KR20120069008A - 실감형 3차원 게임 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실감형 게임 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3차원 입체 영상 디스플레이 및 인터렉티브 사용자 인터페이스를 이용한 실감형 게임 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 실감형 3차원 게임 시스템은 테이블 타입의 수평형 3차원 영상과 수직형 영상을 디스플레이하는 3차원 디스플레이 모듈과 디스플레이된 상기 3차원 영상으로 진입하는 사용자의 손의 위치를 감시하는 공간 터치 인식 모듈과 상기 3차원 디스플레이 모듈과 상기 공간 터치 인식 모듈을 제어하는 인터렉션 컴퓨팅 모듈 및 상기 3차원 디스플레이 모듈에 의해 디스플레이된 입체 영상 정보와 상기 공간 터치 인식 모듈로부터 제공받은 공간 센싱 정보를 이용하여 게임 규정을 확인하는 게임 서버를 포함한다.

Description

실감형 3차원 게임 시스템{System for Realistic 3D Game}

본 발명은 실감형 게임 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3차원 입체 영상 디스플레이 및 인터렉티브 사용자 인터페이스를 이용한 실감형 게임 시스템에 관한 것이다.

3D 입체 영상은 인간이 두 눈으로 봄으로써 입체를 지각한다는 사실에 기초를 두고 있다. 3D 입체 영상은 2대의 카메라 또는 쌍둥이 렌즈가 부착된 카메라로 촬영하는데, 하나는 왼쪽 눈을, 다른 하나는 오른쪽 눈을 나타낸다. 이 두 렌즈는 사람의 두 눈의 간격만큼인 약 6.3㎝가 떨어져 있다. 여기서 얻어지는 영상은 2대의 동시 투사기에 의해 스크린에 투사된다. 사용자는 반드시 다른 색조를 띠었거나 편광된 안경을 끼어야만 왼쪽 눈과 오른쪽 눈의 영상들을 그 영상들이 나타내는 대로 볼 수 있다. 사용자는 영상들을 현실적으로는 따로따로 보지만 실제로는 이 2개의 약간 다른 영상들이 관객의 정신에 의해 융합되기 때문에 입체 형태로 지각하게 된다.

이와 같이 3D 영상은 복수 개의 카메라와 편광 안경을 이용하여 생성하거나, 편광 안경을 이용하지 않고 생성할 수 있다.

기존의 온라인 체스, 장기, 바둑 게임들은 온라인으로 멀리 떨어진 다른 사람들과 함께 플레이할 수 있다. 모니터 화면으로 게임판을 보며, 마우스나 키보드 같은 별도의 입력장치를 조작하여 게임을 플레이하였다. 하지만, 상대방의 아바타나 사진을 볼 수 있을 뿐 실시간 모습을 볼 수 없어 누군가와 함께 플레이하고 있다는 느낌이 크지 않았다.

도 1은 종래 온라인 체스 게임의 화면을 도시하고 있다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 종래 온라인 게임은 단조로운 플레이 화면을 제공한다.

체스, 장기, 바둑 등과 같은 게임은 고도의 심리전 또한 게임의 중요한 요소로 작용하기 때문에, 상대방을 보고, 눈치를 살피는 등 서로 교감하며 게임을 할 때 진짜 게임의 묘미를 느낄 수 있으나 기존의 게임 시스템상에서는 이러한 점이 부족하였다.

본 발명이 해결하려는 과제는 3차원 영상 시스템과 사용자 간의 교감이 이루어질 수 있는 인터렉티브 3차원 영상 시스템을 제안함에 있다.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는 심리적 요소를 반영하여 게임의 재미를 극대화하는 인터렉티브 3차원 영상 시스템을 제안함에 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 실시간으로 상대방의 모습을 보면서 손으로 게임 돌을 움직이는 듯한 느낌을 받는 실감형 3D 입체 게임 시스템을 제안함에 있다.

이를 위해 본 발명의 실감형 3차원 게임 시스템은 테이블 타입의 수평형 3차원 영상과 수직형 영상을 디스플레이하는 3차원 디스플레이 모듈과 디스플레이된 상기 3차원 영상으로 진입하는 사용자의 손의 위치를 감시하는 공간 터치 인식 모듈과 상기 3차원 디스플레이 모듈과 상기 공간 터치 인식 모듈을 제어하는 인터렉션 컴퓨팅 모듈 및 상기 3차원 디스플레이 모듈에 의해 디스플레이된 입체 영상 정보와 상기 공간 터치 인식 모듈로부터 제공받은 공간 센싱 정보를 이용하여 게임 규정을 확인하는 게임 서버를 포함한다.

