KR20180058285A

KR20180058285A - 가상현실 콘텐츠를 이용하여 저항장치의 움직임의 난이도를 조절할 수 있는 가상현실 체험시스템과 이를 이용한 서비스 제공방법

Info

Publication number: KR20180058285A
Application number: KR1020160156894A
Authority: KR
Inventors: 조성호; 김화성
Original assignee: 주식회사 스튜디오매크로그래프
Priority date: 2016-11-23
Filing date: 2016-11-23
Publication date: 2018-06-01

Abstract

가상현실 체험 시스템이 개시된다. 상기 가상현실 체험 시스템은 사용자의 움직임에 따라 움직이는 액추에이터의 움직임에 관련된 사용자 이동 정보를 생성하고, 제어 신호에 기초하여 상기 액추에이터에 연결된 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 가상현실 체험장치와, 제1콘텐츠를 실행하고, 상기 사용자 이동 정보에 기초하여 상기 제1콘텐츠를 제2콘텐츠로 변경하고, 변경된 제2콘텐츠의 제1메타데이터를 추출하고, 추출된 제1메타데이터에 기초하여 생성된 제1제어 신호를 상기 제어 신호로서 상기 가상현실 체험장치로 전송하는 콘텐츠 실행장치를 포함한다.

Description

가상현실 콘텐츠를 이용하여 저항장치의 움직임의 난이도를 조절할 수 있는 가상현실 체험시스템과 이를 이용한 서비스 제공방법{VIRTUAL REALITY EXPERIENCE SYSTEM FOR ADJUSTING DIFFICULTY LEVEL OF MOVEMENT OF RESISTANCE DEVICE USING VIRTUAL REALITY CONTENTS AND METHOD FOR PROVIDING SERVICE USING SAME}

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 가상현실 체험시스템에 관한 것으로서, 특히 액추에이터를 사용하는 사용자의 이동정보 및/또는 콘텐츠의 메타데이터에 기초하여 가상현실 체험시스템의 저항장치의 움직임의 저항 (또는 난이도)를 자동으로 조절할 수 있는 가상현실 체험시스템과 이를 이용하여 가상현실 체험 서비스를 제공하는 방법에 관한 것이다.

가상현실(virtual reality)은 컴퓨터 등을 사용한 인공적인 기술로 만들어낸 실제와 유사하지만 실제가 아닌 어떤 특정한 환경이나 상황 혹은 그 기술을 의미한다.

엑서 게임(exergame) 운동 기구는 사용자의 실제 움직임을 게임에 반영하여 게임적 흥미 요소와 운동 효과를 가미한 운동 기구를 의미한다. 가상현실 기술이 발전함에 따라 상기 가상현실과 운동기구를 접목시킨 엑서 게임 운동 기구들이 널리 보급된다.

오늘날 현대인에게 건강관리와 몸매 관리에 대한 관심이 증가되고 있으나, 바쁜 현대인들은 시간적, 및/또는 공간적 제약으로 인해 실내 스포츠를 선호한다. 실내 스포츠를 즐기는 사람의 증가에 따라 실내에서도 운동 효과를 증대시킬 수 있는 실내 운동기구들이 다양하게 개발되고 보급된다.

특허문헌 1: 등록특허공보 10-1307664 특허문헌 2: 등록특허공보 10-1461202

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 액추에이터(actuator)의 움직임에 따라 생성된 사용자의 이동정보에 기초하여, 실행중인 콘텐츠(contents)로부터 메타데이터(metadata)를 추출하고, 추출된 메타데이터에 기초하여 상기 액추에이터에 연결된 저항장치의 움직임의 난이도를 조절함으로써, 상기 사용자가 직접 조절기를 누르지 않고도 상기 저항장치의 움직임의 난이도를 자동으로 조절할 수 있는 가상현실 체험시스템과 이를 이용하여 가상현실 체험 서비스를 제공하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적인 과제는, 가상현실 체험장치와 콘텐츠 실행장치와의 연결을 자동으로 검출하고, 검출의 결과에 따라 저항장치의 움직임의 난이도를 수동으로 조절할 것인지 자동으로 조절할 것인지를 스스로 결정할 수 있는 가상현실 체험시스템과 이를 이용하여 가상현실 체험 서비스를 제공하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 가상현실 체험 시스템은 사용자의 움직임에 따라 움직이는 액추에이터의 움직임에 관련된 사용자 이동 정보를 생성하고, 제어 신호에 기초하여 상기 액추에이터에 연결된 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 가상현실 체험장치와, 제1콘텐츠를 실행하고, 상기 사용자 이동 정보에 기초하여 상기 제1콘텐츠를 제2콘텐츠로 변경하고, 변경된 제2콘텐츠의 제1메타데이터를 추출하고, 추출된 제1메타데이터에 기초하여 생성된 제1제어 신호를 상기 제어 신호 로서 상기 가상현실 체험장치로 전송하는 콘텐츠 실행장치를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 가상현실 체험 시스템은 가상현실 체험장치와 상기 가상현실 체험장치의 작동을 제어하는 콘텐츠 실행장치를 포함하고, 상기 가상현실 체험장치는, 저항 장치와, 저항 조절 신호에 기초하여 상기 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 저항 조절기와, 저항값에 기초하여 상기 저항 조절 신호를 생성하는 저항 조절 제어기와, 상기 가상현실 체험장치를 사용하는 사용자의 움직임에 따라 상기 저항 장치를 움직이는 액추에이터와, 상기 액추에이터의 움직임에 따라 움직이는 상기 저항 장치의 움직임을 검출하고 검출 신호를 생성하는 검출기와, 상기 검출 신호에 기초하여 상기 사용자의 움직임을 나타내는 사용자 이동 정보를 생성하고, 제어 신호에 기초하여 상기 저항값을 생성하는 컨트롤러와, 상기 사용자 이동 정보를 상기 콘텐츠 실행장치로 전송하고, 상기 콘텐츠 실행장치로부터 전송된 상기 제어 신호를 상기 컨트롤러로 전송하는 인터페이스를 포함하고, 상기 콘텐츠 실행장치는, 상기 사용자 이동 정보에 기초하여 상기 콘텐츠 실행장치에서 실행되는 콘텐츠를 변경하고, 변경된 콘텐츠의 메타데이터에 기초하여 상기 제어 신호를 생성하고, 상기 제어 신호를 상기 인터페이스로 전송한다.

본 발명의 실시 예에 따른 가상현실 체험 시스템은 가상현실 체험장치와 상기 가상현실 체험장치의 작동을 제어하는 콘텐츠 실행장치를 포함하고, 상기 가상현실 체험장치는, 저항 장치와, 저항 조절 신호에 기초하여 상기 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 저항 조절기와, 상기 가상현실 체험장치를 사용하는 사용자의 움직임에 따라 상기 저항 장치를 움직이는 액추에이터와, 상기 액추에이터의 움직임에 따라 움직이는 상기 저항 장치의 움직임을 검출하여 검출 신호를 생성하고, 상기 검출 신호에 기초하여 상기 사용자의 움직임을 나타내는 사용자 이동 정보를 생성하고, 상기 사용자 이동 정보를 상기 콘텐츠 실행장치로 전송하고, 상기 콘텐츠 실행장치로부터 전송된 제어 신호에 기초하여 상기 저항 조절 신호를 생성하는 제1컨트롤러를 포함하고, 상기 콘텐츠 실행장치는, 상기 사용자 이동 정보를 수신하는 제1인터페이스와, 콘텐츠 플레이어와, 상기 제1인터페이스로부터 전송된 상기 사용자 이동 정보에 기초하여 상기 콘텐츠 플레이어에서 실행되는 콘텐츠를 변경하고, 변경된 제1콘텐츠의 제1메타 데이터에 기초하여 제1제어 신호를 생성하고, 상기 제1제어 신호를 상기 제어 신호로서 상기 제1인터페이스를 통해 상기 가상현실 체험장치 로 전송하는 제2컨트롤러와, 상기 콘텐츠와 상기 제1콘텐츠에 해당하는 영상 신호를 헤드 마운티드 디스플레이로 전송하고, 상기 헤드 마운티드 디스플레이로부터 헤드 트래킹 신호를 수신하는 제2인터페이스를 포함하고, 상기 제2컨트롤러는, 상기 헤드 트래킹 신호에 기초하여 상기 제1콘텐츠를 제2콘텐츠 변경하고, 변경된 제2콘텐츠의 제2메타데이터에 기초하여 제2제어 신호를 생성하고, 상기 제2제어 신호를 상기 제어 신호로서 상기 제1인터페이스를 통해 상기 가상현실 체험장치로 전송한다.

