KR20190059068A - 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 시스템 및 방법 - Google Patents

증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플레이어의 단위 행위들을 나타내는 퍼즐 조각들을 이용하여, 플레이어가 격자 맵 상에서 수행할 미션을 퍼즐 조각으로 조립하고, 스마트 단말로 격자 맵과 미션 퍼즐을 촬영하면, 미션 퍼즐에 따라 격자 맵 상에서 플레이어의 미션 수행을 증강 현실로 표시하는, 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 시스템 및 방법에 관한 것으로서, (a) 상기 스마트 단말의 카메라에 의해 촬영된 퍼즐 이미지를 획득하되, 일련의 다수의 퍼즐조각으로 구성된 퍼즐을 촬영한 이미지를 획득하는 단계; (b) 상기 퍼즐 이미지로부터 미션 코드를 추출하되, 상기 퍼즐 이미지의 퍼즐조각에 대응되는 명령들로 구성된 미션 코드를 추출하는 단계; (c) 상기 스마트 단말의 카메라에 의해 촬영된 이미지를 실시간으로 상기 스마트 단말의 화면 상에 표시하고, 상기 촬영된 이미지로부터 격자 맵 및 셀들의 화면 상의 위치를 인식하고 추적하는 단계; 및, (d) 격자 맵 및 셀들의 화면 상 위치를 인식하면, 상기 화면 내의 격자 맵 상에서 상기 미션 코드에 따라 플레이어 및 플레이어의 행위를 가상으로 표시하는 단계를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 시스템 및 방법에 의하여, 손으로 만질 수 있는 퍼즐 조각들을 퍼즐로 조립하듯이 미션을 구성함으로써, 컴퓨터 작업이 없더라도 프로그래밍을 작성하고 교육할 수 있다.

Description

증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 시스템 및 방법 { A puzzle assembling system for a grid map using augmented reality and the method thereof }
본 발명은 플레이어의 단위 행위들을 나타내는 퍼즐 조각들을 이용하여, 플레이어가 격자 맵 상에서 수행할 미션을 퍼즐 조각으로 조립하고, 스마트 단말로 격자 맵과 미션 퍼즐을 촬영하면, 미션 퍼즐에 따라 격자 맵 상에서 플레이어의 미션 수행을 증강 현실로 표시하는, 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근의 코딩 교육이 미국, 영국 등 선진국을 학교 교육에서도 필수과목으로 지정되고 있으며 전 세계적으로 확산되고 있다.
일반적으로, 스크래치(Scratch) 프로그램은 MIT(Massachusetts Institute of Technology) 미디어랩에서 학생들이 컴퓨터를 활용하여 스프라이트(스크래치에서 프로그램 화면에서 명령에 따라 움직이는 대상)를 제어(이동, 제어, 소리 등)할 수 있도록 다양한 명령블록을 제공하는 교육용 프로그래밍 언어이다. 즉, 스크래치(scratch)는 어린이들을 위한 간단한 스크립트 프로그래밍 언어로서, 각 명령이 블록 형태로 구성되고, 이들 명령 블록들을 구성하여 흐름도를 작성할 수 있다.
특히, 스크래치 프로그램은 프로그래밍을 통해 제어하려는 대상 객체를 스프라이트라고 한다. 즉, 스크래치 프로그래밍은 스프라이트를 동작시키는 동작 명령 블록들 및, 명령의 흐름을 제어하는 제어 명령 블록들로 구성되고, 이들을 하나의 흐름도와 같이 연결하여 프로그래밍을 작성한다. 이렇게 작성된 프로그래밍은 스프라이트를 제어하는 프로그램이다[특허문헌 1].
상기와 같은 스크래치 프로그램은 컴퓨터를 이용한 소프트웨어로만 제공되고 있다. 그런데 유아들은 컴퓨터를 자유자재로 사용하지 못하므로, 스크래치를 활용한 코딩교육을 유아들에게 제공해줄 수 없다. 즉, 기존의 스크래치(Scratch)나 스냅(Snap)과 같은 블록 기반 프로그램의 한계는 유아들이 직접 컴퓨터를 사용하거나 마우스로 명령어 블록을 드래그 앤 드롭(drag-&-drop)하기가 힘들 뿐만 아니라 마우스를 조작하는 것조차도 힘들다.
