KR20200076626A

KR20200076626A - 증강현실 기반의 학습 컨텐츠 제공 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20200076626A
Application number: KR1020190169359A
Authority: KR
Inventors: 인영조
Original assignee: 인영조
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2020-06-29

Abstract

일 실시예들은 증강현실 기반의 학습 컨텐츠 제공 방법 및 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 사용자에게 학습 교구인 블록의 조립 문제를 제시하고 조립된 블록 위에 증강현실 학습 컨텐츠를 출력하는 증강현실 기반의 학습 컨텐츠 제공 방법 및 시스템에 관한 것이다.

Description

증강현실 기반의 학습 컨텐츠 제공 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING TEACHING CONTENTS BASED ON AUGMENTED REALITY}

아래 실시예들은 증강현실 기반의 학습 컨텐츠 제공 방법 및 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 사용자에게 학습 교구인 블록의 조립 문제를 제시하고 조립된 블록 위에 증강현실 학습 컨텐츠를 출력하는 증강현실 기반의 학습 컨텐츠 제공 방법 및 시스템에 관한 것이다.

최근 각종 분야에 있어, 증강현실(AR, Augmented Reality) 및 가상현실(V R, Virtual Reality)의 활용도가 늘어나고 있는 추세이다.

특히, 증강현실은 실제로 존재하는 사물이나 환경에 가상의 사물이나 환경을 덧입혀서, 마치 실제로 존재하는 것처럼 보여주는 컴퓨터 그래픽 기술로, 증강현실은 실제 현실 세계에서의 맥락성을 유지하며 3차원의 가상 객체를 통한 증강된 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.

이러한 증강현실 기술은 최근 교육 프로그램에 많이 활용되고 있으며, 실제 판매까지 이루어지고 있는 증강현실을 이용한 학습 교구들이 늘어나고 있다.

증강현실은 실물형 인터페이스를 이용하여 가상객체를 조작하는 것으로써, 사용자들이 직접 실제적인 학습을 하고, 이를 기반으로 가상객체를 제공하므로 학습에 있어 현존감과 몰입을 높여 학습 효과를 보다 높일 수 있다.

한편, 학습능력을 키워주는 대표적인 인지능력으로는 '어휘력', '수리력', '추리력', '공간 지각 능력'이 있는데, '공간 지각 능력'은 관리 여부에 따라 학습 능력을 떨어뜨릴 수도 있고, 다른 학습 능력과 조화를 이루어 시너지 효과를 낼 수도 있어, 학습에 있어서 '공간 지각 능력'에 대한 관리가 중요하다.

최근 '공간 지각 능력'의 학습을 위한 교육 프로그램에 증강현실 기술을 적용하려는 니즈가 발생하고 있다.

그러나, 현재 주로 시판되고 있는 증강현실을 활용한 교구들의 경우에는, 실물형 인터페이스가 대부분 책 또는 단어 카드로 이루어져 있다. 책이나 단어 카드로 구성된 정해진 물체를 사용하는 경우에는, 사용자들의 창의성이 결여되고, 학습량에 한계가 있다는 문제점이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로써, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2004-0083562 (2004.10.06)

아래 실시예들은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 증강현실을 기반으로 '공간 지각 능력'의 학습을 제공하면서도, 실물형 인터페이스로 사용자가 직접 조립한 블록에 대하여 증강현실 학습 컨텐츠를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 측에 따른 서버에서 수행되는 증강현실 기반의 학습 컨텐츠 제공 방법은, 블록 문제를 생성하여 사용자 단말에 전송하는 동작; 상기 사용자 단말로부터 사용자가 조립한 블록의 이미지를 수신하는 동작; 상기 수신된 조립 블록의 이미지를 이용하여, 상기 블록 문제의 정답 여부를 판단하는 동작; 및 정답으로 판단된 경우, 상기 블록 문제에 대한 증강현실 컨텐츠를 생성하여 상기 사용자 단말에 전송하는 동작을 포함하고, 상기 증강현실 컨텐츠는 증강현실 캐릭터 및 증강현실 학습 컨텐츠 중 적어도 하나를 포함한다,

상기 블록은 소마 큐브로 구성된다.

상기 블록 문제의 정답 여부 판단 동작은 상기 조립 블록의 이미지와 상기 블록 문제의 조립 블록 이미지의 형상 또는 색상 유사도를 이용하거나, 상기 조립 블록의 이미지 내 블록 객체의 식별 정보를 이용하거나, 상기 블록 객체의 위치 정보를 이용하여 판단한다하는

사용자의 요청에 따라 상기 블록 문제의 힌트 정보를 생성하여 상기 사용자 단말에 전송하는 동작을 포함한다.

상기 블록 문제 생성 동작은 사용자가 입력한 난이도의 상기 블록 문제를 생성하거나, 사용자 정보를 이용하여 결정된 난이도의 상기 블록 문제를 생성한다.

상기 증강현실 학습 컨텐츠는 출발 지점, 도착 지점 및 단위 이동 방향을 포함하는 네비게이션 인터페이스를 포함한다.

상기 증강현실 학습 컨텐츠는 가상 블록 객체 및 블록 삭제 인터페이스 중 적어도 하나를 포함하는 블록 인터페이스를 포함한다.

일 측에 따른 사용자 단말에서 수행되는 증강현실 기반의 학습 컨텐츠 제공 방법은 서버로부터 전송된 블록 문제를 출력하는 동작; 사용자로부터 사용자가 조립한 블록의 이미지를 입력받아, 상기 조립 블록의 이미지를 서버로 전송하는 동작; 상기 서버로부터 상기 블록 문제의 정답 여부를 수신하여, 출력하는 동작; 및 정답인 경우, 상기 서버로부터 증강현실 컨텐츠를 전송받아 출력하는 동작을 포함하고, 상기 증강현실 컨텐츠는 증강현실 캐릭터 및 증강현실 학습 컨텐츠 중 적어도 하나를 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같은 일 실시예들에 따르면, 학습 교구로 사용자가 직접 조립가능한 블록을 사용하고, 조립된 블록을 증강현실 학습 컨텐츠의 실물형 인터페이스를 사용함으로써, 사용자들의 창의력을 증진시킬 수 있다. 학습 교구인 블록은 240여 가지 이상이 되는 조합으로 인해, 사용자는 많은 학습량을 수행할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 블록의 조립 훈련으로 인하여 사용자들의 '공간 지각 능력'을 향상시킬 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 사용자가 단순히 블록을 조립하는 것뿐만 아니라, 조립된 블록 위에 증강현실 학습 컨텐츠를 제공함으로써, 사용자들이 학습하는데 흥미를 유도할 수 있다.