본 발명의 실시 예에 따른 가상현실 체험 시스템은 가상현실 체험장치와 상기 가상현실 체험장치의 작동을 제어하는 콘텐츠 실행장치를 포함하고, 상기 가상현실 체험장치는, 저항 장치와, 저항 조절 신호에 기초하여 상기 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 저항 조절기와, 상기 가상현실 체험장치를 사용하는 사용자의 움직임에 따라 상기 저항 장치를 움직이는 액추에이터와, 상기 액추에이터의 움직임에 따라 움직이는 상기 저항 장치의 움직임을 검출하여 검출 신호를 생성하고, 상기 검출 신호에 기초하여 상기 사용자의 움직임을 나타내는 사용자 이동 정보를 생성하고, 상기 사용자 이동 정보를 상기 콘텐츠 실행장치로 전송하고, 상기 콘텐츠 실행장치로부터 전송된 제어 신호에 기초하여 상기 저항 조절 신호를 생성하는 제1컨트롤러를 포함하고, 상기 콘텐츠 실행장치는, 상기 사용자 이동 정보를 수신하는 인터페이스와, 콘텐츠를 실행하는 콘텐츠 플레이어와, 상기 인터페이스로부터 전송된 상기 사용자 이동 정보에 기초하여 상기 콘텐츠 플레이어에서 실행되는 상기 콘텐츠를 변경하고, 변경된 콘텐츠의 제1메타 데이터에 기초하여 생성된 상기 제어 신호를 상기 인터페이스를 통해 상기 가상현실 체험장치로 전송하는 제2컨트롤러를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 가상현실 체험 장치와 상기 가상현실 체험 장치의 작동을 제어하는 콘텐츠 실행장치를 이용하여 가상현실 체험 서비스를 제공하는 방법에 있어서, 상기 가상현실 체험 장치가, 사용자의 움직임에 따라 움직이는 저항 장치의 움직임을 검출하여 검출 신호를 생성하는 단계와, 상기 가상현실 체험 장치가, 상기 검출 신호에 기초하여 상기 사용자의 움직임을 나타내는 사용자 이동 정보를 생성하는 단계와, 상기 가상현실 체험 장치가, 상기 사용자 이동 정보를 상기 콘텐츠 실행장치로 전송하는 단계와, 상기 콘텐츠 실행장치가, 상기 가상현실 체험 장치로부터 출력된 상기 사용자 이동 정보에 기초하여 상기 콘텐츠 플레이어에서 실행되는 콘텐츠를 변경하는 단계와, 상기 콘텐츠 실행장치가, 변경된 콘텐츠의 메타데이터에 기초하여 제어 신호를 생성하고 상기 제어 신호를 상기 가상현실 체험 장치로 전송하는 단계와, 상기 가상현실 체험 장치가, 상기 제어 신호에 기초하여 저항 조절 신호를 생성하는 단계와, 상기 가상현실 체험 장치가, 상기 저항 조절 신호에 기초하여 상기 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 가상현실 체험 시스템과 이를 이용하여 가상현실 체험 서비스를 제공하는 방법은, 액추에이터의 움직임에 관련된 사용자의 이동 정보에 기초하여 현재 실행중인 콘텐츠로부터 메타데이터를 추출하고, 추출된 메타데이터에 기초하여 상기 액추에이터에 연결된 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절함으로써, 상기 사용자가 직접 조절기를 누르지 않고도 상기 저항 장치의 움직임의 난이도를 자동으로 조절할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 상기 가상현실 체험 시스템의 사용자가 실제 주변 환경과 상호 작용을 하는 것처럼 만들어줌으로써 상기 사용자가 현실 세계에서 운동하는 것처럼 느낄 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예들에 따른 가상현실 체험 시스템과 이를 이용하여 가상현실 체험 서비스를 제공하는 방법은, 가상현실 체험장치와 콘텐츠 실행장치의 연결을 자동으로 검출하고, 검출의 결과에 따라 저항 장치의 움직임의 난이도를 수동으로 조절할 것인지 자동으로 조절할 것인지를 스스로 결정할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 상기 가상현실 체험 시스템의 사용자는 상기 가상현실 체험 시스템에 포함된 가상현실 체험 장치를 일반 운동 기구로써 사용할 수 있으므로, 상기 가상현실 체험 시스템을 실내 공간에서 다양하게 활용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 가상현실 체험시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 가상현실 체험시스템의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 가상현실 체험시스템의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 가상현실 체험시스템의 또 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 콘텐츠의 메타데이터와 영상 신호를 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예들에 따른 이미지 프레임을 나타내는 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예들에 따른 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예들에 따른 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예들에 따른 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예들에 따른 가상현실 체험장치의 작동 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 11a와 11b는 본 발명의 실시 예들에 따른 가상현실 체험장치의 작동 방법을 설명하기 위한 플로우 차트들이다.
도 12는 본 발명의 실시 예들에 따른 가상현실 체험 시스템의 작동 방법을 설명하기 위한 데이터 흐름을 나타낸다.

본 발명의 기술적 사상에 따른 가상현실(virtual reality) 체험 시스템을 이용하면, 헤드 마운티드 디스플레이(head mounted display(HMD))를 착용한 사용자가 가상현실 체험장치의 액추에이터(actuator)를 움직이면, 상기 사용자가 현실세계에서 앞 또는 뒤로 이동하면서 실제로 보는 것과 유사한 가상현실(또는 '가상세계'라고도 한다.)이 상기 HMD에 디스플레이된다. 따라서, 상기 사용자는 HMD에서 디스플레이되는 가상현실에서 앞으로 또는 뒤로 이동하는 것과 같은 체험을 할 수 있다.

또한, 상기 가상현실 체험 시스템을 이용하는 상기 사용자가 상기 액추에이터를 빠르게 움직일 때 상기 사용자가 현실세계에서 빠르게 움직이면서 실제로 보는 것과 유사한 가상현실이 상기 HMD에 디스플레이되고, 상기 사용자가 상기 액추에이터를 천천히 움직일 때 상기 사용자가 현실세계에서 천천히 움직이면서 실제로 보는 것과 유사한 가상현실이 상기 HMD에 디스플레이된다.

상기 가상현실 체험 시스템을 이용하는 상기 사용자가 상기 가상현실 체험장치의 조절기를 누르면, 상기 사용자가 현실세계에서 왼쪽 또는 오른쪽으로 방향을 바꾸어 움직이면서 실제로 보는 것과 유사한 가상현실이 상기 HMD에 디스플레이된다. 따라서, 상기 사용자는 HMD에서 디스플레이되는 가상현실에서 왼쪽으로 또는 오른쪽으로 이동하는 것과 같은 체험을 할 수 있다.

상기 사용자가 상기 액추에이터를 움직일 때마다 상기 가상현실 체험장치는 상기 사용자가 앞으로 가는 행동을 하는지 또는 뒤로 가는 행동을 하는지를 나타내는 사용자 이동 정보를 생성하고, 상기 사용자 이동 정보를 콘텐츠 실행장치로 전송한다. 상기 콘텐츠 실행장치는, 상기 사용자 이동 정보가 입력될 때마다, 실행되는 콘텐츠를 변경하고, 변경된 콘텐츠의 메타데이터를 이용하여 제어 신호를 생성하고, 상기 제어 신호를 상기 가상현실 체험장치로 전송한다. 상기 가상현실 체험장치는, 상기 제어 신호에 응답하여, 상기 가상현실 체험장치의 저항장치의 저항(또는 움직임의 난이도)을 조절(즉, 유지, 증가, 또는 감소)한다. 상기 저항장치의 저항이 조절되면, 상기 사용자는 상기 액추에이터를 어렵게 또는 쉽게 움직일 수 있다.

예컨대, 상기 사용자가 상기 액추에이터를 움직임에 따라 상기 HMD에서 오르막길과 유사한 가상현실이 디스플레이되면, 콘텐츠 실행장치는 상기 HMD에서 디스플레이되는 상기 가상현실이 오르막 길임을 나타내는 제어 신호를 가상현실 체험장치로 전송한다. 따라서, 상기 가상현실 체험장치는 상기 제어 신호에 기초하여 저항 장치의 저항(또는 움직임의 난이도)을 증가시키므로, 상기 저항장치에 연결된 상기 액추에이터의 저항(또는 상기 액추에이터를 움직이는 난이도)도 증가한다.

그러나, 상기 사용자가 상기 액추에이터를 움직임에 따라 상기 HMD에서 내리막길과 유사한 가상현실이 디스플레이되면, 콘텐츠 실행장치는 상기 HMD에서 디스플레이되는 상기 가상현실이 내리막 길임을 나타내는 제어 신호를 가상현실 체험장치로 전송한다. 따라서, 상기 가상현실 체험장치는 상기 제어 신호에 기초하여 저항장치의 저항(또는 움직임의 난이도)을 감소시키므로, 상기 저항장치에 연결된 상기 액추에이터의 저항(또는 상기 액추에이터를 움직이는 난이도)도 감소한다.

상기 저항장치에 상기 액추에이터가 연결(또는 결합)되어 있으므로, 상기 저항장치의 움직임의 난이도가 증가하면, 상기 액추에이터의 움직임의 난이도도 증가하고, 상기 저항장치의 움직임의 난이도가 감소하면, 상기 액추에이터의 움직임의 난이도도 감소한다.

도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 가상현실 체험 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 가상현실 체험 시스템(10)은 가상현실 체험장치(100), 콘텐츠를 실행하고 가상현실 체험 장치(100)의 작동을 제어하는 콘텐츠 실행장치 (200), 및 헤드 마운티드 디스플레이(head mounted display(HMD); 300)를 포함할 수 있다.

가상현실 체험장치(100)는 3차원(three-dimensional(3D)), 4D, 5D, 6D, 7D, 8D, 9D, 또는 XD 가상현실 체험장치로 구현될 수 있다. 콘텐츠 실행장치(200)는 3D, 4D, 5D, 6D, 7D, 8D, 9D, 또는 XD를 위한 콘텐츠(contents)를 실행할 수 있다. 사용자는 HMD(300)를 작용할 수 있다. HMD(300)는 사용자의 시야 내에서 현실세계를 없애고 가상현실만을 보여줌으로써 상기 사용자의 뇌가 가상공간에 있다고 착각하게 하는 역할을 한다.

콘텐츠 실행장치(200)는 이미 생성된 정적인 비디오 파일을 읽어 들어 단순히 시각화하는 것이 아니라 사용자 이동정보(UMI)에 의해 동적으로 실시간으로 변화하는 콘텐츠(또는 VR 콘텐츠)를 실행할 수 있다.

가상현실 체험장치(100)는 사용자의 신체의 일부(예컨대, 사용자의 다리, 발, 팔, 또는 손)의 실제 움직임에 따라 움직이는 액추에이터(예컨대, 페달 또는 손잡이; 150)의 움직임에 관련된(또는 움직임에 기초하여) 사용자 이동정보(UMI)를 생성하고, 생성된 사용자 이동정보(UMI)를 콘텐츠 실행장치(200)로 전송하고, 콘텐츠 실행장치(200)에 의해 생성된 제어 신호(CTRL)에 기초하여 액추에이터(150)에 연결된 저항장치(예컨대, 플라이휠(flywheel); 140)의 움직임의 난이도 (difficulty, 예컨대, 어려움과 쉬움의 정도)를 자동으로(즉, 사용자의 특별한 조작 없이) 조절할 수 있다.

본 명세서에서 '난이도를 조절한다'함은 사용자가 가상현실 체험장치(100)를 통해서 운동을 어렵게 하거나 쉽게 할 수 있도록 저항장치(140)의 저항을 조절하는 것을 의미한다.

가상현실 체험장치(100)는 인터페이스(110), 가상현실 체험장치 컨트롤러 (120), 저항 조절기(또는 난이도 조절기; 130), 저항장치(140), 및 액추에이터 (150)를 포함하고, 조절기(160)와 바이브레이터(170) 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 실시 예들에 따라, 바이브레이터(170)는 스피커(speaker)로 대체될 수 있다. 또한, 바이브레이터(170)는 콘텐츠 실행장치(200)에서 효과가 발생했을 때, 물리적인 효과를 나타내는 기계 장비(예컨대, 의자를 움직이는 기계 장비, 물, 공기, 바람, 연기, 또는 향기를 분사하는 기계 장비, 또는 조명을 제공하는 기계 장비)로 대체될 수 있다.

인터페이스(110)는 가상현실 체험장치(100)에 연결되는 다양한 종류의 기기와 통신할 수 있다. 인터페이스(110)는 콘텐츠 실행장치(200)와 명령 및/또는 데이터를 주고받을 수 있다. 인터페이스(110)는 직렬 인터페이스(serial interface)로 구현될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 실시 예들에 따라 인터페이스(110)는 가상현실 체험장치 컨트롤러(120)의 내부 또는 외부에 포함될 수 있다.

액추에이터(150)는 사용자의 운동 에너지를 기계적인 움직임으로 변환하는 다양한 장치를 의미할 수 있다. 액추에이터(150)는 가상현실 체험장치(100)를 사용하는 사용자의 움직임에 따라 저항장치(140)를 움직일 수는 있는 구조 또는 장치를 의미할 수 있다. 예컨대, 사용자가 자신의 다리, 발, 팔 또는 손과 같은 신체의 일부를 이용하여 액추에이터(150)를 움직일 때, 액추에이터(150)는 저항장치(140)를 움직일 수 있다.

