KR20170015261A - 증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템 및 증강현실 교육 어플리케이션 - Google Patents

증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템 및 증강현실 교육 어플리케이션 Download PDF

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Abstract

본 발명은 증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템 및 증강 현실 교육 애플리케이션에 관한 것으로, 본 발명의 증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템은 쓰기 또는 지우기가 가능한 표면에 미리 인쇄된 복수의 고정 마커 및 표면에 탈부착 가능한 복수의 이동 마커를 포함하는 스마트 보드 및 스마트 보드에 인쇄된 복수의 고정 마커 및 스마트 보드에 부착된 복수의 이동 마커 중 적어도 하나 이상을 촬영하는 카메라부를 구비한 전자 장치를 포함하고, 전자 장치는 카메라부에 의해서 복수의 고정 마커 및 복수의 이동 마커 중 적어도 하나를 촬상하면, 촬상된 마커와 연관된 증강 현실 화면을 디스플레이하는 디스플레이부와 디스플레이부에 표시된 증강 현실 화면에 대한 사용자의 터치를 감지하면, 사용자의 터치에 따라 증강 현실 화면을 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는 사용자의 터치의 종류에 따라 기 정의된 효과를 반영하여 증강 현실 화면을 변경한다.

Description

증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템 및 증강현실 교육 어플리케이션{SMART BOARD SYSTEM USING AUGMENTED REALITY AND AUGMENTED REALITY EDUCATION APPLICATION}
본 발명은 증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템 및 증강현실 교육 애플리케이션에 관한 것으로, 보다 구체적으로 증강현실을 이용하여 사용자의 참여가 가능한 스마트 보드 시스템에 관한 것이다.
블랙/화이트 보드는(이하, 보드라 함) 메모 및 필기 가능한 칠판의 일종으로서 쓰기 및 지우기가 편리하여 일반 사무실이나 학교에서 많이 이용된다. 이러한 보드는 휴대가 가능한 크기에서부터 강의실에 벽에 설치하는 대형 크기까지 다양한 크기가 존재한다.
종래의 보드는 펜을 이용하여 글씨를 쓰거나 그림을 그리거나 스티커 등을 부착하여 학습할 수 있으나, 이러한 교육 방식으로는 학습효과가 떨어지는 문제점이 지적되고 있었다.
학습효과를 증대하기 위해서 전자 칠판 등의 기술이 제시되고 있지만, 전자 칠판은 스크린을 통하여 학습자에게 강의 교안을 보여주거나 학습자의 참여를 유도하는 방식이 가능하다. 하지만, 이러한 전자 칠판은 학습자가 주도하는 참여 방식이 아니라서 교육 효과가 높지 않다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 학습자가 보드를 통해 글씨를 쓰거나 그림을 그리거나 스티커 등을 붙이는 행위뿐만 아니라, 학습자가 전자 장치를 이용하여 기호, 숫자, 문자, 도형, 캐릭터, 심볼 등을 촬상하여 다양한 학습 콘텐츠를 증강현실로 학습자에게 제공하는 증강 현실을 이용한 스마트 보드 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서 안출된 본 발명의 증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템은 쓰기 또는 지우기가 가능한 표면에 미리 인쇄된 복수의 고정 마커 및 상기 표면에 탈부착 가능한 복수의 이동 마커를 포함하는 스마트 보드 및 상기 스마트 보드에 인쇄된 상기 복수의 고정 마커 및 상기 스마트 보드에 부착된 상기 복수의 이동 마커 중 적어도 하나 이상을 촬상하는 카메라부를 구비한 전자 장치를 포함하고, 상기 전자 장치는, 상기 카메라부에 의해서 상기 복수의 고정 마커 및 상기 복수의 이동 마커 중 적어도 하나를 촬상하면, 상기 촬상된 마커와 연관된 증강 현실 화면을 디스플레이하는 디스플레이부와 상기 디스플레이부에 표시된 증강 현실 화면에 대한 사용자의 터치를 감지하면, 상기 사용자의 터치에 따라 상기 증강 현실 화면을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 사용자의 터치의 종류에 따라 기 정의된 효과를 반영하여 상기 증강 현실 화면을 변경한다.
이 경우에, 상기 기 정의된 효과는 상기 증강 현실 화면에 포함된 애니메이션을 확대, 축소, 회전, 이동, 드래그 또는 이들의 조합 중 적어도 하나이다.
한편, 상기 전자 장치는 상기 카메라부에 의해서 상기 복수의 고정 마커 및 상기 복수의 이동 마커 중 적어도 2개 이상을 촬상하면, 상기 디스플레이부를 통해서 상기 촬상된 2개 이상의 마커와 연관된 혼합 증강 현실 화면을 디스플레이한다.
이 경우에, 상기 혼합 증강 현실 화면은 촬상된 제1 마커에 관련된 제1 증강 현실 화면과 촬상된 제2 마커에 관련된 제2 증강 현실 화면이 중첩되어 디스플레이된 화면이다.
이 경우에, 상기 혼합 증강 현실 화면은 2개 이상의 마커를 촬상하여 2개 이상의 증강 현실 화면이 중첩되어 디스플레이된다.
