KR20240074060A - 가상현실 모델하우스 운영시스템 및 운영방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부가정보를 획득하면서 시뮬레이션 하여 몰입감과 현실감을 극대화시킬 수 있는 가상현실 모델 하우스 운영시스템 및 운영방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 가상현실 모델하우스 운영시스템은 사이버 모델하우스를 시뮬레이션 하도록 네트워크통신수단 (5, 6, 7, 8, 9)을 통해 시스템 본체(10)와 데이터표현수단(1, 2, 3, 4)을 연결하고 있되, 시스템 본체 (10)는, 3D입체영상 시스템 아키텍처의 기반 하에 구축되어 인테리어용 객체에 해당하는 '기본 라이브러리
(140)' 및 '식별부호를 갖는 라이브러리(150)'를 관리하기 위한 이미지 관리모듈(100)과; 상기 이미지 관리모듈(100)에서 제공된 객체를 인식하여 부가정보를 제공하고, 휴대 전원부(501)와 전원 충전부(502) 및 전원스위치(503)에 의해 그의 작동 및 정지가 제어되도록 전자회로적으로 결합된 모바일 단말(500)과; 상기 모바일 단말(500)과 쌍방향 통신 가능하게 연결된 유무선 신호 처리모듈(200)과; 상기 객체에 식별부호를 병합시키는 코드데이터 처리모듈(300) 및; 상기 객체를 입체영상 장치에 디스플레이시키고, 상기 모바일 단말(500)의 조작에 따라 상기 객체에 움직임을 부여하는 시각 시뮬레이션모듈(400)을 포함한다.

Description

가상현실 모델하우스 운영시스템 및 운영방법 {Virtual reality model house operating system and operating method Summary}

본 발명은 가상현실 모델하우스 운영시스템 및 운영방법에 관한 것으로서,더욱 상세하게, 아파트, 주택, 상가, 빌딩 등의 건축물 분양 사업과 관련하여 건축물 내부의 인테리어의 디자인 아이템(item) 내지 객체 (object)를 시각적으로 몰입감과 현실감 있도록 시뮬레이션(simulation) 하는 인테리어 기반 가상현실 시뮬레이션 시스템 통합에 해당하는 가상현실 모델하우스 운영시스템 및 운영방법에 관한 것이다.

일반적으로, 주택, 아파트, 상가, 빌딩 등의 건축물을 분양 또는 공사하는 건설 사업체는 해당 건축물 상품에 해당하게 실척으로 '모델하우스'를 설치 시공하고, 구매자에게 분양한 후, 모델하우스에서 확인한 설계 내용, 인테리어 구성 및 계약 내용에서 크게 변동이 없는 범위 내에서 건축물 공사를 하여 구매자에게 제공하고 있다.

여기에 사용되는 일반적인 오프라인 상의 모델하우스는 그의 기본 인테리어 구조만을 예시적으로 모델화하여 보여줄 뿐, 세부적인 사항에 대한 내용은 구매자의 선택에 따라 정해진 후, 이들 인테리어 세부 사항이 어떤 규형감이나 이미지를 연출할지 알 수 없는 상황이다.

즉, 구매자의 요구에 따라 선택 분양된 아파트 공간 구조 또는 인테리어 등에 관한 세부 사항이 고객에 의해서 맞춤 설계되더라도, 실제 입주자들은 자신들이 원하는 인테리어를 현실감 있게 육안으로 확인할 수 없으며, 분양 및 시공 후 인도 과정에서 정확히 구매자 자신에게 인도될 건축물 내부 환경 및 인테리어를 체험할 수 없는 단점이 있다.

더욱이, 현재의 주택건설환경 및 사회적 환경이 빠른 속도로 변화하고 있음에 따라, 구매자가 분양 당시 계약한 기본 모델과 실제 입주할 때의 모델이 동일하기 때문에, 트렌드(trend)의 변화에 민감하지 못한 단점이 있다.

그리고, 건축물 구매자 또는 인테리어 사용자가 분양받은 아파트의 모델하우스에서 확인 한 인테리어 내용 내지 항목(벽지, 바닥재, 주방 가구 등)이 아닌 다른 것을 선택, 변경, 배치할 경우, 해당 인테리어 내용이 해당 아파트 실내 공간 내에서 어떠한 상황으로 연출될지 알 수 없는 상황에 처하게 된다.

종래 기술에 따른 가상현실을 기반으로 한 3차원 주택인테리어 가공방법은 2004년 대한민국 등록특허 제 0434657호에 개시된 것으로서, (a) 사용자에 의하여 결정된 시작점 정보 및 끝점 정보와 두께 정보 및 높이 정보를 가지는 벽 객체를 생성하는 단계와, (b) 상기 (a) 단계에 따라 추가적으로 또 다른 벽 객체를 생성할 경우, 이전의 벽 객체와 추가된 벽 객체의 서로 만나는 점들을 연결하는 벽 객체를 생성하는 단계 와, (c) 상기 (b) 단계에서 생성된 벽 객체를 토대로 사용자 선택에 따라 소정의 객체 라이브러리 내에 저 장된 인테리어 객체를 배치하는 단계, 및 (d) 객체들 사이의 연결정보를 참조하여 2차원 데이터를 3차원 데이터로 변환하고 이로부터 생성되는 방에 대한 3차원 다각형 데이터를 실시간으로 화면에 출력하는 단계로 이루어져 있으며, 상기 (c) 단계는, (c-1) 해당 크기의 인테리어 객체를 선택하는 단계; (c-2) 위치시키고자 하는 위치에 마우스의 커서를 위치시키는 단계; (c-3) 그 위치에 있는 벽 객체를 찾아 해당 인테리어 객체가 놓일 수 있는지를 검사하는 단계; 및 (c-4) 놓일 수 있으면 벽 객체를 따라 인테리어 객체를 배치시키는 단계를 포함한다. 종래 기술은 도 1에 도시한 바와 같이, 추가할 객체 라이브러리를 검색하는 화면의 일예를 나타낸 것으로서, 식탁, 침대, 거울, 거실장, 및 장롱과 같이 방에 추가될 수 있는 객체를 검색하도록 할 수 있도록 라이브러리를 구축하고 사용자는 객체 라이브러리에서 추가하고자 하는 객체를 선택하거나, 방 또는 벽에 적용할 마감재를 검색하도록 할 수 있도록 구축한 후, 상기 라이브러리에서 적용하고자 하는 마감재의 외관을 선택할 수 있도록 되어 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 가상현실을 기반으로 한 3차원 주택인테리어 가공방법은 라이브러리로서 주택인 테리어 객체를 DB(데이터베이스)화한 후, 복수의 주택인테리어 고객들에게 인터넷을 통해 상기와 같이 가공된 3차원 주택인테리어의 해당 항목을 선택, 편집, 랜더링, 결과보기 등을 수행하게 함에 따라, 단순히 PC상에서 3차원 그래픽 결과물을 조작해보거나 볼 수 있는 정도의 한계를 넘지 못하고 있다.

특히, 범용적으로 이해되는 가상현실의 정의에서도 알 수 있듯이, 가상현실은 컴퓨터 기술을 통해 인간의 5감을 자극하여 현실과 유사한 또 다른 현실을 창조하는 활동을 의미한다.

이런 의미에 견주어 볼 때, 종래 기술의 가상현실을 기반으로 한 3차원 주택인테리어 가공방법은 현실에서 볼 수 있는 모습들을 비슷하게 컴퓨터로 모의실험, 즉 시뮬레이션(simulation) 하여 만든 컴퓨터상의 가상세계라기 보다는, 엄밀히 따져서 사용자가 특정 3차원, 즉 3D이미지화된 객체(object)를 라이브러리 (library)로 DB화한 후, 이를 단순히 컴퓨터화면에만 시각적으로 보여주는 단계에만 적용될 뿐, 오감을 속이거나, 적어도 시각적으로 진짜처럼 보일 수 있는 진정한 가상현실을 실현하지 못하는 단점을 갖는다.

예컨대, 종래 기술은 컴퓨터 그래픽 기술을 이용하여 작은 다각형(polygon)을 연결하여 물체를 구성하고 그 표면을 입히고 색을 씌운 다음 실제 세계와 유사한 시각에서 보여주기 때문에, 아무리 그래픽 기술이 발전하고 뛰어나서 사진과 눈으로 분간이 되지 않을 정도의 높은 정밀도로 만들어지거나 하이엔드 하드웨어의 지원으로 실시간 움직임을 구현하더라도 진정한 가상현실을 단순 PC만을 통해 해당 3D그래픽을 관전하는 정도이므로 실제와 같은 체험을 기대하기 어렵다.

적어도 시각적인 관점에서도, 종래 기술은 빛의 양이나 그림자 등을 실제와 유사내지 동일하거나 정밀하게 표현하지 못하고 있으므로, 이런 정밀 표현이 없는 3D이미지 객체만으로는 인간의 시각 감각을 자연스럽게 자극하거나 느끼도록 연출 할 수 없다.