일 실시예의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일 실시예에 따른 학습 컨텐츠 제공 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 서버의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 사용자 단말의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 학습 교구인 블록을 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 일 실시예에 따른 블록 문제를 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 블록 문제의 힌트 정보를 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 조립 블록 위에 출력된 증강현실 캐릭터를 도시한 도면이다.
도 9는 제 1 실시예에 따른 조립 블록 위에 출력된 증강현실 학습 컨텐츠를 도시한 도면이다.
도 10은 제 2 실시예에 따른 조립 블록 위에 출력된 증강현실 학습 컨텐츠를 도시한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 블록을 이용한 학습 컨텐츠 제공 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 12는 제 1 실시예에 따른 증강현실을 이용한 학습 컨텐츠 제공 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 13은 제 2 실시예에 따른 증강현실을 이용한 학습 컨텐츠 제공 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 동작, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 동작, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 일 실시예에 따른 학습 컨텐츠 제공 시스템(10)의 구성을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 학습 컨텐츠 제공 시스템(10)은 서버(100), 사용자 단말(200) 및 학습 교구(300)을 포함한다.

학습 컨텐츠 제공 시스템(10) 내에 포함된 다양한 개체들(entities) 간의 통신은 유/무선 네트워크(미도시)를 통해 수행될 수 있다. 유/무선 네트워크는 표준 통신 기술 및/또는 프로토콜들이 사용될 수 있다.

서버(100)는 학습 컨텐츠 제공을 위한 다양한 기능을 제공한다.

서버(100)는 사용자의 블록 문제 요청에 따라 블록 문제를 선정하여, 선정된 블록 문제를 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다. 블록 문제는 사용자가 블록을 이용하여 조립할 블록 형상의 이미지로, 조립 블록의 단면 이미지, 3차원 이미지, 동영상 등 다양한 이미지 정보로 구성될 수 있다.

서버(100)는 사용자의 힌트 요청에 따라 블록 문제의 힌트 정보를 선정하여, 선정된 힌트 정보를 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다. 힌트 정보는 사용자가 블록 문제를 해결하는데 도움을 줄 수 있는 다양한 정보로 구성될 수 있으며, 일례로 힌트 정보는 완성된 조립 블록을 구성하는 블록(300)의 형태 정보, 블록(300)의 위치 정보, 블록 문제에서 보이지 않은 블록(300)의 이미지 정보들 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.

서버(100)는 사용자 단말(200)로부터 전송된 조립 블록의 이미지를 이용하여, 블록 문제의 정답 여부를 확인할 수 있다. 확인된 블록 문제의 정답 여부는 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다.

서버(100)는 블록 문제의 정답이 확인된 경우, 블록 문제에 관련된 증강현실 캐릭터(203) 또는 증강현실 학습 컨텐츠를 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다.

증강현실 캐릭터(203)는 블록 문제와 매칭된 캐릭터일 수 있으며, 사용자가 보유하거나 선택한 캐릭터일 수 있다. 증강현실 학습 컨텐츠는 조립 블록 위에 출력된 증강현실 학습 인터페이스를 이용하여, 사용자가 추가적인 학습을 할 수 있는 컨텐츠로, 증강현실 캐릭터(203)를 활용하여 사용자에게 다양한 학습 미션을 제공할 수 있다.

서버(100)의 구체적인 구성 및 기능에 대해서는 이하 도 2에서 자세히 설명하도록 한다.

사용자 단말(200)은 예를 들어, 컴퓨터, UMPC(Ultra Mobile PC), 워크스테이션, 넷북(net-book), PDA(Personal Digital Assistants), 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), e-북(e-book), PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 블랙 박스(black box), 디지털 카메라(digital camera) 또는 AR 안경 같은 전자 장치 중 하나로서, 서버(100)와 관련된 학습 컨텐츠 제공 어플리케이션의 설치 및 실행이 가능한 모든 사용자 장치를 포함할 수 있다. 사용자 장치는 학습 컨텐츠 제공 어플리케이션의 제어 하에 예를 들어, 서비스 화면의 구성, 데이터 입력, 데이터 송수신, 데이터 저장 등과 같은 학습 컨텐츠 제공 서비스 전반의 동작을 수행할 수 있다.

사용자 단말(200)은 사용자의 블록 문제 요청을 입력받아, 서버(100)에 전송하고, 서버(100)로부터 수신된 블록 문제를 사용자에게 출력할 수 있다.

사용자 단말(200)은 서버(100)로부터 다수의 블록 문제들을 수신한 경우, 블록 문제들의 실루엣만을 사용자에게 출력하여 사용자에게 블록 문제를 선택할 수 있도록 할 수 있다. 블록 문제마다 블록 형상의 전체가 아닌, 실루엣만을 제공함으로써, 어떠한 문제가 나올지 궁금증으로 유발시킬 수 있으며, 사용자의 흥미 유도 및 문제에 대한 적극성을 이끌어 낼 수 있다.

사용자 단말(200)은 사용자로부터 선택된 블록 문제를 제공하여, 문제로 제공된 블록의 조합을 사용자가 맞출 수 있도록 안내할 수 있다.

사용자 단말(200)은 사용자로부터 블록 문제의 난이도 또는 사용자 정보를 입력받을 수 있다.

사용자 단말(200)은 사용자의 블록 문제에 대한 힌트 요청을 입력받아, 서버(100)에 전송하고, 서버(100)로부터 수신된 블록 문제에 대한 힌트를 사용자에게 출력할 수 있다.

사용자 단말(200)은 사용자가 조립한 블록(이하, 조립 블록)의 이미지를 입력받아, 서버(100)에 전송하고, 서버(100)로부터 블록 문제의 정답 여부를 수신할 수 있다. 여기서, 사용자 단말(200)이 조립 블록의 이미지를 이용하여 블록 문제의 정답 여부를 직접 확인할 수 있음은 자명하다 하겠다. 사용자 단말(200)은 블록 문제의 정답 여부를 사용자에게 출력할 수 있다.

조립 블록의 이미지는 사용자가 사용자 단말(200)을 이용하여 조립 블록을 촬영한 이미지로, 조립 블록의 단면 이미지 외에 조립 블록의 입체 형상을 촬영한 동영상 등이 포함될 수 있다.

또한, 서버(100) 및 사용자 단말(200)은 블록 문제의 정답 여부를, 조립 블록의 이미지뿐만 아니라, 블록(300)의 위치 정보를 이용하여 확인할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 학습 교구(300)인 블록 각각은 통신 모듈(330)을 구비하고 있다. 이에 따라, 블록(300)은 자신의 위치 정보를 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다. 서버(100) 및 사용자 단말(200)은 블록(300)의 위치 정보를 이용하여, 사용자가 완성한 조립 블록이 블록 문제의 조립 블록과 동일한지 여부를 확인하여, 블록 문제의 정답 여부를 확인할 수 있다.

사용자 단말(200)은 블록 문제의 정답이 확인된 경우, 조립 블록 위에 증강현실 캐릭터(203)를 출력할 수 있다. 사용자 단말(200)에 출력된 조립 블록의 이미지 위에 증강현실 캐릭터(203)를 출력하는 것이다. 증강현실 캐릭터(203)는 블록 문제와 매칭된 캐릭터일 수 있으며, 사용자가 보유하거나 선택한 캐릭터일 수 있다.