이를 위해 본 발명의 실감형 3차원 게임 시스템은 테이블 타입의 수평형 3차원 영상과 수직형 영상을 디스플레이하는 3차원 디스플레이 모듈과 디스플레이된 상기 3차원 영상으로 진입하는 사용자의 손의 위치를 다수의 3차원 카메라를 이용하여 감시하는 공간 터치 인식 모듈과 상대방에게 제공할 영상을 획득하기 위해 상기 3차원 카메라를 이용하여 촬영한 영상을 상기 3차원 디스플레이 모듈에 의해 디스플레이되는 영상과 합성하는 입체 영상 구성 모듈과 디스플레이된 상기 3차원 영상으로 진입한 사용자의 손이 게임판의 게임 말이 위치하고 있는 지점으로 이동하면, 상기 손으로 촉감 정보를 제공하는 공간 촉감 자극 모듈과 상기 공간 터치 인식 모듈로부터 제공받은 터치 정보와 상기 입체 영상 구성 모듈로부터 제공받은 영상을 게임 서버로 제공하며, 상기 3차원 디스플레이 모듈로 3차원 영상과 상기 공간 촉감 자극 모듈로 촉감 정보를 제공하는 인터렉션 컴퓨팅 모듈 및 상기 인터렉션 컴퓨팅 모듈로부터 제공받은 상기 터치 정보와 3차원 영상 정보를 이용하여 게임 규정을 확인하는 게임 서버를 포함한다.

본 발명에 따른 인터렉티브 3D 시스템을 이용하여 3D e-shopping, 3D Education, 3D Entertainment, 3D Game 등 다양한 가정형 3D 분야에 활용할 수 있다.

특히 본 발명에 따른 실감형 게임 시스템은 상대방의 모습을 게임을 진행함으로써 피상적인 인간관계를 탈피할 수 있으며, 물리적 환경에서 게임을 진행하는 것 같은 느낌을 통해 디지털 환경에서 아날로그적 감성과 재미를 느낄 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래 온라인 체스 게임의 화면을 도시하고 있으며,
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 실감형 3D 입체 게임 시스템의 구성을 도시하고 있으며,
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 수직형 디스플레이 모듈에 의해 디스플레이되는 수평형 이미지와 수직형 디스플레이 모듈에 의해 디스플레이되는 수직형 이미지를 나타내고 있다.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

최근 각국에서 동작인식 기능을 이용한 기술을 개발하고 있으나, 인터렉티브(Interactive) 3D 관련 핵심원천기술은 아직 개발 초기 단계이다. 인터렉티브 3D 관련 핵심원천기술은 자유시각 3D, TOF(Time of Flight) 3D 센서기술, 비접촉식 공간촉감기술, 상황적(Contextual) 3D 오브젝트 프로세싱 기술 등이 포함된다.

즉, IT 기술의 발달과 더불어 대중의 3D 기술에 대한 관심과 시장성이 갈수록 증가하는 추세이며, 새로운 신산업으로 3D 융합산업이 떠오르고 있다. 또한, 3D 관련 시장이 전시관이나 체험관 또는 영화관 등에서 대중을 상대로 하는 특수 분야의 시장에서 제한적으로 적용되어 왔으나, 3D 인터랙션 기능이 융합되면서 일반 개인이 사용할 수 있는 정보가전기기 시장으로 기능이 확대되어 대형 산업을 일으킬 것이다.

인터렉티브 3D 기술은 홈 네트워크 정보가전 산업의 새로운 비즈모델을 창출하는 역할을 할 것으로 기대된다. 또한, 3D 영상에 인터렉티브 UI 기술을 접목할 경우 직관적이고 조작이 쉬워 조작 자체에서 현실감과 흥미를 느끼고, 이로 인해 디지털 기기에서 아날로그 감성을 느낄 수 있게 된다.

