KR20110098318A - 인터랙티브 미디어 파사드 구현 방법 - Google Patents

인터랙티브 미디어 파사드 구현 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인터랙티브 방식으로 미디어 파사드를 구현하는 방법에 관한 것으로서, 대상물을 촬영하는 촬영 수단; 적어도 하나 이상의 이동 유니트; 상기 이동 유니트의 전단에 결합하는 발광 수단; 상기 이동 유니트를 고정 장착하기 위한 하우징; 및 상기 이동 유니트의 동작과 발광 수단을 제어하는 컨트롤러를 구비하는 미디어 파사드를 구현하기 위한 구조물을 이용하여 인터랙티브 방식으로 미디어 파사드를 구현하는 방법으로서, 상기 촬영 수단에 의하여 대상물을 연속적으로 촬영하여 촬영되는 대상물의 영상 데이터로부터 추적 특징점을 결정하는 제1 단계; 상기 결정된 추적 특징점에 기초하여 대상물의 움직임 특징 데이터를 연속적으로 생성하는 제2 단계; 및 상기 움직임 특징 데이터에 기초하여 상기 이동 유니트의 동작 및 발광 수단을 제어하기 위한 제어 데이터를 생성하는 제3 단계를 포함하며, 상기 컨트롤러가 상기 생성된 제어 데이터에 의해 이동 유니트의 동작 및 발광 수단의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 전송하여 이동 유니트 및 발광 수단이 구동되는 것을 특징으로 하는 인터랙티브 미디어 파사드 구현 방법을 제공한다.

Description

인터랙티브 미디어 파사드 구현 방법{METHOD FOR PROVIDING INTERACTIVE MEDIA FACADE}
본 발명은 미디어 파사드 구현 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상 장치 등의 미디어를 이용하여 건물의 외관과 디자인을 장식하는 미디어 파사드(media facade)를 인터랙티브 방식으로 구현할 수 있는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 미디어 파사드(media facade)라 함은, 조명 수단이나 디스플레이 장치 등과 같은 영상 장치인 미디어를 이용하여 건물 등의 외관을 장식하거나 디스플레이 수단으로 활용하는 것을 의미한다. 이러한 미디어 파사드는 예컨대 건물의 외벽에 LED 조명등과 같은 발광 수단을 부착하고 이들을 제어하여 특정한 색상의 변화나 점멸 주기 등을 조절함으로써 건물의 미관을 좋게 하는데 활용되고 있다. 최근에는 미디어 기술의 발달에 힘입어 영상을 표현하도록 함으로써 건물의 외관이 단순한 구조체 이상의 미디어 활용 수단으로 이용될 수 있도록 하는 방향으로 발전하고 있다.
그러나, 현재 제안되고 있는 미디어 파사드 기술은 단순히 LED 조명 수단이니 디스플레이 장치를 활용하여 색상이나 영상을 표현하는 정도에 불과하여 단조롭고 표현할 수 있는 대상에서도 평면적으로만 이루어지므로 외관 장식 효과면에서 한계가 있다는 한계점이 있으며, 건축물 이외의 객체의 반응을 고려하여 인터랙티브한 방식으로 미디어 파사드를 구현할 필요성이 요망되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 한계점을 감안하여 안출된 것으로서, 색상이나 영상을 표현하는 동시에 물리적으로 움직임을 표현할 수 있는 미디어 파사드 구현용 구조물을 제공하되, 객체의 반응을 고려하여 인터랙티브 방식으로 미디어 파사드를 구현함으로써, 보다 풍성하고 다채로운 표현이 가능한 미디어 파사드 구현 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 대상물을 촬영하는 촬영 수단; 적어도 하나 이상의 이동 유니트; 상기 이동 유니트의 전단에 결합하는 발광 수단; 상기 이동 유니트를 고정 장착하기 위한 하우징; 및 상기 이동 유니트의 동작과 발광 수단을 제어하는 컨트롤러를 구비하는 미디어 파사드를 구현하기 위한 구조물을 이용하여 인터랙티브 방식으로 미디어 파사드를 구현하는 방법에 있어서, 상기 촬영 수단에 의하여 대상물을 연속적으로 촬영하여 촬영되는 대상물의 영상 데이터로부터 추적 특징점을 결정하는 제1 단계; 상기 결정된 추적 특징점에 기초하여 대상물의 움직임 특징 데이터를 연속적으로 생성하는 제2 단계; 및 상기 움직임 특징 데이터에 기초하여 상기 이동 유니트의 동작 및 발광 수단을 제어하기 위한 제어 데이터를 생성하는 제3 단계를 포함하며, 상기 컨트롤러가 상기 생성된 제어 데이터에 의해 이동 유니트의 동작 및 발광 수단의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 전송하여 이동 유니트 및 발광 수단이 구동되는 것을 특징으로 하는 인터랙티브 미디어 파사드 구현 방법을 제공한다.