일 실시예의 증강현실 캐릭터(203)에 대해서는 이하 도 8에서 자세히 설명하도록 하겠다

사용자 단말(200)은 증강현실 학습 컨텐츠를 서버(100)로부터 수신하여, 조립 블록 위에 출력할 수 있다. 사용자 단말(200)에 출력된 조립 블록의 이미지 위에 증강현실 학습 컨텐츠를 출력하는 것이다.

증강현실 학습 컨텐츠는 조립 블록 위에 출력된 증강현실 학습 인터페이스를 이용하여, 사용자가 추가적인 학습을 할 수 있는 컨텐츠로, 증강현실 캐릭터(203)를 활용하여 사용자에게 다양한 학습 미션을 제공할 수 있다.

일 실시예의 증강현실 학습 컨텐츠에 대해서는 이하 도 9 및 도 10에서 자세히 설명하도록 한다.

학습 교구(300)는 사용자가 조립할 수 있는 다양한 객체로 구성될 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편이를 위해 학습 교구(300)로 블록(300)으로 가정하고 설명하도록 한다.

일 실시예의 블록(300)은 공간 지각 능력을 향상시키는 데에 조립 또는 조합할 수 있는 블록(300)이면 모두 포함될 수 있다. 일례로, 블록(300)은 3x3을 맞추는 소마 큐브 또는 4x4를 맞추는 베들람 큐브로 구성될 수 있으며, 블록(300)으로 만들 수 있는 형태는 3x3x3의 정육면체, 4x4x4의 정육면체, 3x5의 육면체, 의자 및 공룡 등으로서, 다양한 형태가 포함될 수 있다. 또한, 소마 큐브를 이용하여 블록(300)을 조합하는 경우에는, 반사 및 회전을 고려하지 않는다면, 240가지의 블록(300)을 조립할 수 있으며, 240가지의 블록 조합은 서버(100) 내에 미리 저장되거나, 사용자 또는 관리자가 제공한 블록 조합이나 제공된 블록 조합 방식을 이용하여, 서버(100)에 의해 학습되어 도출될 수도 있다.

도 2는 일 실시예에 따른 서버(10)의 구성을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 서버(10)는 제어부(110), 블록 문제 제공부(120), 힌트 제공부(130), 정답 확인부(140), 증강현실 학습 컨텐츠 제공부(150), 데이터베이스부(160) 및 통신부(170)를 포함한다.

서버(100)의 하드웨어 구성은 다양하게 구현될 수 있다. 블록 문제 제공부(120)와 힌트 제공부(130)를 통합하거나, 힌트 제공부(130)와 정답 확인부(140)를 통합하여 하드웨어를 구성할 수 있다. 이와 같이, 서버(100)의 하드웨어 구성은 본 명세서의 기재에 한정되지 아니하며, 다양한 방법과 조합으로 구현될 수 있다.

제어부(110)는 서버(100)의 다양한 기능을 수행하도록 블록 문제 제공부(120), 힌트 제공부(130), 정답 확인부(140), 증강현실 학습 컨텐츠 제공부(150), 데이터베이스부(160) 및 통신부(170)를 제어한다.

그리고, 제어부(110)는 프로세서(Processor), 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있으며, 제어부는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.

블록 문제 제공부(120)는 사용자의 블록 문제 요청에 따라 블록 문제를 선정하여, 선정된 블록 문제를 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다.

블록 문제는 사용자가 블록을 이용하여 조립할 블록 형상의 이미지로, 조립 블록의 단면 이미지, 3차원 이미지, 동영상 등 다양한 이미지 정보로 구성될 수 있다.

블록 문제 제공부(120)는 블록 문제의 난이도 조절을 위하여, 사용자가 입력한 난이도 또는 사용자 정보(일례로, 나이, 공간 지각 능력에 대한 등급, 기 수행한 학습 결과 등)를 이용할 수 있다. 사용자가 직접 난이도를 선택한 경우, 블록 문제 제공부(120)는 선택된 난이도에 해당하는 블록 문제들을 선정할 수 있고, 사용자 정보를 이용하는 경우, 블록 문제 제공부(120)는 사용자 정보에 부합하는 난이도의 블록 문제들을 선정할 수 있다.

힌트 제공부(130)는 사용자의 힌트 요청에 따라 블록 문제의 힌트 정보를 선정하여, 선정된 힌트 정보를 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다.

힌트 정보는 사용자가 블록 문제를 해결하는데 도움을 줄 수 있는 다양한 정보로 구성될 수 있으며, 일례로 힌트 정보는 완성된 조립 블록을 구성하는 블록(300)의 형태 정보, 블록(300)의 위치 정보, 블록 문제에서 보이지 않은 블록(300)의 이미지 정보들 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.

힌트 제공부(130)는 위에서 언급한 다양한 힌트 정보 중 블록 문제의 난이도, 사용자의 힌트 사용 횟수 등에 따라, 사용자에게 제공할 하나의 힌트 정보를 선정할 수 있다.

정답 확인부(140)는 사용자 단말(200)로부터 전송된 조립 블록의 이미지를 이용하여, 블록 문제의 정답 여부를 확인할 수 있다. 확인된 블록 문제의 정답 여부는 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다.

정답 확인부(140)는 다양한 방법으로 블록 문제의 정답 여부를 판단할 수 있다. 일례로, 정답 확인부(140)는 사용자가 완성한 조립 블록의 이미지와 블록 문제의 조립 블록 이미지의 유사도를 확인하고, 유사도가 일 기준 이상인 경우 정답으로 판단할 수 있다. 이 경우, 정답 확인부(140)는 완성한 조립 블록의 이미지와 블록 문제의 조립 블록 이미지의 형상 또는 색상의 유사도를 이용하여 판단할 수 있다. 또한, 정답 확인부(140)는 사용자가 완성한 조립 블록의 이미지에서 블록(300)의 식별 정보(210)를 추출하고, 추출된 식별 정보(210)의 위치를 블록 문제의 블록(300)의 식별 정보(210) 위치와 비교하여, 블록 문제의 정답 여부를 판단할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 정답 확인부(140)는 블록 문제의 정답 여부를, 조립 블록의 이미지뿐만 아니라, 블록(300)의 위치 정보를 이용하여 확인할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 학습 교구(300)인 블록 각각은 통신 모듈(330)을 구비하고 있다. 이에 따라, 블록(300)은 자신의 위치 정보를 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다. 정답 확인부(140)는 블록(300)의 위치 정보를 이용하여, 사용자가 완성한 조립 블록이 블록 문제의 조립 불록과 동일한지 여부를 확인하여, 블록 문제의 정답 여부를 확인할 수 있다.

