KR20190054872A - 실시간 스캐닝 기반 런타임 필드 아이템 변경 시스템 - Google Patents

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KR20190054872A
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Abstract

본 발명은 실시간 스캐닝을 기반으로, 런타임으로 필드 아이템을 교체하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 실시간 스캐닝 기반 런타임 필드 아이템 변경 시스템은 실물 객체에 대한 영상을 획득하는 스캐닝 수행부로부터 수신한 스캐닝 정보를 이용하여, 런타임으로 필드 아이템을 변경시키는 프로그램이 저장된 메모리 및 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하되, 프로세서는 실물 객체에 대응되는 가상 객체의 객체 정보 및 객체 기능을 정의하고, 객체 정보와 객체 기능을 리소스 및 동작 관련 정보에 매핑하여 필드 아이템을 변경하는 것을 특징으로 한다.

Description

실시간 스캐닝 기반 런타임 필드 아이템 변경 시스템{SYSTEM FOR A RUN-TIME FIELD ITEM CHANGING USING A REAL-TIME SCANNING}
본 발명은 실시간 스캐닝을 기반으로, 런타임으로 필드 아이템을 교체하는 시스템에 관한 것이다.
3D 스캐닝 기술의 발전으로 인해, 사용자는 실시간으로 3D 모델을 용이하게 생성할 수 있고, 생성된 3D 모델은 응용 프로그램에 적용될 수 있다.
그러나, 종래 기술에 따르면 생성된 3D 모델을 응용 프로그램에 적용시키기 위하여, 재프로그래밍 및 컴파일이 필요한 바, 게임이 실행 중인 상태에서 적용되기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 런타임으로 게임 또는 VR 등의 응용 서비스에서 사용되는 필드 아이템을 실시간으로 교체함으로써, 응용 서비스의 수행 도중에 외부 기기를 이용하여 물체를 스캔하고, 이를 사용자의 응용 서비스에 런타임으로 삽입하거나, 기존의 콘텐츠를 교체하는 것이 가능한 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 실시간 스캐닝 기반 런타임 필드 아이템 변경 시스템은 실물 객체에 대한 영상을 획득하는 스캐닝 수행부로부터 수신한 스캐닝 정보를 이용하여, 런타임으로 필드 아이템을 변경시키는 프로그램이 저장된 메모리 및 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하되, 프로세서는 실물 객체에 대응되는 가상 객체의 객체 정보 및 객체 기능을 정의하고, 객체 정보와 객체 기능을 리소스 및 동작 관련 정보에 매핑하여 필드 아이템을 변경하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 실시간 스캐닝 기반 런타임 필드 아이템 변경 시스템은 최근 이슈가 되는 AR(가상 현실), VR(증강 현실), MR(혼합 현실) 등 3D 객체를 사용하는 모든 응용 프로그램에서 사용자가 스캔한 객체를 런타임으로 삽입하는 서비스를 제공함으로써, 사용자가 자신이 원하는 모델을 사용하는 것이 가능한 개인 맞춤형 서비스를 지원하고, 응용 서비스의 차별성을 확보하는 것이 가능한 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 3D 모델의 응용프로그램 적용례를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실시간 스캐닝 기반 런타임 필드 아이템 변경 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 런타임 필드 아이템 변경을 위한 템플릿 기반 데이터 구조를 나타내는 도면이다.
본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 목적, 구성 및 효과를 용이하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재에 의해 정의된다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가됨을 배제하지 않는다.
이하에서는, 당업자의 이해를 돕기 위하여 본 발명이 제안된 배경에 대하여 먼저 서술하고, 본 발명의 실시예에 대하여 서술하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 3D 모델의 응용프로그램 적용례를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 사용자는 자신의 스마트폰(10)을 이용하여 벽돌깨기 게임을 함에 있어서, 벽돌을 깨는 공(11)을 자신의 주변에 위치한 사과(30)로 변경하고자 한다.
이를 위해서, 사용자는 스캐너(20)를 이용하여 물리적 객체인 사과(30)를 스캔하여 3D 모델을 생성시키고, 이를 자신의 벽돌깨기 게임에 런타임으로 삽입할 수 있어야 한다.