한편, 상기 전자 장치는 상기 복수의 고정 마커 및 상기 복수의 이동 마커를 식별하기 위한 식별 정보와 상기 복수의 고정 마커 및 상기 복수의 이동 마커에 대응하는 교육 콘텐츠를 저장하는 저장부를 더 포함한다.
한편, 상기 전자 장치는 상기 복수의 고정 마커 중 적어도 하나를 촬상하여 상기 디스플레이부에 증강 현실 화면을 디스플레이한 상태에서, 상기 디스플레이된 증강 현실 화면과 관련된 마커가 상기 카메라부에 의해서 촬상되지 않더라도, 상기 증강 현실 화면을 상기 디스플레이부에 연속적으로 디스플레이한다.
한편, 상기 전자 장치는 상기 복수의 이동 마커 중 적어도 하나를 쵤상하여 상기 디스플레이부에 증강 현실 화면을 디스플레이한 상태에서, 상기 디스플레이된 증강 현실 화면과 관련된 마커가 상기 카메라부에 의해서 촬상되지 않으면, 상기 증가 현실 화면을 종료한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 증강현실 교육 애플리케이션은, 쓰기 또는 지우기가 가능한 표면에 미리 인쇄된 복수의 고정 마커 및 상기 표면에 탈부착 가능한 복수의 이동 마커를 촬상하여 증강현실을 구동하는 전자 장치에서 실행되고, 상기 증강현실 교육 애플리케이션은, 상기 전자 장치에 구비된 카메라부에 의해서 상기 복수의 고정 마커 및 상기 복수의 이동 마커 중 적어도 하나를 촬상하는 단계, 촬상된 마커의 이미지 정보에 기초하여 상기 전자 장치의 저장부에 저장된 교육 콘텐츠를 검색하는 단계, 검색된 교육 콘텐츠를 증강 현실 화면으로 디스플레이하는 단계; 및 디스플레이된 증강 현실 화면에 대한 사용자의 터치가 감지되면, 상기 사용자의 터치의 종류에 따라 기 정의된 효과를 반영하여 상기 디스플레이된 증강 현실 화면을 변경하는 단계를 포함하고, 상기 기 정의된 효과는, 상기 증강 현실 화면에 포함된 애니메이션을 확대, 축소, 회전, 이동, 드래그 또는 이들의 조합 중 적어도 하나이다.
이 경우에, 상기 디스플레이하는 단계는, 상기 촬상하는 단계에서 상기 복수의 고정 마커 및 상기 복수의 이동 마커 중 적어도 2개 이상을 촬상하면, 상기 촬상된 2개 이상의 마커와 연관된 혼합 증강 현실 화면을 디스플레이한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 학습자가 보드를 통해 글씨를 쓰거나 그림을 그리거나 스티커 등을 붙이고, 상기 글씨, 그림, 스티커 등의 마커에 의해서 증강 현실 화면을 디스플레이하고, 디스플레이된 증강 현실 화면을 사용자의 조작에 따라 다양하게 제어할 수 있는 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템의 구성을 설명하는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 보드를 설명하는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치를 설명하는 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템의 동작을 설명하는 도면,
도 5는 도 4에 도시된 전자 장치에 디스플레이된 마커의 일 예를 설명하는 도면,
도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 사용자의 조작에 따른 증강 현실 화면의 변경을 설명하는 도면,
도 8 및 도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 사용자의 조작에 따른 증강 현실 화면의 변경을 설명하는 도면,
도 10은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 사용자의 조작에 따른 증강 현실 화면의 변경을 설명하는 도면,
도 11은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 사용자의 조작에 따른 증강 현실 화면의 변경을 설명하는 도면이다, 그리고,
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 증강현실 교육 애플리케이션의 동작 단계를 설명하는 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 다양한 실시 예를 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예에서 도면의 축적이나 비율은 예시적인 것에 불과하고, 실시 예에 따라 도면에 도시된 본 발명의 구성요소는 모양, 형태, 치수 또는 크기가 다르게 설계될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템의 구성을 설명하는 도면이다. 도 1을 참고하면, 증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템은 스마트 보드(100), 전자 장치(200) 및 서버(300)를 포함한다. 스마트 보드(100)는 쓰기 및 지우기가 가능한 표면을 갖는 화이트 보드(white board), 블랙 보드(black board) 또는 그 밖의 다양한 칠판 등을 모두 포함한다. 스마트 보드(100)는 그 주변부에 캐릭터 등이 미리 인쇄되거나 미리 인쇄된 캐릭터를 자석 등을 이용하여 탈부착할 수 있다. 또는 스마트 보드(100)에 쓰기 또는 지우기가 가능한 영역에 그림을 그리거나 필기를 하여 캐릭터 또는 마커를 생성할 수 있다. 스마트 보드(100)의 주변부에 인쇄된 캐릭터는 육상 동물, 수중 동물, 공중 동물, 공룡, 교통수단 등 다양한 교육 콘텐츠를 나타내는 심볼이다. 보다 구체적인 캐릭터의 특징은 이하 별도의 도면을 참고하여 설명한다.