증강현실 학습 컨텐츠 제공부(150)는, 블록 문제의 정답이 확인된 경우, 블록 문제에 관련된 증강현실 캐릭터(203) 또는 증강현실 학습 컨텐츠를 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다.

전술한 바와 같이, 증강현실 캐릭터(203)는 블록 문제와 매칭된 캐릭터일 수 있으며, 사용자가 보유하거나 선택한 캐릭터일 수 있다.

증강현실 학습 컨텐츠 제공부(150) 사용자가 보유하지 않은 캐릭터가 해금된 경우라면, 사용자에게 증강현실 캐릭터(203)를 소유하도록 리워드를 제공할 수 있다. 사용자에게 단순히 캐릭터를 증강현실의 객체로서 잠시 보고 즐긴후 사라지는 것보다는 캐릭터를 소유할 수 있도록 제공함으로써, 더 많은 캐릭터를 소유하기 위하여 학습 컨텐츠를 적극 활용할 수 있고, 사용자에게 흥미를 유도하여 학습을 지속적으로 수행하게 함으로써, 학습으로 인해 사용자의 공간 지각 능력을 높일 수 있는 효과가 있다.

일 실시예에 따른 증강현실 학습 컨텐츠는 다양하게 구성될 수 있다. 일례로, 증강현실 학습 컨텐츠는 사용자가 증강현실 캐릭턱(203)를 조립 블록 위에 출력된 출발 지점에서 도착 지점으로 이동시키는 미션으로 구성되거나, 사용자가 조립 블록 위에 표시된 증강현실 조립블록 형상을 완성시키는 미션으로 구성될 수 있다.

다른 일 실시예로, 증강현실 학습 컨텐츠는 증강현실 캐릭터(203)를 활용하여 게임(예컨대, 온라인 대전, 1:1 대전, 미션 수행, 스토리 진행, 팀플레이 등)으로 구성될 수 있으며, 증강현실 캐릭터(203)가 동물인 경우에는, 동물 정보를 학습하고 키우기를 수행할 수 있는 미션으로 구성될 수 있다.

전술한 증강현실 학습 컨텐츠들은 하나의 예시일뿐이고 증강현실을 이용하여 활용할 수 있는 학습 컨텐츠들이 모두 적용될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 사용자가 단순히 블록을 조립하는 것뿐만 아니라, 조립된 블록 위에 증강현실 학습 컨텐츠를 제공함으로써, 사용자들이 학습하는데 흥미를 유도할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 증강현실 학습 컨텐츠는 조립 블록 자체가 물리적 성질을 띄고, 그 물리적 성질을 이용하여, 사용자에게 다양한 증강현실 컨텐츠를 제공할 수 있다.

일례로, 증강현실 캐릭터(203)가 조립 블록 위를 이동할때, 조립 블록의 물리적 성질(고저차, 색상 등)이 반영될 수 있다. 증강현실 캐릭터(203)가 벽을 만나면 지나가지 못하고, 블록을 넘어가거나, 돌아서 이동해야하는 등의 물리적 성질이 반영되는 것이다.

데이터베이스부(160)는 서버(100)가 학습 컨텐츠 제공 서비스를 수행하는데 필요한 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 일례로, 데이터베이스부(160)는 블록 문제 데이터, 힌트 데이터, 증강현실 캐릭터(203) 데이터, 증강현실 학습 컨텐츠 데이터들을 저장할 수 있다.

통신부(170)는 사용자 단말(200)와 데이터 통신할 수 있다. 통신부(170)는 블록 문제 데이터, 힌트 데이터, 증강현실 캐릭터(203) 데이터, 증강현실 학습 컨텐츠 데이터들을 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 사용자 단말(200)의 구성을 도시한 도면이다. 이하, 도 3에 도시된 사용자 단말(200)를 구성하는 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

무선 통신부(210)는 사용자 단말(200)와 무선 통신 시스템 사이의 무선 통신 또는 사용자 단말(200)와 사용자 단말(200)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 수행하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(210)는 방송 수신 모듈(211), 이동통신 모듈(212), 무선 인터넷 모듈(213), 근거리 통신 모듈(214) 및 위치정보 모듈(215) 등을 포함할 수 있다.

방송 수신 모듈(211)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 여기에서, 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 한편, 방송 관련 정보는 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있으며, 이러한 경우에는 이동통신 모듈(212)에 의해 수신될 수 있다.

또한, 이동통신 모듈(212)은 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선 인터넷 모듈(213)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 사용자 단말(200)에 내장되거나 외장 될 수 있다.

근거리 통신 모듈(214)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신 기술로, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.

또한, 위치정보 모듈(215)은 사용자 단말(200)의 위치를 확인하거나 얻기 위한 모듈이다. 일례로 GPS(Global Position System) 모듈을 들 수 있다. GPS 모듈은 복수 개의 인공위성으로부터 위치 정보를 수신한다. 여기에서, 위치 정보는 위도 및 경도로 표시되는 좌표 정보를 포함할 수 있다.

한편, A/V(Audio/Video) 입력부(220)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(221)와 마이크(222) 등이 포함될 수 있다. 카메라(221)는 화상 통화 모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 그리고, 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(251)에 표시될 수 있다.

카메라(221)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(260)에 저장되거나 무선 통신부(210)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(221)는 사용자 단말(200)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

마이크(222)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 그리고, 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(212)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(222)는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생하는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘을 구현할 수 있다.

사용자 입력부(230)는 사용자로부터 입력 동작을 받아들여, 사용자 단말(200)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다.

센싱부(240)는 사용자 단말(200)의 위치, 사용자 접촉 유무, 사용자 단말(200)의 방위, 사용자 단말(200)의 가속/감속 등과 같이, 사용자 단말(200)의 현 상태를 감지하여 사용자 단말(200)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다.

인터페이스부(270)는 사용자 단말(200)에 연결되는 모든 외부기기와의 인터페이스 역할을 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 포함될 수 있다.

출력부(250)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 또는 알람(alarm) 신호의 출력을 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(251)와 음향 출력 모듈(252), 알람부(253) 등이 포함될 수 있다.

디스플레이부(251)는 사용자 단말(200)에서 처리되는 정보를 표시 출력한다. 예를 들어, 단말기가 통화 모드인 경우, 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 그리고, 사용자 단말(200)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우, 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.

한편, 전술한 바와 같이, 디스플레이부(251)와 터치 패드가 상호 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(251)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 디스플레이부(251)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 사용자 단말(200)의 구현 형태에 따라, 디스플레이부(251)는 2개 이상 존재할 수도 있다. 예를 들어, 사용자 단말(200)에 외부 디스플레이부(미도시)와 내부 디스플레이부(미도시)가 동시에 구비될 수 있다.

음향 출력 모듈(252)은 호 신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서, 무선 통신부(210)로부터 수신되거나 메모리(260)에 저장된 오디오 데이터를 출력한다. 또한, 음향 출력 모듈(252)은 사용자 단말(200)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력한다. 이러한 음향 출력 모듈(252)에는 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.

