WO2011071352A2 - 데이터 포멧의 정의를 통한 촉각 정보 표현 방법 및 촉각 정보 전송 시스템 - Google Patents

데이터 포멧의 정의를 통한 촉각 정보 표현 방법 및 촉각 정보 전송 시스템 Download PDF

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WO2011071352A2
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류제하
김영미
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광주과학기술원
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    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user

Definitions

  • the present invention relates to tactile technology, and more particularly, to a tactile information presentation method and transmission system for adding a tactile sense to an audio-video multimedia to make a user feel real.
  • the present invention has been made in an effort to provide a tactile information presentation method that provides a more realistic multimedia to a user by clearly defining a data format of an interaction device for implementing multimedia.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a tactile information expression system that provides a more realistic multimedia to a user by clearly defining a data format of an interaction device for implementing multimedia.
  • a tactile information presentation method through a definition of a data format.
  • the tactile device transmits tactile information including a virtual environment and tactile information and feel information corresponding to the virtual environment.
  • a tactile device representing a haptic device the method comprising: storing control information including characteristics of the tactile device including the tactile device and the sensitizing device, a standard of the tactile device, and a user preference; Resizing the tactile information with reference to the control information, and transmitting a device command to the haptic device using the resized tactile information.
  • a tactile information transmission system through a definition of a data format, including: a means for transmitting tactile information including a virtual environment and tactile information and sensation information corresponding to the virtual environment; A tactile information presentation system using a tactile device including a tactile device and a sensitizing device, the control information including characteristics of the tactile device including the tactile device and the sensitizing device, the size of the tactile device, and user preferences Means for resizing the tactile information with reference to the control information, and means for communicating a device command to the haptic device using the resized tactile information.
  • a tactile information transmission method through a definition of a data format, which transmits tactile information including a virtual environment and tactile information and feel information corresponding to the virtual environment, thereby providing a tactile feeling.
  • a method of representing tactile information using a haptic device including a device and a sense device comprising: detecting whether a touch is made to the virtual environment, generating sensing information calculated from the touch, and using the generated sensing information Generating feedback haptic information from a relational expression set in an environment, storing control information including characteristics of the haptic device including the haptic device and the reverse sensation device, specifications of the haptic device, and user preferences, and the control information Resizing the feedback tactile information with reference to the And transmitting a device command to the haptic device using the resized feedback tactile information.
  • a tactile information transmission system through a definition of a data format, including: a means for transmitting tactile information including a virtual environment and tactile information and sensation information corresponding to the virtual environment;
  • Means for generating feedback tactile information from a relation set in a virtual environment means for storing control information including characteristics of the haptic device including the haptic device and the sensitizing device, specifications of the haptic device, and user preferences, the control Resizing the feedback tactile information with reference to the information And it means for transmitting the device command to the haptic device by using the resizing one of the feedback of tactile information.
  • FIG. 1 is a view showing a tactile device including a driver according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of an apparatus for providing a sense of force according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a driver array and a tactile video corresponding thereto according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of generating a tactile video based on a video.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a MovieTexture node of a scene descriptor in MPEG-4.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a TactileDisplay node for representing tactile information.
  • FIG. 7 illustrates a TactileDisplay node connected to a MovieTexture node to define a tactile video object.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a TactileDisplayTexture node for representing tactile information.
  • 9 and 10 are diagrams illustrating a Kinesthetic node for expressing feeling information.
  • FIG. 11 is a block diagram of a tactile information transmission system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a process in which resized tactile information is transmitted to a haptic device as a device command according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart of a process in which feedback tactile information is transmitted to a haptic device as a device command.
  • references to elements or layers "on” other elements or layers include all instances where another layer or other element is directly over or in the middle of another element. On the other hand, when a device is referred to as “directly on”, it means that it does not intervene with another device or layer in between. Like reference numerals refer to like elements throughout. "And / or” includes each and all combinations of one or more of the items mentioned.
  • first, second, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, of course, the first component mentioned below may be a second component within the technical spirit of the present invention.
  • spatially relative terms below “, “ beneath “, “ lower”, “ above “, “ upper” It can be used to easily describe a component's correlation with other components. Spatially relative terms are to be understood as including terms in different directions of components in use or operation in addition to the directions shown in the figures. For example, when flipping a component shown in the drawing, a component described as “below” or “beneath” of another component may be placed “above” the other component. Can be. Thus, the exemplary term “below” can encompass both an orientation of above and below. The components can be oriented in other directions as well, so that spatially relative terms can be interpreted according to the orientation.
