KR20150081950A - 부재 미니어처를 이용한 디지털 건축 문화재의 조립 체험 시스템 - Google Patents

부재 미니어처를 이용한 디지털 건축 문화재의 조립 체험 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 현실 체험과 가상 체험을 연결하는 기술에 관한 것으로서, 사용자가 현실공간에서 부재 미니어처를 이용하여 미니어처 문화재를 조립하고 그 결과를 가상공간의 디지털 문화재로 연결하여 다양한 체험을 제공하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 적어도 하나 이상의 부재 미니어처로 구성된 건축물 문화재 미니어처, 및 상기 적어도 하나 이상의 부재 미니어처를 촬영하는 카메라에 연결되며, 상기 카메라를 통해 촬영된 영상에서 상기 적어도 하나 이상의 부재 미니어처의 위치 또는 자세를 인식하여 상기 적어도 하나 이상의 부재 미니어처에 각각 대응하는 적어도 하나 이상의 디지털 부재를 상기 인식된 위치 또는 자세에 따라 디스플레이에 출력하고, 상기 건축물 문화재 미니어처에 상응하는 디지털 건축물 문화재에 대한 콘텐츠를 제공하는 시각화 및 콘텐츠 제공 장치를 포함하는 부재 미니어처를 이용한 디지털 건축 문화재의 조립 체험 시스템이 제공된다.

Description

부재 미니어처를 이용한 디지털 건축 문화재의 조립 체험 시스템{System for experience of assembling digital cultural assets by using miniature components}
본 발명은 현실 체험과 가상 체험을 연결하는 기술에 관한 것으로서, 사용자가 현실공간에서 부재 미니어처를 이용하여 미니어처 문화재를 조립하고 그 결과를 가상공간의 디지털 문화재로 연결하여 다양한 체험을 제공하는 시스템에 관한 것이다.
문화재는 그 자체로 하나의 상품이며, 콘텐츠 소재의 보고이다. 문화재에 대한 사람들의 많은 관심은 기술의 발전에 따라 자연스럽게 디지털 건축물 문화재로 이어지고 있다. 기존의 디지털 건축물 문화재는 홍보용 자료나 웹페이지 제작 등에 사용되는 사진, 이미지, 동영상의 형태로 제작되어 왔고 최근 CG 기술을 활용하여 3D 모델로 만들기 시작하고 있다. 그러나 3D로 만든 기존의 디지털 건축물 문화재는 실재 문화재의 구성을 무시하고 외형만을 만들어져 있어서 다양한 형태로 바꾸어 활용하기 곤란하며, 디지털 건축물 문화재 자체가 가상공간에 존재하여 현실체험에 제한을 받고 있다.
한국 등록특허번호 제10-1101778호 한국 등록특허번호 제10-0991233호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 최근 각광받는 체험 콘텐츠에 디지털 문화재를 적용하는 방법에 관한 것이다. 이를 위해 문화재를 구성하는 부재 단위로 제작된 디지털 문화재를 이용하여 사용자에게 디지털 문화재의 조립원리 등을 체험할 수 있도록 하는 것이다.
특히 디지털 문화재의 부재를 미니어처로 제작하고 콘텐츠에 활용하면, 디지털 문화재가 존재하는 가상 공간뿐 아니라, 실제 현실에서도 부재단위의 조립 체험이 가능하다. 이를 활용하여 본 발명은 사용자가 부재 미니어처를 이용하여 현실에서 문화재의 조립을 체험하고, 그 결과를 가상 공간에 존재하는 디지털 문화재로 연결시키는 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 적어도 하나 이상의 부재 미니어처로 구성된 건축물 문화재 미니어처, 및 상기 적어도 하나 이상의 부재 미니어처를 촬영하는 카메라에 연결되며, 상기 카메라를 통해 촬영된 영상에서 상기 적어도 하나 이상의 부재 미니어처의 위치 또는 자세를 인식하여 상기 적어도 하나 이상의 부재 미니어처에 각각 대응하는 적어도 하나 이상의 디지털 부재를 상기 인식된 위치 또는 자세에 따라 디스플레이에 출력하고, 상기 건축물 문화재 미니어처에 상응하는 디지털 건축물 문화재에 대한 콘텐츠를 제공하는 시각화 및 콘텐츠 제공 장치를 포함하는 부재 미니어처를 이용한 디지털 건축 문화재의 조립 체험 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면, 부재 단위로 디지털 문화재를 제공함으로써, 디지털 문화재가 다양한 분야에서 활용 가능하게 되었다.