만일, 종래 기술이 인간의 시각적 감각으로 입체감을 느낄 수 있을 정도로 정밀하게 구현되더라도, 단순히 의자에 앉아 3D이미지 객체를 보는 정도에 불과함으로써, 결국 현장감이나 몰입감이 없고 체험을 위한 구성요소가 부재되어 있는 상태이므로, 이러한 기술로는 최상의 인테리어 시뮬레이션의 실현이 불가능하고, 이런 연유로, 인테리어 사업자가 아파트 건축업자를 대상으로 하거나, 또는 아파트 건축업자가 아파트 입주예상 소비자에게 효율적인 마케팅을 구현하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같이 종래의 기술의 문제점들을 해결하고자, 가상현실 공간 내의 객체에 대 한 부가정보를 획득하면서 객체의 배치 변경 등을 시뮬레이션 함에 따라 몰입감과 현실감을 극대화시킬 수 있는 가상현실 모델하우스 운영시스템 및 운영방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 아바타 기술을 접목시킨 에이전트를 시뮬레이션 전시 도중에 선택 사용케 함에 따라, 효율적인 가상현실 모델하우스 시뮬레이션을 수행할 수 있는 가상현실 모델하우스 운영시스템 및 운영방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 HMD(Head Mounted Display), 스테레오 스크린(stereo screen) 또는 케이브스크린(cave screen)에 조사된 가상현실 모델하우스 내의 인테리어 항목에 해당하는 객체의 식별부호를 이용하여 부가정보를 제공하거나 레이저포인터모듈에 의해 발생된 스폿이 가리키고 있는 해당 객체를 드래그 앤드 드롭(drag&drop)시킬 수 있는 등의 복수 기능을 수행할 수 있는 모바일 단말을 더 구비시킴에 따라, 시뮬레이션에 직접 참여하는 체험자의 정보 획득 욕구를 만족시킬 수 있고, 완전한 3차원 공간 내에서 아파트 등의 가상현실 모델하우스를 실제와 유사하게 경험 및 체험할 수 있는 가상현실 모델하우스 운영시스템 및 운영방법을 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 가상현실 모델하우스 운영시스템은 사이버 모델하우스를 시뮬레이션 하도록 네트워크통신수단을 통해 시스템 본체와 데이터표현수단을 연결하고 있되, 상기 시스템 본체는, 3D

입체영상 시스템 아키텍처의 기반 하에 구축되어 인테리어용 객체에 해당하는 '기본 라이브러리' 및 '식별부호를 갖는 라이브러리'를 관리하기 위한 이미지 관리모듈과;상기 이미지 관리모듈에서 제공된 객체를 인식하여 부가정보를 제공하고, 휴대 전원부와 전원 충전부 및 전원스위치에 의해 그의 작동 및 정지가 제어되도록 전자회로적으로 결합된 모바일 단말과; 상기 모바일 단말과 쌍방향 통신 가능하게 연결된 유무선 신호 처리모듈과; 상기 객체에 식별부호를 병합시키는 코드데이터 처리모듈 및; 상기 객체를 입체영상 장치에 디스플레이시키고, 상기 모바일 단말의 조작에 따라 상기 객체에 움직임을 부여하는 시각 시뮬레이션모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 모델하우스 운영시스템에 의해 달성된다.

또한, 본 발명에 따른 다른 목적은, 인테리어 관련 모델을 3차원 공간의 객체DB로 구축하여 라이브러리로서 관리하되, 상기 구축된 객체DB의 각각의 객체에 이미지 관리모듈이 색인DB의 개별적인 색인데이터를 병합하여 카테고리 정보를 생성하는 기본 라이브러리 DB관리단계와; 상기 기본 라이브러리 DB관리단계 이후, 코드데이터 처리모듈이 색인DB의 객체 매칭(matching) 데이터로 해당 객체에 링크 또는 매칭될 수 있고 모바일 단말에 의해 인식될 수 있는 식별부호를 생성하는 식별부호 병합단계와; 상기 식별부호 병합단계 이후, 상기 이미지 관리모듈이 '식별부호를 갖는 라이브러리'를 DB로서 관리하고, 식별부호를 갖는 객체에서 데이터의 크기 수정 및 저장 등과 같은 변경이 있는 것을 체크하여 해당 변경이 가해진 객체를 업데이트시키는 식별부호를 갖는 라이브러리 DB관리단계 및; 상기 라이브러리로서 관리되는 기본 객체 또는 식별부호를 갖는 객체를 시각 시뮬레이션모듈이 PC화면, HMD, 스테레오 스크린 또는 케이브 스크린 중에서 선택된 어느 하나의 데이터표현수단에 디스플레이시켜서 시뮬레이션을 수행하는 '식별부호를 갖는 라이브러리'에 의한 가상현실 전시단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 모델하우스 운영방법에 의해 달성된다.

바람직하게는 본 발명의 방법에 있어서, 가상현실 모델하우스 운영시스템은 최적의 솔루션, 정보기술 종합분석, 시스템의 최적화를 이용한 기술력과; 컴퓨터 그래픽 전문가, 공연 및 시설 전문가, 디자이너에 의한 전문성과; 대용량 데이터 처리와 네트워크를 고려한 시스템 안정성 등을 만족시킬 수 있는 사업 환경에 적합하도록 설계되어 있다.

본 발명의 가상현실 모델하우스 운영시스템은 일반적인 3D저작 소프트웨어회사의 제품, 예컨대 3DS-MAX, VIZ, Auto CAD, Micro Station과 같은 3D저작소프트웨어나, 이들 소프트웨어와의 접속, 이식성, 편리성이 보장되는 개방 및 모듈형 기술과 이용자 특성에 맞는 정보 지원형 웹인터페이스를 갖도록 설계된 전용 자체 저작 엔진 소프트웨어를 사용하여 만들어진 콘텐츠 데이터에 해당하는 가상현실 모델하우스용 3D객체(object)를 출판(publish)하여 사용함에 따라, 확장성과 통합성을 갖추고 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가상현실 모델하우스 운영시스템은 이미지 관리모듈과 시각시뮬레이션 모듈의 시스템 통합시 기타 멀티미디어와의 연동을 지원하고, 구현 범위의 광대함을 수용할 수 있는 시스템의 확장성 및 안전성을 제공할 수 있고, 자체 엔진을 이용한 개발로 비용의 최적화를 도모할 수 있는 사업적 이용 가능성을 갖고 있다.

또한, 본 발명의 가상현실 모델하우스 운영시스템은 모바일 단말을 이용하여 입체 영상 환경하에서 부가정보를 동시에 취득하면서 가상현실을 시뮬레이션 할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 가상현실 모델하우스 운영시스템의 운영방법은 확장성과 이식성이 높은 DB사용과 함께, 빛/그림자, 음향 등과 같이 시각과 함께 청각을 현실과 같게 구현한 풀(full) 3D그래픽을 기준으로 현실감, 입체감, 심지어 몰입감을 실현할 수 있는 고품질 모델하우스를 구현할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.

도 1 은 종래 기술에 따른 가상현실을 기반으로 한 3차원 주택인테리어 가공방법을 설명하기 위한 화면의 일예를 나타낸 도면，
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따라 가상현실 모델하우스 운영시스템의 네트워크 구성도，
도 3 은 도 2 에 도시된 이미지 관리모듈의 블록도,
도 4 는 도 2 에 도시된 시각 시뮬레이션모듈의 블록도，
도 5는 도 2 에 도시된 모바일 단말의 구성을 설명하기 위한 블록도，
도 6 은 가상현실 모델하우스 운영시스템의 운영방법을 설명하기 위한 흐름도，
도 7 은 도 6 에 도시된 가상현실 전시단계의 상세 내용을 설명하기 위한 흐름도，
도 8 는 본 발명에 의한 조명 없는 1차 3D결과물을 보인 도면이고，
도 9 는 본 발명에 의해 1차 3D결과물에 빛/그림자 처리를 수행한 최종결과물을 보인 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1, 2, 3, 4 : 데이터표현수단
10 : 시스템 본체
140 : 기본 라이브러리
200 : 유무선 신호 처리모듈
400 : 시각 시뮬레이션모듈
5, 6, 7, 8, 9 : 네트워크통신수단
100 : 이미지 관리모듈
150 : 식별부호를 갖는 라이브러리
300 : 코드데이터 처리모듈
500 : 모바일 단말

본 발명은 가상현실 모델하우스 운영시스템 및 운영방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 아파트, 주택,