그런데, 종래 기술에 따르면 사과(30)를 스캔하여 생성된 3D 모델을 벽돌깨기 게임에 링크시키고, 다시 재프로그래밍 및 컴파일을 수행하여 게임을 만들어야 한다.
따라서, 게임을 종료하지 않고, 게임이 실행 중인 상태에서 다른 작업을 지원하는 런타임 방식으로는 필드 아이템을 변경할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 런타임으로 필드 아이템(사과와 같이 게임에서 사용되는 그래픽 리소스)을 변경하기 위한 게임 콘텐츠의 정형화된 구조를 제안하며, 스캔된 데이터의 크기 변환, 색상 일치 등 후처리를 통해 3D 객체화된 실물을 실제 게임, VR 등의 응용 서비스에 런타임으로 삽입하는 것이 가능한 시스템을 제안한다.
본 발명에 따르면, 사용자가 게임 또는 VR 등의 응용서비스를 수행하는 도중, 외부 기기(예: 3D 스캐너)를 이용하여 물체를 스캔하고, 이를 자신의 응용 서비스에 런타임으로 삽입하거나, 기존의 콘텐츠를 교체하는 것이 가능하므로, 사용자는 자신의 주변에 있는 실물을 응용 서비스 속의 세계에 접목함으로써 더 큰 재미를 얻을 수 있다.
또한, 사업자는 대전 게임 등에서 차별화된 서비스를 제공할 수 있다.
예를 들어 자동차 경주 등의 대전 게임에서 사용자가 스캔한 바나나 껍질을 실시간으로 게임에 반영하여, 상대방에게 던짐으로써 상대방의 미끄러짐을 유도할 수 있으며, 이러한 재미 요소가 사용자의 흥미를 자극하게 되는 효과가 있다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실시간 스캐닝 기반 런타임 필드 아이템 변경 시스템을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 실시간 스캐닝 기반 런타임 필드 아이템 변경 시스템은, 실물 객체에 대한 영상을 획득하는 스캐닝 수행부(200)로부터 수신한 스캐닝 정보를 이용하여, 런타임으로 필드 아이템을 변경시키는 프로그램이 저장된 메모리(350) 및 프로그램을 실행시키는 프로세서(340)를 포함하되, 프로세서(340)는 실물 객체에 대응되는 가상 객체의 객체 정보 및 객체 기능을 정의하고, 객체 정보와 객체 기능을 리소스 및 동작 관련 정보에 매핑하여 필드 아이템을 변경한다.
본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 수행부(200)는 탱고폰 또는 3D 캡쳐 기능을 가지는 임의의 디바이스로서, 사용자가 아이템으로 사용하고자 하는 실물 객체에 대한 3D 캡쳐를 수행한다.
본 발명의 실시예에 따른 프로세서(340)는 스캐닝 수행부(200)의 영상 획득 시의 조명 정보를 파라메터화하고, 추출된 파라메터를 이용하여 가상 객체 모델의 컬러 텍스처를 변경시킨다. 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 수행부(200)의 스캐닝 시, 즉 3D 객체 획득 시 조명 환경 및 실제 응용 서비스의 조명 환경은 일치하지 않는 바, 가상 객체 모델의 색상을 변경시키는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 프로세서(340)는 스캐닝 수행부(200)가 획득한 영상에 대한 후처리를 수행하여, 메쉬 페이스의 수를 변경시켜, 게임 환경에 최적화시킨다.
본 발명의 실시예에 따른 프로세서(340)는 가상 객체 모델의 정보를 스캐닝을 실행한 회원의 정보와 연동시켜 데이터베이스(310)에 저장시키며, 어느 사용자가, 언제, 어떠한 실물 객체에 대한 스캐닝을 요청하였는지에 관한 정보가 관리된다.
본 발명의 실시예에 따른 프로세서(340)는 가상 객체 또는 실물 객체에 대해 획득된 영상을 이용하여, CNN 기반의 지도 학습을 통해 가상 객체의 정보를 데이터베이스(310)에 입력시킨다.