따라서 기존의 스크래치의 각각의 명령블록들을 S/W 형태가 아니라 H/W 형태인 블록으로 만들어 제공하는 기술이 필요하다. 즉, 유아들이 손쉽게 손으로 만지거나 이동할 수 있는 블록 형태로 제공되는 것이 필요하다. 다시말하면, 컴퓨터가 없이도 스크래치 프로그램에서와 같이 물리적인 명령블록들을 서로 조립하거나 조작하여, 스프라이트를 제어하는 프로그램을 만들 수 있도록 하는 기술이 필요하다.
이를 위해, 프로그램 코딩 교육을 위한 스크래치 프로그래밍의 명령 블록들을 하드웨어 형태의 전자블록으로 구성하는 기술을 제시하였다[특허문헌 2]. 그러나 상기 선행기술은 프로그래밍의 명령블록들이 전자블록으로 구성하기 때문에, 제조 단가가 매우 높고, 유아나 아동들에게는 사용하기 복잡할 수 있는 문제점이 있다. 또한, 유아나 아동들이 명령블록들을 마구 다루면 고장이 발생할 위험도 매우 높은 문제점이 있다.
따라서 일반적인 완구 블록이나 퍼즐 블록 등과 같은 형태로, 유아나 아동들에게 간단하게 프로그래밍 교육을 시킬 수 있는 장치나 시스템의 개발이 필요하다.
미국공개특허공보 제2014-0170633호(2014.01.19. 공개) 한국등록특허공보 제10-1724230호(2017.04.06. 공고)
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플레이어의 단위 행위들을 나타내는 퍼즐 조각들을 이용하여, 플레이어가 격자 맵 상에서 수행할 미션을 퍼즐 조각으로 조립하고, 스마트 단말로 격자 맵과 미션 퍼즐을 촬영하면, 미션 퍼즐에 따라 격자 맵 상에서 플레이어의 미션 수행을 증강 현실로 표시하는, 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 스마트 단말에 설치되어, 다수의 셀들로 구성된 격자 맵과, 퍼즐 조각으로 구성된 미션 코드를 인식하고, 미션 코드에 따라 상기 격자 맵의 촬영된 이미지 상에 가상의 플레이어를 구동하는, 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 방법에 관한 것으로서, (a) 상기 스마트 단말의 카메라에 의해 촬영된 퍼즐 이미지를 획득하되, 일련의 다수의 퍼즐조각으로 구성된 퍼즐을 촬영한 이미지를 획득하는 단계; (b) 상기 퍼즐 이미지로부터 미션 코드를 추출하되, 상기 퍼즐 이미지의 퍼즐조각에 대응되는 명령들로 구성된 미션 코드를 추출하는 단계; (c) 상기 스마트 단말의 카메라에 의해 촬영된 이미지를 실시간으로 상기 스마트 단말의 화면 상에 표시하고, 상기 촬영된 이미지로부터 격자 맵 및 셀들의 화면 상의 위치를 인식하고 추적하는 단계; 및, (d) 격자 맵 및 셀들의 화면 상 위치를 인식하면, 상기 화면 내의 격자 맵 상에서 상기 미션 코드에 따라 플레이어 및 플레이어의 행위를 가상으로 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 방법에 있어서, 상기 (b)단계에서, 상기 퍼즐 이미지에서 퍼즐 영역을 검출하고, 검출된 퍼즐 영역에서 각 퍼즐조각들을 인식하되, 표준 조각 이미지의 특징들을 사전에 저장해두고, 검출된 퍼즐조각 이미지에 대하여 표준 조각 이미지 또는 특징들과 대비하여, 퍼즐조각 이미지에 대응되는 퍼즐조각을 인식하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 방법에 있어서, 상기 (d)단계에서, 인식된 격자 맵의 테두리 및 각 셀의 원근 형상으로부터 촬영 이미지에서의 격자 맵의 3차원 위치를 파악하고, 3차원 위치에 맞도록 플레이어의 형상을 생성하여 화면 상 2차원 이미지에 투영하여 가상으로 표시하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 방법에 있어서, 상기 (d)단계에서, 격자 맵의 위치 및 각 셀의 위치를 인식하고, 동시에, 화면 상에서의 퍼즐의 위치 및 각 퍼즐조각의 위치를 인식하고 해당 위치들을 실시간으로 추적하고, 스마트 단말의 화면 내의 격자 맵 상에서 미션 코드에 따라 플레이어를 가상으로 표시할 때, 현재 진행 중인 미션 코드의 명령에 해당하는 퍼즐 조각을 하이라이트 시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 방법에 있어서, 상기 (d)단계에서, 스마트 단말의 화면 내의 격자 맵 상에서 미션 코드에 따라 플레이어를 가상으로 표시할 때, 화면 상의 일측면에 전체 미션 코드를 표시하고, 현재 진행중인 미션 코드의 명령을 하이라이트 시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 시스템에 관한 것으로서, 다수의 셀들로 구성된 격자 맵; 상기 격자 맵 상에서의 플레이어의 미션을 퍼즐로 조립되는 다수의 퍼즐 조각들; 및, 스마트 단말에 설치되고, 상기 스마트 단말에 의해 상기 퍼즐 및 격자 맵을 촬영하게 하고, 