저항 조절기(130)는, 저항 조절 신호(RS)에 응답하여(또는 기초하여), 저항 장치(140)의 저항(또는 움직임의 난이도)을 조절(감소, 유지, 또는 증가)할 수 있다.

액추에이터(150)가 사용자의 신체의 일부(다리, 발, 팔, 또는 손)의 움직임에 따라 움직일 때, 가상현실 체험장치 컨트롤러(120)는 액추에이터(150)에 연결된 저항장치(140)의 움직임을 검출하고, 검출의 결과에 따라 검출 신호(DET)를 생성하고, 검출 신호(DET)에 기초하여(또는 검출 신호(DET)를 이용하여) 상기 사용자의 움직임을 나타내는 사용자 이동정보(UMI)를 생성하고, 사용자 이동정보(UMI)를 콘텐츠 실행장치로 전송(200)하고, 콘텐츠 실행장치(200)로부터 전송된 제어 신호 (CTRL)에 기초하여 저항 조절 신호(RS)를 생성할 수 있다.

실시 예들에 따라, 아래에서 설명되겠지만 사용자는 저항장치(140)의 움직임의 난이도를 수동으로 조절할 수 있다.

가상현실 체험장치 컨트롤러(120)는 제1컨트롤러(121), 저항 조절 제어기(또는 난이도 조절 제어기; 123), 및 검출기(125)를 포함하고, 방향 신호 생성기 (127)와 진동 신호 생성기(129) 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

도 1에는 가상현실 체험장치 컨트롤러(120)의 내부 구성을 기능적으로 분리하여 도시하였으나, 실시 예들에 따라, 가상현실 체험장치 컨트롤러(120)에 포함된 복수의 구성 요소들이 하나의 구성 요소로 합쳐지거나, 하나의 구성 요소가 복수의 구성 요소들로 나뉠 수 있다.

도 1에서는 저항 조절 제어기(123)와 저항 조절기(130)가 기능적으로 분리된 것으로 도시되었으나, 실시 예들에 따라, 저항 조절 제어기(123)와 저항 조절기 (130)는 하나의 장치로 합쳐질 수 있다.

저항 조절 제어기(123)는 저항값(RES)에 기초하여 저항 조절 신호(RS)를 생성할 수 있다. 저항 조절 제어기(123)와 저항 조절기(130)가 하나의 저항 조절 장치로서 구현될 때, 상기 저항 조절 장치는 저항 값(RES)에 기초하여 저항장치 (140)의 움직임의 난이도를 조절할 수 있다.

검출기(125)는 액추에이터(150)의 움직임에 따라 움직이는 저항장치(140)의 움직임(예컨대, 방향 및/또는 속도)을 검출하고, 검출의 결과에 따라 검출 신호 (DET)를 생성할 수 있다. 검출기(125)는 액추에이터(150)에 의해 움직이는 저항장치(140)가 앞쪽으로 움직이는지 뒤쪽으로 움직이는지, 얼마나 빠르게 움직이는지를 검출할 수 있다.

실시 예들에 따라, 인터페이스(110)와 콘텐츠 실행장치(200)가 서로 연결되어 있을 때, 방향 신호 생성기(127)는 HMD(300)를 착용한 사용자가 조절기(160)를 누름(또는 터치함)에 따라 생성된 조절 신호(AS)를 검출하고, 조절 신호(AS)에 기초하여 이동 방향을 나타내는 이동 방향 신호(DS)를 생성할 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 이동 방향은 상기 사용자가 현실세계에서 왼쪽 또는 오른쪽으로 방향을 바꾸어 움직이면서 실제로 보는 것과 유사한 가상현실의 방향을 의미할 수 있다. 이동 방향 신호(DS)에 기초하여 HMD(300)에서 디스플레이되는 영상은 변경될 수 있다.

실시 예들에 따라, 인터페이스(110)로부터 콘텐츠 실행장치(200)가 분리된 후, 방향 신호 생성기(127)는 사용자가 조절기(160)를 누름(또는 터치함)에 따라 생성되는 조절 신호(AS)를 검출하고, 검출된 조절 신호(AS)에 해당하는 명령 신호 (DS)를 생성할 수 있다. 제1컨트롤러(121)는 명령 신호(DS)에 기초하여 저항값 (RES)을 생성할 수 있다. 따라서, 상기 사용자는 조절기(160)를 누름으로써, 저항장치(40)의 움직임의 난이도를 수동으로 조절할 수 있다.

제1컨트롤러(121)는 인터페이스(110)와 콘텐츠 실행장치(200)가 연결되어 있을 때에는 'DS'를 이동 방향 신호로서 판단하고, 인터페이스(110)와 콘텐츠 실행장치(200)가 분리되어 있을 때에는 'DS'를 명령 신호로서 판단한다. 즉, 인터페이스 (110)에 연결된 제1컨트롤러(121)는 인터페이스(110)와 콘텐츠 실행장치(200)의 연결 또는 분리를 자동으로 판단(또는 검출)하고, 판단(또는 검출)의 결과에 따라 DS를 이동 방향 신호 또는 명령 신호로서 판단할 수 있다.

제1컨트롤러(121)는, 검출 신호(DET)와 이동 방향 신호(DS) 중에서 적어도 하나에 기초하여(또는 응답하여), 사용자의 움직임을 나타내는 사용자 이동정보 (UMI)를 생성할 수 있다. 예컨대, 콘텐츠 실행장치(200)는 사용자 이동정보(UMI)에 기초하여 사용자가 현실세계에서 전후좌우로 이동하면서 실제로 보는 것과 유사한 가상현실(또는 콘텐츠)을 HMD(300)로 전송할 수 있다.

사용자 이동정보(UMI)는 HMD(300)에서 디스플레이되는 가상현실(즉, HMD (300)를 착용한 사용자의 눈에 보이는 가상현실)의 이동 방향과 이동 속도 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 이동 방향은 가상현실에서 상기 사용자의 눈에 보이는 사물의 이동 방향(예컨대, 현실세계에서 상기 사용자가 전후좌우로 이동하면서 보는 방향에 대응된다.)을 의미하고, 상기 이동 속도는 가상현실에서 상기 사용자의 눈에 보이는 사물의 이동 속도(예컨대, 현실세계에서 상기 사용자의 이동 속도에 대응된다.)를 의미한다.

진동 신호 생성기(129)는 진동 값(VIB)에 기초하여 진동 신호(VS)를 생성할 수 있다. 바이브레이터(170)는 진동 신호(VS)에 응답하여 진동할 수 있다.

본 명세서에서는 진동 신호(VS)에 응답하여 진동할 수 있는 바이브레이터 (170)만 도시하였으나, 앞에서 설명한 바와 같이 바이브레이터(170)는 물(또는 안개)이 뿜어져 나오거나, 향기가 나거나, 또는 바람이 부는 등 물리적인 자극을 줄 수 있는 햅틱(haptic) 장치로 대체될 수 있다. 따라서, 가상현실 체험 시스템(10)은 3D, 4D, 5D, 6D, 7D, 8D, 9D, 또는 XD 가상현실 체험 시스템으로서 작동할 수 있다. 콘텐츠 실행장치(200)에서 실행되는 콘텐츠는 3D, 4D, 5D, 6D, 7D, 8D, 9D, 또는 XD 가상현실 체험 시스템에 제공되는 콘텐츠일 수 있다.

인터페이스(110)는 직렬 통신 프로토콜을 사용하는 직렬 케이블(serial cable)을 통해 사용자 이동정보(UMI)를 콘텐츠 실행장치(200)로 전송하고, 콘텐츠 실행장치(200)로부터 전송된 제어 신호(CTRL)를 상기 직렬 케이블을 통해 수신하여 제1컨트롤러(121)로 전송할 수 있다. 각 인터페이스(110과 210)는 직렬 통신 프로토콜을 지원하는 장치를 의미할 수 있다.

제1컨트롤러(121)는, 제어 신호(CTRL)에 기초하여, 저항값(RES)과 진동 값 (VIB) 중에서 적어도 하나를 생성할 수 있다.

콘텐츠 실행장치(200)는 제1콘텐츠(예컨대, HMD(300)를 착용한 사용자의 눈에 현재 보이는 콘텐츠)를 실행하고, 사용자 이동정보(UMI)에 기초하여 상기 제1콘텐츠를 제2콘텐츠(예컨대, HMD(300)를 착용한 사용자의 눈에 보일 콘텐츠)로 변경하고, 변경된 제2콘텐츠의 메타데이터(MD)에 기초하여 제어 신호(CTRL)를 생성하고, 제어 신호(CTRL)를 가상현실 체험장치(100)로 전송할 수 있다.

예컨대, 콘텐츠 실행장치(200)는 변경된 제2콘텐츠로부터 메타데이터(MD)를 추출하고, 추출된 메타데이터(MD)에 기초하여(또는 이용하여) 제어 신호(CTRL)를 생성하고, 제어 신호(CTRL)를 가상현실 체험장치(100)로 전송할 수 있다.

콘텐츠 실행장치(200)는 제1인터페이스(210), 제2컨트롤러(230), 콘텐츠 플레이어(250), 및 제2인터페이스(270)를 포함할 수 있다.

제1인터페이스(210)는 가상현실 체험장치(100)로부터 가상현실 체험장치 (100)를 사용하는 사용자의 움직임에 따라 생성된 사용자 이동정보(UMI)를 수신할 수 있다. 콘텐츠 플레이어(250)는 콘텐츠, 예컨대, 3D, 4D, 5D, 6D, 7D, 8D, 9D, 또는 XD를 위한 다양한 콘텐츠를 실행할 수 있다.

제2컨트롤러(230)는, 사용자 이동정보(UMI)에 기초하여, 콘텐츠 플레이어 (250)에서 실행되는 콘텐츠를 변경하고, 변경된 콘텐츠의 메타데이터(MD)에 기초하여 제어 신호(CTRL)를 생성하고, 상기 제어 신호(CTRL)를 제1인터페이스(210)를 통해 가상현실 체험장치(100)로 전송할 수 있다.

HMD(300)를 착용한 사용자가 액추에이터(150, 예컨대 페달 또는 손잡이)를 움직여서 상기 사용자가 앞으로 가는 행동을 하거나 뒤로 가는 행동을 할 때, 가상현실 체험장치(100)는 사용자 이동정보(UMI)를 생성할 수 있다. 콘텐츠 실행장치 (200)는, 사용자 이동정보(UMI)에 기초하여, 실행되는 콘텐츠를 변경하고, 변경된 콘텐츠에 대응되는 영상 신호(IMG)는 HMD(300)로 전송된다. HMD(300)는 영상 신호 (IMG)를 이용하여 상기 사용자가 현실세계에서 앞 또는 뒤로 이동할 때 보이는 장면에 대응되는 가상현실을 디스플레이한다.