전자 장치(200)는 카메라부(210), 디스플레이부(220), 제어부(230), 저장부(240)를 포함하는 전자 기기이다. 전자 장치(200)는 통신부(250)를 더 포함할 수 있다. 통신부(250)는 원격의 서버(300)와 표준화된 규약에 따라 통신할 수 있는 다양한 통신 모듈을 포함할 수 있다. 통신부(250)는 근거리의 기타 전자 기기 및 스마트 보드(100)와 통신할 수 있는 다양한 통신 모듈을 포함할 수 있다.
전자 장치(200)는 서버(300)로부터 증강현실 교육 애플리케이션을 다운로드 받을 수 있고, 다운로드된 애플리케이션을 저장부(240)에 저장하고, 애플리케이션을 독출(read)하여 구동시킬 수 있다. 전자 장치(200)의 보다 자세한 설명은 이하 별도의 도면을 참고하여 설명한다.
서버(300)는 전자 장치(200)와 통신할 수 있고, 다양한 종류의 증강현실 콘텐츠를 저장하고 있다. 서버(300)는 전자 장치(200)로부터 애플리케이션의 검색 요청을 받으면, 검색 요청된 애플리케이션을 검색하고, 검색된 결과를 전자 장치(200)로 전달한다. 서버(300)는 전자 장치(200)로부터 애플리케이션의 다운로드 요청을 받으면 해당 전자 장치(200)로 애플리케이션의 실행 파일 또는 데이터 파일을 전송한다.
서버(300)는 전자 장치(200)와 주기적 또는 비주기적으로 통신하여 전자 장치(200)에 설치된 애플리케이션의 버전 상태를 점검한다. 서버(300)는 전자 장치(200)에 설치된 애플리케이션의 버전이 최신이 아닐 경우 전자 장치(200)로 업그레이드 안내 정보를 전송한다.
<시스템의 구성>
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 보드를 설명하는 도면이다. 도 2를 참고하면, 스마트 보드(100)는 쓰기 또는 지우기가 가능한 표면(110)과 표면(110)의 일부에 미리 인쇄된 마커(130)를 포함한다.
스마트 보드(100)는 법랑 또는 스틸 또는 이들의 조합 등으로 이루어질 수 있다. 스마트 보드(100)는 쓰기 또는 지우기가 가능한 표면(110)에 글자, 숫자, 그림, 도표, 기호 등을 쓸 수 있고, 필요한 경우 이들을 자유롭게 지울 수 있다.
스마트 보드(100)는 표면(110)의 일부 영역에 다양한 종류의 마커를 포함한다. 마커는 고정 마커와 이동 마커로 구별되고, 고정 마커는 표면(110)에 미리 인쇄된 마커이고, 이동 마커는 표면(110)에 탈부착가능한 마커이다.
즉, 고정 마커는 다양한 종류의 육상 동물, 수상 동물, 날으는 동물, 식물, 교통수단, 악기, 운동 종목 등을 캐릭터, 숫자, 문자, 도형, 색 또는 이들의 조합된 형태로 인쇄한 심볼(symbol)이다. 고정 마커는 스마트 보드(100)의 소정 영역에 미리 인쇄되어 있으므로, 고정 마커의 위치를 이동시킬 수 없다.
이동 마커는 다양한 종류의 육상 동물, 수상 동물, 날으는 동물, 식물, 교통수단, 악기, 운동 종목 등을 캐릭터, 숫자, 문자, 도형, 색 또는 이들의 조합된 형태로 인쇄한 심볼이다. 이동 마커는 스마트 보드(100)의 표면(110)의 일부에 탈부착할 수 있으므로, 이동 마커를 자유롭게 이동시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치를 설명하는 도면이다. 도 3을 참고하면, 전자 장치(200)는 카메라부(210), 디스플레이부(220), 제어부(230), 저장부(240) 및 통신부(250)를 포함한다.
카메라부(210)는 제어부(230)의 제어에 따라 피사체를 촬상하여 전기적 신호인 이미지 파일로 변환하는 장치이다. 카메라부(210)는 정지 영상뿐만 아니라 동영상을 촬영할 수 있다.
디스플레이부(220)는 카메라부(210)에 의해서 촬상되는 피사체를 디스플레이하고, 이미 촬상된 이미지 파일을 디스플레이할 수 있다. 또한, 디스플레이부(220)는 카메라부(210)에 의해서 촬상된 이미지와 함께 증강현실 콘텐츠를 중첩하여 디스플레이할 수 있다. 디스플레이부(220)는 사용자의 터치를 감지할 수 있는 터치 패널을 포함하고, 사용자의 터치를 감지한 정보를 전기 신호로 변환하여 제어부(230)에 전달할 수 있다. 터치 패널은 정전 방식 또는 압력 방식 등으로 구현될 수 있고, 이 밖에 사용자의 움직임을 감지할 수 있는 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
또는 디스플레이부(220)의 주변에 부착된 광학 센서에 의해서 사용자의 터치가 없어도 사용자의 움직임을 감지할 수 있다. 광학 센서에 의한 사용자 움직임 감지는 본 발명을 이해하는데 반드시 필요한 내용이 아니므로 구체적인 설명을 생략한다.