화면 상에 촬영된 격자 맵을 표시하고, 퍼즐로 나타난 미션 코드에 따라 화면 내의 격자 맵 상에 가상의 플레이어를 표시하고 미션을 수행하는 과정을 표시하는 퍼즐실행 프로그램을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 시스템 및 방법에 의하면, 손으로 만질 수 있는 퍼즐 조각들을 퍼즐로 조립하듯이 미션을 구성함으로써, 컴퓨터 작업이 없더라도 프로그래밍을 작성하고 교육할 수 있는 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명에 따른 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 시스템 및 방법에 의하면, 격자 맵 상에서의 플레이어 미션을 작성하게 함으로써, 미션을 직관적으로 이해하고 미션에 대한 퍼즐 조립을 직관적으로 수행할 수 있는 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명에 따른 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 시스템 및 방법에 의하면, 조립된 퍼즐의 미션이 격자 맵 상에서 수행되는 것을 증강 현실로 보여줌으로써, 조립된 퍼즐의 수행을 직접 육안으로 확인할 수 있는 효과가 얻어진다.
본 발명에 따른 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 시스템 및 방법에 의하면, 종이, 플라스틱, 나무, 스티커 등으로 만든 퍼즐 조각을 이용함으로써, 유아나 아동들이 조심성이 없이 다루어도 안전할 수 있는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명을 실시하기 위한 전체 시스템에 대한 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 격자맵의 구성 예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 퍼즐조각의 구성 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 미션코드를 나타내는 퍼즐의 예시.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 방법을 설명하는 흐름도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 증강 현실을 표시한 예시 화면.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 증강 현실을 표시한 예시 화면.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면에 따라서 설명한다.
또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.
먼저, 본 발명을 실시하기 위한 전체 시스템의 구성의 일례를 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명을 실시하기 위한 전체 시스템은 다수의 셀(11)로 구성되는 격자 맵(10), 격자 맵(10) 상의 플레이어의 행위를 나타내는 퍼즐 조각(21), 카메라, 디스플레이 등을 구비하고 컴퓨팅 기능을 구비한 스마트 단말(40), 및, 스마트 단말(40)에 설치되는 퍼즐실행 시스템(30)로 구성된다.
격자 맵(10)은 격자로 표시된 그림판이다. 격자의 셀(11)에는 미션수행을 위한 아이템(12)들이 표시된다. 즉, 미션 수행을 위해, 플레이어(80)는 격자의 셀(11)들을 이동하고, 이동하려는 셀이나 이동된 셀 내의 아이템에 따라 미션을 위한 행위를 수행할 수 있다.
플레이어(80)는 격자 맵(10) 상에서 미션을 수행하는 가상의 주인공이다. 플레이어(80)는 물리적으로 존재하지 않고, 증강 현실에서 가상으로 표시되는 객체이다. 즉, 플레이어(80)는 격자 맵(10)의 실제 이미지와 결합되어, 화면 상에서 격자 맵(10)의 각 셀을 이동하며 미션을 수행하는 가상 이미지이다.
퍼즐조각(21)은 스티커, 종이, 플라스틱, 나무 등의 재질로 만들어지는 조각들로서, 다수의 퍼즐조각들로 구성된다. 즉, 각 퍼즐조각(21)은 통상의 퍼즐 조각들과 같은 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 각 퍼즐조각(21)은 탈부착이 가능한 스티커 형태로 제작될 수 있다. 또는, 각 퍼즐조각(21)은 자석을 내재하여 철판이 내재된 보드에 탈부착되도록 구성될 수 있다. 또한, 다른 예로서, 퍼즐조각(21)은 조립식 조각으로 구성되어, 각 퍼즐조각(21)은 서로 다른 퍼즐조각(21)과 조립될 수 있도록 구성될 수도 있다.
또한, 각 퍼즐조각(21)은 플레이어(80)의 하나의 행위(단위 행위)를 나타낸다. 즉, 플레이어(80)가 수행되어야 할 행위, 즉, 플레이어에 대한 명령을 나타낸다.