여기에서, 상기 제2 단계에 있어서, 상기 움직임 특징 데이터는 상기 대상물이 움직이는 방향에 대한 방향 데이터와 대상물의 상대적 위치에 대한 깊이 데이터 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 방향 데이터 및 깊이 데이터는 옵티컬 플로우(optical flow) 방식에 기초하여 생성될 수 있다.
또한, 상기 이동 유니트는 상기 깊이 데이터에 기초하여 구동이 제어될 수 있다.
본 발명에 의하면, 색상이나 영상을 표현하는 동시에 물리적으로 움직임을 표현할 수 있는 미디어 파사드 구현용 구조물을 제공하되, 객체의 반응을 고려하여 인터랙티브 방식으로 미디어 파사드를 구현함으로써, 보다 풍성하고 다채로운 표현이 가능한 미디어 파사드 구현 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 미디어 파사드를 구현하기 위한 구조물의 일실시예의 사시도를 나타낸 것이다.
도 2는 이동 유니트의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 발광 수단의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 방법의 일실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 의한 구조물의 동작 상태를 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
우선, 본 발명에 의한 인터랙티브 미디어 파사드 구현 방법을 설명하기 전에 본 발명에 의한 방법을 구현하기 위한 장치로서의 미디어 파사드 구현용 구조물의 기본적인 구조에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 인터랙티브 미디어 파사드 구현 방법을 실시하기 위한 미디어 파사드 구현용 구조물의 사시도를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 방법을 구현하기 위한 미디어 파사드 구현용 구조물(100, 이하, 구조물이라 한다)은 적어도 하나 이상의 이동 유니트(10)와, 상기 이동 유니트(10)의 전단에 결합하는 발광 수단(30, 도 3 참조)과, 상기 이동 유니트를 고정 장착하기 위한 하우징(20)과, 상기 이동 유니트(10)의 동작과 발광 수단을 제어하는 컨트롤러(미도시)를 구비한다.
이동 유니트(10)는 그 전단에 부착되는 발광 수단을 일정 방향으로 움직일 수 있도록 하기 위한 구동 기구로서, 도 2와 같이 구성될 수 있다. 도 2를 참조하면, 이동 유니트(10)는 도 2의 길이 방향으로 연장된 이동 축(11)과 상기 이동 축(11)을 구동하기 위한 액츄에이터(미도시)를 구비한다. 액츄에이터는 도 2의 축(11)의 뒷쪽에 연결되어 예컨대 모터와 기어의 결합 구조체로 구성되어 이동 축(11)이 도 2의 앞뒤방향으로 이동할 수 있도록 하는 구동력을 제공한다. 액츄체이터는 솔레노이드를 이용한 전자식으로 구성하거나 공압을 이용한 공압식 등으로 구현할 수 있다.
한편, 이동 유니트(10)는 하우징(20)에 고정 결합되는데 스프링(12)과 같은 탄성 수단에 의해 결합되는 것이 바람직하다.
발광 수단(30, 도 3 참조)은 상기 이동 유니트(10)의 전단에 결합하여 빛을 발광하는 기능을 수행한다. 발광 수단(30)은 도 3과 같이 구성될 수 있다. 도 3을 참조하면, 발광 수단(30)은 이동 유니트(10)의 축(11)의 전단에 부착 결합되는데, 발광 수단(30)과 이동 축(11) 사이에는 결합판(40)이 제공되어 이를 이용하여 서로 결합되는 것이 바람직하다. 도 3은 하나의 이동 유니트(10)에 결합된 형태를 나타내었으며, 도 3의 중심부에 도시된 결합판(40)들과 방사상으로 연결된 다른 결합판들 또한 다른 이동 유니트(10)의 이동 축(11)과 마찬가지 방식으로 결합될 수 있다. 결합판(40)은 스프링(41)과 같은 탄성 수단에 의해 서로 결합되는 것이 바람직하다.