후처리가 진행된 가상 객체 모델은 데이터베이스(310)의 콘텐츠 DB에 입력되고, 가상 객체의 정보 및 객체 기능은 메타데이터 DB에 입력된다.
본 발명의 실시예에 따른 프로세서(340)는 실시간으로 스캔 및 업로드된 가상 객체에 대하여, 응용에서 적용 가능한 기설정된 효과를 참조하여, 객체 기능을 동작 관련 정보에 매핑시킨다. 이에 대하여는 도 4를 참조하여 상세히 후술한다.
본 발명의 실시예에 따른 프로세서(340)는 가상 객체가 적용된 필드 아이템 사용 시, 매핑된 동작 관련 정보를 아이템이 사용된 오브젝트에 적용시킨다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실시간 스캐닝 기반 런타임 필드 아이템 변경 시스템을 나타내는 도면으로, 이하에서는 본 발명의 실시예가 적용되는 응용 서비스가 복수 사용자 간의 대전 게임인 것으로 가정하여 설명한다.
사용자(400a, 400b)는 콘텐츠 관리 서버(300)의 회원 관리부(330)를 통해 회원으로 가입하고, 응용 서비스(게임)을 시작한다.
사용자(400a, 400b)는 원격지에 있는 사용자 일 수 있고, 또는 동일 장소에 있는 사용자일 수 있다.
예컨대 사용자1(400a)은 대전에, 사용자2(400b)은 서울에 있을 수 있으며, 콘텐츠 관리 서버(300)를 통해 동일한 런타임 필드 아이템 변경 서비스를 제공 받게 된다.
사용자1(400a)은 사용자2(400b)와 대전게임(예: 자동차 경주)을 진행하고 있다고 가정한다.
사용자1(400a)은 게임 전 또는 게임 중에 자신 주변에 있는 실물인 바나나 껍질(110)을 스캔한다.
이 때 스캐닝 수행부(200)로 사용되는 기기는 다양한데, 예컨대 최근 보급되는 탱고폰 또는 3D 캡처 기능을 가지는 임의의 디바이스가 사용될 수 있다.
이렇게 캡처된 3D 객체(120)는 후처리기를 통해 편집되는데, 게임 환경에 최적화 되도록 3D 객체(120)의 메쉬 페이스의 수가 변경될 수 있고, 색상 일치가 수행된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 스캐닝 수행부(200)로 3D 객체를 획득할 때의 조명 환경이 실제 게임의 조명 환경과 상이한 바, 3D 객체의 색상을 변경시키게 된다.
이 때, 색 온도 일치, 밝기 일치를 수행할 수 있으며, 3D 객체를 생성할 때 사용된 조명 정보를 파라메터화하고, 추출된 파라메터를 이용하여 3D 모델의 컬러 텍스처를 변경한다.
후처리가 진행된 3D 모델은 콘텐츠 관리 서버(300)의 데이터베이스(310) 중 콘텐츠 DB에 입력된다.
이때, 인공지능 엔진(320)을 통해 생성된 3D 객체의 정보가(예: 객체정보=바나나, 객체기능=미끄러짐) 생성되어 데이터베이스(310) 내의 메타데이터 DB에 입력된다.
이때 인공지능 엔진(320)은 기존의 CNN(Convolutional Neural Networks) 기반의 지도 학습을 이용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 생성된 3D 모델(120)에 대해서도 수행할 수 있고, 실물(110)에 대해 촬영한 실물 2D 사진을 이용할 수도 있으며, 실시간 처리를 위해 레이어의 깊이가 적절히 조절된다.
실물 객체로서 전술한 바와 같이 바나나가 입력되면, 바나나의 미끄러지는 특성이 정의된다. 또한, 만약 입력된 모델이 풍선이라면, 터지는 특성이 정의된다. 즉, 생성된 3D 객체의 객체 정보 및 기능를 정의하고, 이 객체에 의한 게임 동작을 정의하는 것은 각각의 응용 서비스마다 적절히 수행된다.