메타데이터(MD)는 사용자의 이동 시점(예컨대, 사용자가 액추에이터(150)를 움직이는 시점 또는 사용자 이동정보(UMI)가 생성되는 시점)마다 콘텐츠 실행장치 (200)에서 실행되는 콘텐츠의 상세 정보(도 5를 참조)를 포함할 수 있다.

예컨대, 도 5를 참조하여 설명될 메타데이터(MD)는 HMD(300)에서 디스플레이되는 영상 신호(IMG)에 포함된 지형지물의 기울기 정보, 상기 지형지물의 고도 정보, 상기 지형지물의 속성 정보, 상기 지형지물 주위의 기후 정보, 및 상기 지형지물과의 충돌 정보 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

지형지물이란 땅의 생김새와 땅 위에 있는 모든 물체를 의미하며, 본 명세서에서는 사용자의 이동 시점에서 HMD(300)에서 디스플레이되는 땅의 생김새와 땅 위에 있는 모든 물체를 의미한다. 메타데이터(MD)에 포함되는 상세 정보는 도 5를 참조하여 상세히 설명될 것이다.

제어 신호(CTRL)는 사용자 이동정보(UMI) 및/또는 콘텐츠 실행장치(200)에 의해 실행되는 콘텐츠의 메타데이터(MD)에 기초하여 생성될 수 있다. 상기 콘텐츠의 메타데이터(MD)는 사용자 이동정보(UMI) 및/또는 헤드 트래킹 신호(HTS)에 따라 변경될 수 있다.

제2인터페이스(270)는 콘텐츠 실행장치(200)에서 실행되는 콘텐츠에 관련된 영상 신호(IMG)를 HMD(300)로 전송하고, HMD(300)로부터 헤드 트래킹 신호(HTS)를 수신할 수 있다. 콘텐츠의 포맷과 영상 신호(IMG)는 서로 다를 수 있다. 예컨대, 콘텐츠가 3D 콘텐츠일 때, 영상 신호(IMG)는 2D 콘텐츠일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1에는 제2인터페이스(270)가 콘텐츠 플레이어(250)와 통신하는 것으로 도시되어 있으나 제2인터페이스(270)는 제2컨트롤러(230)와 통신할 수도 있다. 제2인터페이스(270)는 HDMI(High-Definition Multimedia Interface)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

제2컨트롤러(230)는, 헤드 트래킹 신호(HTS)에 기초하여, 실행되는 콘텐츠를 변경하고, 변경된 콘텐츠의 메타데이터(MD)를 추출하고, 추출된 메타데이터(MD)에 기초하여 제어 신호(CTRL)를 생성하고, 제어 신호(CTRL)를 제1인터페이스(210)를 통해 가상현실 체험장치(100)로 전송할 수 있다.

사용자 이동 정보에 기초하여 변경된 콘텐츠의 메타데이터(MD)에 따라 생성된 제어 신호(CTRL)는 제1제어 신호를 의미할 수 있고, 헤드 트래킹 신호(HTS)에 기초하여 변경된 콘텐츠의 메타데이터(MD)에 따라 생성된 제어 신호(CTRL)는 제2제어 신호를 의미할 수 있다.

HMD(300)는 콘텐츠 실행장치(200)에 연결되고, 콘텐츠 실행장치(200)로부터 전송된 영상 신호(IMG)를 수신하여 디스플레이하고, HMD(300)를 착용한 사용자의 헤드(head)의 이동(또는 움직임)을 추적(tracking)하여 헤드 트래킹 신호(HTS)를 생성하고, 헤드 트래킹 신호(HTS)를 콘텐츠 실행장치(200)로 전송할 수 있다. 콘텐츠 실행장치(200)의 구성 요소(230 또는 250)는 헤드 트래킹 신호(HTS)에 응답하여 실행되는 또는 실행될 콘텐츠를 변경할 수 있다.

HMD(300)는 인터페이스(310), 제어부(제어 장치, 330), 센서(350), 및 영상 출력부(영상 출력 장치; 370)를 포함하고, 음향 출력부(음향 출력 장치; 390)를 더 포함할 수 있다.

인터페이스(310)와 인터페이스(270)는 영상 신호(IMG)와 헤드 트래킹 신호 (HTS)를 주고받을 수 있다. 인터페이스(310)와 인터페이스(270) 각각은 HDMI 인터페이스 또는 HDMI 프로토콜을 지원할 수 있는 장치일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

제어부(330)는 인터페이스(310), 센서(350), 영상 출력부(370), 및 음향 출력부(390) 각각을 제어할 수 있다.

영상 출력부(370)는, 제어부(300)의 제어에 따라, 영상 신호(IMG)에 해당하는 영상(또는 장면)을 디스플레이할 수 있다. 영상 출력부(370)는 LCD와 같은 평판 디스플레이 장치일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

영상 출력부(370)는 좌안과 우안 중에서 적어도 하나에 대응되게 배치될 수 있고, 본 명세서에서는 사용자의 좌안과 우안 모두를 향해 영상 신호(IMG)에 해당하는 영상을 출력할 수 있도록 영상 출력부(370)가 좌안과 우안을 모두 덮도록 위치한 것을 예시한다.

센서(350)는 HMD(300)의 움직임을 감지하는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 예컨대, 센서(350)는 가속도 센서, 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 자기 센서(magnetic sensor), GPS 센서, 압력 센서, 고도 센서, 및 근접 센서 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 센서(350)는 HMD(300)를 착용한 사용자의 머리의 움직임을 트래킹하여 감지 신호를 생성하고, 제어부(330)는 상기 감지 신호를 이용하여 헤드 트래킹 신호(HTS)를 생성하고, 헤드 트래킹 신호(HTS)를 인터페이스 (310)를 통해 인터페이스(270)로 전송할 수 있다.

음향 출력부(390)는, 제어부(300)의 제어에 따라, 음향 신호를 청각적으로 송출할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 가상현실 체험 시스템의 일 실시 예를 나타내는 도면이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 가상현실 체험 시스템(10)의 일 실시 예(10-1)는 일립티컬 트레이너(elliptical trainer) 또는 일립티컬(100-1), 컴퓨팅 장치(또는 PC(personal Computer); 200-1), 및 HMD(300-1)를 포함할 수 있다.

일립티컬(100-1)은 도 1의 가상현실 체험장치(100)에 해당하고, 관절에 과도한 압력을 유발하지 않고, 계단 오르기, 산책, 또는 러닝(running)을 시뮬레이션함으로써 사용자의 충격 부상의 위험을 감소시킬 수 있는 고정 운동 기계의 일 예이다. 일립티컬(100-1)은 사용자(USER)의 실제 움직임을 게임에 반영하여 게임적 흥미 요소와 운동 효과를 가미한 엑서게임(exergame) 기기의 일 예이다.

일립티컬(100-1)은 인터페이스(110-1), 가상현실 체험장치 컨트롤러(120-1), 브레이크 패널(또는 브레이크 패드; 130-1), 플라이 휠(flywheel; 140-1), 및 페달들(150-1)을 포함하고, 조절기들(160-1) 및/또는 바이브레이터들(170)을 더 포함할 수 있다.

인터페이스(110-1)는 도 1의 인터페이스(110)에 해당하고, 가상현실 체험장치 컨트롤러(120-1)는 도 1의 가상현실 체험장치 컨트롤러(120)에 해당하고, 브레이크 패널(130-1)은 도 1의 저항 조절기(130)에 해당하고, 플라이 휠(flywheel; 140-1)은 도 1의 저항장치(140)에 해당하고, 페달들(150-1)은 도 1의 액추에이터(150)에 해당한다.

컴퓨팅 장치(200-1)의 구조와 기능은 도 1의 콘텐츠 실행장치(200)의 구조와 기능과 동일 또는 유사하고, HMD(300-1)의 구조와 기능은 도 1의 HMD(300)의 구조와 기능과 동일 또는 유사하다.

조절기들(160-1)은 왼쪽 손잡이에 배치되고 HDM(300-1)에서 디스플레이되는 영상(즉, 사용자의 눈에 보이는 가상현실)을 왼쪽으로 변경을 지시하는 제1조절 신호를 생성할 수 있는 왼쪽 조절기와, 오른쪽 손잡이에 배치되고 HDM(300-1)에서 디스플레이되는 영상(즉, 사용자의 눈에 보이는 가상현실)을 오른쪽으로 변경을 지시하는 제2조절 신호를 생성할 수 있는 오른쪽 조절기를 포함할 수 있다. 도 1의 조절기(160)는 왼쪽 조절기와 오른쪽 조절기를 총괄적으로 나타내고, 조절 신호(AS)는 제1조절 신호와 제2조절 신호를 총괄적으로 나타낸다.

바이브레이터들(170-1)은 왼쪽 손잡이에 배치된 왼쪽 바이브레이터와, 오른쪽 손잡이에 배치된 오른쪽 바이브레이터를 포함할 수 있다. 도 1의 바이브레이터 (170)는 왼쪽 바이브레이터와 오른쪽 바이브레이터를 총괄적으로 나타내고, 진동 신호(VS)는 왼쪽 바이브레이터로 제공되는 제1진동 신호와 오른쪽 바이브레이터로 제공되는 제1진동 신호를 총괄적으로 나타낸다. 도 1의 진동 값(VIB)은 제1진동 신호와 제2진동 신호 중에서 적어도 하나를 생성하기 위한 값일 수 있다.

왼쪽 발과 오른쪽 발을 올려놓을 수 있는 페달들(150-1)은 도 1의 액추에이터(150)에 해당하고, 플라이 휠(140-1)은 도 1의 저항 장치(140)에 해당한다. 사용자(USER)가 페달들(150-1)을 구동시키면 또는 밟으면, 페달들(150-1)에 연결되고 회전 운동을 수행하는 회전축과 동일한 회전 중심을 가지는 플라이 휠(140-1)에 관성 부하가 제공될 수 있다.

브레이크 패널(130-1)은 도 1의 저항 조절기(130)에 해당한다. 예컨대, 브레이크 패널(또는 패드; 130-1)에는 복수 개의 자석들이 고정되게 설치되고, 상기 자석들의 자력은 플라이 휠(140-1)의 회전력에 영향을 주는 저항 역할을 할 수 있다. 브레이크 패널(130-1)은 저항 조절 신호(RS)에 응답하여 브레이크 패널(130-1)과 플라이 휠 (140-1) 사이의 간격을 멀어지거나 가까워지게 할수 있다.

저항장치(140), 예컨대 플라이 휠(140-1)의 움직임의 난이도를 감소시키는 실시 예는 아래와 같다.

HMD(300-1)을 착용한 사용자(USER)가 일립티컬(100-1)의 페달들(150-1)을 밟음에 따라 가상현실 체험장치 컨트롤러(120-1)는 페달들(150-1)의 움직임에 기초하여 사용자 이동 정보(UMI)를 생성하고, 사용자 이동 정보(UMI)를 컴퓨팅 장치(200-1)로 전송한다. 콘텐츠를 실행하고 있던 컴퓨팅 장치(200-1)는 사용자 이동 정보(UMI)에 기초하여 상기 콘텐츠를 변경하고, 변경된 콘텐츠에 해당하는 영상 신호(IMG)를 HMD(300-1)로 전송하고, 변경된 콘텐츠의 메타데이터(MD)를 이용하여 플라이 휠(140-1)의 움직임의 난이도의 감소시킴을 제어하는 제어 신호(CTRL)를 생성하고, 제어 신호(CTRL)를 일립티컬(100-1)로 전송한다.