또한, 각 퍼즐조각(21)은 각 행위의 종류에 따라 그 모양, 색상 등이 달라지도록 구성될 수 있다. 또한, 각 퍼즐조각(21)의 표면에는 대응되는 행위의 내용을 글자, 기호, 또는 이미지로 표시될 수 있다.
한편, 다수의 퍼즐조각(21)들이 조립되면, 조립된 퍼즐조각들을 조립된 퍼즐, 조립퍼즐, 또는, 퍼즐이라 부르기로 한다. 하나의 퍼즐은 하나의 미션을 나타낸다. 따라서 미션퍼즐이라고 혼용한다.
스마트 단말(40)은 스마트폰, 태블릿PC, 패블릿, 노트북 등 컴퓨터 기능과 디스플레이 기능, 카메라 기능을 구비한 단말이다. 즉, 스마트 단말(40)은 프로그램을 설치하여 실행할 수 있고, 카메라를 구비하여 격자맵(10)과 퍼즐(20)을 촬영할 수 있고, 디스플레이를 구비하여 증강현실 등을 디스플레이의 화면 상에 출력할 수 있다.
다음으로, 퍼즐실행 시스템(30)은 스마트 단말(40)에 설치되는 어플리케이션 또는 모바일 어플리케이션(어플, 앱)이다. 퍼즐실행 시스템(30)은 스마트 단말(40)의 카메라 기능을 이용하여, 격자맵(10)과 퍼즐(20)을 촬영할 수 있다. 또한, 퍼즐실행 시스템(30)은 촬영된 격자맵(10)을 화면 상에 표시하고, 촬영된 퍼즐(20)의 명령에 따라 격자 맵 상에서 플레이어(80)를 가상으로 추가하여 증강 현실로 표시할 수 있다.
특히, 퍼즐실행 시스템(30)은 퍼즐조각(21)으로 구성된 퍼즐(20)들을 촬상하여 퍼즐 이미지를 입력받는다. 그리고 퍼즐 이미지로부터 프로그램 흐름도를 인식하여, 인식된 프로그램 흐름도에 따라 플레이어(80)의 행위를 화면의 격자 맵 상에서 제어한다.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 격자 맵(10)에 대하여 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 격자 맵(10)은 격자로 표시된 그림판이고, 다수의 셀(11)로 구성된다. 각 격자 셀(11)에는 미션수행을 위한 아이템(12)들이 표시되거나, 또는 빈칸으로 표시된다.
특히, 아이템(12)들은 미션 수행과 관련된 것들이다. 도 2의 예는 아이템들로서, 꽃, 벌집, 구름, 동물 등이 표시된다. 또는 출발점(start)과 도착점(end)이 표시될 수 있다. 미션의 예로서, 출발점에 시작하여 도착점에 도착하기, 출발점에 시작하여 도착점까지 꿀을 3번 담기, 꽃 담기 2회, 꿀 담기 5회 등으로 정해질 수 있다. 이때, 구름이나 동물 등은 장애물을 나타낸다. 따라서 장애물의 셀에 들어가지 말아야 한다. 꿀이나 꽃은 점수를 획득하는 셀로서, 해당 셀에 도착하면 꿀이나 꽃 등을 획득하고 미션을 수행하는 과정이다.
즉, 미션 수행을 위해, 플레이어(80)는 격자의 셀(11)들을 이동하고, 이동하려는 셀이나 이동된 셀 내의 아이템에 따라, 해당되는 미션을 수행한 것으로 판단한다.
앞서 설명한 바와 같이, 플레이어(80)는 격자 맵(10) 상에서 미션을 수행하는 가상의 주인공이다. 즉, 플레이어(80)는 물리적으로 존재하지 않고, 증강 현실에서 가상으로 표시되는 객체이다. 따라서 플레이어(80)는 격자 맵(10)에 실제 표시되지 않는다. 단지 스마트 단말(40)의 화면 상에 격자 맵(10)을 표시할 때, 증강 현실로 화면 상에서만 표시되는 가상의 이미지이다.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 퍼즐조각(21)에 대하여 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
앞서 설명한 바와 같이, 퍼즐조각(21)은 스티커, 종이, 플라스틱 등의 재질로 만들어지는 조각들로서, 다수의 조각들로 구성된다. 이때, 각 퍼즐조각(21)은 플레이어의 행위 명령 또는 제어 명령(또는 명령어)을 나타낸다. 행위 명령은 한칸 이동, 물주기 등 플레이어의 행위(또는 단위 행위)를 나타내는 명령이고, 제어 명령은 반복, 조건 등 명령의 흐름을 제어하기 위한 명령이다.
