KR20150087763A - 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템 및 제공 서비스 방법 - Google Patents

증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템 및 제공 서비스 방법 Download PDF

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Abstract

증강현실을 기반으로 한 교육콘텐츠를 제공함과 동시에 스토리에 기반하여 학습자 개개인의 액션을 수용하고, 그에 따라 교육콘텐츠의 상태를 변화시킴으로써, 하나의 교육콘텐츠에 대한 다수의 학습자들의 협업이 가능한 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템 및 제공 방법을 제공함에 있다.
이를 위해, 본 발명은 학습자 단말기로부터 전송받은 실사영상에 포함된 마커를 인식하여, 인식된 마커에 해당하는 교육콘텐츠를 상기 실사영상에 3차원 가상객체로 증강시켜 학습자 단말기로 전송하며, 학습자 단말기가 상기 교육콘텐츠에 따른 기 설정된 조건을 수행할 경우 상기 교육콘텐츠의 상태를 변화시키고, 동일한 교육콘텐츠를 제공받은 다른 학습자 단말기로 이를 공유시키는 콘텐츠 제공 서버 및 상기 교사 단말기 및 학습자 단말기로부터 제공받은 정보와 상기 콘텐츠 제공 서버에서 생성된 정보를 저장하는 데이터베이스 서버를 포함하여 구성된 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템을 제공한다.

Description

증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템 및 제공 서비스 방법{system and method for providing collaborative contents service based on augmented reality}
본 발명은 교육콘텐츠 제공 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 증강현실을 기반으로 하여 교육콘텐츠를 제공하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 들어 교육환경이 디지털 환경으로 빠른 속도로 변화하고 있다. 예를 들어 디지털 교과서가 보급되는가 하면, 여러 가지 멀티미디어 기기를 활용한 교육환경도 빠른 속도로 보급되고 있다. 더불어, 단순한 이차원 그림과 텍스트로 구성된 과거의 학습 방식에서 벗어나 다양한 멀티미디어 컨텐츠를 사용하는 학습 방식이 제안되고 있다. 하지만 이러한 멀티미디어 컨텐츠를 사용한 학습 방식도 일방적 학습 방식이기 때문에, 학습자에게 학습에 대한 흥미나 몰입을 이끌어 내는 데에는 한계를 가지고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 단순히 멀티미디어 컨텐츠를 사용하는 학습 방식에서 나아가 증강현실(Augmented Reality)을 이용한 학습 방식에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 증강현실은 사용자가 눈으로 보는 현실 세계에 가상 물체를 겹쳐서 보여주는 기술을 말한다. 현실 세계에 실시간으로 부가정보를 갖는 가상 세계를 합쳐 하나의 영상으로 보여주므로 혼합현실(Mixed Reality)이라고도 한다.
증강현실을 이용한 학습 방식은 학습자와 학습 컨텐츠 사이의 상호 작용이 가능한 교육환경을 제공한다. 증강현실을 이용한 학습 컨텐츠는 컴퓨터 그래픽으로 만들어진 가상객체와 우리가 살고 있는 현실세계가 합쳐진 학습컨텐츠로, 기존의 학습 자료보다 현실감이 있으며, 학습에 대한 흥미와 몰입을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
그러나, 현재의 증강현실을 이용한 학습 방식 또한 영상과 소리에 기반한 체험형 학습에 무게를 두었을 뿐 문제 해결을 위한 학습 전체의 스토리에 대한 고려가 없었으며, 단기적인 콘텐츠의 제어만을 목적으로 하여 협업적 학습환경이 불가능한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 증강현실을 기반으로 한 교육콘텐츠를 제공함과 동시에 스토리에 기반하여 학습자 개개인의 액션을 수용하고, 그에 따라 교육콘텐츠의 상태를 변화시킴으로써, 하나의 교육콘텐츠에 대한 다수의 학습자들의 협업이 가능한 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템 및 제공 방법을 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 발명의 실시예에 따른 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템은, 학습자 단말기로부터 전송받은 실사영상에 포함된 마커를 인식하여, 인식된 마커에 해당하는 교육콘텐츠를 상기 실사영상에 3차원 가상객체로 증강시켜 학습자 단말기로 전송하며, 학습자 단말기가 상기 교육콘텐츠에 따른 기 설정된 조건을 수행할 경우 상기 교육콘텐츠의 상태를 변화시키고, 동일한 교육콘텐츠를 제공받은 다른 학습자 단말기로 이를 공유시키는 콘텐츠 제공 서버 및 상기 교사 단말기 및 학습자 단말기로부터 제공받은 정보와 상기 콘텐츠 제공 서버에서 생성된 정보를 저장하는 데이터베이스 서버를 포함하여 구성된다.