HMD(300)에서 디스플레이되는 영상(즉, 변경된 콘텐츠에 해당하는 영상 신호 (IMG)에 해당하는 영상)이 내리막 길이라고 가정하면(예컨대, HMD(300-1)을 착용한 사용자가 가상현실에서 내리막 길을 내려갈 때), 가상현실 체험장치 컨트롤러(120-1)는 제어 신호 (CTRL)에 응답하여 저항 조절 신호(RS)를 생성하고, 저항 조절 신호(RS)를 브레이크 패널(130-1)로 전송한다. 브레이크 패널(130-1)은 저항 조절 신호(RS)에 응답하여 브레이크 패널(130-1)과 플라이 휠(140-1) 사이의 거리를 멀어지게 한다. 따라서 브레이크 패널(130-1)의 자석들의 자력은 플라이 휠(140-1)의 회전력에 영향을 주는 저항을 감소시킨다. 플라이 휠(140-1)의 움직임의 난이도가 감소함에 따라, 사용자(USER)는 페달들(150-1)을 쉽게 밟을 수 있다.

저항 장치(140), 예컨대 플라이 휠(140-1)의 움직임의 난이도를 증가시키는 실시 예는 아래와 같다.

HMD(300-1)을 착용한 사용자(USER)가 일립티컬(100-1)의 페달들(150-1)을 밟음에 따라 가상현실 체험장치 컨트롤러(120-1)는 페달들(150-1)의 움직임에 기초하여 사용자 이동 정보(UMI)를 생성하고, 사용자 이동 정보(UMI)를 컴퓨팅 장치(200-1)로 전송한다. 콘텐츠를 실행하고 있던 컴퓨팅 장치(200-1)는 사용자 이동 정보(UMI)에 기초하여 상기 콘텐츠를 변경하고, 변경된 콘텐츠에 해당하는 영상 신호(IMG)를 HMD(300-1)로 전송하고, 변경된 콘텐츠의 메타데이터(MD)를 이용하여 플라이 휠(140-1)의 움직임의 난이도의 증가시킴을 제어하는 제어 신호(CTRL)를 생성하고, 제어 신호(CTRL)를 일립티컬(100-1)로 전송한다.

HMD(300)에서 디스플레이되는 영상(즉, 변경된 콘텐츠에 해당하는 영상 신호 (IMG)에 해당하는 영상)이 오르막 길이라고 가정하면(예컨대, HMD(300-1)을 착용한 사용자가 가상현실에서 오르막 길을 올라갈 때), 가상현실 체험장치 컨트롤러(120-1)는 제어 신호 (CTRL)에 응답하여 저항 조절 신호(RS)를 생성하고, 저항 조절 신호(RS)를 브레이크 패널(130-1)로 전송한다. 브레이크 패널(130-1)은 저항 조절 신호(RS)에 응답하여 브레이크 패널(130-1)과 플라이 휠(140-1) 사이의 거리를 가깝게 한다. 따라서 브레이크 패널(130-1)의 자석들의 자력은 플라이 휠(140-1)의 회전력에 영향을 주는 저항을 증가시킨다. 플라이 휠(140-1)의 움직임의 난이도가 증가함에 따라, 사용자(USER)는 페달들(150-1)을 어렵게 구동시킬 수 있다.

위에서 설명한 예들을 참조하면, 사용자(USER)가 플라이 휠(140-1)의 저항(또는 움직임의 난이도)을 감소 또는 증가시키기 위한 조작을 하지 않고도 페달들 (150-1)을 밟는 행동만 하더라도, 일립티컬(100-1)은 컴퓨팅 장치(200-1)에서 실행되는 콘텐츠를 변경하기 위한 사용자 이동 정보(UMI)를 컴퓨팅 장치(200-1)로 전송하고, 컴퓨팅 장치(200-1)로부터 전송된 제어 신호(CTRL), 즉 변경된 콘텐츠의 메타데이터(MD)를 이용하여 생성된 제어 신호(CTRL)에 응답하여 플라이 휠(140-1)의 저항(또는 움직임의 난이도)를 자동으로 감소시키거나 증가시킬 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 가상현실 체험 시스템의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다. 도 1과 도 3을 참조하면, 가상현실 체험 시스템(10)의 일 실시 예(10-2)는 로잉 머신(rowing machine; 100-2), 컴퓨팅 장치(또는 PC; 200-2), 및 HMD(300-2)를 포함할 수 있다.

로잉 머신(100-2)은 도 1의 가상현실 체험장치(100)에 해당하고, 로잉 머신 (100-2)은 조정선수들이 동계 또는 악천후 시에 배를 타지 못할 때에 실내에서 훈련할 수 있도록 만든 실내 조정 기구이다.

로잉 머신(100-2)은 인터페이스(110-2), 가상현실 체험장치 컨트롤러(120-2), 부하 장치(130-2), 플라이 휠(140-2), 손잡이(150-2), 및 케이블(180-2)을 포함할 수 있다. 로잉 머신(100-2)에서 플라이 휠(140-2)과 손잡이(150-2) 사이에는 케이블(180-2)이 연결된다. 사용자(USER)가 고정된 발판(190-2)을 밀면 의자가 뒤로 슬라이딩 (sliding)되면서 사용자(USER)가 손잡이(150-2)를 이용하여 케이블 (180-2)을 당기는 구조이다.

인터페이스(110-2)는 도 1의 인터페이스(110)에 해당하고, 가상현실 체험장치 컨트롤러(120-2)는 도 1의 가상현실 체험장치 컨트롤러(120)에 해당하고, 부하 장치(130-2)는 도 1의 저항 조절기 (130)에 해당하고, 플라이 휠(140-2)은 도 1의 저항 장치(140)에 해당하고, 손잡이 (150-2)는 도 1의 액추에이터(150)에 해당한다. 컴퓨팅 장치(200-2)의 구조와 기능은 도 1의 콘텐츠 실행장치(200)의 구조와 기능과 동일 또는 유사하고, HMD(300-2)의 구조와 기능은 도 1의 HMD(300)의 구조와 기능과 동일 또는 유사하다.

저항 장치(140), 예컨대 플라이 휠(140-2)의 움직임의 난이도를 감소시키는 실시 예는 아래와 같다.

HMD(300-2)를 착용한 사용자(USER)가 로잉 머신(100-2)의 손잡이(150-2)를 당김에 따라 가상현실 체험장치 컨트롤러(120-2)는 손잡이(150-2)의 당김에 기초하여 사용자 이동 정보(UMI)를 생성하고, 사용자 이동 정보(UMI)를 컴퓨팅 장치(200-2)로 전송한다. 콘텐츠를 실행하고 있던 컴퓨팅 장치(200-2)는 사용자 이동 정보(UMI)에 기초하여 상기 콘텐츠를 변경하고, 변경된 콘텐츠에 해당하는 영상 신호(IMG)를 HMD(300-2)로 전송하고, 변경된 콘텐츠의 메타데이터(MD)를 이용하여 플라이 휠(140-2)의 움직임의 난이도를 감소시킴을 제어하는 제어 신호(CTRL)를 생성하고, 제어 신호(CTRL)를 로잉 머신(100-2)으로 전송한다.

HMD(300-2)에서 디스플레이되는 영상(즉, 변경된 콘텐츠에 해당하는 영상 신호(IMG)에 해당하는 영상)이 잔잔한 물이라고 가정하면(예컨대, HMD(300-2)을 착용한 사용자가 가상현실에서 잔잔한 물에서 손잡이(150-2)를 당길 때), 가상현실 체험장치 컨트롤러(120-2)는 제어 신호(CTRL)에 응답하여 저항 조절 신호(RS)를 생성하고, 저항 조절 신호(RS)를 부하 장치(130-2)로 전송한다. 부하 장치(130-2)는 저항 조절 신호(RS)에 응답하여 부하 장치(130-2)와 플라이 휠(140-2) 사이의 거리를 멀어지게 한다. 따라서 부하 장치(130-2)의 자석들의 자력은 플라이 휠(140-2)의 회전력에 영향을 주는 저항을 감소시킨다. 플라이 휠(140-2)의 움직임의 난이도가 감소함에 따라, 사용자(USER)는 손잡이(150-2)를 쉽게 당길 수 있다.

저항 장치(140), 예컨대 플라이 휠(140-2)의 움직임의 난이도를 증가시키는 실시 예는 아래와 같다.

HMD(300-2)를 착용한 사용자(USER)가 로잉 머신(100-2)의 손잡이(150-2)를 당김에 따라 가상현실 체험장치 컨트롤러(120-2)는 손잡이(150-2)의 당김에 기초하여 사용자 이동 정보(UMI)를 생성하고, 사용자 이동 정보(UMI)를 컴퓨팅 장치(200-2)로 전송한다. 콘텐츠를 실행하고 있던 컴퓨팅 장치(200-2)는 사용자 이동 정보(UMI)에 기초하여 상기 콘텐츠를 변경하고, 변경된 콘텐츠에 해당하는 영상 신호(IMG)를 HMD(300-2)로 전송하고, 변경된 콘텐츠의 메타데이터(MD)를 이용하여 플라이 휠(140-2)의 움직임의 난이도를 증가시킴을 제어하는 제어 신호(CTRL)를 생성하고, 제어 신호(CTRL)를 로잉 머신(100-2)으로 전송한다.

HMD(300-2)에서 디스플레이되는 영상(즉, 변경된 콘텐츠에 해당하는 영상 신호(IMG)에 해당하는 영상)이 파도가 심한 물이라고 가정하면(예컨대, HMD(300-2)을 착용한 사용자가 가상현실에서 파도가 심한 물에서 손잡이(150-2)를 당길 때), 가상현실 체험장치 컨트롤러(120-2)는 제어 신호(CTRL)에 응답하여 저항 조절 신호(RS)를 생성하고, 저항 조절 신호(RS)를 부하 장치(130-2)로 전송한다. 부하 장치(130-2)는 저항 조절 신호(RS)에 응답하여 부하 장치(130-2)와 플라이 휠(140-2) 사이의 거리를 가깝게 한다. 따라서 부하 장치(130-2)의 자석들의 자력은 플라이 휠(140-2)의 회전력에 영향을 주는 저항을 증가시킨다. 플라이 휠(140-2)의 움직임의 난이도가 증가함에 따라, 사용자(USER)는 손잡이(150-2)를 힘들게 당길 수 있다.