또한, 현실에서도 직접 만져볼 수 있는 문화재 미니어처를 제공하여 체험감을 증대시켰고, 가상공간의 디지털 문화재와 현실의 문화재 미니어처를 쌍으로 준비하여, 현실에서 부재 미니어처를 이용한 미니어처 문화재 조립 체험 결과를 가상공간의 디지털 문화재로 연결할 수 있도록 하였다.
따라서 문화재의 구성 원리에 대한 보다 전문적인 정보를 제공할 수 있으며, 기존 디지털 문화재 콘텐츠가 제공하지 실제 체험감을 제공할 수 있다.
이하에서, 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명된다. 이해를 돕기 위해, 첨부된 전체 도면에 걸쳐, 동일한 구성 요소에는 동일한 도면 부호가 할당되었다. 첨부된 도면에 도시된 구성은 본 발명을 설명하기 위해 예시적으로 구현된 실시예에 불과하며, 본 발명의 범위를 이에 한정하기 위한 것은 아니다.
도 1은 부재 미니어처를 이용한 디지털 건축 문화재의 조립 체험 시스템을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 2는 부재 미니어처를 이용한 디지털 건축 문화재의 조립 체험 시스템의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 3은 부재 미니어처를 이용한 디지털 건축 문화재의 조립 체험 시스템을 이용하는 과정을 예시적으로 도시한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 부재 미니어처를 이용한 디지털 문화재의 조립 체험 시스템을 예시적으로 도시한 도면이다.
부재 미니어처를 이용한 디지털 문화재의 조립 체험 시스템은 사용자가 현실에서 부재 미니어처를 이용하여 미니어처 문화재를 조립 체험하고, 그 조립 결과를 가상공간의 디지털 문화재로 입력하여 다양한 체험을 제공하는 시스템에 관한 것이다. 이를 위해 하나의 건축물 문화재에 대해, 건축물 문화재를 구성하는 각각의 요소인 부재 별로 나누어, 현실에서 사용할 부재 미니어처와 가상공간에서 사용할 가상 모델인 디지털 건축물 문화재를 준비한다. 준비된 부재 미니어처와 디지털 건축물 문화재는 부재의 수와 크기, 모양 등에서 일치해야 한다. 여기서, 문화재는 다양한 종류와 형태를 갖고 있지만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 첨부된 도면의 건축물 문화재를 예를 들어 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 건축물 문화재 이외의 다른 종류 및/또는 형태의 문화재에도 적용이 가능함은 물론이다.
부재 미니어처를 이용한 디지털 문화재의 조립 체험 시스템은 적어도 하나 이상의 부재 미니어처(11, 12)로 구성된 건축물 문화재 미니어처(10), 적어도 하나 이상의 부재 미니어처(11, 12)에 대응하는 디지털 부재(21, 22)를 갖는 디지털 건축물 문화재(20), 디지털 건축물 문화재(20)를 처리하는 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30), 및 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)가 제공하는 체험학습 콘텐츠(35)로 구성된다. 건축물 문화재 미니어처(10)는 실제 건축물 문화재를 구성하는 부재들을 축소하여 제작되며, 디지털 건축물 문화재(20)는 실제 건축물 문화재 및 이를 구성하는 부재들을 3차원으로 구현한 영상이다.
건축물 문화재 미니어처(10)는 적어도 하나 이상의 부재 미니어처(11, 12)로 구성되며, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 건축물 문화재 미니어처(10)는 부재 미니어처(11, 12) 별로 조립 체험이 이루어질 수 있다. 조립 과정에는 아직 조립하지 않은 부재 미니어처(11)와 이미 조립한 부재 미니어처(12)가 있다.
사용자가 부재 미니어처(11, 12)를 조립하는 과정은 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)에 의해 디스플레이에 출력된다. 이를 위해, 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)는 부재 미니어처(11, 12)를 촬영하는 카메라 및 촬영된 영상이 출력되는 디스플레이를 포함한다. 여기서, 카메라에 의해 촬영된 영상이 그대로 디스플레이에 출력될 수도 있고, 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)에 의해 처리되어 부재 미니어처(11, 12)를 제외한 배경 등의 영상은 제거된 후 출력될 수도 있다. 한편, 디스플레이에는 체험학습 콘텐츠(35)가 더 출력될 수 있다. 여기서 체험학습 콘텐츠(35)는, 예를 들어, 완성된 형태의 디지털 건축물 문화재 또는 문화재 미니어처를 완성하기 위한 조립 방법 등일 수 있다.
도 2는 부재 미니어처를 이용한 디지털 건축 문화재의 조립 체험 시스템의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
부재 미니어처(11, 12)를 이용한 디지털 건축물 문화재(20)의 조립 체험 시스템은 작업공간(15)에 위치한 건축물 문화재 미니어처(10)를 구성하는 적어도 하나 이상의 부재 미니어처(11, 12), 작업공간(15)을 촬영하는 카메라(40), 카메라(40)에 의해 촬영된 영상을 처리하여 출력하는 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)을 포함한다.