발광 수단(30)은 결합판(40)을 통해 이동 축(11)의 전단에서 회전 가능하도록 하기 위해서 볼 베어링(미도시)에 의해 이동 축(11)과 결합하는 것이 바람직하다. 또한, 발광 수단(30)의 전단에는 발광 수단(30)을 전체적으로 덮도록 형성된 확산판(50)이 설치될 수 있다. 확산판(50)에 의하여 발광 수단(30)에 의해 발광되는 빛이 전방쪽으로 확산하도록 할 수 있다.
발광 수단(30)은 다양한 색상의 표현이 가능하도록 예컨대 LED 모듈등으로 구성되는 것이 바람직하다. 발광 수단(30)에 신호 및 전원을 공급하기 위한 배선은 이동 축(11)의 내부를 통해 컨트롤러와 연결된다.
하우징(20)은 이동 유니트(10)을 포함하는 전체적인 구조물을 결합하여 지지하기 위한 수단이다. 도 1에 나타낸 바와 같이 하우징(20)은 하나의 이동 유니트(10)를 수용하기 위한 단위 격자의 결합으로 구성될 수 있다. 하우징(20)은 이동 유니트(10)의 움직임의 최대 범위를 수용할 수 있을 정도의 크기를 갖는 것이 바람직하다. 도 1에서 하우징(20)은 제2 하우징(60)에 고정되어 경사진 형태로 구성되어 있으나 제2 하우징(60)은 제조 공정상의 편의를 위해서 제공되는 것으로서 실제 설치시에는 제2 하우징(60) 없이 하우징(20)을 직접 건물의 외벽에 부착하는 방식으로 사용할 수 있다. 물론, 건물의 구조에 따라 수평 방향 설치가 필요하거나 경사 방향 설치가 필요한 경우 제2 하우징(60)이나 기타 다른 형상의 보조적인 하우징을 사용할 수 있을 것이다.
컨트롤러(미도시)는 이동 유니트(10)들의 전체적인 동작과 발광 수단의 전체적인 동작을 제어하기 위한 수단으로서, 별도의 장치로 구성하거나 예컨대 프로세서와 메모리를 구비하는 컴퓨터로 구성할 수 있다. 컨트롤러는 각각의 이동 유니트(10)들의 동작 여부, 동작 순서 등에 대한 전체적인 시나리오에 따라 시간의 흐름에 따라 이동 유니트(10)들 각각의 동작 여부에 대한 신호를 전송하여 액츄에이터를 통해 이동 축(11)이 동작하도록 한다. 또한, 컨트롤러는 발광 수단의 전체적인 동작도 제어하는데 예컨대 발광 수단 각각의 온/오프 여부, 표현할 색상의 종류, 발광 시간 등과 같은 동작에 대한 전체적인 제어를 수행하게 된다.
본 발명에 의한 방법은 상기 컨트롤러에 이동 유니트(10)와 발광 수단(30)의 동작에 대한 제어 데이터를 생성할 때 대상물의 반응을 고려하여 인터랙티브한 방식으로 제어 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다. 이를 위하여, 구조물(100)은 대상물을 촬영하기 위한 카메라와 같은 촬영 수단(미도시)을 구비하며, 촬영 수단에 의하여 획득되는 대상물의 영상 데이터로부터 상기 제어 데이터를 생성하게 된다.
이하, 이러한 제어 데이터를 생성하는 방법 즉, 본 발명에 의하여 인터랙티브 방식으로 미디어 파사드를 구현하는 방법에 대하여 설명한다.
도 4는 도 1 내지 도 4와 같은 구조물(100)을 이용하여 본 발명에 의한 인터랙티브 방식으로 미디어 파사드를 구현하는 방법의 전체 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 우선 구조물(100)에 설치된 촬영 수단에 의하여 대상물을 연속적으로 촬영하면서 연속적으로 대상물의 영상 데이터로부터 추적할 추적 특징점을 결정한다(S100). 여기에서 대상물은 예컨대 사람이거나 자동차 등과 같은 물체일 수 있다. 대상물은 구조물(100)의 전방에 위치할 수도 있고 측방향에 위치할 수도 있다. 촬영 수단은 구조물(100)의 전방 즉, 구조물과 대향하는 방향에 위치하는 대상물을 촬영할 수 있도록 구조물(100)의 전방을 향하는 방향으로 적어도 하나 이상 배치될 수 있다. 또한, 측방향 또는 기타 방향에 위치하는 대상물을 촬영하기 위해서 적절한 방향으로 복수개 배치될 수도 있다.