  • 1 is a view showing a haptic device including a driver.
  • 2 is a diagram illustrating a reverse device.
  • the tactile device 100 includes a tactile display 120, 130, a driver 200, a device transceiver 350, and a device specification DB 400.
  • the desensitization device 150 may be composed of a plurality of actuators (not shown) for presenting the desensitization information to the user.
  • the tactile sense may be roughly classified into tactile information including tactile information including vibration, heat, and current, and sensation including tactile information including force, torque, and stiffness.
  • the concept that includes this tactile information and dysfunction information is sensory information.
  • the device for presenting the tactile feeling is a haptic device
  • the device for presenting the sensation is a feeling sensation device, which can be referred to as a tactile device including the tactile device and the sensitizing device.
  • the sense of force may be classified into the sense of force data relating to the effects of passive movement and the sense of energy relating to the effects of active movement. This division is defined based on the user's side, and the effect of manual movement means that when the user mounts the haptic device, the pre-generated tactile information is provided to the user through the haptic device.
  • the active movement effect means that when a user equipped with a haptic device touches an object with his or her will, tactile information set on the object is provided through the haptic device.
  • the tactile presentation units 120 and 130 include left and right tactile presentation units, and the tactile presentation units 120 and 130 may include a plurality of drivers 200.
  • the tactile presentation units 120 and 130 may be implemented in a glove form and may be worn by a user. However, the present invention is not limited thereto and may be provided in various forms. Depending on the form for the tactile presentation, the tactile presentation units 120 and 130 may be implemented to be worn on the head in the form of a hat in addition to the form of gloves and shoes, or to be attached to the arms or legs or the back or the waist.
  • the driver 200 may be disposed in the tactile presentation units 120 and 130, and may be formed by a vibrotactile stimulation method or a pneumatic tactile stimualation method.
  • the driver may be composed of an eccentric motor, a linear motor, a voice coil, an ultrasonic motor, or a piezoelectric element in the case of a vibration tactile method, and a nozzle type or a pneumatic membrane for supplying air in the case of an air tactile method. It may be made in the form.
  • the device controller 300 controls the driver 200.
  • the driving signal generated by the main controller (not shown) in the compositor 776 is received, and thus the operation of the driver 200 is controlled.
  • the device controller 300 receives the touch from the touch sensing unit 440. Thereafter, the device controller 300 generates feedback tactile information through a dynamic relation set in the object.
  • the device transceiver 350 transmits and receives a control signal for controlling the device and transmits the control signal to the device controller 300.
  • the device specification DB 400 serves to store information about the tactile / sensitizing devices 100 and 150. It is referred to as a haptic device including a force-sensing device 150 for presenting force, torque, and the like, and a tactile device 100 for presenting vibration, heat, current, and the like. That is, the device specification DB 400 stores information about the tactile device 100, 150.
  • the device specification DB 400 includes a type of haptic device, a unit corresponding to the tactile device presented by the haptic device, a maximum / minimum intensity presented by the haptic device, and a horizontal direction of the tactile device.
  • the force-sensing device 150 includes a unit and a work space for the maximum / minimum force / torque / stiffness, degrees of freedom, force / torque / stiffness that the force-sensing device provides to each axis, wherein the form of degrees of freedom is X / Y / Z direction independent translation / rotational motion is allowed or not, and the shape of the work space means the range in which the deflection device can perform translational and rotational motion.
  • the range in which the deflector can translate and rotate can be defined in mm as the maximum range in which the deflector can translate in the X / Y / Z axis.
  • the maximum range that can be rotated about an axis can be defined as the degree of roll / pitch / yaw angle.
  • the unit is not limited to the above-mentioned unit.
  • the virtual environment is generated by the virtual environment generator 712 and includes virtual objects (eg, avatars), video, and audio information.
  • virtual objects eg, avatars
  • the tactile video 600 mapped to the media (video, audio) information in the virtual environment, the reverse data, and the scene descriptor information are resized in consideration of the specifications of the device stored in the device specification DB 400. It provides a tactile feeling. This will be described later.
  • the compositor 776 includes a main controller (not shown) for generating a signal for controlling the driver 200 of the tactile device 100, and a main controller including a device transceiver 350 of the tactile device 100.
  • a main transceiver for transmitting a control signal is provided.
  • the main controller generates a control signal for controlling each driver 200 and transmits the control signal to the device controller 300 through the main transceiver and the device transceiver 350, and the device controller 300 transmits the control signal. Based on the control of the driving of each driver 200.
  • the main transceiver and the device transceiver 350 may be connected by wire or wireless communication.