상가, 빌딩 등의 건축물 분양 사업과 관련하여 건축물 내부의 인테리어의 디자인 아이템(item) 내지 객체

(object)를 시각적으로 몰입감과 현실감 있도록 시뮬레이션(simulation) 하는 인테리어 기반 가상현실 시

뮬레이션 시스템 통합에 해당하는 가상현실 모델하우스 운영시스템 및 운영방법에 관한 것이다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 가상현실 모델하우스 운영시스템의 네트워크 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 이미지 관리모듈의 블록도이다. 또한, 도 4는 도 2에 도시된 시각 시뮬레이션모듈의 블록도이고, 도 5는 도 2에 도시된 모바일 단말의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 또한, 도 6은 가상현실 모델하우스 운영시스템의 운영방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 7은 도 6에 도시된 가상현실 전시단계의 상세 내용을 설명하기 위한 흐름도이다. 그리고, 도 8는 본 발명에 의한 조명 없는 1차 3D 결과물을 보인 도면이고, 도 9는 본 발명에 의해 1차 3D결과물에 빛/그림자 처리를 수행한 최종결과물을 보인 도면이다.
우선, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가상현실 모델하우스 운영시스템은 시스템 본체(10)와 데이터 표현수단(1, 2, 3, 4)과 네트워크통신수단(5, 6, 7, 8, 9) 및 모바일 단말(500)로 구성되어 있어서, 기존의 단순화된 인테리어 시스템이 아닌 고객(소비자)이 실제 제작된 인테리어 내부에서 느낄 수 있는 것과 매우 유사 내지 동일한 형태의 현장감 및 몰입감을 체험할 수 있는 가상현실 시뮬레이션이 가능한 시스템이다.
시스템 본체(10)는 3D입체영상 시스템 아키텍처를 갖는 하드웨어 기반 하에 구축된 것으로서, 전용 자체저작 엔진 소프트웨어에 해당하는 이미지 관리모듈(100)과; 유무선 신호 처리모듈(200)과; 코드데이터 처리모듈(300)과;시각시뮬레이션모듈(400)을 구비한다.
여기서, 3D입체영상 시스템 아키텍처는 마이크로소프트사의 윈도즈 운영체제나 리눅스 운영체제 등의 플랫폼을 중심의 개인컴퓨터 단말기반 이미지 생성 소프트웨어(PC-IG : Personal Computer-based Image
Generator), 하이엔드 이미지 생성 소프트웨어(High-end Image Generator), 실리콘 그래픽스가 마련한 가상현실 소프트웨어 아키텍처 표준인 'OpenGL', 미국 국방모의분석국(Defense Modeling and Simulation Office)에 의해 DIS(Distributed Interactive Simulation)를 발전시킨 HLA(High Level Architecture) 표준, 중에서 선택된 어느 하나의 하드웨어로 이루어져 있는 것이 바람직하다.
데이터표현수단(1, 2, 3, 4)은 기본적으로 유/무선 네트워크망(8), 인터넷망(6), 전시현장의 케이블연결망 중 어느 하나에 접속된 것으로서, 복수개의 개인컴퓨터 단말(1)(PC)의 디스플레이패널과; 입체영상 장치에 해당하는 스트레오 영상을 생성하는 착용 타입의 HMD(2)이나, 몰입감(immersive)을 자극하는 대형 스테레오 스크린(3)(stereo screen), 3D투영을 수행하여 몰입감과 함께 실제와 같은 현장감을 일으키는 케이브스크린(4)(cave screen)과 같은 입체영상 시스템 구현이 가능한 장치를 의미한다.
네트워크통신수단(5, 6, 7, 8, 9)은 시스템 본체(10)에 접속되어 본 시스템 서비스에 접속하기 위한 사용자 접근, 허용을 수행하는 홈페이지(7)를 운영하는 웹서버(5), 인터넷망(6), 내부 인트라넷, 전화망, 케이 블망, 전력통신망, 액세스포인트(9)(AP)를 이용한 내부 무선망을 통칭하는 유/무선 네트워크망(8)을 의미
한다.
모바일 단말(500)은 하기에 상세히 설명할 바와 같이, 모델하우스 가상현실 공간 내의 사용자가 직접 조작 하면서 가상현실 시뮬레이션을 체험하는데 사용되는 이동장치이다.
모바일 단말(500)은 액세스포인트(9), 유/무선 네트워크망(8), 컴퓨터 입출력 인터페이스(11)를 통해서 시스템 본체(10)의 유무선 신호 처리모듈(200)과 쌍방향 실시간 통신을 수행한다. 이런 모바일 단말(500)은 사용자로 하여금 가상현실 공간내의 객체를 배치 및 재배치하는 등과 같이 이미지 관리모듈(100)에서 제공하는 각종 기능을 조작할 수 있고, 부가정보를 얻는데 사용된다.
시스템 본체(10)는 각종 컴퓨터 입출력 인터페이스(11)와 다채널 빔프로젝터 인터페이스(12) 또는 도시되어 있지 않는 통상적인 사용자 인터페이스를 갖고 있으며, 컴퓨터 내지 빔프로젝터 기술에 대응한 각종 입출력 신호 및 데이터를 송수신 및 전달하는 역할을 수행한다.
컴퓨터 입출력 인터페이스(11), 다채널 빔프로젝터 인터페이스(12) 및 사용자 인터페이스는 사용자의 편의또는 기기간 연동을 위해서, 마이크로소프트사의 윈도우 운영체제의 기본 규칙 또는 상기 언급한 3D입체영상 시스템 아키텍처용 하드웨어와 호환되는 운영체제의 기본 규칙을 준수하는 것이 바람직하다.
특히, 이미지 관리모듈(100), 유무선 신호 처리모듈(200), 코드데이터 처리모듈(300), 시각 시뮬레이션모듈(400)을 위한 사용자 인터페이스는 직관적인 메뉴와 툴바를 이용해 사용자가 쉽게 사용할 수 있도록 구성되어 있다.
사용자 인터페이스는, 사용자가 자주 사용하지 않는 메뉴나 툴바는 자동으로 감춰지고, 확장 메뉴영역에 대해서는 작업영역을 느리기 위해서 자동 숨김/나타내기 등의 기능을 지원함으로써, 작업의 편리성을 늘려 주도록 되어 있으며, 숙련사용자를 위해서 각 기능별 단축키 기능을 제공한다.
시스템 본체(10)에서, 이미지 관리모듈(100)은 인테리어 시뮬레이션에 적용될 시스템 가구, 모델하우스 등 공간의 기능적 측면을 고려하여 설계되어 있다.
이미지 관리모듈(100)은 자유로운 공간계획을 설정 및 체험할 수 있도록 지원함과 함께, 가상공간에서 레이아웃 설계, 마감재의 변환, 가구의 배치 및 재배치, 가구의 부가정보 제공, 시간이나 주변환경에 따른 빛/그림자를 고려한 시각효과를 수행할 수 있는 객체의 DB구축과, 관련 카테고리 정보를 기록 관리하도록 되어 있다. 또한, 이미지 관리모듈(100)은 창문 등의 개폐에 따라 실외에서 실내로 청취될 수 있는 바람소리, 미세한 소음 등의 음향효과 등을 통해 클라이언트가 원하는 공간에 유사한 가상공간을 실시간으로 구성 및 체험하여, 해당 모델하우스 구축, 설계변경, 전시를 원스탑 계획 및 조언(one-stop planning consulting)을 실현하도록 설계되어 있다.
더욱 바람직하게, 이미지 관리모듈(100)은 공간데이터, 제품 또는 상품 데이터, 기타 인테리어용 데이터, 전시 데이터와, 기본정보 및 부가정보 데이터, 제품 및 서비스 데이터를 이용하여 공간편집 및 구성이 가능한 3D이미지 생성 솔루션으로서, 앞서 설명한 데이터표현수단(1, 2, 3, 4)의 기술 스팩을 만족한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도면에서, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 가상현실 모델하우스 운영시스템의 네트워크 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 이미지 관리모듈의 블록도이다. 또한, 도 4는 도 2에 도시된 시각 시뮬레이션모듈의 블록도이고, 도 5는 도 2에 도시된 모바일 단말의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 또한, 도 6은 가상현실 모델하우스 운영시스템의 운영방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 7은 도 6에 도시된 가상현실 전시단계의 상세 내용을 설명하기 위한 흐름도이다. 그리고, 도 8는 본 발명에 의한 조명 없는 1차 3D 결과물을 보인 도면이고, 도 9는 본 발명에 의해 1차 3D결과물에 빛/그림자 처리를 수행한 최종결과물을 보인 도면이다.