촬영 수단은 대상물을 연속적으로 촬영하여 프레임 단위의 영상 데이터를 생성할 수 있으며, 프레임 단위의 영상 데이터로부터 프레임별로 추적할 특징점을 결정할 수 있다. 추적할 추적 특징점의 결정은 프레임 단위의 영상 데이터에 기초하여 이루어지는데 예컨대 에지(edge) 판별 등을 통한 종래의 방법을 사용할 수 있다. 특징점을 결정하는 방법 자체는 종래에 알려져 있는 방법을 사용할 수 있으며 본 발명과는 직접적인 관련은 없으므로 상세 설명은 생략한다.
다음으로, 프레임 단위의 영상 데이터로부터 추적할 추적 특징점이 결정되면, 상기 결정된 추적 특징점에 기초하여 대상물의 움직임 특징 데이터를 연속적으로 생성하게 된다(S110).
여기에서, 움직임 특징 데이터는 대상물이 움직이는 방향에 대한 방향 데이터와 대상물의 상대적 위치에 대한 깊이(depth) 데이터 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 즉, 대상물이 어느 방향으로 움직이는가를 추적 특징점에 의하여 파악한 후 대상물이 이동하는 방향에 대한 방향 데이터를 결정할 수 있다. 방향 데이터는 3차원 공간상에서 2차원의 (x,y) 좌표가 연속하는 형태로 구할 수 있다. 깊이 데이터는 대상물과 구조물(100)과의 거리와 같은 상대적인 위치를 고려하기 위한 것으로서, 대상물이 구조물(100)에 접근하는 방향인지 멀어지는 방향인지 등과 같은 데이터를 나타내기 위한 것이다. 깊이 데이터는 3차원 공간상에서 3차원의 (x,y,z) 좌표로 표현할 수 있다. 상기 방향 데이터와 깊이 데이터를 함께 고려하면 (x,y,z) 좌표값들의 집합으로 표현될 수도 있다.
여기에서, 대상물의 방향 데이터 및 깊이 데이터는 예컨대 옵티컬 플로우(optical flow) 방식과 같은 기술에 의하여 생성될 수 있다. 옵티컬 플로우 방식은 종래 기술에 의하여 알려져 있는 것이므로 이에 대한 상세 설명은 생략한다. 물론, 대상물의 움직임에 따른 방향 데이터 및 깊이 데이터를 결정하기 위한 다른 기타의 종래 기술을 사용할 수도 있음은 물론이다.
상기 방향 데이터는 이동 유니트(10)의 구동 순서를 결정하는데 주로 사용되고 깊이 데이터는 이동 유니트(10)가 특정 시점에서 동작할지의 여부에 대한 결정을 하는데 주로 사용될 수 있다.
이와 같이 움직임 특징 데이터가 생성되면, 이동 유니트(10)의 동작 및 발광 수단을 제어하기 위한 제어 데이터를 생성하게 된다(S120). 제어 데이터는 컨트롤로에 의해 이동 유니트(10) 및 발광 수단(30)으로 전달되어 이들의 동작 여부, 동작 순서, 동작 시점 등과 같은 전체적인 제어를 수행하기 위한 데이터로서, 이에 의하여 이동 유니트(10) 및 발광 수단(30)의 전체적인 동작이 이루어지게 된다.
제어 데이터가 생성되면, 컨트롤러는 상기 생성된 제어 데이터에 의해 이동 유니트(10)의 동작 및 발광 수단(30)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 전송하고 이동 유니트(10) 및 발광 수단(30)은 이에 따라 동작하게 된다(S130).
제어 데이터는 시간의 흐름에 따라 연속적으로 구성될 수 있다. 대상물의 움직임이 계속되는 동안 제어 데이터는 연속적으로 생성되므로, 컨트롤러는 특정 시점에서 동작해야할 이동 유니트(10)를 결정하고, 또한 특정 시점에서 동작해야 할 발광 수단(30)을 결정할 수 있다.