알람부(253)는 사용자 단말(200)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 단말기에서 발생되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력 등이 있다.

메모리(260)는 제어부(280)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.

메모리(260)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

그리고 제어부(280)는 통상적으로 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 또한, 제어부(280)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(281)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(281)은 제어부(280) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(280)와 별도로 구현될 수도 있다.

구체적으로, 제어부(280)는 사용자의 블록 문제 요청을 입력받아, 서버(100)에 전송하고, 서버(100)로부터 수신된 블록 문제를 사용자에게 출력할 수 있다. 제어부(280)는 사용자로부터 선택된 블록 문제를 제공하여, 문제로 제공된 블록의 조합을 사용자가 맞출 수 있도록 안내할 수 있다.

제어부(280)는 사용자의 블록 문제에 대한 힌트 요청을 입력받아, 서버(100)에 전송하고, 서버(100)로부터 수신된 블록 문제에 대한 힌트를 사용자에게 출력할 수 있다.

제어부(280)는 사용자가 조립한 블록(이하, 조립 블록)의 이미지를 입력받아, 서버(100)에 전송하고, 서버(100)로부터 블록 문제의 정답 여부를 수신할 수 있다. 여기서, 제어부(280)는 조립 블록의 이미지를 이용하여 블록 문제의 정답 여부를 직접 확인할 수 있음은 자명하다 하겠다. 제어부(280)는 블록 문제의 정답 여부를 사용자에게 출력할 수 있다.

제어부(280)는 블록 문제의 정답이 확인된 경우, 조립 블록 위에 증강현실 캐릭터(203)를 출력할 수 있다. 사용자 단말(200)에 출력된 조립 블록의 이미지 위에 증강현실 캐릭터(203)를 출력하는 것이다. 증강현실 캐릭터(203)는 블록 문제와 매칭된 캐릭터일 수 있으며, 사용자가 보유하거나 선택한 캐릭터일 수 있다.

제어부(280)는 증강현실 학습 컨텐츠를 서버(100)로부터 수신하여, 조립 블록 위에 출력할 수 있다. 사용자 단말(200)에 출력된 조립 블록의 이미지 위에 증강현실 학습 컨텐츠를 출력하는 것이다.

전원 공급부(290)는 제어부(280)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 그러한 실시 예들이 제어부(280)에 의해 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시 예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어 코드는 메모리(260)에 저장되고, 제어부(280)에 의해 실행될 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 학습 교구(300)인 블록을 도시한 도면이다.

전술한 바와 같이, 학습 교구(300)는 사용자가 조립할 수 있는 다양한 객체로 구성될 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편이를 위해 학습 교구(300)로 블록(300)으로 가정하고 설명하도록 한다.

도 4를 참조하면, 블록(300)은 블록 객체(310), 식별 정보(320), 통신 모듈(330, 미도시)를 포함할 수 있다.

블록 객체(310)은 블록(300)을 구성하고 있는 단위 블록으로, 소마 큐브 또는 베들람 큐브로 구성될 수 있다.

식별 정보(320)는 다양한 패턴으로 구성되어, 각 블록 객체(310)에 표시될 수 있다. 블록 객체(310) 위에 그려진 식별 정보(320)를 활용함으로써 서버(100) 또는 사용자 단말(200)이 블록(200)의 조합을 인식하기 쉽도록 할 수 있다.

통신 모듈(330, 미도시) 또한 각 블록 객체(310) 내에 포함될 수 있다. 통신 모듈(330)은 블록 객체(310)의 위치 정보를 포함한 다양한 정보를 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다.

도 5 및 도 6 은 일 실시예에 따른 블록 문제(201)를 도시한 도면이다.

전술한 바와 같이, 블록 문제(201)는 사용자가 블록을 이용하여 조립할 블록 형상의 이미지로, 조립 블록의 단면 이미지, 3차원 이미지, 동영상 등 다양한 이미지 정보로 구성될 수 있다. 블록 문제 제공부(120)는 사용자의 블록 문제 요청에 따라 블록 문제(201)를 선정하여, 선정된 블록 문제(201)를 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다.

도 5 및 도 6은 사용자 단말(200)에 출력되는 블록 문제(201)의 일례로, 조립 블록의 3차원 이미지를 도시한 것이다.

사용자는 블록 문제(201)인 조립 블록의 3차원 이미지를 회전시킬 수 있다. 도 5의 (a), (b), (c)에는 조립 블록의 3차원 이미지가 회전되어, 다양한 방향에서 바라보는 조립 블록의 3차원 이미지가 도시되어 있디. 이에 따라, 사용자는 블록 문제(201)를 입체적으로 확인할 수 있다.

그리고, 블록 문제 제공부(120)는 블록 문제(201)의 난이도 조절을 위하여, 사용자가 입력한 난이도 또는 사용자 정보(일례로, 나이, 공간 지각 능력에 대한 등급, 기 수행한 학습 결과 등)를 이용할 수 있다. 사용자가 직접 난이도를 선택한 경우, 블록 문제 제공부(120)는 선택된 난이도에 해당하는 블록 문제(201)들을 선정할 수 있고, 사용자 정보를 이용하는 경우, 블록 문제 제공부(120)는 사용자 정보에 부합하는 난이도의 블록 문제(201)들을 선정할 수 있다.

도 5에는 초보자를 위한 난이도의 블록 문제(201)로, 블록 객체(310)의 색깔이 표시된 블록 문제(201)를 도시하고 있으며, 도 6에는 숙련자를 위한 난이도의 블록 문제(201)로, 블록 객체(310)의 색상이 표시되지 않은 블록 문제(201)를 도시하고 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 블록 문제(201)의 힌트 정보(202)를 도시한 도면이다.

전술한 바와 같이, 힌트 정보(202)는 사용자가 블록 문제(201)를 해결하는데 도움을 줄 수 있는 다양한 정보로 구성될 수 있으며, 일례로 힌트 정보(202)는 완성된 조립 블록을 구성하는 블록(300)의 형태 정보, 블록(300)의 위치 정보, 블록 문제(201)에서 보이지 않은 블록(300)의 이미지 정보들 중 적어도 하나로 구성될 수 있다. 힌트 제공부(130)는 사용자의 힌트 요청에 따라 블록 문제(201)의 힌트 정보(202)를 선정하여, 선정된 힌트 정보(202)를 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다. 힌트 제공부(130)는 위에서 언급한 다양한 힌트 정보(202) 중 블록 문제(201)의 난이도, 사용자의 힌트 사용 횟수 등에 따라, 사용자에게 제공할 하나의 힌트 정보(202)를 선정할 수 있다.

도 7에는 힌트 정보(202)로 블록 문제(201)에서 보이지 않은 블록 객체(310)를 도시하고 있다.