제어부(230)는 전자 장치(200)의 다양한 기능을 제어한다. 제어부(230)는 전자 장치(200)의 운영시스템(Operating system) 관리, 각종 주변 기기 관리, 전원관리, 애플리케이션 관리, 애플리케이션 실행 등 다양한 제어 기능을 수행한다. 제어부(230)는 사용자의 제어 명령에 기초하여 전자 장치(200)의 각종 설정을 변경하거나 저장할 수 있다.
저장부(240)는 전자 장치(200)를 동작시키는 각종의 응용 프로그램, 데이터, 펌웨어, 애플리케이션을 저장한다. 저장부(240)는 카메라부(210)에 의해서 촬상된 이미지 데이터를 저장하고, 서버(300)로부터 다운로드된 증강현실 콘텐츠를 저장한다.
통신부(250)는 유무선 통신 모듈을 포함한다. 유선 통신 모듈로서 LAN(Local Area Network), USB 2.0, USB 3.0 등을 통한 유선 통신을 포함한다. 통신부(250)는 무선 통신 모듈로서 WiFi, 지그비, 적외선 통신, NFC, 블루투스 등 통한 무선 통신을 포함한다.
전자 장치(200)는 배터리(미도시) 및 각종의 센서(미도시)를 더 포함한다. 전자 장치(200)는 모바일 장치일 경우, 스마트폰, 태블릿, 스마트 안경, 스마트 워치 등 증강 현실을 디스플레이할 수 있는 각종의 장치로 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템의 동작을 설명하는 도면이다. 도 4를 참고하면, 전자 장치(200)를 이용하여 스마트 보드(100)의 고정 마커(130)를 촬상하면, 전자 장치(200)의 디스플레이부(220)에는 고정 마커(130)가 디스플레이된다. 전자 장치(200)는 카메라 촬영 모드에서 고정 마커(130)를 인식할 경우에 자동적으로 증강현실 교육 애플리케이션을 실행한다.
도 5는 도 4에 도시된 전자 장치에 디스플레이된 마커의 일 예를 설명하는 도면이다. 도 5를 참고하면, 스마트 보드(100)의 표면(110)의 일부에 인쇄된 복수의 고정 마커 중 하나를 촬상하면, 촬상된 고정 마커(130)의 이미지가 전자 장치(200)의 디스플레이부(220)에 디스플레이된다.
전자 장치(200)는 스마트 보드(100)에 인쇄된 마커 또는 부착된 마커를 촬상할 경우에, 관련 증강현실 콘텐츠를 디스플레이부(220)에 디스플레이한다. 보다 상세한 설명은 이하에서 실시 예에 따라 설명한다.
<제1 실시 예 : 고정 마커를 이용한 증강 현실 화면 >
앞서 설명한 방식처럼, 전자 장치(200)를 이용하여 스마트 보드(100)의 일 영역에 존재하는 마커를 촬상하면, 촬상된 마커에 의해서 증강현실 콘텐츠가 독출된다. 이하에서 증강현실 콘텐츠를 독출하는 제1 실시 예에 대해서 설명한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 사용자의 조작에 따른 증강 현실 화면의 변경을 설명하는 도면이다.
도 6을 참고하면, 전자 장치(200)의 디스플레이부(220)는 카메라 뷰(Camera view)인 상태에서, 스마트 보드(100)에 인쇄된 고정 마커(130-1)를 촬상하면, 디스플레이부(220)에는 고정 마커(130-1)가 디스플레이된다. 고정 마커(130-1)가 전자 장치(200)의 디스플레이부(220)에 표시되면 소정의 시간이 지난 뒤에 증강 현실 화면이 디스플레이된다. 증강 현실 화면은 고정 마커(130-1)에 중첩되게 애니메이션(AR-1)이 표시된다.
도 7에 도시된 바와 같이 디스플레이부(220)에 증강 현실 화면이 디스플레이된 상태에서 전자 장치(200)를 움직인다. 전자 장치(200)의 카메라부(210)는 고정 마커(130-1)를 더 이상 촬상하지 않고, 새로운 고정 마커(130-2)를 촬상하면 증강 현실 화면에서 종전의 애니메이션(AR-1)이 사라지고, 새로운 애니메이션(AR-2)이 디스플레이된다.
도 6 및 도 7에서 증강 현실 화면에 디스플레이되는 애니메이션은 사용자의 터치 입력에 따라 관련된 사운드를 출력할 수 있다. 예컨대, 애니메이션의 종류가 원숭이일 경우, 원숭이의 울음 소리 등을 출력한다. 또는 애니메이션의 종류가 사자일 경우, 사자의 울음 소리 등을 출력한다.
<제2 실시 예 : 이동 마커를 이용한 증강 현실 화면 >
앞선 설명은 스마트 보드(100)에 미리 인쇄된 고정 마커를 촬상하여 증강 현실 화면을 디스플레이하는 제1 실시 예를 설명하였고, 이하에서는 스마트 보드(100)에 탈부착가능한 이동 마커를 촬상하여 증강 현실 화면을 디스플레이하는 제2 실시 예를 설명한다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 사용자의 조작에 따른 증강 현실 화면의 변경을 설명하는 도면이다.