우선, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가상현실 모델하우스 운영시스템은 시스템 본체(10)와 데이터 표현수단(1, 2, 3, 4)과 네트워크통신수단(5, 6, 7, 8, 9) 및 모바일 단말(500)로 구성되어 있어서, 기존의 단순화된 인테리어 시스템이 아닌 고객(소비자)이 실제 제작된 인테리어 내부에서 느낄 수 있는 것과 매우 유사 내지 동일한 형태의 현장감 및 몰입감을 체험할 수 있는 가상현실 시뮬레이션이 가능한 시스템이다.
시스템 본체(10)는 3D입체영상 시스템 아키텍처를 갖는 하드웨어 기반 하에 구축된 것으로서, 전용 자체 저작 엔진 소프트웨어에 해당하는 이미지 관리모듈(100)과; 유무선 신호 처리모듈(200)과; 코드데이터 처리모듈(300)과; 시각시뮬레이션모듈(400)을 구비한다.
여기서, 3D입체영상 시스템 아키텍처는 마이크로소프트사의 윈도즈 운영체제나 리눅스 운영체제 등의 플랫폼을 중심의 개인컴퓨터 단말기반 이미지 생성 소프트웨어(PC-IG : Personal Computer-based Image Generator), 하이엔드 이미지 생성 소프트웨어(High-end Image Generator), 실리콘 그래픽스가 마련한 가상현실 소프트웨어 아키텍처 표준인 'OpenGL', 미국 국방모의분석국(Defense Modeling and Simulation Office)에 의해 DIS(Distributed Interactive Simulation)를 발전시킨 HLA(High Level Architecture) 표준, 중에서 선택된 어느 하나의 하드웨어로 이루어져 있는 것이 바람직하다.
데이터표현수단(1, 2, 3, 4)은 기본적으로 유/무선 네트워크망(8), 인터넷망(6), 전시현장의 케이블연결망 중 어느 하나에 접속된 것으로서, 복수개의 개인컴퓨터 단말(1)(PC)의 디스플레이패널과; 입체영상 장치에 해당하는 스트레오 영상을 생성하는 착용 타입의 HMD(2)이나, 몰입감(immersive)을 자극하는 대형 스테레오 스크린(3)(stereo screen), 3D투영을 수행하여 몰입감과 함께 실제와 같은 현장감을 일으키는 케이브스크린(4)(cave screen)과 같은 입체영상 시스템 구현이 가능한 장치를 의미한다.
네트워크통신수단(5, 6, 7, 8, 9)은 시스템 본체(10)에 접속되어 본 시스템 서비스에 접속하기 위한 사용자 접근, 허용을 수행하는 홈페이지(7)를 운영하는 웹서버(5), 인터넷망(6), 내부 인트라넷, 전화망, 케이블망, 전력통신망, 액세스포인트(9)(AP)를 이용한 내부 무선망을 통칭하는 유/무선 네트워크망(8)을 의미
한다.
모바일 단말(500)은 하기에 상세히 설명할 바와 같이, 모델하우스 가상현실 공간 내의 사용자가 직접 조작 하면서 가상현실 시뮬레이션을 체험하는데 사용되는 이동장치이다.
모바일 단말(500)은 액세스포인트(9), 유/무선 네트워크망(8), 컴퓨터 입출력 인터페이스(11)를 통해서 시스템 본체(10)의 유무선 신호 처리모듈(200)과 쌍방향 실시간 통신을 수행한다. 이런 모바일 단말(500)은 사용자로 하여금 가상현실 공간내의 객체를 배치 및 재배치하는 등과 같이 이미지 관리모듈(100)에서 제공하는 각종 기능을 조작할 수 있고, 부가정보를 얻는데 사용된다.
시스템 본체(10)는 각종 컴퓨터 입출력 인터페이스(11)와 다채널 빔프로젝터 인터페이스(12) 또는 도시되어 있지 않는 통상적인 사용자 인터페이스를 갖고 있으며, 컴퓨터 내지 빔프로젝터 기술에 대응한 각종 입출력 신호 및 데이터를 송수신 및 전달하는 역할을 수행한다.
컴퓨터 입출력 인터페이스(11), 다채널 빔프로젝터 인터페이스(12) 및 사용자 인터페이스는 사용자의 편의 또는 기기간 연동을 위해서, 마이크로소프트사의 윈도우 운영체제의 기본 규칙 또는 상기 언급한 3D입체영상 시스템 아키텍처용 하드웨어와 호환되는 운영체제의 기본 규칙을 준수하는 것이 바람직하다.
특히, 이미지 관리모듈(100), 유무선 신호 처리모듈(200), 코드데이터 처리모듈(300), 시각 시뮬레이션모듈(400)을 위한 사용자 인터페이스는 직관적인 메뉴와 툴바를 이용해 사용자가 쉽게 사용할 수 있도록 구성되어 있다.
사용자 인터페이스는, 사용자가 자주 사용하지 않는 메뉴나 툴바는 자동으로 감춰지고, 확장 메뉴영역에 대해서는 작업영역을 느리기 위해서 자동 숨김/나타내기 등의 기능을 지원함으로써, 작업의 편리성을 늘려 주도록 되어 있으며, 숙련사용자를 위해서 각 기능별 단축키 기능을 제공한다.
시스템 본체(10)에서, 이미지 관리모듈(100)은 인테리어 시뮬레이션에 적용될 시스템 가구, 모델하우스 등 공간의 기능적 측면을 고려하여 설계되어 있다.
이미지 관리모듈(100)은 자유로운 공간계획을 설정 및 체험할 수 있도록 지원함과 함께, 가상공간에서 레이아웃 설계, 마감재의 변환, 가구의 배치 및 재배치, 가구의 부가정보 제공, 시간이나 주변환경에 따른 빛/그림자를 고려한 시각효과를 수행할 수 있는 객체의 DB구축과, 관련 카테고리 정보를 기록 관리하도록 되어 있다. 또한, 이미지 관리모듈(100)은 창문 등의 개폐에 따라 실외에서 실내로 청취될 수 있는 바람 소리, 미세한 소음 등의 음향효과 등을 통해 클라이언트가 원하는 공간에 유사한 가상공간을 실시간으로 구성 및 체험하여, 해당 모델하우스 구축, 설계변경, 전시를 원스탑 계획 및 조언(one-stop planning consulting)을 실현하도록 설계되어 있다.
더욱 바람직하게, 이미지 관리모듈(100)은 공간데이터, 제품 또는 상품 데이터, 기타 인테리어용 데이터, 전시 데이터와, 기본정보 및 부가정보 데이터, 제품 및 서비스 데이터를 이용하여 공간편집 및 구성이 가능한 3D이미지 생성 솔루션으로서, 앞서 설명한 데이터표현수단(1, 2, 3, 4)의 기술 스팩을 만족한다.
이미지 관리모듈(100)은 모델을 추출하기 위한 다양한 센서 데이터를 획득, 처리하여 원시데이터를 생성하는 원시데이터 획득 및 처리단계와, 원시데이터로부터 정교한 3차원 인테리어 모델을 추출하고 표현하기
위한 객체 모델링 및 표현단계와, 인테리어 관련 모델을 3차원 공간 DB로 구축하고 라이브러리로서 관리하는 객체의 DB구축 단계와; 상기 구축된 객체의 DB에 통상적인 색인DB(도시 안됨)를 병합하여 카테고리 정보를 생성하는 카테고리 병합단계로 이루어진 이미지 관리절차를 수행하는 이미지 전용 데이터베이스관리 시스템(DBMS)이다.
여기서, 원시데이터란 기본데이터 혹은 '기본 라이브러리'에 기록 관리되는 기본 객체를 만들기 위한 면, 선, 점, 수치 등의 3D이미지 기본 정보를 의미한다.
특히, 라이브러리로서 관리되는 인테리어 관련 모델의 객체들은 기존 시스템에 익숙한 사용자들에게 친밀성을 제공하고, 사용 방식이나 기능이 유사한 통상적인 인터페이스를 통해 액세스된다.
이미지 관리모듈(100)은 기존의 전문 편집 프로그램(auto CAD계열의 인테리어 저작 툴)이 아닌 자체 인테리어 편집 전용 툴로서, 평형별 평면도 및 코디용 소품과 같은 콘텐츠를, 시각 시뮬레이션모듈(400)과 연동시켜 3차원 체감을 극대화시킨 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 이미지 관리모듈(100)은 기본적으로 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스, 즉 API(110)를 구비하고 있고, 이런 API(110)에 각각 연동하는 DB컨트롤러부(120)와; 라이브러리 관리부(130)와; 3D객체 또는 콘텐츠 DB데이터에 해당하는 '기본 라이브러리(140)'와; 상기 기본 라이브러리(140)의 객체에 식별부호에 해당하는 식별데이터를 삽입한 객체들에 의해 '식별부호를 갖는 객체DB'로 이루어진 '식별부호를 갖는 라이브러리(150)' 및; 해당 객체 매칭 데이터를 갖는 음향 데이터 또는 텍스트, 이미지, 사진을 포함한 영상 데이터로 이루어진 부가정보 DB(160)를 포함한다.
