 구동 시간 및 인터페이스를 확인하고 해당 디바이스에 대한 인터페이스 정합을 수행하여 해당 디바이스로 제어 신호를 보내는 역할을 한다.
이에 따라 미디어 디코딩부(102)는 A/V 디바이스를 플레이 하고, 디바이스 제어부(510)는 해당 디바이스를 구동시킨다.
디바이스 제어부(510)는, SMMD 시스템에서 제어할 수 있는 각각의 디바이스에 대한 제어 코드 및 값들을 관리하며, 같은 타입의 여러 디바이스에 대한 속성을 분석하여 클래스를 정의하고 정규화시키고, 속성 정보들을 관리하는 기능을 제공한 다. 또한, 디바이스 제어부(510)는 SMMD 시스템에서 ne-미디어 재현시 연동될 디바이스 맵핑 과정에서 속성 정보 분석을 이용하여 최적의 디바이스를 매핑시켜 연동 및 구동되도록 한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 유비쿼터스 홈 환경에서 SMMD 기반 실감 미디어 재현을 위한 디바이스 및 환경 구성 장치를 구성함으로써, 여러 개의 디바이스를 동시에 구동함으로써 사용자에게 실감 있는 미디어 재현 서비스를 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 대해 상세히 기술하였으나 본 발명은 이러한 실시예에 국한되는 것은 아니며, 후술하는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주 내에서 본 발명의 특징이 이해되어져야 할 것이며, 또한 이로부터 당업자라면 여러 가지 변형으로도 운용 가능함을 주지해야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 SMMD 기반 유비쿼터스 홈 미디어 서비스를 위한 시스템 장치에 대한 개략적인 구성 블록도,
도 2는 도 1의 시스템 장치가 적용되는 SMMD 기반 유비쿼터스 홈 미디어 서비스의 하드웨어 예시도,
도 3은 도 1의 시스템 장치가 적용되는 SMMD 기반 유비쿼터스 홈 미디어 서비스의 하드웨어에서 디바이스들 간의 접속 체계 및 인터페이스 구현 예시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 유비쿼터스 홈 환경에서 실감 재현 공간과 분류된 자극 및 재생에 대한 구성 환경 예시도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SMMD 기반 유비쿼터스 홈 미디어 서비스 방법을 설명하기 위한 홈 서버의 소프트웨어 구성 예시도.

Claims (7)

  1. 기 설정 길이의 변을 갖는 입방체 공간 내에 1명의 사용자를 위해 구비되는 유비쿼터스 홈 환경에서의 단일 미디어 다중 디바이스(Single-Media Multi-Device : SMMD) 기반 실감 미디어 재현 방법으로서,
    상기 기설정 길이는 거리에 따른 실감 자극의 감쇠를 최소화하기 위한 거리이고,
    상기 단일 미디어는 동영상, 오디오 또는 텍스트를 포함하는 미디어에 디바이스 제어 정보 및 동기화 정보를 추가한 새로운 구조의 ne-미디어이고,
    상기 다중 디바이스는 영상 디스플레이 수단, 조명 기기, 스피커, 온도조절장치, 풍량 조절기, 발향 장치 및 진동 의자를 포함하며,
    상기 영상 디스플레이 수단은 입방체 공간 환경의 전면에 위치하여 2000ANSI ~ 3000 ANSI 범위의 영상의 밝기를 제공하고,
    상기 조명 장치는 상기 입방체 공간 환경의 상부에 위치하여 0 룩스 ~1000 룩스의 범위에서 상기 영상 디스플레이 수단의 밝기에 따라 단계별로 조도를 조절한 조명을 사용자에게 집중시켜 제공하고,
    상기 스피커는 5.1 채널 이상의 음원 재생이 가능한 것으로서 상기 입방체 공간 환경의 좌측, 우측, 전방 및 후방에 배치되어 상기 입방체 공간 환경 내부에 3D 음향을 제공하고,
    상기 온도조절장치는 상기 입방체 공간 환경의 좌우 면에 설치되어5℃ ~ 30 ℃ 범위에서 상기 입방체 공간 환경의 내부 온도를 조절하되, 상기 사용자가 실감 가능한 온도 분위기를 더운 온도, 추운 온도 및 시원한 온도로 구분하여 설정한 후 상기 온도 분위기의 종류별로 제공하고,
    상기 풍량 조절기는 풍량의 세기를 0 m/s ~ 5m/s의 범위 내에서 풍량 세기의 특정 구간별로 정의되어 설정되는 풍량의 종류 별로상기 입방체 공간 환경 내부로 풍량을 제공하며,