이때, 기 설정된 조건은, 상기 교육콘텐츠에 따른 긍정, 부정 및 협업조건을 포함할 수 있으며, 상기 실사영상에 3차원 가상객체가 증강된 영상에는, 학습자 조작수단 영역이 포함될 수 있다.
상기 콘텐츠 제공 서버는, 교사 단말기의 요청에 따라 긍정, 부정 및 협업조건 첨부를 통한 시나리오에 기반한 증강현실 교육콘텐츠 저작툴을 제공할 수 있다.
상기 콘텐츠 제공 서버는, 증강현실에 기반한 교육콘텐츠를 설계 및 편집할 수 있는 서비스와, 교사간, 학습자간 또는 교사 및 학습자간의 커뮤니케이션을 수행할 수 있는 서비스를 웹브라우저 형식으로 제공하는 웹 서비스부, 교사 및 학습자 인증을 수행하는 고객 관리부, 교사의 요청에 따라 상기 웹 서비스부를 통해 콘텐츠를 생성 및 편집할 수 있는 증강현실 교육콘텐츠 저작툴을 제공하고, 상기 저작툴을 통해 생상된 교육콘텐츠를 AR마커에 대응되도록 저장하는 콘텐츠 생성부, 학습자 단말기로부터 전송받은 실사영상에서 AR마커를 추출하고, 상기 AR마커의 패턴에 상응하는 교육콘텐츠를 3차원 가상객체로 증강시키며, 상기 실사영상에 3차원 가상객체가 증강된 영상을 학습자 단말기로 전송하는 영상 제어부, 교육콘텐츠별로 기 설정된 조건을 학습자가 수행할 경우, 해당 교육콘텐츠의 상태를 변화시켜 해당 콘텐츠가 디스프레이된 학습자 단말기가 이를 반영할 수 있도록 제공하는 콘텐츠 제어부 및 다수의 교사 단말기 및 학습자 단말기와 유/무선 통신을 담당하기 위한 네트워크 인터페이스를 제공하는 통신부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 콘텐츠 생성부는, 교사 단말기로부터 상기 생성된 교육콘텐츠에 대한 학습자들의 사용권한을 입력받을 수 있다.
상기 영상 제어부는, 상기 실사영상에서 코드, 문자로 된 마커를 우선 검출하고, 이를 검출하지 못할 경우, 경계선 검출 알고리즘을 기초로 코너점을 검출하여 이미지로 구성된 마커를 검출할 수 있다. 또한, 상기 영상 제어부는, 교사 또는 학습자간에 커뮤니케이션을 수행할 수 있는 서비스 영역을 포함하여 학습자 단말기로 제공할 수 있다.
상기 데이터베이스 서버는, 교사 및 학습자의 고유정보가 저장된 고객정보 데이터베이스 및 AR마커에 대응된 교육콘텐츠가 저장된 콘텐츠정보 데이터베이스를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템이 학습자 단말기로부터 실사영상을 전송받는 단계, 전송받은 실사영상에서 AR마커를 추출하는 단계, 추출된 AR마커의 패턴에 상응하는 교육콘텐츠를 추출하여 3차원 가상객체로 증강시키는 단계, 상기 실사영상에 상기 3차원 가상객체가 증강된 영상을 학습자 단말기로 전송하는 단계, 학습자가 학습자 단말기를 통해 상기 교육콘텐츠에 대한 기 설정된 조건을 수행하는 경우, 해당 교육콘텐츠의 상태를 변화시키는 단계 및 상기 교육콘텐츠의 상태변화를 공유할 수 있도록 상기 교육콘텐츠가 디스플레이된 학습자 단말기로 전송하는 단계를 포함하여 구성되는 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 서비스 방법을 제공한다.