이미지 관리모듈(100)은 VRML(Virtual Reality Modeling Language), XML 계열 마크업언어, C언어, 자바, 자바스크립트 등에 의한 실시간 랜더링, 실시간 인터렉션 기능, 데이터 연계, 가상전시공간 데이터 압축기법 등의 적용기술을 이용하고 있다.
DB컨트롤러부(120)는 이미지 관리모듈(100) 자체에서 직접 DB데이터베이스를 제어하지 않도록, 독립적인 DB관리 모듈로서, 이기종 데이터베이스를 접목 가능하게 되어 있고, DB에는 ODBC(Open Database Connectivity) 또는 OLE(Object Linking and Embedding) DB를 이용해 관계형 데이터베이스뿐만 아니라 파일과 같은 비관계형 데이터 소스에 접근 및 접속하도록 되어 있으며, 질의(Query)문장은 미국 표준화 기구인 ANSI(American National Standard Institute)에 의해 관계형 DB 안에 있는 데이터를 질의하는 데 사용되는 업계 표준의 언어, ANSI SQL(Structured Query Language)를 이용함으로써 이식성을 높이도록 되어있다.
라이브러리 관리부(130)는 구축된 '기본 라이브러리(140)' 및 '식별부호를 갖는 라이브러리(150)'를 효율적으로 관리하는 모듈로서, 라이브러리(140, 150)의 분류 관리 및 유지보수를 담당하고, 지속적으로 신규 제품에 해당하는 신규 객체의 업데이트 기능을 수행하도록 되어 있다.
'기본 라이브러리(140)'는, '가상현실 모델하우스의 벽체 구조데이터 제공을 위한 아파트 평형데이터를 갖는 사이버 모델하우스공간'(이하, 본 발명의 설명 및 특허청구범위 내에서 '모델하우스공간'이라 약칭함), 가전제품, 벽지/바닥재, 소품, 주방/가구, 조명기기, 도어/창문, 기타 소품, 에이전트용 아바타 등과 같은 객체를 DB화한 것이다.
예컨대, 외형상 3D이미지 DB 중 모델하우스공간 등은 템플릿 화되어 있어서, 이를 실시간 편집할 수 있도록 되어 있다.
'기본 라이브러리(140)'에서 해당 객체는 최신 제품들로 구성되며, 지속적으로 추가 및 업데이트될 수 있는 구조로 구축되어 있으며, 객체 각각의 브랜드를 인식할 수 있을 정도의 품질로 제작되어 있으므로, 최종결과물을 보는 사용자가 모델하우스에 특정브랜드의 제품이 사용된 것을 인식시켜 줄 수 있으며, 대분류별 또는 브랜드별로 제공되며, 3D객체 데이터 외에 제품의 사진, 텍스트 정보, 음향 내지 음성 정보, 랜더링된 2D 이미지에 관한 DB를 부가적으로 더 갖고 있는 것이 바람직하다.
'식별부호를 갖는 라이브러리(150)'는 편집된 객체들의 데이터 집합을 의미하는 것으로서, 식별부호에 관한 데이터값이 기본 라이브러리(140)의 해당 객체에 합체되어 '식별부호를 갖는 객체DB'화된 것이다.
여기서, 식별부호는 바코드, 2차원 바코드, 평면 바코드 등의 형식을 취할 수 있고, 워터 마크(water mark)와 같은 형상으로 객체의 표면상에 표시되며, 하기에 설명할 모바일 단말에 의해 화상 인식된 후 디코딩되어서, 사용자의 부가 정보 요구 명령에 이용된다.
'식별부호를 갖는 라이브러리(150)'의 데이터 형식의 객체는 하기에 설명할 모바일 단말이 해당 식별부호를 읽어서 본 발명의 시스템 본체로 하여금 인식되고, 이후 시뮬레이션이 수행될 때 부가정보 등과 함께 리얼 타임으로 표현된다.
부가정보(160)는 음향 데이터, 영상 데이터 등의 형식으로서, '식별부호를 갖는 라이브러리(150)'의 객체에 매칭되어서, 시뮬레이션 당시에 모바일 단말의 디스플레이부 또는 스피커 장치(예 : 스피커 내지 이어폰 포함)에 출력되는 정보를 의미한다. '식별부호를 갖는 라이브러리(150)'의 객체에 링크되도록, 부가 정보(160)는 소정 형식의 객체 매칭 데이터를 더 갖고 있는 것이 바람직하다.
부가정보(160) 및 '식별부호를 갖는 라이브러리(150)'는 도 2에 도시된 코드데이터 처리모듈(300)에 의해 생성 및 관리된다.
도 2를 참조하면, 코드데이터 처리모듈(300)은 기본적으로 API와 연동되는 것으로서, 색인DB의 객체 매칭 데이터로 해당 객체에 링크 또는 매칭될 수 있는 2차원 바코드 형식 등의 식별부호를 생성하는 식별부호 생성부와; 이렇게 생성된 식별부호 정보를 '기본 라이브러리'에서 추출한 해당 객체에 이식 및 합체시키는 식별부호/이미지 조합부 및; 조합된 식별부호에 관한 데이터를 이미지 관리모듈의 '식별부호를 갖는 라이브러리'에 전달하여 저장 및 관리토록 하는 조합데이터 출력부로 이루어져 있다.
유무선 신호 처리모듈(200)은 자신의 API와 각각 연동하여, PC(1), HMD(2), 모바일 단말(500), 다채널 빔 프로젝터 등과 같은 외부 장치와 유선 또는 무선 통신을 수행하는 시스템 통신부와; 시스템 통신부를 통해 입력된 통신 신호 및 데이터를 이미지 관리모듈(100) 또는 시각 시뮬레이션모듈(400) 쪽으로 상호 전송시키는 역할을 담당하는 통신제어부로 이루어져 있다.
한편, 본 발명에서 사이버 모델하우스공간에서 사용할 아바타는 사이버 안내자 역할을 하는 에이전트에 해당하는 것으로서, 이미지 관리모듈(100)의 에이전트용 아바타 객체를 이용한 통상의 아바타 모션 프로그램에 의해서, 모델하우스공간을 활보하거나, 소개하는 움직임을 제공하여 효과적인 제품홍보 전달자로서 역할을 담당하도록 되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 시각 시뮬레이션모듈(400)은 리얼타임 랜더링 방식의 자유로운 네비게이션을 지원하고, 사용자 관점 기준, 아바타 투어링(touring) 기준, 위에서 아래로 쳐다보는 기준 등을 통한 다양한 형태의 네비게이션 모드를 지원한다. 예컨대, 아바타를 통해 시뮬레이션 하고자 하는 위치나 관측 방향을 선택케 하거나, 사용자 관점을 통해 시뮬레이션 위치 및 관측 방향을 조작할 수 있게 해준다. 시각 시뮬레이션모듈(400)은 시뮬레이션 된 객체와의 인터렉션(interaction) 구현으로 동적 정보를 제공기능, 관측 방향을 선택할 수 있는 뷰포인트(viewpoint)를 이용한 네비게이션 보조적 기능과, 2D 또는 3D이미지
맵(map)을 이용한 사이버 공간내의 위치 이동기능, 마우스, 키보드, 모바일 단말 만으로 조작이 가능한 인터페이스를 갖는다.
이를 위해, 시각 시뮬레이션모듈(400)은 기본적으로 시각 시뮬레이션모듈(400)의 작동을 위한 API(410)를 구비하고 있고, 이런 API(410)와 각각 연동하는 3차원 뷰어(420)와; 벽, 도어, 창문과 같은 데이터 형식의 기본 객체 또는 식별부호를 갖는 객체를 자동으로 모델하우스공간에 랜더링 하는 자동 재생기(430)와; 객체 속성 편집기(440)와; 빛 관리기(450)와; 다채널 빔프로젝터부(460)와; 음향 관리기(470)와; 데이터 출판기(480) 및; 빛/그림자 발생기(490)를 포함한다.
3차원 뷰어(420)는 3D로 사용자 내지 체험자에게 사이버 모델하우스 또는 가상현실 모델하우스를 저해상도를 비롯하여 고해상도에서 확대하여 볼 때, 깨끗한 화질을 보장하는 풀 스크린(full screen) 지원을 위해 시스템이 최적화된 뷰어를 의미하는 것으로서, 3차원 편집 기능을 지원하도록 프로그램되어 있고, 객체 속성 편집기(440)와 유기적으로 연동하여 배치된 제품에 관한 객체들에 대한 정보를 수정할 수 있으며, 수정된 정보는 바로 3D화면상에 반영되도록 되어 있다. 물론, 3차원 뷰어(420)는 기본적인 기능으로서 3D매쉬(mesh)에 대한 랜더링을 수행하도록 프로그램되어 있다.