VR 또는 게임 사용자는 게임 전 또는 게임 도중에 자신의 주변 물체(110)를 스캔하고, 스캔된 3D 객체(120)와 원본 2D 영상은 콘텐츠 DB 및 메타데이터 DB에 삽입된다.
사용자는 게임 도중에 사용자 단말의 임의의 버튼을 눌러 사용자 자신이 스캔한 모델을 로딩한다.
이 때 가상 객체 모델은 회원관리 정보와 연동되어 누가, 언제, 무엇을 스캔했는지에 대한 정보가 관리된다.
전술한 바와 같이, 사용자1(400a)이 자동차 경주 게임을 하는 도중 바나나(110)를 스캔하여 업로드 하면, 콘텐츠 관리 서버(300)는 스캔된 모델에서 인공지능 엔진(320)을 이용하여 "바나나"라는 정보를 추출하고, 바나나는 "미끄러짐"이라는 능력을 가지고 있음을 데이터베이스(310)의 메타데이터 DB에 등록한다.
전술한 과정에 의하여, 사용자1(400a)은 자신이 원하는 임의의 시점에 바나나에 관한 가상 객체(120)를 로딩하여 상대방 사용자2(400b)의 캐릭터에게 던지고, 사용자2(400b)의 응용서비스는 던져진 객체가 바나나이며, 미끄러지는 기능이 있음을 알고 사용자2(400b)의 캐릭터(자동차)를 미끄러지게 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 런타임 필드 아이템 변경을 위한 템플릿 기반 데이터 구조를 나타내는 도면으로, 사용자가 스캔한 가상 객체 모델(3D 모델)을 런타임으로 변경하기 위한 템플릿 변형 구성을 제안한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 게임 응용서비스는 게임 프로그램(500)과 그 이외의 리소스(510)로 구성된다.
게임 개발자는 초기에 자신의 시나리오에 맞게 도 4에 도시된 구조로 게임을 작성한다.
도 4를 참조하면, 기본 게임 리소스가 n개(511a 내지 511n, a.obj 내지 n.obj) 있고, 사용자에 의해 실시간으로 추가 될 수 있는 게임 리소스가 m개(512a 내지 512m, a_rep.obj 내지 m_rep.obj) 있다.
즉, 템플릿 기반 데이터 구조에 따라, 사용자는 실시간으로 스캔하여 업로드 할 수 있는 공간을 m개 확보한다.
만약 확보된 공간이 모두 사용되었음에도 불구하고, 추가로 객체가 스캔되면, 사용 빈도 등을 고려하여 이전의 리소스를 삭제하는 것이 가능하다.
각각의 게임 리소스(511, 512)는 각 리소스의 동작을 정의하는 게임 동작 관련 정보(513, 514)를 보유하며, 이는 코드 레벨이거나, shader 이거나, 그래픽 데이터일 수 있다.
사용자에 의해 변경 가능한 리소스(512a 내지 512m)의 경우 어떠한 동작에 해당될 지 모르므로, 해당 게임에서 지원 가능한 복수 개의 특수효과가 미리 지정된다.
도 4의 게임 동작 관련 정보(514a 내지 514x, 515a 내지 515x)는 사용자에 의해 변경 가능한 게임 리소스 a_rep.obj에 x개의 동작정보를 매핑한 것이다.
에컨대, 게임 동작 관련 정보 a1_rep.fun은 미끄러짐, a2_rep.fun는 사라짐, ax_rep.fun은 폭발 등으로 정의할 수 있다.
이러한 정보는 응용서비스에 따라 다르게 미리 정의되며, 도 3의 인공지능 엔진(320)이 관련된 정보를 추출하여 제공된 정보가 활성화된다.
경우에 따라, 한 개의 아이템에 복수개의 게임 동작 관련 정보가 매핑될 수 있으며, 예를 들어 바나나에 미끄러짐과 폭발이라는 두 개의 게임 동작 관련 정보가 매핑 될 수 있다.
미리 정해진 이름으로 컴파일된 프로그램은 해당 기능을 항상 수행하게 되며, 초기의 게임 리소스(512a 내지 512m), 게임 동작 관련 정보(514, 515) 등은 빈 값(null)로 설정된다.