상기 AR마커를 추출하는 단계에서는, 상기 실사영상에서 코드, 문자로 된 마커를 우선 검출하고, 이를 검출하지 못할 경우, 경계선 검출 알고리즘을 기초로 코너점을 검출하여 이미지로 구성된 마커를 검출할 수 있다.
상기 실사영상에 상기 3차원 가상객체가 증강된 영상은, 학습자 조작수단 영역이 포함되어 있을 수 있다.
상기 실사영상에 상기 3차원 가상객체가 증강된 영상을 학습자 단말기로 전송하는 단계에서는, 교사 또는 학습자간에 커뮤니케이션을 수행할 수 있는 서비스 영역이 추가로 포함되어 전송될 수 있다.
상기 교육콘텐츠에 대한 기 설정된 조건을 수행하는 경우, 해당 교육콘텐츠의 상태를 변화시키는 단계에서는, 기 설정된 긍정, 부정 및 협업조건에 따라 교육콘텐츠의 상태를 변화시킬 수 있다.
본 발명에 따른 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템 및 제공 방법은, 증강현실을 이용하여 3차원 가상의 학습공간을 공유하고, 이를 통한 협업 학습 환경의 구축이 가능하다.
또한, 증강 현실 기반의 교육 시스템에 스토리텔링을 도입한 증강현실 콘텐츠를 제공함으로써, 기존의 실습 교육이 가지던 장점을 살리는 동시에 증강현실을 통해 체험형태의 학습이 이루어짐에 따라 학교에서 지출하는 과다한 수행평가 재료비 및 관리비용을 절감할 수 있게 되며, 교사의 수행평가 관리와 결과물 평가 관리에 소요되는 과중한 시간과 노력을 절감할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 콘텐츠 제공 시스템의 내부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 협업적 교육콘텐츠 제공 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템(200)은 유/무선 통신망을 통해 다수의 교사 단말기(10) 및 학습자 단말기(20)와 연결되고, 증강현실을 기반으로 한 교육콘텐츠를 제공함과 동시에 시나리오에 기반하여 학습자 개개인의 액션을 수용하고, 그에 따라 상기 교육콘텐츠의 상태를 변화시킴으로써 협업학습을 제공하는 콘텐츠 제공 서버(210) 및 상기 교사 단말기(10) 및 학습자 단말기(20)로부터 제공받은 정보와 상기 콘텐츠 제공 서버(210)에서 생성된 정보를 저장하는 데이터베이스 서버(250)를 포함하여 구성된다. 또한, 본 발명의 콘텐츠 제공 서버(210)는 긍정, 부정 및 협업조건 첨부를 통한 시나리오에 기반한 증강현실 교육콘텐츠 저작툴을 제공한다.
이에 따라, 본 발명의 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템(200)은 학습자 단말기(20)로부터 실사영상을 전송받아, 전송받은 실사영상에 포함된 문자, 코드, 사진, 영상 등의 AR마커를 인식하고, 인식된 AR마커에 해당하는 교육콘텐츠를 추출하여 상기 실사영상에 3차원 가상객체로 증강시켜 학습자 단말기(20)에 디스플레이 될 수 있도록 제공하되, 디스플레이된 교육콘텐츠에 대한 학습자의 액션을 수용하여 상기 교육콘텐츠의 상태를 변화시키고, 동일한 교육콘텐츠를 제공받은 다른 학습자 단말기로 이를 공유시킴으로써 협업학습을 가능하게 한다.
또한, 본 발명의 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템(200)은 긍정, 부정 및 협업조건 첨부를 통한 시나리오에 기반한 증강현실 교육콘텐츠 저작툴을 시스템에 접속된 교사 단말기(10)에 제공함으로써, 실시간으로 효율적이고 체계적인 증강현실 교육콘텐츠 및 수업안을 설계 및 편집할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 교사 단말기(10) 및 학습자 단말기(20)는 실사영상을 촬영하기 위한 카메라 및 디스플레이가 구비된 유/무선 인터넷 통신이 가능한 컴퓨터 장치로서, 데스크탑, 타블렛 PC, 노트북, 이동통신단말기, 스마트폰, PDA(Personal Digital assistant) 등을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 학습자 단말기와 교사 단말기가 구분되어 기재되어 있으나, 동일할 수도 있다.