도 8은 일 실시예에 따른 조립 블록 위에 출력된 증강현실 캐릭터(203)를 도시한 도면이다.

증강현실 학습 컨텐츠 제공부(150)는, 블록 문제(201)의 정답이 확인된 경우, 블록 문제(201)에 관련된 증강현실 캐릭터(203)를 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다. 사용자 단말(200)은 전송된 증강현실 캐릭터(203)를 사용자가 촬영한 조립 블록 이미지 위에 출력할 수 있다. 증강현실 캐릭터(203)는 블록 문제(201)와 매칭된 캐릭터일 수 있으며, 사용자가 보유하거나 선택한 캐릭터일 수 있다.

도 8에는 사용자 단말(200)에 출력된 증강현실 캐릭터(203)를 도시하고 있으며, 증강현실 캐릭터(203)는 사용자가 촬영한 조립 블록 위에 출력된다. 도 8에는 해당 블록 문제(201)에 매칭된 기사 캐릭터가 증강현실 캐릭터(203)로 출력되고 있음을 알 수 있다.

사용자 단말(200)은 사용자의 조작에 의해 증강현실 캐릭터(203)를 이동시킬 수 있으며, 증강현실 캐릭터(203)와의 상호 작용을 통해 다양한 증강현실 학습 컨텐츠를 제공할 수 있다.

도 9와 도 10은 조립 블록 위에 출력된 증강현실 학습 컨텐츠를 도시한 도면이다. 증강현실 학습 컨텐츠는 조립 블록 위에 출력된 증강현실 학습 인터페이스를 이용하여, 사용자가 추가적인 학습을 할 수 있는 컨텐츠로, 증강현실 캐릭터(203)를 활용하여 사용자에게 다양한 학습 미션을 제공할 수 있다.

증강현실 학습 컨텐츠 제공부(150)는, 블록 문제(201)의 정답이 확인된 경우, 블록 문제(201)에 관련된 증강현실 학습 컨텐츠를 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다. 사용자 단말(200)은 전송된 증강현실 학습 컨텐츠를 사용자가 촬영한 조립 블록 이미지 위에 출력할 수 있다.

일 실시예에 따른 증강현실 학습 컨텐츠는 다양하게 구성될 수 있다. 일례로, 증강현실 학습 컨텐츠는 사용자가 증강현실 캐릭턱(300)를 조립 블록 위에 출력된 출발 지점에서 도착 지점으로 이동시키는 미션(제 1 실시예)으로 구성되거나, 사용자가 조립 블록 위에 표시된 증강현실 조립블록 형상을 완성시키는 미션(제 2 실시예)으로 구성될 수 있다.

도 9는 제 1 실시예에 따른 조립 블록 위에 출력된 증강현실 학습 컨텐츠를 도시한 도면이다.

사용자 단말(200)은 출발 지점(204a) 및 도착 지점(204b)을 조립 블록 위에 출력하고, 네비게이션 인터페이스(205)를 사용자 단말(200)의 화면 일 영역에 출력할 수 있다. 네비게이션 인터페이스(205)에는 단위 이동 방향이 포함될 수 있다.

사용자는 네비게이션 인터페이스(205)에 포함된 단위 이동 방향을 조합하여 증강현실 캐릭터(203)의 이동 경로를 코딩할 수 있다. 조립 블록이 3차원 조립 블록인 경우, 단위 이동 방향에는 3차원 이동 방향이 포함될 수 있으며, 조립 블록이 지형 또는 장애물이 될 수 있다. 따라서, 사용자는 조립 블록의 지형을 이용하고, 장애물을 피하여, 증강현실 캐릭터(203)가 출발 지점(204a)에서 도착 지점(204b)으로 도달할 수 있는 이동 경로를 코딩하여야 한다. 또한, 최단 거리의 이동 경로가 있다면, 사용자는 최단 거리의 이동 경로를 코딩하여야 한다.

사용자 단말(200)은 사용자가 코딩한 이동 경로에 따라, 증강현실 캐릭터(203)를 출발 지점(204a)에서부터 이동시키고, 도착 지점(204b)에 최단 거리의 이동 경로로 도달하게 되면, 학습이 완료된 것으로 판단할 수 있다.

추가로, 사용자 단말(200)은 증강현실 학습 컨텐츠의 난이도에 따라, 네비게이션 인터페이스(205) 내 단위 이동 방향의 종류에 제한을 둘 수 있다.

도 10은 제 2 실시예에 따른 조립 블록 위에 출력된 증강현실 학습 컨텐츠를 도시한 도면이다.

사용자 단말(200)은 블록 인터페이스(206)를 사용자 단말(200) 화면의 일 영역에 출력할 수 있다. 블록 인터페이스(206)에는 가상 블록 객체가 포함될 수 있다.

사용자는 블록 인터페이스(206)에 포함된 가상 블록 객체를 이용하여, 조립 블록 위에 가상 블록을 조립할 수 있다.

사용자 단말(200)은 사용자가 조립해야하는 가상 조립 블록의 형상을 조립 블록 위에 출력할 수 있으며, 사용자는 가상 조립 블록의 형상에 맞게 가상 블록 객체를 조립 블록 위에 추가로 쌓아야 한다.

사용자 단말(200)은 사용자 조작에 따라 가상 블록 객체를 조립 블록 위에 표시하고, 가상 조립 블록의 형상이 완성되면, 학습이 완료된 것으로 판단할 수 있다.

추가로, 사용자 단말(200)은 증강현실 학습 컨텐츠의 난이도에 따라, 블록 인터페이스(206) 내 가상 블록 객체의 종류에 제한을 둘 수 있다.

다른 제 2 실시예로, 블록 인터페이스(206)는 블록 삭제 인터페이스를 포함될 수 있다.

사용자는 블록 삭제 인터페이스를 통하여, 삭제하고자 하는 조립 블록의이 블록 객체를 선택할 수 있다. 사용자 단말(200)은 사용자가 선택한 조립 블록의 블록 객체를 조립 블록의 이미지에서 삭제할 수 있다.

블록 삭제 인터페이스는 선택 버튼으로 구성될 수 있으며, 사용자가 직접 블록 객체를 선택하여 삭제 버튼을 통해 삭제할 수 있다. 또한, 블록 삭제 인터페이스는 조립 블록을 촬영하는 인터페이스를 제공할 수 있다. 사용자는 실제로 블록 객체가 빠진 조립 블록을 촬영하여, 삭제할 블록 객체를 선택 및 삭제할 수 있다.

사용자 단말(200)은 블록 객체가 삭제된 조립 블록이 목표 조립 블록으로 완성되면 학습이 완료된 것으로 판단할 수 있다. 목표 조립 블록은 사용자에게 제공된 학습이 완료되기 위해 필요한 조립 블록의 형상으로, 블록 객체가 삭제된 조립 블록이 목표 조립 블록에 해당되면, 사용자 단말(200)은 학습이 완료된 것으로 판단할 수 있다.