자동 재생기(430)는 앞서 설명한 '기본 라이브러리(140)' 또는 '식별부호를 갖는 라이브러리(150)' 중 어느 하나의 모델하우스공간이 설정되는 조건을 기준으로, 기본적으로 미리 정해진 벽지/도어/창문의 관련 정보가 상기 설정된 모델하우스공간에서 미리 정해진 벽지/도어/창문 설치 위치 각각에, 사용자의 명령 없이 병합되어서, 기본적인 공간 구성품을 갖는 모델하우스공간 영상물로서 형상화시키도록 되어 있다.
객체 속성 편집기(440)는 앞서 설명한 이미지 관리모듈(100)과 연동하여, 템플릿화 되어 있으며 모델하우스공간 내에 배치된 객체의 속성을 실시간으로 편집할 수 있도록 프로그램되어 있다.
객체 속성 편집기(440)는 편집할 수 있는 객체마다 조금씩 다르지만 대체적으로 객체 각각의 위치(position), 회전(rotation), 비율조정(scale), 재질(material) 등과 같은 공통적인 속성을 편집 및 변환, 미리보기, 저장 기능을 수행하는 역할을 담당한다.
예컨대, 위치는 객체의 X, Y, Z축에 대한 이동 정보를 설정하되, 이동툴을 이용하거나 수치를 입력해 변경 가능하도록 되어 있다. 회전은 X, Y, Z축 중 어느 하나의 축에 대한 회전값을 설정하되, 회전툴을 이용하거나 수치를 입력해 변경 가능하도록 되어 있다. 비율조정은 X, Y, Z축에 대한 크기 정보를 설정하되, 스케일툴을 이용하거나 수치를 입력해 변경 가능하도록 되어 있다. 마지막으로 재질은 벽, 바닥, 천정, 마감재 등과 같이 재질을 가지는 객체들의 속성을 다른 재질의 속성으로 변경 가능하도록 되어 있다.
빛 관리기(450)는 모델하우스공간에 배치된 조명들을 관리하는 모듈이며, 관리되는 조명 정보들은 빛/그림자 발생기(490)에서 사용되도록 프로그램되어 있다.
예컨대, 빛 관리기(450)는 조명 관련 객체들이 기본 라이브러리 또는 식별부호를 갖는 라이브러리에서 선택되어 상기 모델하우스공간에 추가될 때, 상기 추가된 해당 객체에 포함된 빛 정보를 읽어 관리하는 역할을 담당하도록 되어 있다.
다채널 빔프로젝터부(460)는 대형 스테레오 스크린, 케이브 스크린 등과 같은 입체영상 시스템 구현이 가능한 장치용 영상 정보의 액세스 및 관리 역할을 담당하도록 되어 있다.
다채널 빔프로젝터부(460)에 연결된 빔프로젝터들은 대형 스테레오 스크린의 경우, 스크린 전방 상부에서 스크린 쪽으로 화면 투사를 하고, 케이브 스크린의 경우 스크린 뒤에서 투사하는 방식을 사용한다. 예컨대, 빔프로젝터가 2채널로 구성될 경우, 좌/우의 이미지를 각기 따로 그려서 프로젝터를 통해 보내 주어 입체 효과를 낸다. 이때, 편광 방식을 이용하며, 1대의 메인 컴퓨터와 2대의 슬레이브 컴퓨터 및, 각각의 슬레이브 컴퓨터에 각각 빔프로젝터가 연결되어 영상을 한 곳의 대형 스테레오 스크린에 입체영상을 투사를 한다. 만일 빔프로젝터가 3채널로 구성될 경우, 1대의 메인 컴퓨터와 3대의 슬레이브 컴퓨터가 사용되며, 2채널 또는 3채널 모두 PC기반의 클러스터링 렌더링 기법을 이용하고, 편광 안경 사용이 요구된다.
다채널 빔프로젝터부(460)는 소프트웨어적으로 구성된 에지 블렌딩모듈(edge-blending)을 구비하여, 빔프로젝터가 영사하는 화면들의 중복된 부분(overlap)을 부드럽게 블렌딩하여 이음새를 없애주도록 되어 있다.
음향 관리기(470)는 음성 부가 정보 제공이나 해당 객체에 포함된 음향 정보를 읽어서, 해당 객체의 모션에 상응하게 음향 정보를 재생시키는 역할을 담당하도록 되어 있다.
데이터 출판기(480)는 출판시키기 위해 추출한 객체 데이터를, 상기 객체 데이터에 병합하려는 화면 구성에 연결하여 화면상에 출판시키는 역할을 담당하도록 되어 있다.
빛/그림자 발생기(490)는 빛 관리기(450)를 통해 얻어낸 모델하우스공간 내의 모든 조명들과 반사광을 기반으로 조명량을 계산하여 현실감 있는 그림자를 만들어 내는 프로그램이다.
빛/그림자 발생기(490)의 래디오시티 계산기(491)(radiosity calculator)는 모델하우스공간 내에 포함되어진 각종 광원과 모든 반사광으로부터의 조명량을 직접 산출하는 방법으로, 현실감 있는 화상의 랜더링을 수행하도록 되어 있다. 이는 종래 가장 리얼한 렌더링을 가능하게 하였던 레이트레이싱법에서 시점의 변화에 대해서 재계산을 필요로 하는 것과 차별된다. 즉, 래디오시티 계산기(491)는 체험자 또는 관측자의 시점과 독립이고, 시점이동의 애니메이션이 용이하게 작성 가능한 특징을 갖고 있다. 래디오시티 계산기(491)에서는 대상이 되는 입체 및 환경을 다면체로 근사하고, 그들 표면간의 빛의 간섭에 관한 물리적인 모델을 도입하여 보다 현실감 있는 화상을 생성하며, 특히 환경을 전파하는 가시광의 물리적 행동을 모델화한 것으로 에너지 원리에 기초하여 실사 표현 성능이 극대화 되어 있다.
빛/그림자 발생기(490)의 라이트맵 발생기(492)(lightmap creator)는 상기 래디오시티 계산기(491)에서 계산된 조명 수치들을 이미지화시키도록 프로그램된 모듈로서, 이 모듈을 통해서 객체 단위 혹은 전체에 대한 조명효과를 낼 수 있도록 이미지화된 조명을 생성시킨다.
빛/그림자 발생기(490)의 UV 발생기(492)(Ultra-Violet creator)는 이미지화된 조명이 다시 원래의 객체표면에 입혀지기 위한 좌표를 계산하도록 프로그램된 모듈로서, 이를 통해서 계산된 조명의 결과가 해당 객체에 정확하게 매핑이 되도록 되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시스템 본체는 식별부호(602)를 갖는 라이브러리에서 해당 객체(601)를 추출 한 후, 이를 모델하우스공간(600) 내에 배치될 소파 제품 등을 PC 또는 HMD 화면상에 디스플레이시키거나, 해당 스크린 상에 영사한다.
사용자는 모바일 단말(500)을 소지한 상태에서 스크린 내부의 가상현실 화면을 감상한다.
이때, 모바일 단말(500)은 하기와 같은 기능 설명에 상응한 소프트웨어와, 이런 소프트웨어를 실현하기 위한 소프트웨어 구성을 갖고 있음에 따라, 식별부호 인식과 객체(601)를 배치, 조작하거나, 객체(601)를 인식할 수 있도록 되어 있다.
모바일 단말(500)은 휴대 전원부(501)와 전원 충전부(502) 및 전원스위치(503)에 의해 그의 작동 및 정지가 제어되도록 전자회로적으로 결합되어 있다.
또한, 모바일 단말(500)은 객체(601)의 표면, 식별부호(602), 레이저 스폿(603)을 포함한 랜더링된 이미지를 촬상하는 고감도 카메라모듈(510)과; 레이저 스폿(603) 또는 촬상된 식별부호(602) 중 하나를 객체(601)의 표면과 구별하여 인식하도록 식별코드 인식부와 식별코드 디코딩부와 디코딩결과 출력부로 이루어진 식별부호 리더기(520)와; 레이저 스폿(603)을 주사하는 레이저포인터모듈(530)과; 선택 버튼, 키패드, 3D마우스, 조이스틱 등 중 적어도 어느 하나를 포함한 명령 입력기(540)와; 상기 식별부호 리더기(520) 및 명령 입력기(540)로부터 발생된 디코딩결과값과 명령값을 입력받아 단말제어부(560) 쪽으로 입력시키는 입력신호 처리부(550)를 갖는다.
여기서, 식별부호 리더기(520)는 레이저 스폿(603)을 인식하여 이를 외부의 시스템 본체로 전달함에 따라, 3D마우스와 같이 상기 레이저 스폿(603)이 지시하는 해당 객체(601)에게 움직임(예 : 배치 및 재배치, 회전, 비율조정, 재질 변경 등)을 조작할 수 있게 해준다.