이에 본 발명은 실감형 3D 입체 게임 시스템을 제안한다. 실감형 3D 입체 게임 시스템은 체스, 바둑, 장기 등의 게임을 실제로 다른 사람과 마주보고 플레이하고 있는 것 같은 느낌을 가질 수 있다. 게임판이 테이블형 3D 디스플레이를 통해 입체적으로 보인다. 사용자는 실제 물체를 만지듯이 게임 말을 만지는 느낌을 받으며, 물리적으로 게임 말을 옮기고 있는 듯한 영상과 느낌을 받을 수 있다. 즉, 본 발명의 실감형 3D 입체 게임 시스템은 상대방의 모습과 게임 말을 옮기는 모습을 입체 영상으로 표현하여 실제 상대가 바로 앞에 있는 것 같은 느낌을 가질 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 실감형 3D 입체 게임 시스템의 구성을 도시하고 있다. 이하 도 2를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 실감형 3D 입체 게임 시스템의 구성에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

도 2에 의하면 실감형 게임 시스템은 3D 디스플레이 모듈(210), 입체 영상 구성 모듈(220), 공간 터치 인식 모듈(230), 공간 촉감 자극 모듈(240), 인터렉션 컴퓨팅 모듈(250), 게임 서버(260)를 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 실감형 게임 시스템에 포함될 수 있음은 자명하다.

사용자는 3D 디스플레이 모듈(210)에 의해 디스플레이된 3D 영상을 인지한다. 3D 디스플레이 모듈(210)은 상대방의 모습을 입체감 있게 표현하는 수직형 3D 디스플레이 모듈과 게임판과 게임판을 조작하는 모습을 표현하는 수평형 3D 디스플레이 모듈을 포함한다.

수평형 3D 디스플레이는 벽에 걸려있는 일반적인 디스플레이가 아니라 테이블 형태의 자유 시각 3D 디스플레이다. 즉, 테이블에 수평으로 존재하는 가상의 3D 오브젝트를 테이블 위에 실제로 존재하는 것처럼 디스플레이함으로써 사용자들에게 게임판과 게임판을 조작하는 느낌을 전달할 수 있다.

본 발명은 3D 디스플레이 모듈(210)에 부가하여 플래쉬 홀로그램(Flash Hologram) 디스플레이 기능을 구현하는 플래쉬 홀로그램 디스플레이 모듈을 포함할 수 있다. 플래쉬 홀로그램 디스플레이 모듈은 테이블 타입 인터렉티브 3D 시스템에서 메인이 되는 3D 디스플레이 모듈(210)과 동시에 사용될 수 있으며, 부분적으로 완벽한 다시점 3D 오브젝트를 표현하는 기능을 수행한다.

일반적으로 홀로그램은 홀로그래피에 의해 생성된 3차원 사진을 의미하며, 필름이나 감광 건판 등 기록 매체에 레이저 광 등 빛의 간섭 패턴을 기록한 것이다. 홀로그래피 방식은 피사체로부터의 빛과 간섭성이 있는 참조광을 겹쳐서 얻어지는 간섭신호를 기록하고 이를 재생하는 원리를 이용하는 것으로, 입체감 있는 영상을 구현하는 이상적인 디스플레이 방식이다. 홀로그램은 어떤 대상 물체의 3차원 입체상을 재생한다.

본 발명과 관련하여 플래쉬 홀로그램 디스플레이 모듈은 평면 위에 게임판이 실재하는 것처럼 보이게 하고, 3D 디스플레이 모듈(210)을 통해 상대방의 상반신 화면이 떠 있는 것처럼 보이게 한다. 또한, 3D 디스플레이 모듈(210)은 상대방이 게임판을 조작할 때의 손동작 및 조작중인 게임 말도 함께 입체 영상으로 표현하여 상대방이 실제 눈앞에 있는 것 같은 가상의 현실감을 받을 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 수직형 디스플레이 모듈에 의해 디스플레이되는 수평형 이미지와 수직형 디스플레이 모듈에 의해 디스플레이되는 수직형 이미지를 나타내고 있다.

수직형 디스플레이 모듈은 게임 상대방의 모습을 디스플레이하며, 수평형 디스플레이 모듈은 게임판과 게임판을 조작하는 모습을 디스플레이한다. 도 3(a)에 의하면, 사용자는 깊이 카메라를 이용하여 입체 영상으로 보이는 게임판의 말을 실제 손으로 집어서 옮기는 것처럼 게임을 즐길 수 있다. 도 3(b)에 의하면, 게임 상대방은 사용자가 게임판의 말을 들어서 옮기는 것 같은 영상을 홀로그램으로 확인할 수 있다.