도 11은 일 실시예에 따른 블록을 이용한 학습 컨텐츠 제공 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 블록을 이용한 학습 컨텐츠 제공 방법은 블록 문제 선정 단계(S100), 블록 문제 출력 단계(S110), 힌트 정보 선정 단계(S120), 힌트 정보 출력 단계(S130), 완성된 조립 블록 이미지 수신 단계(S140), 블록 문제 정답 여부 확인 단계(S150), 증강현실 컨텐츠 생성 단계(S160) 및 증강현실 컨텐츠 출력 단계(S170)을 포함한다.

우선, 블록 문제 선정 단계(S100)로, 서버(100)는 사용자의 블록 문제 요청에 따라 블록 문제(201)를 선정하여, 선정된 블록 문제(201)를 사용자 단말(200)에 전송한다.

전술한 바와 같이, 블록 문제(201)는 사용자가 블록을 이용하여 조립할 블록 형상의 이미지로, 조립 블록의 단면 이미지, 3차원 이미지, 동영상 등 다양한 이미지 정보로 구성될 수 있다.

서버(100)는 블록 문제(201)의 난이도 조절을 위하여, 사용자가 입력한 난이도 또는 사용자 정보(일례로, 나이, 공간 지각 능력에 대한 등급, 기 수행한 학습 결과 등)를 이용할 수 있다. 사용자가 직접 난이도를 선택한 경우, 서버(100)는 선택된 난이도에 해당하는 블록 문제(201)들을 선정할 수 있고, 사용자 정보를 이용하는 경우, 서버(100)는 사용자 정보에 부합하는 난이도의 블록 문제(201)들을 선정할 수 있다.

그리고, 블록 문제 출력 단계(S110)로, 사용자 단말(200)은 선정된 블록 문제(201)를 사용자에게 출력한다.

그리고, 힌트 정보 선정 단계(S120)로, 서버(100)는 사용자의 힌트 요청에 따라 블록 문제의 힌트 정보(202)를 선정하여, 선정된 힌트 정보(202)를 사용자 단말(200)에 전송한다.

전술한 바와 같이, 힌트 정보(202)는 사용자가 블록 문제(201)를 해결하는데 도움을 줄 수 있는 다양한 정보로 구성될 수 있으며, 일례로 힌트 정보(202)는 완성된 조립 블록을 구성하는 블록(300)의 형태 정보, 블록(300)의 위치 정보, 블록 문제에서 보이지 않은 블록(300)의 이미지 정보들 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.

서버(100)는 위에서 언급한 다양한 힌트 정보(202) 중 블록 문제의 난이도, 사용자의 힌트 사용 횟수 등에 따라, 사용자에게 제공할 하나의 힌트 정보(202)를 선정할 수 있다.

그리고, 힌트 정보 출력 단계(S130)로, 사용자 단말(200)은 선정된 힌트 정보(202)를 사용자에게 출력한다.

그리고, 완성된 조립 블록 이미지 수신 단계(S140)로, 사용자 단말(200)은 사용자가 완성한 조립 블록의 이미지를 수신한다. 사용자는 사용자가 완성한 조립 블록을 촬영하여, 그 촬영 이미지를 사용자 단말(200)에 입력할 수 있다. 사용자 단말(200)은 수신된 조립블록의 이미지를 서버(100)에 전송한다.

그리고, 블록 문제 정답 여부 확인 단계(S150)로, 서버(100)는 사용자 단말(200)로부터 전송된 조립 블록의 이미지를 이용하여, 블록 문제(201)의 정답 여부를 확인한다. 서버(100)는 확인된 블록 문제(201)의 정답 여부를 사용자 단말(200)에 전송한다.

서버(100)는 다양한 방법으로 블록 문제(201)의 정답 여부를 판단할 수 있는데, 일례로, 서버(100)는 사용자가 완성한 조립 블록의 이미지와 블록 문제(201)의 조립 블록 이미지의 유사도를 확인하고, 유사도가 일 기준 이상인 경우 정답으로 판단할 수 있다. 이 경우, 서버(100)는 완성한 조립 블록의 이미지와 블록 문제의 조립 블록 이미지의 형상 또는 색상의 유사도를 이용하여 판단할 수 있다. 또한, 서버(100)는 사용자가 완성한 조립 블록의 이미지에서 블록(300)의 식별 정보(210)를 추출하고, 추출된 식별 정보(210)의 위치를 블록 문제(201)의 블록(300)의 식별 정보(210) 위치와 비교하여, 블록 문제(201)의 정답 여부를 판단할 수 있다.

그리고, 증강현실 컨텐츠 생성 단계(S160)로, 서버(100)는 블록 문제(201)의 정답이 확인된 경우, 블록 문제(201)에 관련된 증강현실 컨텐츠(증강현실 캐릭터(203) 또는 증강현실 학습 컨텐츠)를 생성하여, 사용자 단말(200)에 전송한다.

전술한 바와 같이, 증강현실 캐릭터(203)는 블록 문제(201)와 매칭된 캐릭터일 수 있으며, 사용자가 보유하거나 선택한 캐릭터일 수 있다. 그리고, 증강현실 학습 컨텐츠는 조립 블록 위에 출력된 증강현실 학습 인터페이스를 이용하여, 사용자가 추가적인 학습을 할 수 있는 컨텐츠로, 증강현실 캐릭터(203)를 활용하여 사용자에게 다양한 학습 미션을 제공할 수 있다.

그리고, 증강현실 컨텐츠 출력 단계(S170)로, 사용자 단말(200)은 전송된 증강현실 컨텐츠를 사용자에게 출력한다.

도 12는 제 1 실시예에 따른 증강현실을 이용한 학습 컨텐츠 제공 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.

도 12를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 증강현실을 이용한 학습 컨텐츠 제공 방법은 출발 지점 및 도착 지점 출력 단계(S200), 네이게이션 인터페이스 출력 단계(S210), 증강현실 캐릭터 이동 단계(S220) 및 학습 완료 여부 출력 단계(S230)를 포함한다.

우선, 출발 지점 및 도착 지점 출력 단계(S200)로, 사용자 단말(200)은 출발 지점(204a) 및 도착 지점(204b)을 조립 블록 위에 출력한다.

그리고, 네이게이션 인터페이스 출력 단계(S210)로, 사용자 단말(200)은 네비게이션 인터페이스(205)를 사용자 단말(200)의 화면 일 영역에 출력한다. 네비게이션 인터페이스(205)에는 단위 이동 방향이 포함될 수 있다.

그리고, 증강현실 캐릭터 이동 단계(S220)로, 사용자 단말(200)은 사용자가 코딩한 이동 경로에 따라, 증강현실 캐릭터(203)를 출발 지점(204a)에서부터 이동시킨다.