도 2는 도 1에 도시된 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템의 내부 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템은 콘텐츠 제공 서버(210) 및 데이터베이스 서버(220)로 구성되며, 콘텐츠 제공 서버(210)는 웹 서비스부(211), 고객 관리부(212), 콘텐츠 생성부(213), 영상 제어부(214), 콘텐츠 제어부(215) 및 통신부(216)를 포함하여 구성되고, 데이터베이스 서버(220)는 고객정보 데이터베이스(222), 콘텐츠정보 데이터베이스(224)를 포함하여 구성된다.
웹 서비스부(211)는 유/무선 통신망을 통해 접속한 교사 단말기에게 증강현실에 기반한 교육콘텐츠를 설계 및 편집할 수 있는 서비스와, 교사간, 학습자간, 또는 교사 및 학습자간의 커뮤니케이션을 수행할 수 있는 서비스를 웹브라우저 형식으로 제공한다.
고객 관리부(212)는 교사 단말기 및 학습자 단말기의 신원을 확인하며, 협업적 교육콘텐츠 제공 서비스를 이용하고자 하는 교사 및 학습자의 고유정보를 고객정보 데이터베이스(222)에 저장 및 관리하기 위한 수단이다. 고객 관리부(212)는 새로운 교사 및 학습자가 접속하여 회원가입을 요청하는 경우, 고객정보 데이터베이스(222)에 신규 데이터베이스를 생성한다.
콘텐츠 생성부(213)는 교사 단말기의 요청에 따라 콘텐츠를 설계 및 편집할 수 있는 저작툴을 상기 웹 서비스부(211)를 통해 제공하며, 교사가 저작툴을 통해 생성한 교육콘텐츠를 교사가 등록한 AR마커에 대응되도록 전환하여 콘텐츠정보 데이터베이스(224)에 저장한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 저작툴은 긍정, 부정 및 협업조건 첨부를 통한 시나리오에 기반한 증강현실 교육콘텐츠 저작툴을 제공한다. 예를 들어, 화분 키우기라는 교육콘텐츠를 생성하고자 할 경우, 물, 햇빛, 거름을 줄 경우 난초의 자람 등의 긍정조건과, 3회이상 연속으로 물줄 경우 시듬, 하루 8시간 이상의 햇빛을 줄 경우 마름, 2회 이상 거름을 줄 경우 뿌리 썩음 등의 부정조건 및 반드시 3명 이상의 다른 학습자가 물을 돌아가면서 줄 것 등의 협업조건을 첨부함으로써 교사는 자동적으로 시나리오에 기반한 협업적 증강현실 교육콘텐츠를 생성할 수 있게 된다. 또한, 교사 단말기는 본인이 생성한 교육콘텐츠에 대한 사용권한을 고객정보 데이터베이스(222)에 등록되어 있는 학습자들 중에서 한정하여 설정함으로써, 그룹별 협업수업 또한 가능하다.
영상 제어부(214)는 학습자 단말기로부터 실사영상을 입력받아 상기 실사영상에서 AR마커를 추출하고, 상기 AR마커의 패턴에 상응하는 교육콘텐츠를 3차원 가상 객체로 증강시키며, 상기 실사영상에 3차원 가상객체가 증강된 영상을 학습자 단말기로 전송한다. 이때, 상기 실사영상에 3차원 가상객체가 증강된 영상에는 학습자 조작수단 영역이 포함되어, 검출된 조작수단의 움직임에 따라 상기 교육콘텐츠의 3차원 가상객체가 제어되며, 교사 또는 학습자간에 커뮤니케이션을 수행할 수 있는 서비스가 동시에 제공될 수도 있다.
또한, 영상제어부(214)는 상기 실사영상에서 코드, 문자로 된 마커를 우선 검출하고, 이를 검출하지 못할 경우, 경계선 검출 알고리즘을 기초로 코너점을 검출하여 상기 실사영상에서 이미지로 구성된 마커를 검출하는 것이 바람직하다.