도 8을 참고하면, 전자 장치(200)의 디스플레이부(220)는 카메라 뷰(Camera view)인 상태에서, 스마트 보드(100)에 부착된 이동 마커(MC-1)를 촬상하면, 디스플레이부(220)에는 이동 마커(MC-1)가 디스플레이된다. 이동 마커(MC-1)가 전자 장치(200)의 디스플레이부(220)에 표시되면 소정의 시간이 지난 뒤에 증강 현실 화면이 디스플레이된다. 증강 현실 화면은 이동 마커(MC-1)에 중첩되게 애니메이션(AR-1)이 표시된다.
도 9에 도시된 바와 같이 디스플레이부(220)에 증강 현실 화면이 디스플레이된 상태에서 이동 마커(MC-1)를 이동한다. 전자 장치(200)의 카메라부(210)는 이동 마커(MC-1)를 더 이상 촬상하지 않게 되면, 증강 현실 화면에서 애니메이션(AR-1)이 사라진다.
도 8 및 도 9에서 증강 현실 화면에 디스플레이되는 애니메이션은 사용자의 터치 입력에 따라 관련된 사운드를 출력할 수 있다. 예컨대, 애니메이션의 종류가 원숭이일 경우, 원숭이의 울음 소리 등을 출력한다. 또는 애니메이션의 종류가 사자일 경우, 사자의 울음 소리 등을 출력한다.
<제3 실시 예 : 혼합 모드 증강 현실 화면 >
도 10은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 사용자의 조작에 따른 증강 현실 화면의 변경을 설명하는 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 전자 장치(200)의 디스플레이부(220)에 이동 마커(MC-1)가 디스플레이된다. 이동 마커(MC-1)는 "Monkey"라는 텍스트를 포함하고, 해당 텍스트 정보와 맵핑되어 있는 증강 현실 콘텐츠를 저장부(240)에서 독출한다.
독출된 증강 현실 콘텐츠(AR-1)는 이동 마커(MC-1)에 중첩되게 디스플레이된다. 전자 장치(200)를 이동시켜서 이동 마커(MC-1)의 표시 위치가 변경되더라도 애니메이션(AR-1)은 계속 디스플레이된다. 디스플레이부(220)에 새로운 이동 마커(MC-2)가 표시되고, 새로운 이동 마커(MC-2)가 식별되면, 식별된 이동 마커(MC-2)에 대응하는 증강 현실 콘텐츠를 저장부(240)로부터 독출하여 디스플레이부(220)에 디스플레이한다.
따라서, 전자 장치(200)의 디스플레이부(220)는 제1 애니메이션(AR-1)과 제2 애니메이션(AR-2)을 동시에 디스플레이한다.
<제4 실시 예 : 스토리 모드 증강 현실 화면 >
도 11은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 사용자의 조작에 따른 증강 현실 화면의 변경을 설명하는 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 스마트 보드(100)는 쓰기 및 지우기가 가능한 표면이 복수의 표면(110-1 내지 110-3)으로 분할되고, 복수의 표면(110-1 내지 110-3)에는 각각 미리 인쇄된 복수의 고정 마커(130-1 내지 130-3)가 존재한다. 그리고, 스마트 보드(100)에 인쇄되지 않았지만, 복수의 이동 마커(MC)가 존재한다.
복수의 이동 마커(MC) 중 하나(MC-1)를 복수의 표면(110-1 내지 110-3) 중 하나인 제1 표면(110-1)에 부착한다. 복수의 고정 마커(130-1 내지 130-3) 중 어느 하나를 촬상하면 해당 고정 마커(130-1)에 대응하는 증강 현실 화면이 실행되고, 이렇게 증강 현실 화면이 실행된 상태에서 제1 표면(110-1)에 부착된 이동 마커(MC-1)을 촬상하면, 비이커, 물 및 종이 등을 함께 조합한 증강 현실 화면이 디스플레이부(220)에 표시된다.
마찬가지 방식으로, 제2, 3 이동 마커를 제2 표면(110-2) 및 제3 표면(110-3)에 각각 부착하고, 제2 고정 마커(130-2) 및 제3 고정 마커(130-3)을 촬상하여 카테고리를 결정하고, 증강 현실 화면이 실행된 상태에서 제2, 3 이동 마커를 촬상하면 스토리 모드 증강 현실 화면이 디스플레이부(220)에 디스플레이된다.
이렇게 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 고정 마커에 의해서 증강 현실 화면의 카테고리를 결정하고, 이동 마커에 의해서 카테고리별로 다양한 스토리를 만들 수 있으므로, 학습자가 직관적으로 증강 현실 교육에 참여함으로써 교육 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
<증강 현실 교육 애플리케이션의 동작>
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 전자 장치(200)는 서버(300)로부터 증강 현실 교육 애플리케이션을 다운로드 받을 수 있고, 증강 현실 교육 애플리케이션이 설치된 전자 장치(200)는 상술한 일련의 증강 현실 화면을 디스플레이부(220)에 디스플레이할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 증강 현실 교육 애플리케이션의 동작 단계를 설명하는 도면이다. 도 12를 참고하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 증강현실 교육 애플리케이션은 고정 마커 및 이동 마커를 촬상하는 단계(S1210), 교육 콘텐츠를 검색하는 단계(S1220), 증강 현실 화면을 디스플레이하는 단계(S1230) 및 증강 현실 화면을 제어하는 단계(S1240)을 포함한다.