위에서 설명한 예들을 참조하면, 사용자(USER)가 플라이 휠(140-2)의 저항(또는 움직임의 난이도)을 감소 또는 증가시키기 위한 조작을 하지 않고도 손잡이 (150-2)를 당기는 행동만 하더라도, 로잉 머신(100-2)은 컴퓨팅 장치(200-2)에서 실행되는 콘텐츠를 변경하기 위한 사용자 이동 정보(UMI)를 컴퓨팅 장치(200-2)로 전송하고, 컴퓨팅 장치(200-2)로부터 전송된 제어 신호(CTRL), 즉 변경된 콘텐츠의 메타데이터(MD)를 이용하여 생성된 제어 신호(CTRL)에 응답하여 플라이 휠(140-2)의 저항(또는 움직임의 난이도)을 자동으로 감소시키거나 증가시킬 수 있다.

도 4는 도 1에 도시된 가상현실 체험 시스템의 또 다른 실시 예를 나타내는 도면이다. 도 1과 도 4를 참조하면, 가상현실 체험 시스템(10)의 실시 예(10-3)는 슈트(suit; 100-3), 컴퓨팅 장치(또는 PC, 200-3), 및 HMD(300-3)를 포함할 수 있다.

슈트(100-3)는 도 1의 가상현실 체험장치(100)에 해당하고, 컴퓨팅 장치(200-3)는 도 1의 콘텐트 실행장치(200)에 대응되고, HMD(300-3)는 도 1의 HMD(300)에 대응된다. 슈트(100-3)는 VR 기기의 일종으로 컴퓨팅 장치(200-3)와 연결되어 사용자가 착용하여 실제로 존재하지 않는 바람, 열, 통증, 및/또는 물 등의 여러 감각을 느낄 수 있는 장치일 수 있다. 슈트(100-3)의 작동은 도 1의 가상현실 체험장치(100)의 작동과 동일 또는 유사하므로, 슈트(100-3)의 작동에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

슈트(100-3)는 가상현실 체험장치 컨트롤러(120-3), 저항 조절기(130-3), 저항 장치들(140-3), 및 액추에이터들(150-3)을 포함할 수 있다. 가상현실 체험장치 컨트롤러(120-3)는 도 1의 가상현실 체험장치 컨트롤러(120)에 대응되고, 저항 조절기(130-3)는 도 1의 저항 조절기(130)에 대응되고, 저항 장치들(140-3) 각각은 도 1의 저항 장치(140)에 대응되고, 액추에이터들(150-3) 각각은 도 1의 액추에이터(150)에 대응된다. 가상현실 체험장치 컨트롤러(120-3)는 사용자 이동 정보(UMI)를 컴퓨팅 장치(200-3)로부터 출력하고 컴퓨팅 장치(200-3)로부터 출력된 제어 신호(CTRL)에 기초하여 저항 장치들(140-3) 각각의 작동을 제어하는 저항 조절기(130-3)를 제어할 수 있다. 저항 장치들(140-3) 각각의 작동이 제어됨에 따라 액추에이터들(150-3) 각각의 움직임의 난이도가 조절될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 콘텐츠의 메타데이터를 나타내는 개념도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예들에 따른 이미지 프레임을 나타내는 구성도이다. 도 1과 도 5를 참조하면, 콘텐츠 플레이어(250)는 실시간 3D 그래픽 랜더링 (realtime 3D graphic randering) 기술을 이용하여 콘텐츠를 영상 신호(IMG)로 실시간으로 변환할 수 있다. 3D 콘텐츠를 랜더링하는 구체적인 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술자에게 잘 알려져있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

콘텐츠 플레이어(250)는 3D 그래픽스 파이프라인을 이용하여 사용자의 이동 시점(예컨대, HMD(300, 300-1, 300-2, 또는 300-3, 집합적으로 '300')를 착용한 사용자가 액추에이터(150, 150-1, 또는 150-2, 150-3, 집합적으로 '150')를 움직이는 시점 또는 사용자 이동 정보(UMI)가 생성되는 시점))에서 3D 콘텐츠로부터 좌안 영상과 우안 영상을 생성하고, 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상을 포함하는 영상 프레임(511-1)을 생성할 수 있다. 콘텐츠 플레이어(250)는 각각이 좌안 영상과 우안 영상을 포함하는 복수의 영상 프레임들(511-1~511-5)을 생성하고, 복수의 영상 프레임들(511-1~511-5) 각각을 영상 신호(IMG)로서 출력할 수 있다.

콘텐츠 플레이어(250)는 각 영상 프레임(511-1~511-5)에 대응하는 각 메타데이터(513-1~513-5)를 생성할 수 있다. 예컨대, 각 영상 프레임(511-1~511-5)에 대응하는 각 메타데이터(513-1~513-5)는 미리 생성되어 있을 수 있다.

메타데이터(MD)는 앞에서 설명한 이동 시점에서 HDM(300)에서 디스플레이되는 영상에 포함된 지형지물의 기울기 정보(515), 상기 지형지물의 고도 정보(516), 상기 지형지물의 속성 정보(517), 상기 지형지물 주위의 기후 정보(518), 및 상기 지형지물과의 충돌 정보(519) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

기울기 정보(515)는 이동 시점에서 HDM(300)에서 디스플레이되는 영상에 포함된 지형지물의 기울기를 나타내는 정보이고, 고도 정보(516)는 이동 시점에서 HMD(300)에서 디스플레이되는 영상에 포함된 지형지물의 고도를 나타내는 정보이고, 속성 정보(517)는 이동 시점에서 HMD(300)에서 디스플레이되는 영상에 포함된 지형지물이 물인지, 늪인지, 진흙인지, 또는 도로인지 등을 나타내는 정보이고, 기후 정보(518)는 이동 시점에서 HMD(300)에서 디스플레이되는 영상에 포함된 지형지물 주변의 기후를 나타내는 정보이고, 충돌 정보(519)는 이동 시점에서 HMD(300)에서 디스플레이되는 영상에 포함된 지형지물과 HMD(300)를 착용한 사용자가 가상현실에서 충돌 여부를 나타내는 정보이다. 예컨대, 가상현실에서 사용자가 나무에 충돌할 때, 충돌 정보(519)는 제어 신호(CTRL)에 포함될 수 있다.

도 6을 참조하면, 제1영상 프레임(511-1)은 좌안 영상(LI)과 우안 영상(RI)을 포함할 수 있다. 좌안 영상(LI)의 뷰(view) 영역(VA1)과 우안 영상(RI)의 뷰 영역(VA2)이 가상현실에서 사용자의 눈에 실제로 보이는 영역이다. 사용자가 조절기 (160)를 이용하여 이동 방향을 바꾸거나 HMD(300)를 움직이면 좌안 영상(LI)의 뷰 영역(VA1)과 우안 영역(RI)의 뷰 영역(VA2)은 바뀐다.

도 7은 본 발명의 실시 예들에 따른 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 1, 도 2, 및 도 7을 참조하면, HMD(300)를 착용하고 액추에이터(150), 예컨대 페달들(150-1)을 움직이는 사용자(USER)의 이동에 의해 사용자(USER)가 오르막 길을 오르는 효과(즉, HMD(300)를 착용한 사용자(USER)가 가상현실에서 오르막 길을 오를 때)가 발생할 때, 콘텐츠 실행장치(200)는 이동 시점(예컨대, 사용자 이동 정보(UMI)가 발생할 때)에서 HMD(300)에서 디스플레이되는 영상에 포함된 지형의 제1지점(S1)과 제2지점(S2)의 기울기 정보(θ)를 추출하고, 추출된 기울기 정보 (θ)에 기초하여 제어 신호(CTRL)를 생성할 수 있다. 가상현실 체험장치(100)는 제어 신호(CTRL)에 기초하여 저항장치(140)의 움직임을 자동으로 어렵게 할 수 있다. 즉, 가상현실 체험장치(100)는 제어 신호(CTRL)에 기초하여 저항장치(140)의 움직임의 난이도를 증가시킬 수 있다.

도 1, 도 2, 및 도 7을 참조하면, HMD(300)를 착용하고 액추에이터(150), 예컨대 페달들(150-1)을 움직이는 사용자(USER)의 이동에 의해 사용자(USER)가 내리막 길을 내려가는 효과(즉, HMD(300)를 착용한 사용자(USER)가 가상현실에서 내리막 길을 내려올 때)가 발생할 때, 콘텐츠 실행장치(200)는 이동 시점에서 HMD(300)에서 디스플레이되는 영상에 포함된 지형의 제2지점(S2)과 제1지점(S1)의 기울기 정보(θ)를 추출하고, 추출된 기울기 정보(θ)에 기초하여 제어 신호(CTRL)를 생성할 수 있다. 가상현실 체험장치(100)는 제어 신호(CTRL)에 기초하여 저항장치(140)의 움직임을 쉽게 할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예들에 따른 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 도 1, 도 2, 및 도 8을 참조하면, HMD(300)를 착용한 사용자(USER)에게 물을 지나가는 효과가 발생할 때(즉, HMD(300)를 착용한 사용자(USER)가 가상현실에서 물을 지나갈 때), 페달들(150-1)을 밟음에 따라 발생한 사용자 이동 정보(UMI)가 콘텐츠 실행장치(200)로 전송되면, 콘텐츠 실행장치(200)는 제1지점(R1)과 제2지점(R2)을 포함하는 콘텐츠를 실행하고, 상기 콘텐츠에 해당하는 영상 신호(IMG)를 HMD(300)로 전송한다.

HMD(300)를 착용한 사용자(USER)의 눈에는 가상현실에서 흐르는 물이 보인다. 콘텐츠 실행장치(200)는 제1지점(R1)과 제2지점(R2)을 감지하고, 감지의 결과에 따라 제1지점(R1)과 제2지점(R2)을 포함하는 영상 프레임(511-1)의 메타데이터 (513-1; MD)로부터 속성 정보(517)를 추출하고, 추출된 속성 정보(517)에 기초하여 저항장치(140)의 움직임의 난이도를 증가시키는 위한 제어 신호(CTRL)를 생성할 수 있다. 가상현실 체험장치(100)는 제어 신호(CTRL)에 기초하여 저항장치(140)의 움직임의 난이도를 증가시키므로, 페달들(150-1)의 움직임의 난이도도 증가한다.

예컨대, 가상현실에서 HMD(300)에 물이 디스플레이될 때의 저항장치(140)의 움직임의 난이도는 상기 가상현실에서 HMD(300)에 평지가 디스플레이될 때의 저항장치(140)의 움직임의 난이도보다 높다.