    상기 진동 의자는 오디오 출력 단자를 이용하여 음향의 크기에 따라 진동이 조절되고 상기 영상 디스플레이 수단에서 제공되는 장면에 대한 자극과 상기 풍량 조절기로부터의 풍량의 변화에 따라 사용자에게 진동을 제공하며
    상기 발향 장치는 발향 물질을 이용하여 상기 영상 디스플레이 수단을 통해 제공되는 화면 정보에 따라서 각기 다른 향기를 상기 풍량 조절기를 통해 상기 입방체 공간 내부로 제공하는
    유비쿼터스 홈 환경에서의 단일 미디어 다중 디바이스 기반 실감 미디어 재현 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기설정 길의 변을 갖는 입방체 공간은 2.4m x 2.4m x 2.4m의 정사각형 형태인 것을 특징으로 하는 유비 쿼터스 홈 환경에서의 단일 미디어 다중 디바이스 기반 실감 미디어 재현 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 조명 기기는
    2500 ANSI ~3000 ANSI 범위에 대한 영상 밝기 재현을 위한 조도는 800 룩스~1000룩스, 1800 ANSI ~ 2000 ANSI 범위의 영상 밝기 재현을 위한 조도는 500룩스 ~ 700룩스, 1000 ANSI~1800 ANSI 범위의 영상 밝기 재현을 위한 조도는 10룩스 ~ 400룩스의 빛을 제공하는 조명 기기인 유비 쿼터스 홈 환경에서의 단일 미디어 다중 디바이스 기반 실감 미디어 재현 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 사용자가 상기 더운 온도를 느끼는 온도 분위기를 제공하기 위해서는 최초온도보다 5℃ 내지 10℃ 범위의 온도를 상승시키고,
    상기 사용자가 상기 추운 온도를 느끼는 온도 분위기를 제공하기 위해서는 최초온도보다 5℃ 내지 10℃ 범위의 온도를 하강시키고,
    상기 사용자가 상기 시원한 온도를 느끼는 온도 분위기를 제공하기 위해서는 최초 온도에서 7℃ 내지 10℃ 범위의 온도를 상승시킨 후 상기 최초 온도로 하강시켜 상기 최초 온도로부터 ±2℃ 범위로 변화시키는
    유비 쿼터스 홈 환경에서의 단일 미디어 다중 디바이스 기반 실감 미디어 재 현 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 풍량의 종류는 풍량의 세기가 각각 0m/s ~ 2.5m/s인 약미풍,
    1.25m/s ~ 2.5m/s인 미풍, 2.5m/s ~ 3.76m/s인 약풍 및 3.76m/s ~ 5m/s 범위인 강풍으로 설정되는 유비 쿼터스 홈 환경에서의 단일 미디어 다중 디바이스 기반 실감 미디어 재현 방법.
  6. 멀티미디어 서비스를 제공하는 유비쿼터스 홈 환경에서의 단일 미디어 다중 디바이스 기반 유비쿼터스 홈 미디어 서비스 방법으로서,
    상기 유비쿼터스 홈 환경 내의 디바이스들의 개체 및 상태를 점검하여 상기 유비쿼터스 홈 환경 내의 디바이스 리스트를 확보하는 과정과,
    사용자 입출력 인터페이스를 통해 ne-미디어 서비스가 요청되면 상기 사용자 입출력 인터페이스를 통해 선택된 상기 ne-미디어 및 상기 유비쿼터스 홈 환경 내의 다수의 디바이스들의 구동 동기를 제어하는 과정과,
    상기 ne-미디어를 객체 단위의 파싱된 결과로 구성하고, 파싱된 ne-미디어를 버퍼링하는 과정과,
    상기 버퍼링된 ne-미디어 객체를 바이너리 형태의 데이터로 분석하고, 분석 결과에 따른 환경 정보에 대응하는 네오데이터 정보를 테이블로 구성하는 과정과,
    미디어 재생 시작시간에 대응하여 상기 ne-미디어의 재생을 시작하되, 상기 네오데이터 정보에 따라 실제 환경에서 제공되는 자극 정보에 상응하는 자극을 상기 다수의 디바이스들에게 제공하는 과정
    을 포함하는 단일 미디어 다중 디바이스 기반 유비쿼터스 홈 미디어 서비스 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 단일 미디어 다중 디바이스 기반 유비쿼터스 홈 미디어 서비스 방법은,
    기 설정 길이의 변을 갖는 입방체 공간 환경에서 구현되는 것을 특징으로 하는 단일 미디어 다중 디바이스 기반 유비쿼터스 홈 미디어 서비스 방법.
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