또한, 식별부호 리더기(520)는 식별부호(602)를 인식한 디코딩결과값을 시스템 본체로 전송함에 따라, 추후 사용자에게 디스플레이패널(590) 또는 스피커(591)를 통해 해당 객체(601)에 대한 부가정보가 있음을 알려주고, 사용자가 명령입력기(540)의 소정 버튼을 누를 경우, 해당 부가정보가 디스플레이패널(590) 또는 스피커(591)에 표시되도록 해준다.
또한, 모바일 단말(500)은 상기 단말제어부(560)에 입력된 입력신호를 액세스포인트(9) 및 유/무선 네트워크망(8)을 통해 시스템 본체로 전송하고, 시스템 본체가 상기 입력신호에 반응함에 따라 생성된 음향 데이터 또는 영상 데이터가 있을 경우, 그 음향 데이터 또는 영상 데이터에 해당하는 부가정보를 수신 받도록
구성된 단말장치 통신부(570)를 갖는다. 단말장치 통신부(570)는 인테나(intenna) 또는 안테나(antenna)를 모바일 단말(500)의 하우징에 결합시키고 있다.
이때, 단말장치 통신부(570)는 수신받은 부가정보를 제어부(560) 및 출력부(580)로 전달한다. 출력부(580)는 부가정보 중에서 영상 데이터를 소형 LCD패널과 같은 디스플레이패널(590)에 출력하고, 부가정보 중에서 음향 데이터를 스피커(591)에 출력하도록 통상적인 음향 또는 화상출력을 위한 전자회로로 구성되어 있다.
디스플레이패널(590)에서는 시뮬레이션 도중에 해당 객체(601)에 관련된 다른 객체 이미지가 보여짐으로써 시뮬레이션 체험자가 다양한 정보를 획득할 수 있다.
또한, 스피커(591)에서는 시뮬레이션 도중에 다른 객체, 예컨대 창문 등을 열었을 때 외부 음향이 실내로 전파되는 소리가 출력되며, 창문 등을 닫았을 때 외부 음향이 창문 폐쇄 비율에 대응하게 줄어들다가 점차적으로 실내 내부의 소리로 변환되는 음향 효과가 연출될 수 있거나, 단순 객체에 대한 음성 정보가 재생 될 수 있다.
모바일 단말(500)에는 전원 온/오프, 통신 상태, 카메라 작동 온/오프 등의 단말 작동 상태를 표시하는 복수개의 작동 표시등(504)이 더 구비되어 있는 것이 바람직하다.
한편, 도시되어 있지 않지만, 본 발명의 시스템 본체는 빔프로젝터의 주사 방향과 일치한 방향으로 적외선센서로부터 주사되는 적외선라인이 가리키는 객체를 움직이거나 인식하게 하여, 특정 기능(예 : 객체를 움직이거나 관측 시점을 변경시키는 기능)이나, 고객에게 흥미를 유발시킬 수 있게 할 수 있다.
예컨대, 케이브 스크린용 빔프로젝터 하단에 적외선(IR) 센서와 CCD(Couple Charged Device)카메라를 부착하여, 시뮬레이션 참여자의 움직임을 감지하여 가상현실 공간과 상호작용을 일으켜 흥미를 유발할 수 있다. 대략적인 구성을 살펴보면, CCD카메라와 적외선 센서가 케이브 스크린 안에 있는 참여자의 손의
체온을 감지해 움직임을 감지하고 이를 명령 입력기(540) 또는 입력장치로서 활용할 수 있으며, 이를 이용해서 다양한 응용이 가능하다. 즉, 시뮬레이션 체험자 또는 참여자가 입체로 보여진 모델하우스공간 안의 객체를 허공에서 손으로 건드리는 움직임을 취하면, 적외선 센서가 이를 감지해 실제로 만진 것 같은 반응을 나타내는 움직임을 보여준다. 이런 경우, 가상공간 안의 각종 객체들을 손으로 잡아서 이동하고 던지는 것들과 같은 탐지 및 액션이 가능하고, 또한 CCD 카메라가 고객의 발의 움직임을 감지하여 모델하우스공간 내에서 움직이는 것과 같은 영상을 연출시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 가상현실 모델하우스 운영시스템의 운영방법에 대해서 설명하도록 하겠다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 운영방법에서는 앞서 설명한 이미지 관리모듈이 실제 제품의 선, 점, 수치 등의 원시데이터로부터 정교한 3차원 인테리어 모델을 추출하고 표현하기 위한 객체 모델링 및 표현을 수행하고, 인테리어 관련 모델을 3차원 공간의 객체DB로 구축하여 라이브러리로서 관리하고, 상기 구축된 객체DB의 각각의 객체 항목데이터에 색인DB의 개별적인 색인데이터를 병합하여 기본 카테고리 정보를 생성하는 기본 라이브러리 DB관리단계(S10)를 포함한다.
상기 기본 라이브러리 DB관리단계(S10) 이후에는, 코드데이터 처리모듈이 색인DB의 객체 매칭 데이터로 해당 객체에 링크 또는 매칭될 수 있고, 모바일 단말에 의해 인식될 수 있는 2차원 바코드 형식 등의 식별부호를 생성하는 식별부호 병합단계(S20)가 수행된다.
이때, 상기 식별부호 병합단계(S20)에서는 상기 생성된 식별부호 정보를 '기본 라이브러리'에서 추출한 해당 객체에 이식 및 합체시켜 '식별부호를 갖는 객체DB'로 구축하여 '식별부호를 갖는 라이브러리'로서 관리하고, 상기 구축된 '식별부호를 갖는 객체DB'의 각각의 객체 항목데이터에 색인DB의 개별적인 색인데이터를 병합하여 편집 카테고리 정보를 생성하는 것이 바람직하다.
상기 식별부호 병합단계(S20) 이후에는, 이미지 관리모듈이 '식별부호를 갖는 라이브러리'를 DB로서 관리하고, 식별부호를 갖는 객체에서 데이터의 크기 수정 및 저장 등과 같은 변경이 있는 것을 체크하여 해당변경이 가해진 객체를 업데이트시키는 식별부호를 갖는 라이브러리 DB관리단계(S30)가 수행된다.
또한, 본 발명의 가상현실 모델하우스 운영시스템의 운영방법에서는, 시각 시뮬레이션모듈이 상기 라이브러리로서 관리되는 기본 객체 또는 식별부호를 갖는 객체를 PC화면, HMD, 스테레오 스크린 또는 케이브 스크린 중 어느 하나와 같은 데이터표현수단(1, 2, 3, 4)(도 2참조)에 디스플레이시켜서 시뮬레이션을 수행하는 '식별부호를 갖는 라이브러리'에 의한 가상현실 전시단계(S40)가 수행된다.
특히, 도 7을 참조하면, '식별부호를 갖는 라이브러리'에 의한 가상현실 전시단계(S40)에서는 모바일 단말의 명령 입력기 또는 마우스, 키보드 등과 같은 통상의 입력장치를 이용하여 모델하우스공간을 선택하고 (S41), 모바일 단말 등에 의해 상기 객체 생성/배치/삭제와 같은 편집이 수행되며(S42), 상기 편집된 객체
의 재질 변경 및 저장이 수행되고(S43), 이후 저장된 객체의 조명 설정과 공간 배치가 이루어지며(S44), 배치된 객체 및 배경에 빛/그림자가 추가되어 최종결과물을 생성(S45)하는 세부적인 절차가 수행될 수 있다.
상기 가상현실 전시단계(S40)에서는, 식별부호 및 레이저 스폿의 화상인식이나, 적외선 센서를 이용한 참여자의 움직임 감지가 이루어짐에 따라, 부가정보가 모바일 단말을 포함한 표시장치에서 영상으로 표시되거나 음향으로 재생되는 부가정보 제공단계(S50)가 더 수행된다.
또한, 가상현실 전시단계(S40)에서는, 시뮬레이션 참여자의 모바일 단말 조작에 대응한 디코딩결과값과 명령값 및 부가정보가, 상기 모바일 단말의 단말장치 통신부와 상기 시스템 본체의 유무선 신호 처리모듈 사이에서 송수신됨에 따라, 부가정보 표시 및 객체 조작이 함께 이루어지는 인테리어 시뮬레이션단계(S60)가 더 수행된다.
도 8는 본 발명에 의해 조명 없는 1차 3D결과물이 표시된 상태를 보여주고 있다. 예컨대, 모델하우스공간의 선택 후, 기본 라이브러리 또는 식별부호를 갖는 라이브러리에서 배치될 제품들을 설정하고 나면, 1 차 3D결과물이 얻어지게 된다. 1차 3D결과물은 라이트에 대한 계산이 없어 밋밋한 결과물이다. 이런연유로, 외부, 내부 조명에 의한 자연스러운 분위기 연출이 되지 않는다. 이는 실시간 3D랜더링 방식이
가지는 한계로써, 조명에 대한 계산을 복잡하게 할 수 없기 때문이다. 그러나, 본 발명에서는, 모델하우스공간을 구성하는 객체들은 일단 배치되고, 조명계산을 미리 한다면 실시간으로 매번 계산할 필요가 없는 특징이 있다. 그래서 1차 결과물을 가지고 도 4의 빛/그림자 발생기(490)를 이용해 그림자를 계산할 경우, 도 9에 도시된 바와 같은 1차적 결과물에 빛/그림자 처리를 수행한 최종결과물이 생성된다. 최종결과물은 입체감과 조명효과가 월등히 향상된 결과물이다.