촬상하는 단계(S1210)에서는 복수의 고정 마커의 경우에는 복수의 고정 마커중 적어도 하나의 고정 마커를 촬상하여 하나의 고정 마커를 식별할 수 있다. 반면에, 복수의 이동 마커의 경우에는 하나 또는 2개 이상의 이동 마커를 동시에 촬상하여 복수의 이동 마커를 식별할 수 있다.
교육 콘텐츠를 검색하는 단계(S1220)에서는 촬상된 고정 마커 또는 이동 마커에 대응하는 교육 콘텐츠를 검색한다. 예컨대, 촬상된 고정 마커가 원숭이일 경우, 원숭이 이미지에 대응하여 저장된 증강 현실 교육 콘텐츠를 저장부(240)에서 검색한다. 저장부(240)에 미리 저장된 증강 현실 교육 콘텐츠가 없는 경우에는 서버(300)로부터 관련 증강 현실 교육 콘텐츠를 다운로드 받을 수 있다.
스토리 모드 증강 현실일 경우에는 고정 마커에 의해서 콘텐츠의 카테고리가 결정되고, 카테고리가 결정된 상태에서 이동 마커에 의해서 증강 현실 화면의 콘텐츠가 결정된다. 즉, 고정 마커는 "비이커"와 "물"을 포함하는 이미지이고, 이동 마커는 "종이"를 나타내는 텍스트 또는 이미지일 경우 사용자가 고정 마커(비이커+물)를 촬상하여 "비이커"와 "물"이 카테고리로 결정되고, 이동 마커(종이)를 촬상하여 해당 카테고리에 "종이"를 넣는 증강 현실 콘텐츠를 검색하여 독출한다.
고정 마커 이동 마커 증강 현실 콘텐츠
1 비이커 + 물 종이 종이가 물에 젖어서 흐물흐물해지는 증강 현실 화면
2 비이커 + 불 종이 종이가 불에 타서 연기와 불꽃을 발생하는 증강 현실 화면
3 비이커 + 얼음 종이 종이가 얼음에 의해서 얼어서 딱딱해지는 증강 현실 화면
상기 표 1과 같이 고정 마커에 의해서 카테고리가 결정되고, 고정 마커와 이동 마커의 조합에 의해서 증강 현실 콘텐츠를 저장부(240)로부터 검색하여 독출한다.
다른 실시 예로서 고정 마커는 "집 짓기"와 관련된 이미지이고, 이동 마커는 "나무", "줄자", 톱"을 나타내는 텍스트 또는 이미지일 경우 사용자가 고정 마커를 촬상하여 "집 짓기"의 스토리 모드를 결정하고, 이동 마커 중 적어도 하나 이상을 촬상하여 "집 짓기"의 증강 현실 스토리 모드에서 "나무", "줄자", "톱"에 관한 증강 현실 콘텐츠를 저장부(240)로부터 검색하여 독출한다.
고정 마커 이동 마커 증강 현실 콘텐츠
1 집 짓기 나무 나무가 집의 재료로 변화하는 내용의 증강 현실 화면
2 집 짓기 줄자 나무의 치수를 재는 내용의 증강 현실 화면
3 집 짓기 나무를 절단하는 내용의 증강 현실 화면
또는 고정 마커는 "색채 공부"와 관련된 이미지이고, 이동 마커는 "빨강", "파랑", "노랑" 등 색을 나타내는 이미지일 경우 사용자가 고정 마커를 촬상하여 "색채 공부"의 스토리 모드를 결정하고, 이동 마커 중 "빨강" 및 "파랑"을 촬상하면 "빨강"과 "파랑"을 혼합한 혼합색인 "보라색"과 관련된 증강 현실 콘텐츠를 저장부(240)에서 검색하여 독출하고, "빨강" 및 "노랑"을 촬상하면 "빨강"과 "노랑"을 혼합한 혼합색인 "주황색"과 관련된 증강 현실 콘텐츠를 저장부(240)에서 검색하여 독출하고, "파랑" 및 "노랑"을 촬상하면 "파랑" 과 "노랑"을 혼합한 혼합색인 "초록색"과 관련된 증강 현실 콘텐츠를 저장부(240)에서 검색하여 독출한다.