또한, 각 퍼즐조각(21)은 각 명령의 종류에 따라 그 모양, 색상 등이 달라지도록 구성될 수 있고, 바람직하게는, 그 표면에 해당 명령(각 퍼즐조각에 대응되는 명령어)의 내용을 글자, 기호, 또는 이미지로 표시될 수 있다.
도 3a에서 보는 바와 같이, 각 퍼즐조각(21)은 하나의 행위 또는 해당 행위의 명령을 나타낸다. 이동을 나타내는 퍼즐조각은 상하좌우 방향을 나타내어 격자 맵(10)에서 하나의 셀을 이동하는 명령을 나타낸다. 이때, 동일한 퍼즐조각을 해당 방향으로 향하도록 하여 4개의 방향을 모두 표시할 수 있다. 또한, 물주기 등 해당 셀에서 수행하는 행위를 나타낼 수 있다.
또한, 도 3b에서 보는 바와 같이, 각 퍼즐조각(21)은 흐름을 제어하는 명령을 나타낸다. 반복을 나타내는 퍼즐조각은 반복 구간의 시작을 나타내는 조각과 반복 구간을 종료하는 조각으로 구성된다. 또한, 반복하는 횟수를 숫자로 표시할 수 있다. 또한, 조건을 나타내는 퍼즐조각도 구성될 수 있다. 조건은 개별적으로 어떤 행위를 선택적으로 하는데 이용되거나, 반복과 결합하여 반복되는 조건을 나타내는데 이용될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 퍼즐조각(21)에 의해 구성되는 미션 퍼즐에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다.
일반적으로, 미션 퍼즐(20)은 일련의 퍼즐 조각(21)들이 조합되어 전체적인 하나의 미션을 수행하는 코드이다. 각 퍼즐조각(21)은 하나의 명령어와 대응되므로, 일련의 퍼즐조각(21)들은 순차적으로 연결되어 하나의 미션 코드(또는 미션 프로그램)을 형성한다.
미션 퍼즐(20)에 의한 미션 코드는 격자 맵 상에서 플레이어가 수행해야 하는 행위들을 코딩한 프로그램이다. 예를 들어, 미션 코드는 격자 맵 상에서 이동하거나 특정 셀 내에서 물주기, 꿀담기 등 어떤 행위를 수행하는 것들을 제어하는 것이다. 전체 미션 코드는 여러 행위를 수행함으로써 어떤 미션을 달성하기 위한 프로그램이다.
퍼즐조각(21)들로 미션 퍼즐(20)을 구성한 예가 도 4에 도시되고 있다.
도 4에서, (a) 내지 (d)는 상하좌우 각 방향으로 3칸의 셀을 이동하는 미션을 나타낸다. 또한, (e)는 꽃에 다가가서 물을 주는 미션이다. 또한, (f) 및 (g)는 각각 반복이나 조건을 이용하여 꽃에 물을 주는 미션이다.
다음으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 미션 기반 퍼즐 실행 방법을 도 5를 참조하여 설명한다. 퍼즐 실행 방법은 퍼즐실행 시스템(30)에 의해 실행되는 방법이다.
앞서 설명한 바와 같이, 퍼즐실행 시스템(30)은 스마트 단말(40)에 설치되는 어플리케이션 또는 모바일 어플리케이션(어플, 앱)으로 구현되는 프로그램 시스템이다. 특히, 퍼즐실행 시스템(30)은 스마트 단말(40)의 카메라 기능을 이용하여, 퍼즐조각(21)들로 구성된 퍼즐(20)을 촬상하여 퍼즐 이미지를 입력받는다.
또한, 스마트 단말(40)의 카메라로 격자 맵(10)을 촬영하면 해당 촬영 이미지를 화면 상에 표시하고, 플레이어(80) 등을 화면 상에 가상 이미지로 추가하여 증강 현실을 구현한다.
도 5에서 보는 바와 같이, 먼저, 퍼즐 이미지를 획득한다(S10).
즉, 퍼즐실행 시스템(30)은 스마트 단말(40)에 구비된 카메라(미도시)에 의해 촬영된 이미지(또는 퍼즐 이미지)를 획득한다. 즉, 유아나 아동 등 사용자가 퍼즐조각(21)들을 구성하여 퍼즐(또는 퍼즐 코드)을 만들면, 이를 스마트 단말(40)의 카메라로 촬영한다. 예를 들어, 도 4a나 도 4b와 같이, 촬영된 블록 프로그램 이미지를 획득한다.