이와 같은 본 발명은 실시간으로 상대방의 모습을 보면서 손으로 게임 말을 움직이는 영상을 제공함으로써 게임의 재미를 높일 수 있게 된다.

입체 영상 구성 모듈(220)은 상대방에게 보여줄 사용자의 모습을 구성하기 위한 모듈이다. 다수의 깊이 카메라를 이용하여 사용자의 정면 반신 및 게임판을 조작하는 팔을 다각도에서 촬영하여 실시간 3D 입체 이미지를 구성한다.

공간 터치 인식 모듈(230)은 사용자가 3D 디스플레이에 의해 디스플레이된 영상의 터치 여부를 인식한다. 즉, 공간 터치 인식 모듈(230)은 사용자의 행동이나 손동작을 인식하여 3D 오브젝트와 연동하기 위한 고정밀 3D 공간 감지 기능을 구현한다. 공간 터치 인식 모듈(230)의 일예로 고해상도의 TOF 방식의 3D 깊이(Depth) 센서 모듈이 포함된다. 3D 깊이 센서 모듈은 조명에 의한 간섭이 강하며, 실시간으로 공간을 해석하여 인터렉션할 수 있다는 장점이 있다.

부가하여 설명하면, 3D 깊이 센서 모듈은 전면부를 구성하고 적외선 펄스 출력부와 적외선 펄스 수신부를 포함한다. 적외선 펄스 출력부는 3D 깊이 센서 모듈의 전면부로부터 적외선 펄스를 출력하며, 적외선 펄스 입력부는 적외선 펄스 출력부에서 출력된 적외선 펄스 중 사물에 반사되어 되돌아오는 적외선 펄스를 수신한다. 3D 깊이 센서 모듈은 적외선 펄스 출력된 적외선 펄스가 사물에 의해 반사되어 되돌아오는 시간을 측정한다. 측정된 시간을 이용하여 3D 깊이 센서 모듈은 사물까지의 거리를 산출한다.

이를 통해 사용자가 현재 어떤 게임을 조작하는지 감지하고, 사용자의 동작에 따라 게임 말이 실제 물리적으로 움직이는 것처럼 보이기 위한 정보를 얻어낼 수 있다.

공간 촉감 자극 모듈(240)은 인터렉티브 3D 시스템에서 사용자가 3D 디스플레이 모듈(210)에 의해 디스플레이된 영상을 터치한 경우, 터치 여부를 사용자에게 제공한다. 공간 촉감 자극 모듈(240)은 인터렉티브 3D 미들웨어에서 처리된 3D 디스플레이 출력 정보와 더불어 가상의 3D 오브젝트 컨텍스트에 설정된 촉감을 사용자에게 피드백하여 자극한다. 사용자는 시각적인 3D 자극 외에 촉각적인 자극을 인지함으로써 실감나는 영상을 제공받을 수 있게 된다. 촉각적인 자극은 초음파 자극 또는 제트공기 자극을 이용할 수 있다. 즉, 초음파를 집중시켜 압력을 제공하는 초음파 자극이나 일반적인 제트 압축 공기로 압력을 제공하는 제트 공기 자극으로 사용자에게 촉각적인 자극을 제공할 수 있다.

인터렉션 컴퓨팅 모듈(250)은 공간 터치 인식 모듈(230)에서 전달된 3D 공간의 센싱 정보를 입력받고, 3D 공간의 가상 오브젝트 위치 및 컨텍스트(context) 정보를 처리하여 사용자에게 3D 디스플레이 및 촉감자극 인터페이스로 피드백시켜 주는 미들웨어 역할을 수행한다. 인터렉션 컴퓨팅 모듈(250)은 시스템에 연결된 고성능 스토리지에 저장된 3D 미디어 데이터 및 게임 서버 데이터베이스의 인터렉션 데이터를 엑세스하여 처리할 수 있다.