  • the driving of each driver 200 can be controlled by specifying the driving strength. Therefore, the tactile information may be displayed to the user by transmitting information on the driving strength to the device controller 300 to each driver 200.
  • the main control unit transmits the information on the driving intensity of each driver to the device control unit. In the present invention, the intensity information on the driving of each driver 200 is transmitted to the main control unit in the form of a tactile video. Each time the frame is changed, each pixel value may be converted and transmitted to the device controller 300.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a driver array and a tactile video corresponding thereto.
  • the left tactile presenting unit 120 and the right tactile presenting unit 130 are each provided with 4 ⁇ 5 drivers, which can be expressed as a 4 ⁇ 10 driver array 500. have. That is, as shown in FIG. 2, the combination of drivers may be represented in the form of a rectangular array.
  • the tactile video 600 includes pixels corresponding to each driver.
  • Each pixel of the tactile video 600 includes intensity information of the pixel, and the intensity information corresponds to the driving intensity of the driver corresponding to the pixel.
  • the tactile video 600 is represented as a gray scale black and white video
  • each pixel has intensity information of 0 to 255.
  • the driver 200 is driven based on this information. For example, the driver corresponding to the white pixel is driven strongly and the driver corresponding to the black pixel vibrates weakly.
  • the intensity of each pixel and the driving intensity of each driver 200 may be matched 1: 1. Can be. However, if the dimension of the tactile video 600 is larger than the dimension of the driver array 500, the size may be resized according to the ratio. That is, when there is a difference between the requested tactile information and the presentable tactile information, the device controller 300 may perform resizing.
  • the resizing is performed by the device controller 300 using a specification of a device stored in the device specification DB 400.
  • Control information is a concept that includes the device's specifications and user preferences. That is, resizing refers to adjusting / providing tactile information with reference to control information.
  • the user preference may be set in the device controller.
  • the tactile video 600 has dimensions of 320 ⁇ 240 and the driver array 500 of the tactile device 100 has dimensions of 10 ⁇ 4, then the tactile video 600 of 320 ⁇ 240 pixels is 10.
  • the size of the pixel is adjusted to be 4x1 to correspond to the driver array 500 1: 1.
  • the intensity information of the scaled tactile video may be represented by averaging the intensity information of the pixel before the scaling.
  • the tactile video 600 is in the same format as a general color or monochrome video, it can be transmitted using a general video encoding and decoding method. Also, the tactile video 600 is composed of a plurality of frames, and the intensity information of the pixels in each frame corresponds to the driving strength of each driver 200 of the tactile presentation device.
  • the skilled person stores the movement of three degrees of freedom or six degrees of freedom of the tool manipulated in the workspace.
  • the robot arm with the tool used by the skilled person is used at the end, and each joint of the robot arm has an encoder to obtain the position data of the tool, Torque sensors also determine the force / torque applied to the tool by a skilled person.
  • the force data for force reproduction is then a series of position data and force data and includes the time each data is sampled.
  • the device controller 300 may perform a resizing process by using the information of the reverse device 150 stored in the device specification DB 400. That is, when there is a difference between the required force information and the presentable force information, the device controller 300 may perform resizing. For example, if you want to provide motion information that moves 1 meter in the X-axis direction, but the actual user's equipment is 1/2 the workspace of the required equipment, the scale of all motion information is Each can be delivered to the user after resizing in half in the X, Y, and Z axes.
  • the force reversing device 150 requires the user to provide a force of 10 N in the X-axis direction
  • the actual force reversing device 150 may provide only a force of 5 N in the X-axis direction, depending on the ratio. The amount of force provided by device 150 may be adjusted.
  • the user may not like the temperature of more than 30 degrees, and may not want the current to flow more than 0.5mA. It may also be disliked when the force provided is greater than 5N.
  • This user preference has priority over device specification information. Therefore, even if the transmitted tactile information is 10N and adjusted to 5N in consideration of the device specification, if the user preference is 3N, the force provided by the haptic device to the user may be 3N. As a result, 10N tactile information was resized to 3N.
  • additional resizing may be performed in consideration of user preference.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of generating a tactile video based on a video.
  • a movie-adaptive tactile video 850 generated by a tactile editing / authoring tool. Shown to the right of this tactile video is a representation of a tactile video corresponding driver array 900.
  • the tactile video 850 generates a tactile editing / writing tool based on the video / audio information by applying a different tactile intensity (0 to 255) for each frame to exactly match the number of video frames.