다음으로, 퍼즐 이미지로부터 퍼즐 코드(또는 미션 코드)를 추출한다(S20).
즉, 퍼즐실행 시스템(30)은 퍼즐 이미지에서 각 퍼즐 조각을 인식하고, 각 퍼즐조각이 나타내는 명령(또는 단위 행위)을 인식한다. 일련의 명령들로 구성된 미션 코드(또는 퍼즐 코드)를 생성한다. 다시 말하면, 인식된 퍼즐조각에 대응되는 명령(또는 명령어)들을 추출하고, 추출된 명령들을 퍼즐 내에서의 순서에 따라 나열하여 미션 퍼즐의 실행코드(또는 미션 코드)를 생성한다. 실행코드 또는 미션 코드는 실제로 수행할 프로그램이다.
구체적으로, 전체 이미지에서 퍼즐 영역을 검출하고, 검출된 퍼즐 영역에서 각 퍼즐조각들을 인식한다. 바람직하게는, 퍼즐실행 시스템(30)은 사전에 표준화된 퍼즐조각 이미지(이하 표준 조각 이미지)의 특징들을 사전에 저장해두고, 검출된 퍼즐조각 이미지에 대하여 표준 이미지 또는 특징들과 대비하여, 퍼즐조각 이미지에 대응되는 퍼즐조각을 인식한다.
퍼즐조각은 하나의 명령을 나타낸다. 일련의 퍼즐조각에 대응되는 일련의 명령들을 구성한다. 이렇게 구성된 일련의 명령들이 하나의 미션 또는 미션 코드이다.
다음으로, 퍼즐실행 시스템(30)은 촬영된 이미지에서 격자 맵을 인식한다(S30). 이때, 촬영된 이미지를 스마트 단말(40)의 화면 상에 실시간으로 표시한다.
앞서 퍼즐 이미지를 촬영한 후 격자 맵 이미지를 촬영할 수 있고, 퍼즐과 격자맵을 동시에 하나의 이미지로 촬영할 수도 있다. 후자의 경우, 전체 촬영된 이미지에서 퍼즐 부분을 분할하여 분할된 퍼즐 이미지에서 퍼즐 코드를 인식하고, 전체 촬영 이미지에서 격자 맵 부분을 분할하여 격자 맵 부분에서 격자 맵을 인식할 수 있다.
격자 맵을 인식하는 기술은 통상의 컴퓨터 비젼 기술을 이용할 수 있고, 그 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 촬영된 이미지는 스마트 단말의 화면 상에 지속적으로 표시된다. 즉, 사용자는 스마트 단말(40)의 카메라로 격자 맵을 계속 촬영하는 상태를 유지하면, 퍼즐실행 시스템(30)은 촬영되는 이미지를 화면 상에 실시간으로 표시하는 동시에, 해당 이미지에서 격자 맵을 인식한다.
또한, 퍼즐실행 시스템(30)은 촬영된 이미지에서 격자 맵을 인식하고, 각 격자 맵의 셀 내의 아이템도 인식하여 아이템 데이터를 획득할 수 있다. 셀 내의 아이템을 인식하는 방법은 퍼즐 이미지로부터 각 퍼즐조각을 인식하는 방법과 같다.
다른 실시예로서, 퍼즐실행 시스템(30)은 격자 맵의 아이템 데이터를 사전에 저장하고, 격자 맵의 식별정보를 인식하여 각 셀의 아이템을 획득할 수도 있다. 예를 들어, 격자 맵의 일 측면에 QR 코드 등 식별 코드가 인쇄되고, 해당 식별 코드를 인식하여 해당 격자 맵을 식별한다. 식별된 격자 맵의 아이템 데이터를 사전에 저장된 데이터베이스로부터 가져와서, 각 셀의 아이템 데이터를 획득할 수 있다.
다음으로, 격자 맵이 인식되면, 스마트 단말의 화면 내의 격자 맵 상에서 미션 코드에 따라 플레이어를 가상으로 표시한다(S40).
즉, 퍼즐실행 시스템(30)은 촬영된 이미지에서 격자 맵을 인식하면, 해당 격자 맵을 계속 추적하여, 화면 상에서의 해당 격자 맵의 위치(각 셀의 위치를 포함함)를 계속 추적한다.