사용자 이동 정보(UMI)가 수신될 때마다 콘텐츠 실행장치(200)는 수신되는 사용자 이동 정보(UMI)에 따라 HMD(300)에서 디스플레이되는 영상에 해당하는 콘텐츠를 변경한다. 콘텐츠 실행장치(200)는 변경된 콘텐츠의 메타데이터(MD)에 기초하여 제어 신호(CTRL)를 가상현실 체험장치(100)로 전송한다. 가상현실 체험장치 (100)는 제어 신호(CTRL)에 기초하여 저항장치(140)의 움직임의 난이도를 자동으로 조절하므로, 사용자는 페달들(150-1)을 쉽게 움직일 수도 있고 어렵게 움직일 수도 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예들에 따른 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 1, 도 2, 및 도 9를 참조하면, HMD(300)를 착용한 사용자(USER)가 페달들(150-1)을 밟음에 따라 HMD(300)에서 디스플레이되는 영상(예컨대, 가상현실)에 포함된 바위 옆을 지나간다고 가정할 때, 콘텐츠 실행장치(200)는 상기 바위를 둘러싼 3차원 캡슐 형태의 제2구조체(CA2)와 사용자(USER)에 해당하는 캐릭터(또는 아바타)를 둘러싼 3차원 캡슐 형태의 제1구조체(CA1)의 충돌 여부를 감지하고, 감지의 결과에 따라 충돌 정보(도 5의 519)를 추출하고, 추출된 충돌 정보(519)에 기초하여 제어 신호(CTRL)를 생성할 수 있다. 가상현실 체험장치(100)는 제어 신호 (CTRL)에 기초하여 저항장치(140)의 움직임의 난이도의 조절 및/또는 바이브레이터(170)의 작동 중에서 적어도 하나를 수행할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시 예들에 따른 가상현실 체험장치의 작동 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.

도 1부터 도 10을 참조하면, 저항 조절 제어기(123)는 저항값(예컨대, 제1저항값; RES)에 기초하여 저항 조절 신호(예컨대, 제1저항 조절 신호; RS)를 생성할 수 있다(S110). 저항 조절기(130)는 제1저항 조절 신호(RS)에 기초하여 저항장치(140)의 움직임의 난이도를 조절할 수 있다(S120). 액추에이터(150)는 가상현실 체험장치(100)를 사용하는 사용자의 움직임에 따라 저항장치(140)를 움직일 수 있다(S130). 검출기(125)는 액추에이터(150)의 움직임에 따라 움직이는 저항장치 (140)의 움직임을 검출하고, 검출의 결과에 따라 검출 신호(DET)를 생성할 수 있다(S140).

제1컨트롤러(121)는 검출 신호(DET)에 기초하여 상기 사용자의 움직임을 나타내는 사용자 이동 정보(UMI)를 생성할 수 있다(S150). 인터페이스(110)는 사용자 이동 정보(UMI)를 콘텐츠 실행장치(200)로 전송하고(S160), 콘텐츠 실행장치(200)로부터 전송된 제어 신호(CTRL)를 제1컨트롤러(121)로 전송할 수 있다.

제1컨트롤러(121)는 제어 신호(CTRL)를 수신하고(S170), 수신된 제어 신호 (CTRL)에 기초하여 저항값(예컨대, 제2저항값; RES)을 생성할 수 있다(S180). 저항 조절 제어기(123)는 제2저항값(RES)에 기초하여 저항 조절 신호(예컨대, 제2저항 조절 신호; RS)를 생성하고(S190), 저항 조절기(130)는 제2저항 조절 신호(RS)에 기초하여 저항장치(140)의 움직임의 난이도를 다시 조절할 수 있다(S200).

실시 예들에 따라, 제1컨트롤러(121)는 제어 신호(CTRL)에 기초하여 저항값 (RES)과 함께 진동값(VIB)을 생성할 수 있고(S210), 진동 신호 생성기(129)는 진동값(VIB)에 기초하여 진동 신호(VS)를 생성할 수 있다(S220). 바이브레이터(170)는 진동 신호(VS)에 응답하여 진동할 수 있다(S230).

도 11a와 도 11b는 본 발명의 실시 예들에 따른 가상현실 체험장치의 작동 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.

도 1부터 도 11a를 참조하면, 저항 조절 제어기(123)는 저항값(RES)에 기초하여 저항 조절 신호(RS)를 생성할 수 있다(S310). 저항 조절기(130)는 저항 조절 신호(RS)에 기초하여 저항장치(140)의 움직임의 난이도를 조절할 수 있다(S315). 액추에이터(150)는 가상현실 체험장치(100)를 사용하는 사용자의 움직임에 따라 저항 장치(140)를 움직일 수 있다(S320). 제1컨트롤러(121)는 가상현실 체험장치 (100)와 콘텐츠 실행장치(200)와의 연결을 자동으로 검출할 수 있다(S325).

검출 결과, 가상현실 체험장치(100)와 콘텐츠 실행장치(200)가 연결되었다고 판단된 경우(S330의 YES), 검출기(125)는 액추에이터(150)의 움직임에 따라 움직이는 저항장치(140)의 움직임을 검출하고, 검출의 결과에 따라 검출 신호(DET)를 생성할 수 있다(S335). 제1컨트롤러(121)는 검출 신호(DET)에 기초하여 상기 사용자의 움직임을 나타내는 사용자 이동 정보(UMI)를 생성할 수 있다(S340).

실시 예들에 따라, 도 1과 도 11b를 참조하면, 조절기(160)는 상기 사용자가 조절기(160)를 누름에 따라 조절 신호(AS)를 생성하고(S341), 방향 신호 생성기 (127)는 조절 신호(AS)를 검출하여 이동 방향 신호(DS)를 생성할 수 있다(S342).

제1컨트롤러(121)는 검출 신호(DET)와 이동 방향 신호(DS) 중에서 적어도 하나에 기초하여 상기 사용자의 움직임을 나타내는 사용자 이동 정보(UMI)를 생성할 수 있다(S343).

다시 도 1과 도 11a를 참조하면, 인터페이스(110)는 사용자 이동 정보(UMI)를 콘텐츠 실행장치(200)로 전송하고(S345), 콘텐츠 실행장치(200)로부터 전송된 제어 신호(CTRL)를 수신하고(S350), 제어 신호(CTRL)를 제1컨트롤러(121)로 전송할 수 있다.

제1컨트롤러(121)는 제어 신호(CTRL)를 수신하고, 수신된 제어 신호(CTRL)에 기초하여 새로운 저항값(RES)을 생성할 수 있다(S355). 저항 조절 제어기(123)는 새로운 저항값(RES)에 기초하여 새로운 저항 조절 신호(RS)를 생성하고, 저항 조절기(130)는 새로운 저항 조절 신호(RS)에 기초하여 저항 장치(140)의 움직임의 난이도를 새롭게 조절할 수 있다(S375).

실시 예들에 따라, 검출 결과, 가상현실 체험장치(100)와 콘텐츠 실행장치 (200)가 서로 연결되어 있지 않았다고 판단된 경우(S330의 NO), 조절기(160)는 상기 사용자가 조절기(160)를 누름에 따라 조절 신호(AS)를 생성하고(S360), 방향 신호 생성기(127)는 생성된 조절 신호(AS)에 응답하여 명령 신호(DS)를 생성하고 (S365), 제1컨트롤러(121)는 명령 신호(DS)에 기초하여 새로운 저항값(RES)을 생성할 수 있다(S370).

저항 조절 제어기(123)는 새로운 저항값(RES)에 기초하여 새로운 저항 조절 신호(RS)를 생성하고, 저항 조절기(130)는 새로운 저항 조절 신호(RS)에 기초하여 저항 장치(140)의 움직임의 난이도를 새롭게 조절할 수 있다(S375).

따라서 제1컨트롤러(121)가 가상현실 체험장치(100)와 콘텐츠 실행장치(200)가 연결되었다고 판단된 경우, 조절기(160)는 이동 방향(AS)을 검출하여 이동 방향 신호(DS)를 생성할 수 있는 장치로서 작동하고, 저항 장치(140)의 움직임의 난이도를 자동으로 조절할 수 있다.

제1컨트롤러(121)가 가상현실 체험장치(100)와 콘텐츠 실행장치(200)가 연결되지 않았다고 판단된 경우, 조절기(160)는 사용자가 조절기(160)를 누름에 따라 저항값을 수동으로 조절할 수 있는 장치로서 작동하고, 사용자는 저항 장치(140)의 움직임의 난이도를 수동으로 조절할 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시 예들에 따른 가상현실 체험 시스템의 작동 방법을 설명하기 위한 데이터 흐름을 나타낸다. 도 1부터 도 12를 참조하면, 가상현실 체험장치(100)는 사용자의 움직임에 따라 움직이는 저항 장치(140)의 움직임을 검출하여 검출 신호(DET)를 생성하고(S410), 검출 신호(DET)에 기초하여 상기 사용자의 움직임을 나타내는 사용자 이동 정보(UMI)를 생성할 수 있다(S415).

가상현실 체험장치(100)가 사용자 이동 정보(UMI)를 콘텐츠 실행장치(200)로 전송하면(S420), 콘텐츠 실행장치(200)는 가상현실 체험장치(100)로부터 출력된 사용자 이동 정보(UMI)에 기초하여 콘텐츠 플레이어(250)에서 실행되는 제1콘텐츠를 제2콘텐츠로 변경할 수 있다(S425). 콘텐츠 실행장치(200)는 변경된 제2콘텐츠의 제1메타데이터를 추출하고(S435), 추출된 제1메타데이터에 기초하여 제1제어신호를 제어 신호(CTRL)로서 생성할 수 있다(S440).

콘텐츠 실행장치(200)가 상기 제1제어 신호를 가상현실 체험장치(100)로 전송하면(S445), 가상현실 체험장치(100)는 상기 제1제어 신호를 수신하고, 수신된 제1제어 신호에 기초하여 저항 조절 신호(RS)를 생성할 수 있다(S450). 가상현실 체험장치(100)는 저항 조절 신호(RS)에 기초하여 저항 장치(140)의 움직임의 난이도를 조절할 수 있다(S455).

실시 예들에 따라, 콘텐츠 실행장치(200)가 제1콘텐츠와 제2콘텐츠 각각에 관련된 영상 신호(IMG)를 HMD(300)로 전송할 수 있다(S430). HMD(300)는 영상 신호 (IMG)에 해당하는 영상을 디스플레이하고, 사용자의 머리의 이동을 트래킹하여 헤드 트레킹 신호(HTS)를 생성할 수 있다(S460).

HMD(300)가 헤드 트래킹 신호(HTS)를 콘텐츠 실행장치(200)로 전송하면 (S465), 콘텐츠 실행장치(200)는 헤드 트래킹 신호(HTS)에 기초하여 제2콘텐츠를 제3콘텐츠로 변경할 수 있다(S470). 콘텐츠 실행장치(200)는 변경된 제3콘텐츠의 제2메타데이터 추출하고(S475), 추출된 제2메타데이터에 기초하여 제2제어 신호를 제어 신호(CTRL)로서 생성할 수 있다(S480).