  • the generated tactile video is reproduced in accordance with the device standard. More specifically, it is converted and reproduced according to the size of the device as well as the number of tactile strengths the device can provide. For example, the presentation of the tactile video is 256 steps, but if the device can play only 8 steps, the 256 steps are divided into 8 steps to be played.
  • the tactile video may be authored based not only on the third-person observer's point of view, but also on the first-person main character's viewpoint or tactile background effect viewpoint.
  • the tactile video is mapped to black, and the driver array presents a weak intensity tactile response corresponding to the mapped color.
  • the tactile video is mapped to white, and the driver array correspondingly presents a strong intensity tactile.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a MovieTexture node of a scene descriptor in MPEG-4.
  • Node tactile information is transmitted along with general media (audio and video) information.
  • general media audio and video
  • a node structure, a transmission method, and a system for transmitting tactile information expressed in the form of tactile video together with media information will be described.
  • MPEG-4 information for representing an object is transmitted through a plurality of elementary streams (ES).
  • the correlation information and link configuration information between the respective elementary streams (ES) are transmitted by an object descriptor defined in MPEG-4.
  • an Initial Object Descriptor In order to compose a scene based on MPEG-4, an Initial Object Descriptor (IOD), a Binary Format for Scenes (BIFS), an Object Descriptor, and media data are generally required.
  • An Initial Object Descriptor is the first information to be transmitted in order to compose an MPEG-4 scene. It describes the profile and level of each media, and is an ESDescriptor for a Scene Descriptor (BIFS) stream and an Object Descriptor stream. ).
  • the object descriptor is a set of elementary stream descriptors that describe information about each media data constituting the scene, and provides a connection between the elementary stream (ES) of each media data and the scene description.
  • the scene descriptor (BIFS) is information describing how each object has a relationship in space and time.
  • the Scene Descriptor (BIFS) is provided with a MovieTexture node that defines a video object.
  • stratTime represents a start time at which a video is played
  • stopTime represents a time at which play of a video is stopped. This allows the video to be synchronized with other objects.
  • the url also sets the position of the video.
  • TactileDisplay node is defined to transmit tactile video using MovieTexture node of such scene descriptor.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a TactileDisplay node for representing tactile information.
  • FIG. 7 illustrates a TactileDisplay node connected to a MovieTexture node to define a tactile video object.
  • the TactileDisplay node is a kind of texture node.
  • the "url” field indicates the position of the tactile video
  • the "stratTime” field indicates the start time
  • the "stopTime” field indicates the end time.
  • define a tactile video object by connecting a MovieTexture node to the texture field of the TactileDisplay node.
  • the tactile video set to "tatile_video.avi” is played in the tactile presentation device from 3 seconds to 7 seconds after being played.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a TactileDisplayTexture node for representing tactile information.
  • a scene descriptor (BIFS) of MPEG-4 newly defines a TactileDisplayTexture for transmitting a tactile video.
  • TactileDisplayTexture defines the play start time and stop time of the tactile video file, and the "url" field indicates the location of the tactile video file.
  • FIGS. 9 and 10 are diagrams illustrating a dysfunction node. Like the tactile node mentioned above, this figure may define an object for the adverse data.
  • FIG. 11 is a block diagram of a tactile information transmission system according to another embodiment of the present invention.
  • the tactile information transmission system includes an object data generator 710, an encoder 720, a multiplexer (MUX, 730), a transport channel 740, a demultiplexer (DEMUX, 750), and a decoder ( 760, and a playback unit 770.
  • object data generator 710 an encoder 720, a multiplexer (MUX, 730), a transport channel 740, a demultiplexer (DEMUX, 750), and a decoder ( 760, and a playback unit 770.
  • the object data generator 710 generates, edits, or authors a virtual environment, a tactile video corresponding to the virtual environment, and a sense of force data.
  • Virtual environments include virtual objects (eg, avatars, virtual objects) and media (audio, video).
  • the tactile video generation in the tactile video generator 716 may be automatically generated according to the type of audio information or video information, or may be generated by a user directly generating the audio or video.
  • the tactile video generated by the tactile video generator 716 and the sensitized data generated by the sensitized data generator 717 are edited and authored with media (audio and video) information in a virtual environment by the editing / authoring unit, respectively, to create respective time axes. Or it is positioned along the event base axis. Accordingly, the editing / authoring unit 718 generates a scene descriptor according to the spatiotemporal position of the virtual environment, the tactile video, and the adverse data.
  • the encoder unit 720 performs a function of encoding a virtual environment (including audio and video), tactile video, force data, and a scene descriptor.