콘텐츠 제어부(215)는 교육콘텐츠별로 기 설정된 조건을 학습자가 수행할 경우, 해당 교육콘텐츠의 상태를 변화시켜 해당 교육콘텐츠가 디스플레이 된 학습자 단말기가 이를 반영할 수 있도록 제공함과 동시에 콘텐츠정보 데이터베이스(224)에 저장된 해당 교육콘텐츠를 업데이트 시킨다. 이러한 기 설정된 조건은, 긍정, 부정 및 협업조건을 포함한다. 예를 들어, 화분 키우기라는 교육콘텐츠 일 경우, 화분에 물을 주는 경우 화분의 난초가 1cm씩 자라는 긍정조건, 3회이상 연속으로 물줄 경우 시드는 부정조건, 반드시 3명 이상의 다른 학습자가 물을 돌아가면서 줄 것 등의 협업조건이 사전에 설정되어 있으며, 학습자가 해당 교육콘텐츠에 물을 주는 액션을 수행할 경우, 긍정조건에 해당하면 화분의 난초가 1cm씩 자라는 상태변화를 제공하고, 부정조건에 해당하면 난초가 시드는 상태변화를 제공하며, 협업조건에 불만족할 경우 아무런 변화가 일어나지 않는 등의 상태변화를 제공함과 동시에 이를 다른 학습자가 공유할 수 있도록 제공함으로써 화분 키우기에 대한 협업적 수행평가가 가능해진다. 이에 따라, 본 발명은 하나의 교육콘텐츠에 대한 개개인의 액션을 수용하여 교육콘텐츠의 상태를 변화시킬 수 있게 되며, 동일한 교육콘텐츠를 제공받은 다른 학습자가 이를 공유함으로써 협업학습이 가능해진다.
통신부(215)는 다수의 교사 단말기 및 학습자 단말기와 유/무선 통신을 담당하기 위한 네트워크 인터페이스를 제공한다.
고객정보 데이터베이스(222)는 교사 및 학습자가 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템의 콘텐츠 제공 서버에 회원가입 시 입력한 교사 및 학습자의 고유정보를 저장하며, 콘텐츠정보 데이터베이스(224)는 AR마커에 대응된 교육콘텐츠가 저장된다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 시스템을 이용하여 본 발명의 일실시예에 따른 협업적 교육 콘텐츠 제공 서비스 방법에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 협업적 교육콘텐츠 제공 서비스 방법을 도시한 순서도이다.
먼저, 학습자가 학습자 단말기를 이용하여 협업적 교육콘텐츠 제공 서비스를 요청하는 경우, 학습자 단말기는 실사영상을 캡쳐하기 위한 카메라를 구동하여 협업적 교육콘텐츠 제공을 요청할 실사영상을 입력받는다(S312). 이때, 학습자 단말기는 실사영상의 촬영 위치와 자세를 측정하기 위해 별도로 구비된 GPS 수신기와 자이로 센서가 함께 구동될 수도 있다.
이어서 학습자 단말기는 실사영상을 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템으로 전송한다.(S314)
협업적 교육콘텐츠 제공 시스템의 콘텐츠 제공 서버는 학습자 단말기로부터 전송받은 실사영상에서 AR마커를 추출하고(S316), 상기 AR마커의 패턴에 상응하는 교육콘텐츠를 추출하여 3차원 가상객체로 증강시키며(S318), 상기 실사영상에 3차원 가상객체가 증강된 영상을 학습자 단말기로 전송한다(S320). 이때, 상기 실사영상에 가상객체가 증강된 영상에는 학습자 조작수단 영역이 포함되어, 검출된 조작수단의 움직임에 따라 상기 교육콘텐츠의 3차원 가상객체가 제어되며, 교사 또는 학습자간에 커뮤니케이션을 수행할 수 있는 서비스가 제공될 수도 있다.
또한, 콘텐츠 제공 서버는 상기 실사영상에서 코드, 문자로 된 마커를 우선 검출하고, 이를 검출하지 못할 경우, 경계선 검출 알고리즘을 기초로 코너점을 검출하여 상기 실사영상에서 이미지로 구성된 마커를 검출하는 것이 바람직하다.