이와 같이 구성된 제어 데이터에 의하여 이동 유니트(10) 및 발광 수단(30)은 대상물의 움직임을 반영하여 구동될 수 있다. 예컨대, 대상물이 특정한 방향을 향하여 이동하는 경우 이동 유니트(10) 및 발광 수단(30)은 대상물의 이동 방향을 추종하도록 구동될 수 있다. 여기에서, 제어 데이터를 생성할 때 적절한 연산을 통하여 예컨대 대상물의 이동 방향과는 역방향으로 이동 유니트(10)와 발광 수단(30)이 구동되도록 할 수도 있음은 물론이다. 본 발명에 의한 구조물(100)에서 이동 유니트(10)는 앞뒤방향으로 이동하고 이들은 서로 결합판(40)을 통해 스프링(41)에 의해 연결되어 있으므로, 이들은 도 5와 같은 형태로 동작할 수 있다. 도 5는 특정 시점에서 이동 유니트(10) 중의 하나가 구동된 형태로서 발광 수단(30)의 전단에 설치된 확산판(50)의 움직인 형태를 나타낸 것이다. 도 5를 참조하면, 확산판(50)은 그 후단에 구비된 결합판(40)들이 스프링(41)에 의해 서로 결합되어 있으므로 하나의 이동 유니트(10)가 작동하더라도 그 인접하는 이동 유니트(10)들도 함께 작동하여 앞쪽 방향으로 조금씩 연속적으로 이동하게 된다. 이러한 구성에 의하여, 확산판(50)을 전방에서 바라볼 때 물결치듯 자연스럽게 연결되는 형태로 움직이는 형태를 제공할 수 있게 된다. 이러한 움직임과 함께 발광 수단(30)이 별도로 동작하게 되므로, 확산판(50)이 앞뒤로 움직이는 움직임과 함께 발광 여부 및 다양한 색상 표현이 가능하므로 풍성하고 다채로운 미디어 파사드를 제공할 수 있게 되고, 특히 본 발명에 의하면 대상물의 움직임을 반영하여 도 5와 같은 형태의 움직임이 연속적으로 발생하게 되므로 인터랙티브한 방식으로 사용자의 흥미를 유발하고 보다 다양한 표현을 가능하도록 미디어 파사드를 제공할 수 있게 된다.
이상에서, 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명은 첨부한 특허청구범위 및 도면 등의 전체적인 기재를 참조하여 해석되어야 할 것이며, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100...구조물,
10...이동 유니트,
20...하우징,
30...발광 수단,
40...결합판,
50...확산판.

Claims (4)

  1. 대상물을 촬영하는 촬영 수단; 적어도 하나 이상의 이동 유니트; 상기 이동 유니트의 전단에 결합하는 발광 수단; 상기 이동 유니트를 고정 장착하기 위한 하우징; 및 상기 이동 유니트의 동작과 발광 수단을 제어하는 컨트롤러를 구비하는 미디어 파사드를 구현하기 위한 구조물을 이용하여 인터랙티브 방식으로 미디어 파사드를 구현하는 방법에 있어서,
    상기 촬영 수단에 의하여 대상물을 연속적으로 촬영하여 촬영되는 대상물의 영상 데이터로부터 추적 특징점을 결정하는 제1 단계;
    상기 결정된 추적 특징점에 기초하여 대상물의 움직임 특징 데이터를 연속적으로 생성하는 제2 단계; 및
    상기 움직임 특징 데이터에 기초하여 상기 이동 유니트의 동작 및 발광 수단을 제어하기 위한 제어 데이터를 생성하는 제3 단계
    를 포함하며,
    상기 컨트롤러가 상기 생성된 제어 데이터에 의해 이동 유니트의 동작 및 발광 수단의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 전송하여 이동 유니트 및 발광 수단이 구동되는 것을 특징으로 하는 인터랙티브 미디어 파사드 구현 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 단계에 있어서, 상기 움직임 특징 데이터는 상기 대상물이 움직이는 방향에 대한 방향 데이터와 대상물의 상대적 위치에 대한 깊이 데이터 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 인터랙티브 미디어 파사드 구현 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 방향 데이터 및 깊이 데이터는 옵티컬 플로우(optical flow) 방식에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 하는 인터랙티브 미디어 파사드 구현 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이동 유니트는 상기 깊이 데이터에 기초하여 구동이 제어되는 것을 특징으로 하는 인터랙티브 미디어 파사드 구현 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101531220B1 (ko) * 2013-06-26 2015-06-25 한국전기연구원 분산 임베디드 네트워크 기반의 미디어 파사드 구현 시스템

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