콘텐츠 실행장치(200)가 상기 제2제어 신호를 가상현실 체험 장치(100)로 전송하면, 가상현실 체험 장치(100)는 상기 제2제어 신호를 수신하고(S485), 상기 제2제어 신호에 기초하여 저항 조절 신호(RS)를 새롭게 생성하고(S490), 새로운 저항 조절 신호(RS)에 기초하여 저항 장치(140)의 움직임의 난이도를 새롭게 조절할 수 있다(S495). 여기서, 제1콘텐츠, 제2콘텐츠, 및 제3콘텐츠는 서로 다른 시점에서 실행되는 콘텐츠를 의미할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100; 가상현실 체험장치
100-1: 일립티컬
100-2: 로잉 머신
100-3: 슈트
120, 120-1, 120-2, 120-3: 가상현실 체험장치 컨트롤러
200; 콘텐츠 실행장치
200-1, 200-2, 200-3: 컴퓨팅 장치 또는 PC
300, 300-1, 300-2, 300-3; 헤드 마운티드 디스플레이
110, 100-1, 100-2; 인터페이스
120, 120-1, 120-2, 120-3; 가상현실 체험장치 컨트롤러
130, 130-3; 저항조절기
130-1: 브레이크 패널
130-2: 저항 장치
140; 저항장치
140-1, 140-2: 플라이 휠
150: 액추에이터
150-1: 페달들
150-2: 손잡이
160, 160-1: 조절기
170, 170-1: 바이브레이터
210: 제1인터페이스
230: 제2컨트롤러
250: 콘텐츠 플레이어
270; 제2인터페이스

Claims

사용자의 움직임에 따라 움직이는 액추에이터의 움직임에 관련된 사용자 이동 정보를 생성하고, 제어 신호에 기초하여 상기 액추에이터에 연결된 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 가상현실 체험장치; 및
제1콘텐츠를 실행하고, 상기 사용자 이동 정보에 기초하여 상기 제1콘텐츠를 제2콘텐츠로 변경하고, 변경된 제2콘텐츠의 제1메타데이터를 추출하고, 추출된 제1메타데이터에 기초하여 생성된 제1제어 신호를 상기 제어 신호로서 상기 가상현실 체험장치로 전송하는 콘텐츠 실행장치를 포함하는 가상현실 체험 시스템.
제1항에 있어서, 상기 가상현실 체험장치는,
저항 조절 신호에 기초하여 상기 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 저항 조절기; 및
상기 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 신호에 기초하여 상기 저항 조절 신호를 생성하고, 상기 액추에이터의 움직임에 따라 움직이는 상기 저항 장치의 움직임을 검출하고, 검출의 결과에 해당하는 상기 사용자 이동 정보를 생성하는 가상현실 체험장치 컨트롤러를 포함하는 가상현실 체험 시스템.
제1항에 있어서, 상기 가상현실 체험장치는,
저항 조절 신호에 기초하여 상기 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 저항 조절기;
저항값에 기초하여 상기 저항 조절 신호를 생성하는 저항 조절 제어기;
상기 액추에이터의 움직임에 따라 움직이는 상기 저항 장치의 움직임을 검출하고 검출 신호를 생성하는 검출기;
상기 검출 신호에 기초하여 상기 사용자의 움직임을 나타내는 상기 사용자 이동 정보를 생성하고, 상기 제어 신호에 기초하여 상기 저항값을 생성하는 컨트롤러; 및
상기 사용자 이동 정보를 상기 콘텐츠 실행장치로 전송하고, 상기 콘텐츠 실행장치로부터 전송된 상기 제어 신호를 상기 컨트롤러로 전송하는 인터페이스를 포함하는 가상현실 체험 시스템.
제1항에 있어서,
상기 콘텐츠 실행장치에 연결되고, 상기 제1콘텐츠와 상기 제2콘텐츠 각각에 관련된 영상 신호를 수신하여 디스플레이하는 헤드 마운티드 디스플레이를 더 포함하고,
상기 헤드 마운티드 디스플레이는 상기 사용자의 헤드의 이동을 트래킹하여 헤드 트래킹 신호를 생성하고, 상기 헤드 트래킹 신호를 상기 콘텐츠 실행장치로 전송하고,
상기 콘텐츠 실행장치는 상기 헤드 트래킹 신호에 기초하여 상기 제2콘텐츠를 제3콘텐츠로 변경하고, 변경된 제3콘텐츠의 제2메타데이터를 추출하고, 추출된 제2메타데이터에 기초하여 생성된 제2제어 신호를 상기 제어 신호로서 상기 가상현실 체험장치로 전송하는 가상현실 체험 시스템.
가상현실 체험장치와 상기 가상현실 체험장치의 작동을 제어하는 콘텐츠 실행장치를 포함하는 가상현실 체험 시스템에 있어서,
상기 가상현실 체험장치는,
저항 장치;
저항 조절 신호에 기초하여 상기 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 저항 조절기;
저항값에 기초하여 상기 저항 조절 신호를 생성하는 저항 조절 제어기;
상기 가상현실 체험장치를 사용하는 사용자의 움직임에 따라 상기 저항 장치를 움직이는 액추에이터;
상기 액추에이터의 움직임에 따라 움직이는 상기 저항 장치의 움직임을 검출하고 검출 신호를 생성하는 검출기;
상기 검출 신호에 기초하여 상기 사용자의 움직임을 나타내는 사용자 이동 정보를 생성하고, 제어 신호에 기초하여 상기 저항값을 생성하는 컨트롤러; 및
상기 사용자 이동 정보를 상기 콘텐츠 실행장치로 전송하고, 상기 콘텐츠 실행장치로부터 전송된 상기 제어 신호를 상기 컨트롤러로 전송하는 인터페이스를 포함하고,
상기 콘텐츠 실행장치는,
상기 사용자 이동 정보에 기초하여 상기 콘텐츠 실행장치에서 실행되는 콘텐츠를 변경하고, 변경된 콘텐츠의 메타데이터에 기초하여 상기 제어 신호를 생성하고, 상기 제어 신호를 상기 인터페이스로 전송하는 가상현실 체험 시스템.
가상현실 체험장치와 상기 가상현실 체험장치의 작동을 제어하는 콘텐츠 실행장치를 포함하는 가상현실 체험 시스템에 있어서,
상기 가상현실 체험장치는,
저항 장치;
저항 조절 신호에 기초하여 상기 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 저항 조절기;
상기 가상현실 체험장치를 사용하는 사용자의 움직임에 따라 상기 저항 장치를 움직이는 액추에이터; 및
상기 액추에이터의 움직임에 따라 움직이는 상기 저항 장치의 움직임을 검출하여 검출 신호를 생성하고, 상기 검출 신호에 기초하여 상기 사용자의 움직임을 나타내는 사용자 이동 정보를 생성하고, 상기 사용자 이동 정보를 상기 콘텐츠 실행장치로 전송하고, 상기 콘텐츠 실행장치로부터 전송된 제어 신호에 기초하여 상기 저항 조절 신호를 생성하는 제1컨트롤러를 포함하고,
상기 콘텐츠 실행장치는,
상기 사용자 이동 정보를 수신하는 제1인터페이스;
콘텐츠 플레이어;
상기 제1인터페이스로부터 전송된 상기 사용자 이동 정보에 기초하여 상기 콘텐츠 플레이어에서 실행되는 콘텐츠를 변경하고, 변경된 제1콘텐츠의 제1메타데이터에 기초하여 제1제어 신호를 생성하고, 상기 제1제어 신호를 상기 제어 신호로서 상기 제1인터페이스를 통해 상기 가상현실 체험장치로 전송하는 제2컨트롤러; 및
상기 콘텐츠와 상기 제1콘텐츠에 해당하는 영상 신호를 헤드 마운티드 디스플레이로 전송하고, 상기 헤드 마운티드 디스플레이로부터 헤드 트래킹 신호를 수신하는 제2인터페이스를 포함하고,
상기 제2컨트롤러는,
상기 헤드 트래킹 신호에 기초하여 상기 제1콘텐츠를 제2콘텐츠를 변경하고, 변경된 제2콘텐츠의 제2메타데이터에 기초하여 제2제어 신호를 생성하고, 상기 제2제어 신호를 상기 제어 신호로서 상기 제1인터페이스를 통해 상기 가상현실 체험장치로 전송하는 가상현실 체험 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제1인터페이스는 직렬 인터페이스이고, 상기 제2인터페이스는 HDMI(High-Definition Multimedia Interface)인 가상현실 체험 시스템.
가상현실 체험장치와 상기 가상현실 체험장치의 작동을 제어하는 콘텐츠 실행장치를 포함하는 가상현실 체험 시스템에 있어서,
상기 가상현실 체험장치는,
저항 장치;
저항 조절 신호에 기초하여 상기 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 저항 조절기;
상기 가상현실 체험장치를 사용하는 사용자의 움직임에 따라 상기 저항 장치를 움직이는 액추에이터; 및
상기 액추에이터의 움직임에 따라 움직이는 상기 저항 장치의 움직임을 검출하여 검출 신호를 생성하고, 상기 검출 신호에 기초하여 상기 사용자의 움직임을 나타내는 사용자 이동 정보를 생성하고, 상기 사용자 이동 정보를 상기 콘텐츠 실행장치로 전송하고, 상기 콘텐츠 실행장치로부터 전송된 제어 신호에 기초하여 상기 저항 조절 신호를 생성하는 제1컨트롤러를 포함하고,
상기 콘텐츠 실행장치는,
상기 사용자 이동 정보를 수신하는 인터페이스;
콘텐츠를 실행하는 콘텐츠 플레이어; 및
상기 인터페이스로부터 전송된 상기 사용자 이동 정보에 기초하여 상기 콘텐츠 플레이어에서 실행되는 상기 콘텐츠를 변경하고, 변경된 콘텐츠의 제1메타데이터에 기초하여 생성된 상기 제어 신호를 상기 인터페이스를 통해 상기 가상현실 체험장치로 전송하는 제2컨트롤러를 포함하는 가상현실 체험 시스템.
가상현실 체험 장치와 상기 가상현실 체험 장치의 작동을 제어하는 콘텐츠 실행장치를 이용하여 가상현실 체험 서비스를 제공하는 방법에 있어서,
상기 가상현실 체험 장치가, 사용자의 움직임에 따라 움직이는 저항 장치의 움직임을 검출하여 검출 신호를 생성하는 단계;
상기 가상현실 체험 장치가, 상기 검출 신호에 기초하여 상기 사용자의 움직임을 나타내는 사용자 이동 정보를 생성하는 단계;
상기 가상현실 체험 장치가, 상기 사용자 이동 정보를 상기 콘텐츠 실행장치로 전송하는 단계;
상기 콘텐츠 실행장치가, 상기 가상현실 체험 장치로부터 출력된 상기 사용자 이동 정보에 기초하여 상기 콘텐츠 플레이어에서 실행되는 콘텐츠를 변경하는 단계;
상기 콘텐츠 실행장치가, 변경된 콘텐츠의 메타데이터에 기초하여 제어 신호를 생성하고 상기 제어 신호를 상기 가상현실 체험 장치로 전송하는 단계;
상기 가상현실 체험 장치가, 상기 제어 신호에 기초하여 저항 조절 신호를 생성하는 단계; 및
상기 가상현실 체험 장치가, 상기 저항 조절 신호에 기초하여 상기 저항 장치의 움직임의 난이도를 조절하는 단계를 포함하는 가상현실 체험 서비스를 제공하는 방법.