고정 마커 이동 마커 증강현실 콘텐츠
1 색채 공부 빨강 + 파랑 혼합색인 "보라색" 및 보라색을 나타내는 "포도" 애니메이션을 나타내는 증강 현실 화면
2 색채 공부 빨강 + 노랑 혼합색인 "주황색" 및 주황색을 나타내는 "오렌지" 애니메이션을 나타내는 증강 현실 화면
3 색채 공부 파랑 + 노랑 혼합색인 "초록색" 및 초록색을 나타내는 "풋사과" 애니메이션을 나타내는 증강 현실 화면
또 다른 실시 예로서 고정 마커는 "동화"와 관련된 이미지이고, 이동 마커는 동화에 나오는 주인공에 관한 이미지일 경우 사용자가 고정 마커인 "배경 1" 및 "물품 1"을 촬상하여 "배경 화면 1"과 관련된 동화의 스토리 모드를 결정하고, 이동 마커 중 "캐릭터 1"을 촬상하면 "배경 화면 1"에서 동작하는 "캐릭터 1"의 증강 현실 콘텐츠를 저장부(240)에서 검색하여 독출한다. 또한, 고정 마커인 "배경 1" 및 "물품 2"를 촬상하면 "배경 화면 2"와 관련된 동화의 스토리 모드를 결정하고, 이동 마커 중 "캐릭터 2"를 촬상하면 "배경 화면 2"에서 동작하는 "캐릭터 2"의 증강 현실 콘텐츠를 저장부(240)에서 검색하여 독출한다. 또한, 고정 마커인 "배경 2" 및 "물품 3"을 촬상하면 "배경 화면 3"과 관련된 동화의 스토리 모드를 결정하고, 이동 마커 중 "캐릭터 1" 및 "캐릭터 2"를 촬상하면 "배경 화면 3"에서 동작하는 "캐릭터 1" 및 "캐릭터 2"의 증강 현실 콘텐츠를 저장부(240)에서 검색하여 독출한다.
고정 마커 이동 마커 증강 현실 콘텐츠
1 배경 1 + 물품 1 캐릭터 1 배경 1 및 물품 1에 의해서 결정된 배경 화면 1에서 캐릭터 1의 관련 동작을 나타내는 증강 현실 화면
2 배경 1 + 물품 2 캐릭터 2 배경 1 및 물품 2에 의해서 결정된 배경 화면에서 캐릭터 2의 관련 동작을 나타내는 증강 현실 화면
3 배경 2 + 물품 3 캐릭터 1 + 캐릭터 2 배경 3 및 물품 3에 의해서 결정된 배경 화면에서 캐릭터 1과 캐릭터 2의 관련 동작을 나타내는 증강 현실 화면
또 다른 실시 예로서, 고정 마커는 "식물"과 관련된 이미지이고, 이동 마커는 식물의 생장에 영향을 주는 요소와 관련된 이미지일 경우 사용자가 고정 마커인 "식물 1"을 촬상하여 "식물 1"과 관련된 스토리 모드를 결정하고, 이동 마커 중 "물"을 촬상하면 "식물 1"에 "물"을 주는 증강 현실 콘텐츠를 저장부(240)에서 검색하여 독출한다.
이러한 상태에서, 이동 마커 중 "햇빛" 이미지를 촬상하면, "식물 1"에 "햇빛"을 비추는 증강 현실 콘텐츠를 저장부(240)에서 검색하여 독출한다. 그리고, 이강 현실 콘텐츠를 저장부(240)에서 검색하여 독출한다. 마지막으로, "물", "햇빛" 및 "온도"에 관한 이동 마커를 동시에 촬상하면 "식물 1"이 열매 또는 꽃으로 변화하는 증강 현실 콘텐츠를 저장부(240)에서 검색하여 독출한다.
고정 마커 이동 마커 증강 현실 콘텐츠
1 식물 1 식물 1에 물을 주는 증강 현실 화면
2 식물 1 물 + 햇빛 식물 1에 물을 주고, 햇빛을 비춰주는 증강 현실 화면
3 식물 1 물 + 햇빛 + 온도 식물 1에 물을 주고, 햇빛을 비춰주고 온도를 맞춰주면 열매 또는 꽃이 피는 증강 현실 화면
상술한 바와 같이, 고정 마커를 촬상하여 스토리 모드의 카테고리를 결정하고, 카테고리가 결정된 상태에서 이동 마커를 촬상하여 해당 스토리 모드에 매칭된 증강 현실 콘텐츠를 저장부(240)에서 검색하여 이를 독출한다. 이와 같이 본 발명의 증강 현실 콘텐츠의 독출 방식에 따르면, 사용자는 다양하게 고정 마커 및 이동 마커를 조합하여 촬상함으로써 다양한 종류의 증강 현실 콘텐츠를 저장부(240)에서 검색하여 독출할 수 있다.
증가 현실 화면을 디스플레이하는 단계(S1230)에서는 고정 마커 및 이동 마커에 의해서 결정된 증강 현실 콘텐츠를 저장부(240)에서 검색하고 독출하여 화면에 디스플레이한다. 디스플레이부(220)에 디스플레이된 증강 현실 화면은 애니메이션, 사진, 동영상, 사운드 등을 포함한다.
증강 현실 화면을 제어하는 단계(S1240)에서는 사용자가 디스플레이부(220)를 터치하여 애니메이션을 회전, 이동, 확대, 축소, 드래그 및 이들의 조합을 하여 애니메이션을 제어할 수 있다. 애니메이션의 제어는 애니메이션의 움직임, 크기, 색, 모양, 형태 등을 변경하는 제반 동작을 포함한다.