건축물 문화재 미니어처(10)를 구성하는 적어도 하나 이상의 부재 미니어처(11, 12)는 위치 및/또는 자세를 측정하기 위한 수단을 구비할 수 있다. 여기서, 위치 및/또는 자세를 측정하기 위한 수단은 카메라(40)에 의해 촬영되어 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)에 의해 식별될 수 있는 수단으로서, 예를 들어, 1차원/2차원 바코드와 같은 마커일 수 있다. 위치 및/또는 자세를 측정하기 위한 수단은 부재 미니어처(11, 12) 상의 적어도 둘 이상의 지점에 위치될 수 있으며, 각 수단은 서로 다른 위치/자세를 나타낼 수 있다.
부재 미니어처(11, 12)의 조립 체험은 일정 공간을 작업공간(15)으로 지정하여 진행될 수 있다. 작업공간의 일측에는 카메라(40)가 위치하며, 카메라(40)는 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)에 연결되어 있다. 카메라(40)는 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)에 동영상을 제공한다. 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)는 동영상의 매 프레임을 영상 분석하여 작업 공간(15)상에서 각 부재 미니어처(11, 12)의 위치(location) 및 자세(posture)를 계산하고, 연속된 영상 프레임에서 부재 미니어처(11, 12)를 추적(tracking)할 수 있다. 카메라(40)에서 실시간으로 제공되는 영상의 매 프레임에서, 부재 미니어처(11, 12)의 추적결과는 디스플레이상의 가상공간의 디지털 건축물 문화재(20)에 실시간으로 반영되어, 조립 완료된 부재 미니어처(12)의 모양과 동일하게 가상공간에 디지털 부재(22)가 조립되어 있고, 현재 조립중인 미니어처 부재(11)의 움직임이 가상공간에서 디지털 부재(21)로서 반영되게 된다. 이 과정을 통해 부재 미니어처(11, 12)를 이용하여 조립된 건축물 문화재 미니어처(10)의 모양대로, 가상공간에서도 동일하게 디지털 건축물 문화재(20)가 디지털 부재(11, 12)로 조립되게 된다. 이로서 현실의 건축물 문화재 미니어처(10)가 가상공간의 디지털 건축물 문화재(20)로 입력되게 되므로, 이를 이용한 가상공간상의 체험 콘텐츠(35)를 제공할 수 있게 된다.
한편, 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)는 부재 미니어처(11, 12)의 위치 및/또는 자세를 마커 없이도 인식 및 계산할 수 있다. 예를 들어, 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)는 카메라(40)로부터 얻어진 영상에서 부재 미니어처(11, 12)의 형상을 인식하는 방식으로 부재 미니어처(11, 12)의 위치 및/또는 자세를 인식 및 계산할 수도 있다.
또한, 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)는 부재 미니어처(11, 12)의 위치 및/또는 자세를 인식 및 계산하기 위해 센서(미도시)를 이용할 수 있다. 예를 들어, 근거리 무선 통신이 가능한 복수의 RFID를 부재 미니어처(11, 12) 각각에 부착하고, 작업 공간에 위치한 복수의 리더를 통해 인식할 수도 있다. 이외에도 다양한 방법을 통해 부재 미니어처(11, 12)의 위치 및/또는 자세를 인식하고 계산할 수 있음은 물론이다.
도 3은 부재 미니어처를 이용한 디지털 건축 문화재의 조립 체험 시스템을 이용하는 과정을 예시적으로 도시한 흐름도이다.
시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)가 제공하는 체험학습 콘텐츠(35)는 다음과 같은 형태가 될 수 있다. 첫 번째 체험 콘텐츠는 앞서 설명한 부재 미니어처의 조립체험과정(100)이고, 두 번째 체험 콘텐츠는 조립체험과정의 결과로 얻어진 디지털 건축물 문화재의 조립결과를 입력으로 한 디지털 건축물 문화재를 시뮬레이션하는 체험과정(200)이다.
첫 번째 체험과정(100)은 사용자가 각 부재 미니어처(11, 12)를 움직여서 실재로 건축물 문화재 미니어처(10)를 조립하는 과정이다.
단계 110에서, 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)는 각 부재 미니어처(11, 12)에 부착된 마커를 인식한다.
단계 120에서, 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)는 마커를 통해 인식된 부재 미니어처(11, 12)가 움직이는 동안 부재 미니어처(11, 12)의 공간정보, 즉, 위치 및/또는 자세를 추적(120)한다.