그리고, 학습 완료 여부 출력 단계(S230)로, 사용자 단말(200)은, 증강현실 캐릭터(203)가 도착 지점(204b)에 최단 거리의 이동 경로로 도달하게 되면, 학습이 완료된 것으로 판단하여, 학습 완료 여부를 사용자에게 출력한다.

도 13은 제 2 실시예에 따른 증강현실을 이용한 학습 컨텐츠 제공 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.

도 13을 참조하면, 제 2 실시예에 따른 증강현실을 이용한 학습 컨텐츠 제공 방법은 블록 인터페이스 출력 단계(S300), 가상 블록 객체 출력 단계(S310) 및 학습 완료 여부 출력 단계(S320)를 포함한다.

우선, 블록 인터페이스 출력 단계(S300)로, 사용자 단말(200)은 블록 인터페이스(206)를 사용자 단말(200) 화면의 일 영역에 출력한다. 블록 인터페이스(206)에는 가상 블록 객체가 포함될 수 있다.

사용자는 블록 인터페이스(206)에 포함된 가상 블록 객체를 이용하여, 조립 블록 위에 가상 블록을 조립할 수 있다. 사용자 단말(200)은 사용자가 조립해야하는 가상 조립 블록의 형상을 조립 블록 위에 출력할 수 있으며, 사용자는 가상 조립 블록의 형상에 맞게 가상 블록 객체를 조립 블록 위에 추가로 쌓아야 한다.

그리고, 가상 블록 객체 출력 단계(S310)로, 사용자 단말(200)은 사용자 조작에 따라 가상 블록 객체를 조립 블록 위에 출력한다.

그리고, 학습 완료 여부 출력 단계(S320)로, 사용자 단말(200)은 가상 조립 블록의 형상이 완성되면, 학습이 완료된 것으로 판단하여, 학습 완료 여부를 사용자에게 출력한다.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU), 그래픽 프로세싱 유닛(Graphics Processing Unit; GPU), ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 주문형 집적 회로(Application Specific Integrated Circuits; ASICS), 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims

서버에서 수행되는 증강현실 기반의 학습 컨텐츠 제공 방법으로,
블록 문제를 생성하여 사용자 단말에 전송하는 동작;
상기 사용자 단말로부터 사용자가 조립한 블록의 이미지를 수신하는 동작;
상기 수신된 조립 블록의 이미지를 이용하여, 상기 블록 문제의 정답 여부를 판단하는 동작; 및
정답으로 판단된 경우, 상기 블록 문제에 대한 증강현실 컨텐츠를 생성하여 상기 사용자 단말에 전송하는 동작을 포함하고,
상기 증강현실 컨텐츠는
증강현실 캐릭터 및 증강현실 학습 컨텐츠 중 적어도 하나를 포함하는
학습 컨텐츠 제공 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 블록은
소마 큐브로 구성된
학습 컨텐츠 제공 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 블록 문제의 정답 여부 판단 동작은
상기 조립 블록의 이미지와 상기 블록 문제의 조립 블록 이미지의 형상 또는 색상 유사도를 이용하거나, 상기 조립 블록의 이미지 내 블록 객체의 식별 정보를 이용하거나, 상기 블록 객체의 위치 정보를 이용하여 판단하는
학습 컨텐츠 제공 방법.
제 1 항에 있어서,
사용자의 요청에 따라 상기 블록 문제의 힌트 정보를 생성하여 상기 사용자 단말에 전송하는 동작을 포함하는
학습 컨텐츠 제공 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 블록 문제 생성 동작은
사용자가 입력한 난이도의 상기 블록 문제를 생성하거나, 사용자 정보를 이용하여 결정된 난이도의 상기 블록 문제를 생성하는
학습 컨텐츠 제공 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 증강현실 학습 컨텐츠는
출발 지점, 도착 지점 및 단위 이동 방향을 포함하는 네비게이션 인터페이스를 포함하는
학습 컨텐츠 제공 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 증강현실 학습 컨텐츠는
가상 블록 객체 및 블록 삭제 인터페이스 중 적어도 하나를 포함하는 블록 인터페이스를 포함하는
학습 컨텐츠 제공 방법.
사용자 단말에서 수행되는 증강현실 기반의 학습 컨텐츠 제공 방법으로,
서버로부터 전송된 블록 문제를 출력하는 동작;
사용자로부터 사용자가 조립한 블록의 이미지를 입력받아, 상기 조립 블록의 이미지를 서버로 전송하는 동작;
상기 서버로부터 상기 블록 문제의 정답 여부를 수신하여, 출력하는 동작; 및
정답인 경우, 상기 서버로부터 증강현실 컨텐츠를 전송받아 출력하는 동작을 포함하고,
상기 증강현실 컨텐츠는
증강현실 캐릭터 및 증강현실 학습 컨텐츠 중 적어도 하나를 포함하는
학습 컨텐츠 제공 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 블록은
소마 큐브로 구성된
학습 컨텐츠 제공 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 블록은
블록 객체의 식별 정보를 포함하거나, 상기 블록 객체의 위치 정보를 전송하는 통신 모듈을 포함하도록 구성된
학습 컨텐츠 제공 방법.
제 8 항에 있어서,
서버로부터 상기 블록 문제의 힌트 정보를 전송받아 출력하는 동작을 포함하는
학습 컨텐츠 제공 방법.
제 8 항에 있어서,
사용자로부터 상기 블록 문제의 난이도 또는 사용자 정보를 입력받는 동작을 포함하는
학습 컨텐츠 제공 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 증강현실 학습 컨텐츠는
출발 지점, 도착 지점 및 단위 이동 방향을 포함하는 네비게이션 인터페이스를 포함하고,
사용자로부터 이동 경로를 입력받아, 상기 증강현실 캐릭터를 상기 출발 지점부터 상기 이동 경로에 따라 상기 조립 블록 위에서 이동시키는 동작;
상기 증강현실 캐릭터의 상기 도착 지점 도달 여부에 따라 학습 완료 여부를 판단하는 동작을 포함하는
학습 컨텐츠 제공 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 증강현실 학습 컨텐츠는
가상 블록 객체를 포함하는 블록 인터페이스를 포함하고,
가상 조립 블록의 이미지를 출력하는 동작;
사용자 조작에 따라 상기 가상 블록 객체를 상기 조립 블록 위에 출력하는 동작;
상기 가상 조립 블록의 완성 여부에 따라 학습 완료 여부를 판단하는 동작을 포함하는
학습 컨텐츠 제공 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 증강현실 학습 컨텐츠는
블록 삭제 인터페이스를 포함하는 블록 인터페이스를 포함하고,
상기 블록 삭제 인터페이스를 통해 입력된 사용자 조작에 따라 상기 조립 블록의 이미지에서 상기 조립 블록의 블록 객체를 삭제하는 동작;
목표 조립 블록의 완성 여부에 따라 학습 완료 여부를 판단하는 동작을 포함하는
학습 컨텐츠 제공 방법.