  • the virtual environment is encoded in the virtual environment encoder 722, and the tactile video corresponds to a kind of black and white video, so it can be encoded by a general video encoding method, which is encoded in the tactile video encoder.
  • Diversion data is encoded in Diversion Data Encoder 727.
  • the scene descriptor is encoded in the BIFS encoder 728.
  • Such encoding can be done by MPEG-4 audio and video encoding methods.
  • the information encoded by the encoder unit 720 is multiplexed through a multiplexer to generate a single MP4 file, which is transmitted through the transmission channel 740.
  • the encoding method is not limited to the MPEG-4 audio and video encoding method.
  • the transmission channel 740 should be understood as a concept encompassing wired and wireless communication networks, and may be an IP network, a DMB communication network, or an Internet network.
  • the MP4 file transmitted through the transmission channel 740 is demultiplexed by the demultiplexer 750 and decoded for each piece of information by the decoder 760.
  • the virtual environment decoder 762 decodes the virtual environment
  • the video decoder 764 decodes the video
  • the tactile video decoder 766 decodes the tactile video
  • the desensitization data decoder 767 decodes the sensed data
  • BIFS decoder 768 decodes the scene descriptor.
  • the information decoded by the decoder 760 is reproduced by the reproducing unit 770.
  • the reproducing unit 770 includes a compositor 776, a virtual environment output device 772, and a tactile presentation device.
  • the compositor 776 constructs objects such as a transmitted virtual environment, tactile video, and adverse data in time and space using scene descriptor (BIFS) information.
  • BIFS scene descriptor
  • the virtual environment output device 772 outputs virtual object, audio and video information
  • the tactile device 774 presents tactile information through the driver array.
  • the desensitization data provides desensitization information through the desensitization device 774.
  • the tactile presentation device includes a tactile sensation device 774, a device specification DB 400, a device command unit 420, a touch sensing unit 440, and a device control unit 300.
  • the device specification DB 400 stores information on the specification of the tactile / sensitizing device 774
  • the device control unit 300 stores the transmitted tactile video information and the sensed data based on the device specification.
  • the haptic / sensitizing device 774 provides the tactile (feeling / feeling).
  • the information including the characteristics and specifications of the device which is the specification of the device, may be stored in the device specification DB manually and / or automatically through the control unit.
  • the touch sensor 440 determines whether the user wearing the tactile device 774 touches the virtual object in the virtual environment, and generates sensed information.
  • the criterion of determining whether the user has touched the virtual object determines whether the user's location is within a volume of the virtual object. At this time, the location of the user can be considered as one point.
  • the sensed information may include the location of the user's virtual space, the distance the user entered into the virtual object after colliding with the virtual object, and the magnitude of the force applied to the virtual environment by the user.
  • the device command unit 420 converts the resized tactile information into a percentage (%) form and transmits a device command to the tactile device 774.
  • This device command can be divided into two forms.
  • the tactile information generated by the object data generating unit 710 refers to the control information including the device specification and the user preference in the device control unit 300 to send the device command to the haptic device 774 in the form of a percentage. If the user touches the virtual environment, the user may generate feedback tactile information using the sensed information generated by the touch, and then resize the generated feedback tactile information. In some cases, the device command may be transmitted.
  • the reverse force information 10N generated by the reverse force data generation unit 717 is transmitted through the transmission channel 740.
  • the device control unit 300 considering the device specification, when the force capable of providing the maximum force device is 5N, the device control unit resizes the transmitted 10N to 5N.
  • the device controller 300 calculates that the feedback tactile information is 2N, and the calculated 2N undergoes a resizing process.
  • the sensed information may be in the form of a force, and feedback tactile information may be provided to the user by a predetermined relation.
  • an interaction device eg, a haptic device
  • a device command and sensed information e.g., a device command and sensed information
  • a device command is a control command (in percentage form) that is sent to the device to provide the sent sensory information to the user.
  • Sensed information uses various sensors (including position, velocity, acceleration, angle, angular velocity, angular acceleration, force, pressure and torque) when the user touches the virtual object. Say the value.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a process in which the tactile information generated by the object data generator is converted into a device command and transmitted to the tactile device.
  • the object data generator 710 generates tactile information corresponding to the virtual environment, and transmits the generated tactile information to the user through the transmission channel 740 (S700).
  • the device controller 300 resizes the transmitted tactile information in consideration of device specifications and user preferences (S800).
  • the device command unit 420 changes the resized tactile information into a percentage form to generate a device command, and transmits a device command to the haptic device 774 (S900).