이어서 콘텐츠 제공 서버는 학습자가 학습자 단말기를 통해 해당 교육콘텐츠에 대한 기 설정된 조건을 수행할 경우(S322), 해당 교육콘텐츠의 상태를 변화시켜(S324) 콘텐츠 데이터베이스에 저장된 해당 교육콘텐츠를 업데이트시키고(S326), 이와 동시에 해당 교육콘텐츠가 디스플레이 된 학습자 단말기가 이를 반영할 수 있도록 제공(S328)한다.
이러한 기 설정된 조건은, 긍정, 부정 및 협업조건을 포함한다. 예를 들어, 화분 키우기라는 교육콘텐츠 일 경우, 화분에 물을 주는 경우 화분의 난초가 1cm씩 자라는 긍정조건, 3회이상 연속으로 물줄 경우 시드는 부정조건, 반드시 3명 이상의 다른 학습자가 물을 돌아가면서 줄 것 등의 협업조건이 사전에 설정되어 있으며, 학습자가 해당 교육콘텐츠에 물을 주는 액션을 수행할 경우, 긍정조건에 해당하면 화분의 난초가 1cm씩 자라는 상태변화를 제공하고, 부정조건에 해당하면 난초가 시드는 상태변화를 제공하며, 협업조건에 불만족할 경우 아무런 변화가 일어나지 않는 등의 상태변화를 제공함과 동시에 이를 다른 학습자가 공유할 수 있도록 제공함으로써 화분 키우기에 대한 협업적 수행평가가 가능해진다.
이에 따라, 본 발명은 하나의 교육콘텐츠에 대한 개개인의 액션을 수용하여 교육콘텐츠의 상태를 변화시킬 수 있게 되며, 동일한 교육콘텐츠를 제공받은 다른 학습자가 이를 공유함으로써 협업학습이 가능해진다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.
10 : 교사 단말기 20 : 학습자 단말기
200 : 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템
210 : 콘텐츠 제공 서버 211 : 웹 서비스부
212 : 고객 관리부 213 : 콘텐츠 생성부
214 : 영상 제어부 215 : 콘텐츠 제어부
216 : 통신부 220 : 데이터베이스 서버
222 : 고객정보 데이터베이스 224 : 콘텐츠 정보 데이터베이스

Claims (14)

  1. 유/무선 통신망을 통해 다수의 교사 단말기 및 학습자 단말기와 연결된 교육콘텐츠 제공 시스템에 있어서,
    학습자 단말기로부터 전송받은 실사영상에 포함된 마커를 인식하여, 인식된 마커에 해당하는 교육콘텐츠를 상기 실사영상에 3차원 가상객체로 증강시켜 학습자 단말기로 전송하며, 학습자 단말기가 상기 교육콘텐츠에 따른 기 설정된 조건을 수행할 경우 상기 교육콘텐츠의 상태를 변화시키고, 동일한 교육콘텐츠를 제공받은 다른 학습자 단말기로 이를 공유시키는 콘텐츠 제공 서버; 및
    상기 교사 단말기 및 학습자 단말기로부터 제공받은 정보와 상기 콘텐츠 제공 서버에서 생성된 정보를 저장하는 데이터베이스 서버;
    를 포함하여 구성되는 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기 설정된 조건은,
    상기 교육콘텐츠에 따른 긍정, 부정 및 협업조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 실사영상에 3차원 가상객체가 증강된 영상에는,
    학습자 조작수단 영역이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 콘텐츠 제공 서버는,
    교사 단말기의 요청에 따라 긍정, 부정 및 협업조건 첨부를 통한 시나리오에 기반한 증강현실 교육콘텐츠 저작툴을 제공하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 콘텐츠 제공 서버는,
    증강현실에 기반한 교육콘텐츠를 설계 및 편집할 수 있는 서비스와, 교사간, 학습자간 또는 교사 및 학습자간의 커뮤니케이션을 수행할 수 있는 서비스를 웹브라우저 형식으로 제공하는 웹 서비스부;
    교사 및 학습자 인증을 수행하는 고객 관리부;
    교사의 요청에 따라 상기 웹 서비스부를 통해 콘텐츠를 생성 및 편집할 수 있는 증강현실 교육콘텐츠 저작툴을 제공하고, 상기 저작툴을 통해 생상된 교육콘텐츠를 AR마커에 대응되도록 저장하는 콘텐츠 생성부;
    학습자 단말기로부터 전송받은 실사영상에서 AR마커를 추출하고, 상기 AR마커의 패턴에 상응하는 교육콘텐츠를 3차원 가상객체로 증강시키며, 상기 실사영상에 3차원 가상객체가 증강된 영상을 학습자 단말기로 전송하는 영상 제어부;