사용자가 바나나를 스캔하면, 스캔된 바나나는 게임 리소스 a_reo.obj(512a)로 이름이 변경되어 저장되고, a1_rep.fun(514a)에 미끄러짐이라는 정보가 삽입되어, 바나나로 공격 당한 상대방의 캐릭터(자동차)는 미끄러짐을 당하게 된다.
또한, 사용자가 두 번째로 사과를 스캔해서 등록을 하면, 스캔된 사과는 b.obj로 이름이 변경되어 저장되고 게임동작 관련 정보 b.fun에 폭발이라는 정보로 저장될 수 있다.
전술한 구조를 통해, 사용자에게 런타임 필드 아이템 변경을 가능하게 하며, 사용자가 스캔해서 등록하는 가상 객체 모델(3D 모델)은 기저장된 동작 관련 정보에 매핑된다.
만약 도 3의 인공지능 엔진(320)이 스캔된 객체에 대하여 정확한 정보를 추출하지 못한 경우에는, 초기값이 null로 설정되며, 이 때에는 게임 제작자에 의해 초기값이 정해진다.
게임 리소스(512)가 초기값으로 정해지면 게임 동작 관련 리소스 장보(514, 515)도 함께 초기값으로 설정된다.
이제까지 본 발명의 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 스마트폰 11: 공
12: 버튼 20: 스캐너
30: 사과 110: 실물 객체
120: 가상 객체 200: 스캐닝 수행부
300: 콘텐츠 관리 서버 310: 데이터베이스
320: 인공지능 엔진 330: 회원 관리부
340: 프로세서 350: 메모리
400: 사용자 500: 게임 프로그램
510: 리소스 511, 512: 게임 리소스
513, 514: 게임 동작 관련 정보

Claims (8)

  1. 실물 객체에 대한 영상을 획득하는 스캐닝 수행부로부터 수신한 스캐닝 정보를 이용하여, 런타임으로 필드 아이템을 변경시키는 프로그램이 저장된 메모리; 및
    상기 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 실물 객체에 대응되는 가상 객체의 객체 정보 및 객체 기능을 정의하고, 상기 객체 정보와 객체 기능을 리소스 및 동작 관련 정보에 매핑하여 필드 아이템을 변경하는 것
    을 특징으로 하는 실시간 스캐닝 기반 런타임 필드 아이템 변경 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스캐닝 수행부는 상기 실물 객체에 대한 3D 캡쳐를 수행하는 것
    인 실시간 스캐닝 기반 런타임 필드 아이템 변경 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 스캐닝 수행부의 영상 획득 시의 조명 정보를 파라메터화하고, 추출된 파라메터를 이용하여 가상 객체 모델의 컬러 텍스처를 변경시키는 것
    인 실시간 스캐닝 기반 런타임 필드 아이템 변경 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 스캐닝 수행부가 획득한 영상에 대한 후처리를 수행하여, 메쉬 페이스의 수를 변경시키는 것
    인 실시간 스캐닝 기반 런타임 필드 아이템 변경 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 가상 객체 모델의 정보를 상기 스캐닝을 실행한 회원의 정보와 연동시켜 DB에 저장시키는 것
    인 실시간 스캐닝 기반 런타임 필드 아이템 변경 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 가상 객체 또는 상기 실물 객체에 대해 획득된 영상을 이용하여, CNN 기반의 지도 학습을 통해 가상 객체의 정보를 DB에 입력시키는 것
    인 실시간 스캐닝 기반 런타임 필드 아이템 변경 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 실시간으로 스캔 및 업로드된 상기 가상 객체에 대하여, 응용에서 적용 가능한 기설정된 효과를 참조하여, 상기 객체 기능을 상기 동작 관련 정보에 매핑시키는 것
    인 실시간 스캐닝 기반 런타임 필드 아이템 변경 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 가상 객체가 적용된 필드 아이템 사용 시, 상기 동작 관련 정보를 상기 아이템이 사용된 오브젝트에 적용시키는 것
    인 실시간 스캐닝 기반 런타임 필드 아이템 변경 시스템.
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