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a process of converting feedback tactile information calculated based on sensing information generated by a user's touch into a device command and transmitting the same.
  • the touch detector 440 determines the location of the user and detects whether the user has touched the virtual object (S1000).
  • the touch sensor 440 generates sensed information through a user touch in operation S1100.
  • a relational expression for a specific virtual object is set, and the device controller generates feedback tactile information by substituting the sensing information in this relation (S1200).
  • the device controller resizes the feedback tactile information with reference to the control information (S1400).
  • the device command unit 420 transmits this resized feedback tactile information to the haptic device 774 as a percentage of the device command (S1500).
  • the feedback tactile information may not be resized, but may be directly converted into a device command and transmitted to the haptic device 774.

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Abstract

데이터 포멧의 정의를 통한 촉각 정보 표현 방법 및 촉각 정보 전송 시스템이 제공된다. 상기 데이터 포멧의 정의를 통한 촉각 정보 표현 방법은, 가상 환경 및 상기 가상 환경에 대응하는 촉감 및 역감 정보를 포함하는 촉각 정보를 전송하여, 촉감 장치 및 역감 장치를 포함하는 촉각 기기를 통한 촉각 정보 표현 방법에 있어서, 상기 가상 환경에 대한 터치 여부를 감지하는 단계, 상기 터치로부터 산출된 감지 정보 생성 단계, 상기 생성된 감지 정보를 이용하여 상기 가상 환경에 설정된 관계식으로부터 피드백 촉각 정보를 생성하는 단계, 상기 촉감 장치 및 상기 역감 장치를 포함하는 상기 촉각 기기의 특성, 상기 촉각 기기의 규격 및 사용자 선호도를 포함하는 컨트롤 정보를 저장하는 단계, 상기 컨트롤 정보를 참조하여, 상기 피드백 촉각 정보를 리사이징 하는 단계 및 상기 리사이징한 상기 피드백 촉각 정보를 이용하여 상기 촉각 기기에게 장치명령을 전달하는 단계를 포함한다.

Description

데이터 포멧의 정의를 통한 촉각 정보 표현 방법 및 촉각 정보 전송 시스템
본 발명은 촉각 기술에 관한 것으로, 상세하게는 오디오-비디오 멀티미디어에 촉각을 부가하여 사용자로 하여금 현실감을 느끼게 하는 촉각 정보 표현 방법 및 전송 시스템에 관한 것이다.
종래의 MPEG와 같은 오디오-비디오 기반의 표준들이 진행된 바 있으나, 이는 어디까지나 시각적 청각적 감각을 전달하는 데에 불과하였으며, 사용자가 촉감에 의하여 몰입감을 느낄 수 있는 효과는 제공하지 못하였다. 또한, 햅틱 기술이 휴대폰, 의료 기기, 게임 등에 일부 채용되고 있기는 하지만, 이와 같이 오디오-비디오 스트림에 햅틱 기술을 적용하기 위하여는 많은 기술적인 문제점들이 해결되어야 하므로 햅틱 기술을 영화, TV 프로그램과 같은 오디오/ 비디오 스트림 및 다양한 가상환경에 적용하기에는 어려움이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 멀티 미디어를 구현하기 위한 인터렉션 기기의 데이터 포멧을 명확하게 정의함으로써, 사용자에게 보다 현실감 있는 멀티미디어를 제공하는 촉감 정보 표현 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 멀티 미디어를 구현하기 위한 인터렉션 기기의 데이터 포멧을 명확하게 정의함으로써, 사용자에게 보다 현실감 있는 멀티미디어를 제공하는 촉감 정보 표현 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 데이터 포멧의 정의를 통한 촉각 정보 표현 방법은, 가상 환경 및 상기 가상 환경에 대응하는 촉감 및 역감 정보를 포함하는 촉각 정보를 전송하여, 촉감 장치 및 역감 장치를 포함하는 촉각 기기를 통한 촉각 정보 표현 방법에 있어서, 상기 촉감 장치 및 상기 역감 장치를 포함하는 상기 촉각 기기의 특성, 상기 촉각 기기의 규격 및 사용자 선호도를 포함하는 컨트롤 정보를 저장하는 단계, 상기 컨트롤 정보를 참조하여, 상기 촉각 정보를 리사이징 하는 단계 및 상기 