카메라로 격자 맵을 지속적으로 촬영하기 때문에, 촬영 영상은 연속된 다수의 프레임(프레임 이미지)으로 구성된 영상이다. 최초 프레임에서 격자 맵이 인식되면, 연속되는 이후 프레임에서 해당 격자 맵을 지속적으로 추적한다. 이때, 격자 맵의 전체 위치 뿐만 아니라, 격자 내의 각 셀의 위치도 인식한다.
또한, 원래의 격자 맵은 사각형의 2차원 형상이고, 특히, 각 셀은 동일한 크기의 사각형이다. 따라서 인식된 격자 맵의 테두리 및 각 셀의 원근 형상으로부터 촬영 이미지 내에서의 격자 맵의 3차원 위치를 파악할 수 있다. 3차원 위치에 맞도록 플레이어의 크기나 형상을 생성한다. 예를 들어, 화면 앞쪽에 가까우면 플레이어의 크기를 비례적으로 크게 형성하고, 화면 뒤쪽에 있으면 플레이어의 크기를 비레적으로 작게 형성한다. 바람직하게는, 플레이어가 위치한 셀의 폭의 크기에 비례하여 플레이어의 크기를 설정한다. 또한 채도나 명암 등을 위치에 따라 조정할 수 있다. 가까이 있으면 밝게 하거나 멀리 가면 어둡게 하는 등의 효과를 줄 수 있다.
그리고 퍼즐실행 시스템(30)은 미션 코드에 따라 각 명령에 해당되는 플레이의 행위를, 화면 내의 격자 맵 상에서 가상으로 표시한다.
앞서 추출한 미션 코드는 일련의 명령으로 구성된 실행 코드이다. 각 명령은 플레이어의 행위 명령 또는 제어 명령으로 구성된다. 미션 코드의 일련의 명령을 수행하되, 제어 명령인 경우 흐름을 제어하고, 행위 명령인 경우 플레이어의 행위를 화면 상에 가상으로 표시한다.
또한, 바람직하게는, 퍼즐실행 시스템(30)은 해당 셀에서의 플레이어의 행위를, 격자 맵의 아이템과 상호작용하는 행위로 표시한다. 예를 들어, 물주기 명령이고 해당 셀에 꽃의 아이템이 있는 경우, 플레이어가 꽃에 물을 주는 애니메이션이 표시될 수 있다. 또한, 강이나 벽 등 장애물이 있는 셀에 플레이어가 이동하는 경우에는 플레이어가 해당 강 또는 벽에 막혀 더 이상 진전할 수 없는 상태를 표시할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 퍼즐실행 시스템(30)은 격자 맵의 위치 또는 아이템 등에 대하여 더 이상 행위를 할 수 없는 상태가 도달하면, 미션을 실패한 것으로 표시하고 미션 코드를 종료할 수 있다. 예를 들어, 플레이어가 격자 맵의 외부로 나가는 경우 더 이상 코드를 진행할 수 없기 때문에 미션 실패로 종료한다. 또는 플레이어가 절벽 아이템의 셀에 들어가면, 절벽을 지나갈 수 없기 때문에 미션 실패로 종료한다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 미션 기반 퍼즐 실행 방법을 도 6을 참조하여 설명한다.
본 발명의 제2 실시예는 앞서 설명한 제1 실시예와 동일하다. 여기서는 앞서 제1 실시예와 다른 부분만을 설명한다. 설명되지 않는 부분은 상기 제1 실시예의 설명을 참조한다.
스마트 단말(40)에 의해 촬영된 이미지는 퍼즐(20)과 격자 맵(10)을 모두 촬영된 이미지이다. 그리고 촬영된 이미지는 실시간으로 스마트 단말(40)의 화면 상에 표시된다.
단계 S40에서, 격자 맵의 위치 및 각 셀의 위치를 인식하고, 동시에, 화면 상에서의 퍼즐의 위치 및 각 퍼즐조각의 위치를 인식하고 해당 위치들을 실시간으로 추적한다.
또한, 단계 S40에서, 스마트 단말의 화면 내의 격자 맵 상에서 미션 코드에 따라 플레이어를 가상으로 표시할 때, 현재 진행 중인 미션 코드의 명령에 해당하는 퍼즐 조각을 하이라이트 시킨다. 즉, 스마트 단말의 화면 내에 표시되는 퍼즐 조각에 하이라이트를 가상으로 표시한다. 예를 들어, 화면 내의 해당 퍼즐 조각에 반투명의 특정 색상을 가상으로 추가한다.