단계 130에서, 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)는 사용자와의 상호작용에 따라 해당 미니어처 부재(11) 및 건축물 문화재에 대한 교육정보를 디스플레이를 통해 제공한다.
단계 140에서, 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)는 공간정보를 이용하여 실시간으로 디지털 문화재(20)에 반영하여 디지털 부재(21, 22)를 실시간으로 이동, 회전, 결합 등을 통해 사용자의 조립과정을 가시화한다. 가시화된 조립과정은 디스플레이를 통해 출력될 수 있다.
단계 110 내지 140은 첫 번째 체험과정(100)이 종료될 때까지 반복 수행될 수 있다.
두 번째 체험과정(200)은 완성된 디지털 건축물을 시뮬레이션하는 과정이다.
단계 210에서, 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)는 사용자가 완성한 건축물 문화재 미니어처(10)의 모양을 디지털건축물 문화재(20)에 동일하게 적용하고 이 데이터를 입력으로 사용자의 조립결과를 리뷰한다. 사용자 조립결과 리뷰의 일 예로서 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)는 사용자가 건축물 문화재 미니어처의 조립을 실수 없이 진행하였는지를 일차적으로 평가할 수 있으며, 그 결과에 따라 수정안을 제시할 수 있다.
단계 220에서, 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)는 사용자에게서 디지털 건축물 문화재의 시뮬레이션을 위한 입력을 추가로 받는다. 단계 230에서, 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)는 추가 입력을 이용하여 디지털 건축물 문화재의 시뮬레이션(230)을 제공한다. 디지털 건축물 문화재 시뮬레이션의 일 예로서 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)는 물리 시뮬레이션을 제공할 수 있다. 즉, 완성된 디지털 건축물 문화재(20)에 사용자가 디지털로 어떤 힘을 가할 때 문화재에 물리적으로 어떠한 영향이 있는가를 시뮬레이션할 수 있다.
단계 300에서, 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)는 시뮬레이션의 결과로서 문화재에 나타나는 결과를 사용자에게 제시하고 체험 콘텐츠를 마치게 된다.
도 3에서는 시뮬레이션의 일예로 물리 시뮬레이션을 설명하였으나, 이외에도 다양한 시뮬레이션을 적용할 수 있음은 물론이다.
또한 도 3에서 설명된 체험 콘텐츠(35)로서 제공되는 2가지 형태의 체험은 상호 연결되어 있지만, 제작되는 콘텐츠에 따라 항상 필수적으로 다 있어야 하는 것은 아니며, 콘텐츠의 구성상 각각의 일부 요소만을 가지고 활용될 수도 있다.
시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)는 상술한 콘텐츠를 실행하기 위한 하나 이상의 프로세서와 메모리를 구비한다. 추가적으로, 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)는 내장 또는 외장 저장장치를 포함할 수 있으며, 저장장치는 전기적, 자기적, 또는 광학적으로 정보를 기록 및 재생할 수 있다. 한편, 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)는 같은 시스템에 속한 다른 서버 또는 통신망을 통해 다른 시스템에 속한 서버와 통신할 수 있다. 도 3의 설명에서 각 단계 또는 작업을 처리하는 주체를 시각화 및 콘텐츠 제공 장치(30)로 표현하였지만, 실제로 모든 처리는 서버에 설치된 소프트웨어에 의한 명령을 수행하는 프로세서와 메모리에 의해 이루어질 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 건축물 문화재 미니어처
11, 12: 부재 미니어처
15: 작업공간
20: 디지털 문화재
21, 22: 디지털 부재
30: 시각화 및 콘텐츠 제공 장치
40: 카메라

Claims (1)

  1. 적어도 하나 이상의 부재 미니어처로 구성된 건축물 문화재 미니어처; 및
    상기 적어도 하나 이상의 부재 미니어처를 촬영하는 카메라에 연결되며, 상기 카메라를 통해 촬영된 영상에서 상기 적어도 하나 이상의 부재 미니어처의 위치 또는 자세를 인식하여 상기 적어도 하나 이상의 부재 미니어처에 각각 대응하는 적어도 하나 이상의 디지털 부재를 상기 인식된 위치 또는 자세에 따라 디스플레이에 출력하고, 상기 건축물 문화재 미니어처에 상응하는 디지털 건축물 문화재에 대한 콘텐츠를 제공하는 시각화 및 콘텐츠 제공 장치를 포함하는 부재 미니어처를 이용한 디지털 건축 문화재의 조립 체험 시스템.
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KR102622063B1 (ko) * 2022-12-06 2024-01-05 이민철 물리적인 건축 블록들을 기반으로 한 메타버스 플랫폼 상의 건축물 3d 모델링 구현 방법, 장치 및 시스템

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