Claims (1)

1. 사이버 모델하우스를 시뮬레이션 하도록 네트워크통신수단(5, 6, 7, 8, 9)을 통해 시스템 본체(10)와 데이터표현수단(1, 2, 3, 4)을 연결한 가상현실 모델하우스 운영시스템에 있어서,
   상기 시스템 본체(10)는
   ,3D입체영상 시스템 아키텍처의 기반 하에 구축되어 인테리어용 객체에 해당하는 '기본 라이브러리(140)' 및 '식별부호를 갖는 라이브러리(150)'를 관리하기 위한 이미지 관리모듈(100)과;
   상기 이미지 관리모듈(100)에서 제공된 객체를 인식하여 부가정보를 제공하고, 휴대전원부(501)와 전원충전부(502) 및 전원스위치(503)에 의해 그의 작동 및 정지가 제어되도록 전자회로적으로 결합된 모바일 단말(500)과;
   상기 모바일 단말(500)과 쌍방향 통신 가능하게 연결된 유무선 신호 처리모듈(200)과
   ; 상기 객체에 식별부호를 병합시키는 코드데이터 처리모듈(300) 및;
   상기 객체를 입체영상 장치에 디스플레이시키고, 상기 모바일 단말(500)의 조작에 따라 상기 객체에 움직임을 부여하는 시각 시뮬레이션모듈(400),
   을 포함하며,
   상기 시각 시뮬레이션모듈(400)은,
   상기 시각 시뮬레이션모듈(400)의 작동을 위한 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(410, API)와;
   상기 API(410)에 각각 연동하되, 풀 스크린(full screen) 지원을 위해 시스템이 최적화되고, 3차원 편집 기능을 지원하고, 3D매쉬(mesh)에 대한 랜더링을 수행하도록 프로그램된 3차원 뷰어(420)와;
   상기 '기본 라이브러리(140)' 또는 상기 '식별부호를 갖는 라이브러리(150)' 중 어느 하나의 모델하우스공간이 설정되는 것을 기준으로, 기본적으로 미리 정해진 벽지/도어/창문의 관련 정보가 상기 설정된 모델하우스공간에서 미리 정해진 벽지/도어/창문 설치 위치 각각에, 사용자의 명령 없이 병합되어서, 기본적인 공간 구성품을 갖는 모델하우스공간 영상물로서 형상화시키도록 되어 있는 자동재생기(430) 및;
   상기 이미지 관리모듈(100)과 연동하여, 템플릿화 되어 있으며 모델하우스공간 내에 배치된 객체의 속성에 해당하는 위치(position), 회전(rotation), 비율조정(scale), 재질(material)을 실시간으로 편집할 수 있 도록 되어 있는 객체 속성 편집기(440),
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 모델하우스 운영시스템.
   청구항2
   제1항에 있어서,
   상기 모바일 단말(500)은,
   객체(601)의 표면, 식별부호(602), 레이저 스폿(603)을 포함한 랜더링된 이미지를 촬상하는 고감도 카메라 모듈(510)과;
   레이저 스폿(603) 또는 촬상된 식별부호(602) 중 하나를 객체(601)의 표면과 구별하여 인식하도록 식별코드 인식부와 식별코드 디코딩부와 디코딩결과 출력부로 이루어진 식별부호 리더기(520)와; 레이저 스폿(603)을 주사하는 레이저포인터모듈(530)과; 선택 버튼, 키패드, 3D마우스, 조이스틱 등 중 적어도 어느 하나를 포함한 명령 입력기(540)와;
   상기 식별부호 리더기(520)로부터 발생된 디코딩결과값 및 상기 명령 입력기(540)로부터 발생된 명령값을 입력받아 단말제어부(560) 쪽으로 입력시키는 입력신호 처리부(550)와;
   상기 식별부호 리더기(520)에 의해 인식된 식별부호(602)에 대응한 디코딩결과값을 상기 시스템 본체(10) 전송하는 것에 대응하게 송신된 부가정보를 표출시키도록 전자회로로 구성된 출력부(580) 및;
   상기 출력부(580)에 연결되어 부가정보를 표현하는 디스플레이패널(590)과 스피커(591), 를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 모델하우스 운영시스템.
   청구항3
   제1항에 있어서,
   상기 시각 시뮬레이션모듈(400)은,
   상기 모델하우스공간에 배치된 조명들에 관하여, 조명 관련 객체들이 기본 라이브러리 또는 식별부호를 갖는 라이브러리에서 선택되어 상기 모델하우스공간에 추가될 때, 상기 추가된 해당 객체에 포함된 빛 정보를 읽어 관리하는 빛 관리기(450)와;
   대형 스테레오 스크린, 케이브 스크린 등과 같은 입체영상 시스템 구현이 가능한 장치용 영상 정보의 액세스 및 관리 역할을 담당하고, 소프트웨어적으로 구성된 에지 블렌딩 모듈(edge-blending)을 구비하여, 빔 프로젝터가 영사하는 화면들의 중복된 부분(overlap)을 부드럽게 블렌딩하여 이음새를 없애주도록 되어 있는 다채널 빔프로젝터부(460)와;
   음성 부가 정보 제공이나 해당 객체에 포함된 음향 정보를 읽어서, 해당 객체의 모션에 상응하게 음향 정보를 재생시키는 역할을 담당하도록 되어 있는 음향 관리기(470)와;
   출판시키기 위해 추출한 객체 데이터를, 상기 객체 데이터에 병합하려는 화면 구성에 연결하여 화면상에 출판시키는 역할을 담당하도록 되어 있는 데이터 출판기(480) 및;
   상기 빛 관리기(450)를 통해 얻어낸 모델하우스공간 내의 모든 조명들과 반사광을 기반으로 조명량을 계산하여 그림자를 만들어 내도록 되어 있는 빛/그림자 발생기(490),
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 모델하우스 운영시스템.
   청구항4
   제3항에 있어서,
   상기 빛/그림자 발생기(490)는 가시광의 물리적 행동을 모델화하여 현실감 있는 화상의 랜더링을 수행하도 록 상기 모델하우스공간 내에 포함되어진 각종 광원과 모든 반사광으로부터의 조명량을 직접 산출하는 래디오시티 계산기(491)(radiosity calculator)와;
   상기 래디오시티 계산기(491)에서 계산된 조명 수치들을 이미지화시켜서, 객체 단위 혹은 전체에 대한 조명효과를 낼 수 있도록 이미지화된 조명을 생성하는 라이트맵 발생기(492)(lightmap creator) 및;
   상기 이미지화된 조명이 다시 원래의 객체 표면에 입혀지기 위한 좌표를 계산하고, 상기 계산된 조명의 결과를 해당 객체에 매핑시키는 UV 발생기(492)(Ultra-Violet creator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 모델하우스 운영시스템.
   청구항 5
   인테리어 관련 모델을 3차원 공간의 객체DB로 구축하여 라이브러리로서 관리하는 가상현실 모델하우스 운영방법에 있어서,
   상기 구축된 객체DB의 각각의 객체에 이미지 관리모듈이 색인DB의 개별적인 색인데이터를 병합하여 카테고리 정보를 생성하는 기본 라이브러리 DB관리단계(S10)와;
   상기 기본 라이브러리 DB관리단계(S10) 이후, 코드데이터 처리모듈이 색인DB의 객체 매칭 데이터로 해당객체에 링크 또는 매칭될 수 있고 모바일 단말에 의해 인식될 수 있는 식별부호를 생성하는 식별부호 병합 단계(S20)와;
   상기 식별부호 병합단계(S20) 이후, 상기 이미지 관리모듈이 '식별부호를 갖는 라이브러리'를 DB로서 관리하고, 식별부호를 갖는 객체에서 데이터의 크기 수정 및 저장 등과 같은 변경이 있는 것을 체크하여 해당 변경이 가해진 객체를 업데이트시키는 식별부호를 갖는 라이브러리 DB관리단계(S30) 및;
   상기 라이브러리로서 관리되는 기본 객체 또는 식별부호를 갖는 객체를 시각 시뮬레이션모듈이 PC화면, HMD, 스테레오 스크린 또는 케이브 스크린 중에서 선택된 어느 하나의 데이터표현수단에 디스플레이시켜서 시뮬레이션을 수행하는 '식별부호를 갖는 라이브러리'에 의한 가상현실 전시단계(S40),
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 모델하우스 운영방법.
   청구항6
   제5항에 있어서,
   상기 '식별부호를 갖는 라이브러리'에 의한 가상현실 전시단계(S40)에서는,
   상기 모바일 단말의 명령 입력기 또는 마우스, 키보드 등과 같은 통상의 입력장치를 이용하여 모델하우스 공간을 선택하는 단계(S41)와;
   상기 모바일 단말에 의해 상기 객체의 생성/배치/삭제와 같은 편집이 수행되는 단계(S42)와;
   상기 편집된 객체의 재질 변경 및 저장이 수행되는 단계(S43)와;
   상기 저장된 객체의 조명 설정과 공간 배치가 이루어지는 단계(S44)와;
   상기 배치된 객체 및 배경에 빛/그림자가 추가되어 최종결과물을 생성하는 단계(S45)가 수행되는 것을 특징으로 하는 가상현실 모델하우스 운영방법.
   청구항 7
   제5항에 있어서,
   상기 가상현실 전시단계(S40)에서는, 식별부호 및 레이저 스폿의 화상인식이나, 적외선 센서를 이용한 참여자의 움직임 감시가 이루어짐에 따라, 부가정보가 모바일 단말을 포함한 표시장치에서 영상으로 표시되거나 음향으로 재생되는 부가정보 제공단계(S50)가 더 수행되는 것을 특징으로 하는 가상현실 모델하우스 운영방법.
   청구항8
   제7항에 있어서,
   상기 가상현실 전시단계(S40)에서는, 시뮬레이션 참여자의 상기 모바일 단말 조작에 대응한 디코딩결과값 과 명령값 및 부가정보가, 상기 모바일 단말의 단말장치 통신부와 가상현실 모델하우스 운영을 위한 운영시스템에 포함된 유무선 신호 처리모듈 사이에서 송수신됨에 따라, 부가정보 표시 및 객체 조작이 함께 이루어지는 인테리어 시뮬레이션단계(S60)가 더 수행되는 것을 특징으로 하는 가상현실 모델하우스 운영방법.