리사이징한 상기 촉각 정보를 이용하여 상기 촉각 기기에게 장치명령을 전달하는 단계를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 데이터 포멧의 정의를 통한 촉각 정보 전송 시스템은, 가상 환경 및 상기 가상 환경에 대응하는 촉감 및 역감 정보를 포함하는 촉각 정보를 전송하는 수단, 촉감 장치 및 역감 장치를 포함하는 촉각 기기를 통한 촉각 정보 표현 시스템에 있어서, 상기 촉감 장치 및 상기 역감 장치를 포함하는 상기 촉각 기기의 특성, 상기 촉각 기기의 규격 및 사용자 선호도를 포함하는 컨트롤 정보를 저장하는 수단, 상기 컨트롤 정보를 참조하여, 상기 촉각 정보를 리사이징 하는 수단 및 상기 리사이징한 상기 촉각 정보를 이용하여 상기 촉각 기기에게 장치명령을 전달하는 수단을 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 데이터 포멧의 정의를 통한 촉각 정보 전송 방법은, 가상 환경 및 상기 가상 환경에 대응하는 촉감 및 역감 정보를 포함하는 촉각 정보를 전송하여, 촉감 장치 및 역감 장치를 포함하는 촉각 기기를 통한 촉각 정보 표현 방법에 있어서, 상기 가상 환경에 대한 터치 여부를 감지하는 단계, 상기 터치로부터 산출된 감지 정보 생성 단계, 상기 생성된 감지 정보를 이용하여 상기 가상 환경에 설정된 관계식으로부터 피드백 촉각 정보를 생성하는 단계, 상기 촉감 장치 및 상기 역감 장치를 포함하는 상기 촉각 기기의 특성, 상기 촉각 기기의 규격 및 사용자 선호도를 포함하는 컨트롤 정보를 저장하는 단계, 상기 컨트롤 정보를 참조하여, 상기 피드백 촉각 정보를 리사이징 하는 단계 및 상기 리사이징한 상기 피드백 촉각 정보를 이용하여 상기 촉각 기기에게 장치명령을 전달하는 단계를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 데이터 포멧의 정의를 통한 촉각 정보 전송 시스템은, 가상 환경 및 상기 가상 환경에 대응하는 촉감 및 역감 정보를 포함하는 촉각 정보를 전송하는 수단, 촉감 장치 및 역감 장치를 포함하는 촉각 기기를 통한 촉각 정보 표현 시스템에 있어서, 상기 가상 환경에 대한 터치 여부를 감지하는 수단, 상기 터치로부터 산출된 감지 정보 생성 수단, 상기 생성된 감지 정보를 이용하여 상기 가상 환경에 설정된 관계식으로부터 피드백 촉각 정보를 생성하는 수단, 상기 촉감 장치 및 상기 역감 장치를 포함하는 상기 촉각 기기의 특성, 상기 촉각 기기의 규격 및 사용자 선호도를 포함하는 컨트롤 정보를 저장하는 수단, 상기 컨트롤 정보를 참조하여, 상기 피드백 촉각 정보를 리사이징 하는 수단 및 상기 리사이징한 상기 피드백 촉각 정보를 이용하여 상기 촉각 기기에게 장치명령을 전달하는 수단을 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구동자를 포함하는 촉감 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 역감 정보를 제공하는 역감 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 구동자 어레이 및 이에 대응하는 촉감 비디오를 도시한 도면이다.
도 4는 비디오를 바탕으로 하여 촉감 비디오를 생성한 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 MPEG-4에서 장면 기술자의 MovieTexture 노드의 일례를 나타낸 도면이다.
도 6은 촉감 정보 표현을 위한 TactileDisplay 노드를 나타낸 도면이다.
도 7은 TactileDisplay 노드를 MovieTexture 노드와 연결하여 촉감 비디오 객체를 정의하는 것을 나타낸 도면이다.
도 8은 촉감 정보 표현을 위한 TactileDisplayTexture 노드를 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10은 역감 정보 표현을 위한 Kinesthetic 노드를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 촉각 정보 전송 시스템에 대한 블록도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 리사이징된 촉각 정보가 장치 명령으로 촉각 기기에 전송되는 과정의 흐름도이다.
도 13은 피드백 촉각 정보가 장치명령으로 촉각 기기에 전송되는 과정의 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"는 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
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 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
도 1은 구동자를 포함하는 촉감 장치를 도시한 도면이다. 도 2는 역감 장치를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 촉감 장치(100)는 촉감 제시부(120,130), 구동자(200), 기기 송수신부(350) 및 기기 스펙 DB(400)를 포함한다. 또한, 역감 장치(150)는 역감 정보를 사용자에게 제시하는 다수의 엑츄에이터(미도시)로 구성될 수 있다.