게임 서버(260)는 사용자측에서 구성한 입체영상 정보와 공간 센싱 정보를 이용하여, 게임 말을 게임 규정에 어긋나지 않게 움직였는지 확인하고, 승패를 결정한다. 입체영상 데이터 및 공간 센싱 정보는 상대방에게 전송한다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

210: 3D 디스플레이 모듈 220: 입체 영상 구성 모듈
230: 공간 터치 인식 모듈 240: 공간 촉감 자극 모듈
250: 인터렉션 컴퓨팅 모듈 260: 게임 서버

Claims (7)

1. 테이블 타입의 수평형 3차원 영상과 수직형 영상을 디스플레이하는 3차원 디스플레이 모듈;
   디스플레이된 상기 3차원 영상으로 진입하는 사용자의 손의 위치를 감시하는 공간 터치 인식 모듈;
   상기 3차원 디스플레이 모듈과 상기 공간 터치 인식 모듈을 제어하는 인터렉션 컴퓨팅 모듈;
   상기 3차원 디스플레이 모듈에 의해 디스플레이된 입체 영상 정보와 상기 공간 터치 인식 모듈로부터 제공받은 공간 센싱 정보를 이용하여 게임 규정을 확인하는 게임 서버를 포함함을 특징으로 하는 실감형 3차원 게임 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 공간 터치 인식 모듈은,
   출력한 적외선 펄스가 사물에 의해 반사되어 돌아오는 시간을 이용하여 사용자의 손가락 위치를 촬영하는 3차원 카메라를 포함함을 특징으로 하는 실감형 3차원 게임 시스템.
   
3. 제 2항에 있어서, 디스플레이된 상기 3차원 영상으로 진입한 사용자의 손이 게임판의 게임 말이 위치하고 있는 지점으로 이동하면, 상기 손으로 촉감 정보를 제공하는 공간 촉감 자극 모듈을 포함함을 특징으로 하는 실감형 3차원 게임 시스템.
   
4. 제 3항에 있어서, 상기 공간 촉감 자극 모듈은,
   초음파를 집중시켜 압력을 제공하는 초음파 자극 모듈, 제트 압축 공기로 압력을 제공하는 제트공기 자극 모듈 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 실감형 3차원 게임 시스템.
   
5. 제 4항에 있어서, 상대방에게 제공할 영상을 획득하기 위해 다수의 3차원 카메라를 이용하여 촬영한 영상을 상기 3차원 디스플레이 모듈에 의해 디스플레이되는 영상과 합성하는 입체 영상 구성 모듈을 포함함을 특징으로 하는 실감형 3차원 게임 시스템.
   
6. 제 1항에 있어서, 상기 3차원 디스플레이 모듈은,
   상대방의 영상을 제공하는 수직형 디스플레이 모듈;
   게임판과 상기 게임판을 조작하는 영상을 제공하는 수평형 디스플레이 모듈을 포함함을 특징으로 하는 실감형 3차원 게임 시스템.
   
7. 테이블 타입의 수평형 3차원 영상과 수직형 영상을 디스플레이하는 3차원 디스플레이 모듈;
   디스플레이된 상기 3차원 영상으로 진입하는 사용자의 손의 위치를 다수의 3차원 카메라를 이용하여 감시하는 공간 터치 인식 모듈;
   상대방에게 제공할 영상을 획득하기 위해 상기 3차원 카메라를 이용하여 촬영한 영상을 상기 3차원 디스플레이 모듈에 의해 디스플레이되는 영상과 합성하는 입체 영상 구성 모듈;
   디스플레이된 상기 3차원 영상으로 진입한 사용자의 손이 게임판의 게임 말이 위치하고 있는 지점으로 이동하면, 상기 손으로 촉감 정보를 제공하는 공간 촉감 자극 모듈;
   상기 공간 터치 인식 모듈로부터 제공받은 터치 정보와 상기 입체 영상 구성 모듈로부터 제공받은 영상을 게임 서버로 제공하며, 상기 3차원 디스플레이 모듈로 3차원 영상과 상기 공간 촉감 자극 모듈로 촉감 정보를 제공하는 인터렉션 컴퓨팅 모듈;
   상기 인터렉션 컴퓨팅 모듈로부터 제공받은 상기 터치 정보와 3차원 영상 정보를 이용하여 게임 규정을 확인하는 게임 서버를 포함함을 특징으로 하는 실감형 3차원 게임 시스템.

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