다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 미션 기반 퍼즐 실행 방법을 도 7을 참조하여 설명한다.
본 발명의 제3 실시예는 앞서 설명한 제1 실시예와 동일하다. 여기서는 앞서 제1 실시예와 다른 부분만을 설명한다. 설명되지 않는 부분은 상기 제1 실시예의 설명을 참조한다.
또한, 단계 S40에서, 스마트 단말의 화면 내의 격자 맵 상에서 미션 코드에 따라 플레이어를 가상으로 표시할 때, 화면 상의 일측면에 전체 미션 코드를 표시하고, 현재 진행중인 미션 코드의 명령을 하이라이트 시킨다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
10 : 격자 맵 11 : 셀
12 : 아이템
20 : 퍼즐 21 : 퍼즐 조각
30 : 퍼즐실행 시스템 40 : 스마트 단말
80 : 플레이어

Claims (6)

  1. 스마트 단말에 설치되어, 다수의 셀들로 구성된 격자 맵과, 퍼즐 조각으로 구성된 미션 코드를 인식하고, 미션 코드에 따라 상기 격자 맵의 촬영된 이미지 상에 가상의 플레이어를 구동하는, 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 방법에 있어서,
    (a) 상기 스마트 단말의 카메라에 의해 촬영된 퍼즐 이미지를 획득하되, 일련의 다수의 퍼즐조각으로 구성된 퍼즐을 촬영한 이미지를 획득하는 단계;
    (b) 상기 퍼즐 이미지로부터 미션 코드를 추출하되, 상기 퍼즐 이미지의 퍼즐조각에 대응되는 명령들로 구성된 미션 코드를 추출하는 단계;
    (c) 상기 스마트 단말의 카메라에 의해 촬영된 이미지를 실시간으로 상기 스마트 단말의 화면 상에 표시하고, 상기 촬영된 이미지로부터 격자 맵 및 셀들의 화면 상의 위치를 인식하고 추적하는 단계; 및,
    (d) 격자 맵 및 셀들의 화면 상 위치를 인식하면, 상기 화면 내의 격자 맵 상에서 상기 미션 코드에 따라 플레이어 및 플레이어의 행위를 가상으로 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계에서, 상기 퍼즐 이미지에서 퍼즐 영역을 검출하고, 검출된 퍼즐 영역에서 각 퍼즐조각들을 인식하되, 표준 조각 이미지의 특징들을 사전에 저장해두고, 검출된 퍼즐조각 이미지에 대하여 표준 조각 이미지 또는 특징들과 대비하여, 퍼즐조각 이미지에 대응되는 퍼즐조각을 인식하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (d)단계에서, 인식된 격자 맵의 테두리 및 각 셀의 원근 형상으로부터 촬영 이미지에서의 격자 맵의 3차원 위치를 파악하고, 3차원 위치에 맞도록 플레이어의 크기나 형상을 생성하여 가상으로 표시하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (d)단계에서, 격자 맵의 위치 및 각 셀의 위치를 인식하고, 동시에, 화면 상에서의 퍼즐의 위치 및 각 퍼즐조각의 위치를 인식하고 해당 위치들을 실시간으로 추적하고, 스마트 단말의 화면 내의 격자 맵 상에서 미션 코드에 따라 플레이어를 가상으로 표시할 때, 현재 진행 중인 미션 코드의 명령에 해당하는 퍼즐 조각을 하이라이트 시키는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (d)단계에서, 스마트 단말의 화면 내의 격자 맵 상에서 미션 코드에 따라 플레이어를 가상으로 표시할 때, 화면 상의 일측면에 전체 미션 코드를 표시하고, 현재 진행중인 미션 코드의 명령을 하이라이트 시키는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 방법.
  6. 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 시스템에 있어서,
    다수의 셀들로 구성된 격자 맵;
    상기 격자 맵 상에서의 플레이어의 미션을 퍼즐로 조립되는 다수의 퍼즐 조각들; 및,
    스마트 단말에 설치되고, 상기 스마트 단말에 의해 상기 퍼즐 및 격자 맵을 촬영하게 하고, 화면 상에 촬영된 격자 맵을 표시하고, 퍼즐로 나타난 미션 코드에 따라 화면 내의 격자 맵 상에 가상의 플레이어를 표시하고 미션을 수행하는 과정을 표시하는 퍼즐실행 프로그램을 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 격자 맵의 미션 기반 퍼즐 조립 시스템.
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