비록 본 발명의 예시적인 실시예 및 적용예가 도시되고 설명되었더라도, 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 많은 변화 및 수정이 가능하고, 이러한 변형은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있습니다. 따라서, 설명된 실시예는 예시적이지 제한적인 것이 아니며, 본 발명은 첨부된 상세한 설명에 의해서 제한되는 것이 아니지만 청구항의 기술적 범위 내에서 수정가능하다.
100 : 스마트 보드 110 : 쓰기 또는 지우기 가능한 표면
130 : 고정 마커 MC : 이동 마커
200 : 전자 장치 210 : 카메라부
220 : 디스플레이부 230 : 제어부
240 : 저장부 250 : 통신부

Claims (10)

  1. 쓰기 또는 지우기가 가능한 표면에 미리 인쇄된 복수의 고정 마커 및 상기 표면에 탈부착 가능한 복수의 이동 마커를 포함하는 스마트 보드; 및
    상기 스마트 보드에 인쇄된 상기 복수의 고정 마커 및 상기 스마트 보드에 부착된 상기 복수의 이동 마커 중 적어도 하나 이상을 촬상하는 카메라부를 구비한 전자 장치를 포함하고,
    상기 전자 장치는, 상기 카메라부에 의해서 상기 복수의 고정 마커 및 상기 복수의 이동 마커 중 적어도 하나를 촬상하면, 상기 촬상된 마커와 연관된 증강 현실 화면을 디스플레이하는 디스플레이부와 상기 디스플레이부에 표시된 증강 현실 화면에 대한 사용자의 터치를 감지하면, 상기 사용자의 터치에 따라 상기 증강 현실 화면을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 사용자의 터치의 종류에 따라 기 정의된 효과를 반영하여 상기 증강 현실 화면을 변경하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기 정의된 효과는, 상기 증강 현실 화면에 포함된 애니메이션을 확대, 축소, 회전, 이동, 드래그 또는 이들의 조합 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전자 장치는, 상기 카메라부에 의해서 상기 복수의 고정 마커 및 상기 복수의 이동 마커 중 적어도 2개 이상을 촬상하면, 상기 디스플레이부를 통해서 상기 촬상된 2개 이상의 마커와 연관된 혼합 증강 현실 화면을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 혼합 증강 현실 화면은, 촬상된 제1 마커에 관련된 제1 증강 현실 화면과 촬상된 제2 마커에 관련된 제2 증강 현실 화면이 중첩되어 디스플레이된 화면인 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 혼합 증강 현실 화면은, 2개 이상의 마커를 촬상하여 2개 이상의 증강 현실 화면이 중첩되어 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전자 장치는, 상기 복수의 고정 마커 및 상기 복수의 이동 마커를 식별하기 위한 식별 정보와 상기 복수의 고정 마커 및 상기 복수의 이동 마커에 대응하는 증강 현실 교육 콘텐츠를 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전자 장치는, 상기 복수의 고정 마커 중 적어도 하나를 촬상하여 상기 디스플레이부에 증강 현실 화면을 디스플레이한 상태에서, 상기 디스플레이된 증강 현실 화면과 관련된 마커가 상기 카메라부에 의해서 촬상하지 않더라도, 상기 증강 현실 화면을 상기 디스플레이부에 계속적으로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전자 장치는, 상기 복수의 이동 마커 중 적어도 하나를 쵤상하여 상기 디스플레이부에 증강 현실 화면을 디스플레이한 상태에서, 상기 디스플레이된 증강 현실 화면과 관련된 마커가 상기 카메라부에 의해서 촬상되지 않으면, 상기 증가 현실 화면을 종료하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 스마트 보드 시스템.
  9. 쓰기 또는 지우기가 가능한 표면에 미리 인쇄된 복수의 고정 마커 및 상기 표면에 탈부착 가능한 복수의 이동 마커를 촬상하여 증강현실을 구동하는 전자 장치에서 실행되는 증강현실 교육 애플리케이션에 있어서,
    상기 증강현실 교육 애플리케이션은,
    상기 전자 장치에 구비된 카메라부에 의해서 상기 복수의 고정 마커 및 상기 복수의 이동 마커 중 적어도 하나를 촬상하는 단계;
    촬상된 마커의 이미지 정보에 기초하여 상기 전자 장치의 저장부에 저장된 교육 콘텐츠를 검색하는 단계;
    검색된 교육 콘텐츠를 증강 현실 화면으로 디스플레이하는 단계; 및
    디스플레이된 증강 현실 화면에 대한 사용자의 터치가 감지되면, 상기 사용자의 터치의 종류에 따라 기 정의된 효과를 반영하여 상기 디스플레이된 증강 현실 화면을 변경하는 단계를 포함하고,
    상기 기 정의된 효과는, 상기 증강 현실 화면에 포함된 애니메이션을 확대, 축소, 회전, 이동, 드래그 또는 이들의 조합 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 증강현실 교육 애플리케이션.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 디스플레이하는 단계는, 상기 촬상하는 단계에서 상기 복수의 고정 마커 및 상기 복수의 이동 마커 중 적어도 2개 이상을 촬상하면, 상기 촬상된 2개 이상의 마커와 연관된 혼합 증강 현실 화면을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 증강현실 교육 애플리케이션.
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