    교육콘텐츠별로 기 설정된 조건을 학습자가 수행할 경우, 해당 교육콘텐츠의 상태를 변화시켜 해당 콘텐츠가 디스프레이된 학습자 단말기가 이를 반영할 수 있도록 제공하는 콘텐츠 제어부; 및
    다수의 교사 단말기 및 학습자 단말기와 유/무선 통신을 담당하기 위한 네트워크 인터페이스를 제공하는 통신부;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 콘텐츠 생성부는,
    교사 단말기로부터 상기 생성된 교육콘텐츠에 대한 학습자들의 사용권한을 입력받는 것을 특징으로 하는 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 영상 제어부는,
    상기 실사영상에서 코드, 문자로 된 마커를 우선 검출하고, 이를 검출하지 못할 경우, 경계선 검출 알고리즘을 기초로 코너점을 검출하여 이미지로 구성된 마커를 검출하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 영상 제어부는,
    교사 또는 학습자간에 커뮤니케이션을 수행할 수 있는 서비스 영역을 포함하여 학습자 단말기로 제공하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터베이스 서버는,
    교사 및 학습자의 고유정보가 저장된 고객정보 데이터베이스; 및
    AR마커에 대응된 교육콘텐츠가 저장된 콘텐츠정보 데이터베이스;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템.
  10. 다수의 학습자 단말기와 유/무선 통신을 통해 연결된 협업적 교육콘텐츠 제공 시스템을 이용한 협업적 교육콘텐츠 제공 서비스 방법에 있어서,
    협업적 교육콘텐츠 제공 시스템이 학습자 단말기로부터 실사영상을 전송받는 단계;
    전송받은 실사영상에서 AR마커를 추출하는 단계;
    추출된 AR마커의 패턴에 상응하는 교육콘텐츠를 추출하여 3차원 가상객체로 증강시키는 단계;
    상기 실사영상에 상기 3차원 가상객체가 증강된 영상을 학습자 단말기로 전송하는 단계;
    학습자가 학습자 단말기를 통해 상기 교육콘텐츠에 대한 기 설정된 조건을 수행하는 경우, 해당 교육콘텐츠의 상태를 변화시키는 단계; 및
    상기 교육콘텐츠의 상태변화를 공유할 수 있도록 상기 교육콘텐츠가 디스플레이된 학습자 단말기로 전송하는 단계;
    를 포함하여 구성되는 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 서비스 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 AR마커를 추출하는 단계에서는,
    상기 실사영상에서 코드, 문자로 된 마커를 우선 검출하고, 이를 검출하지 못할 경우, 경계선 검출 알고리즘을 기초로 코너점을 검출하여 이미지로 구성된 마커를 검출하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 서비스 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 실사영상에 상기 3차원 가상객체가 증강된 영상은,
    학습자 조작수단 영역이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 서비스 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 실사영상에 상기 3차원 가상객체가 증강된 영상을 학습자 단말기로 전송하는 단계에서는,
    교사 또는 학습자간에 커뮤니케이션을 수행할 수 있는 서비스 영역이 추가로 포함되어 전송되는 것을 특징으로 하는 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 서비스 방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 교육콘텐츠에 대한 기 설정된 조건을 수행하는 경우, 해당 교육콘텐츠의 상태를 변화시키는 단계에서는,
    기 설정된 긍정, 부정 및 협업조건에 따라 교육콘텐츠의 상태를 변화시키는 것을 특징으로 하는 증강현실을 기반으로 한 협업적 교육콘텐츠 제공 서비스 방법.
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