촉각은 진동, 열, 전류를 포함하는 촉각 정보인 촉감과 힘, 토크, 강성을 포함하는 촉각 정보인 역감으로 대별될 수 있다. 이 촉감 정보 및 역감 정보를 포함하는 개념이 감각 정보(sensory information)이다. 또한, 촉감을 제시하는 장치가 촉감 장치이고, 역감을 제시하는 장치가 역감 장치이며, 이 촉감 장치와 역감 장치를 포함하여 촉각 기기라고 칭할 수 있다.
그리고, 역감은 수동 움직임의 효과에 관한 역감 데이터와 능동 움직임의 효과에 관한 역감 데이터로 구분할 수 있다. 이 구분은 사용자측면을 기준하여 정의한 것으로, 수동 움직임의 효과는 사용자가 촉각 기기를 장착하면, 기 생성된 촉각 정보가 촉각 기기를 통해 사용자에게 제공되는 것을 말한다. 반면에, 능동 움직임 효과란, 촉각 기기를 장착한 사용자가 자신의 의지로 객체를 터치하면, 객체에 설정된 촉각 정보가 촉각 기기를 통해 제공되는 것을 의미한다.
촉감 제시부(120,130)는 좌/우 촉감 제시부를 포함하며, 이 촉감 제시부에(120,130)는 다수의 구동자(200)가 배치될 수 있다. 촉감 제시부(120,130)는 장갑 형태로 구현하여 사용자가 손에 착용할 수 있는 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 다양한 형태로 구비될 수 있음은 물론이다. 촉감 제시를 위한 형태에 따라 촉감 제시부(120,130)는 장갑 형태, 신발 형태 이외에도 모자 형태로 머리에 착용할 수 있도록 하거나 팔이나 다리또는 등이나 허리 등에 부착할 수 있도록 구현될 수 있다.
구동자(200)는 촉감 제시부(120,130)에 배치되며, 진동 촉감(vibrotactile stimulation) 방식 또는 공기 촉감(pneumatic tactile stimualation) 방식 등에 의해 이루어질 수 있다. 구동자는 진동 촉감 방식의 경우에는 편심된 모터나 선형모터, 보이스 코일, 초음파 모터, 압전(piezoelectric) 소자로 이루어질 수 있으며, 공기 촉감 방식의 경우에는 공기를 공급하는 노즐 형태나 공기막구조(pneumatic membrane) 형태로 이루어질 수 있다.
기기 제어부(300)는 구동자(200)를 제어하는 역할을 한다. 컴포지터(776) 내의 메인 제어부(미도시)에서 생성된 구동 신호를 수신받아, 그에 따라 구동자(200)의 작동을 제어한다.
또한, 능동 촉각상호작용 모드의 경우, 기기 제어부(300)는 촉각 기기를 착용한 사용자가 가상 환경 내의 객체를 터치 할 경우, 이 터치 여부를 터치 감지부(440)로부터 전달 받는다. 그 후, 기기 제어부(300)는 객체에 설정된 역학 관계식을 통해, 피드백 촉각 정보를 생성한다.
예를 들어, 관계식 F=kx를 이용하여 피드백 촉각 정보를 구한다고 가정하자. 이 관계식은 기기 제어부(300)에 저장되어 있고, 관계식의 계수는 객체마다 상이하게 기기 제어부(300)에 설정되어 있다. 고양이의 경우는 k=0.2이고, 강아지의 경우는 k=0.8이라고 하고, 사용자가 객체 내부로 x=3 만큼 들어왔다면, 고양이의 경우는 피드백 촉각 힘정보가 0.6이고, 강아지의 경우는 2.4이다.
물론, 상기 언급한 관계식인 F=kx이외에 기기 제어부에는 다른 햅틱 렌더링 방법 및 힘 계산 식이 적용되어, 피드백 촉각 정보를 생성하는 데 이용될 수 있다.
기기 송수신부(350)는 기기를 제어하는 제어 신호를 송수신하여 기기 제어부(300)로 전달하는 역할을 한다.
기기 스펙 DB(400)는 촉감/역감 장치(100,150)에 대한 정보를 저장하는 역할을 한다. 힘, 토크 등을 제시하는 역감 장치(150)와 진동, 열, 전류 등을 제시하는 촉감 장치(100)를 포함하여 촉각 기기라 한다. 즉, 기기 스펙 DB(400)는 이 촉각 기기(100,150)에 대한 정보를 저장한다.
이 기기 스펙 DB(400)는 촉감 장치(100)의 경우, 촉감 장치의 종류, 촉감 장치가 제시하는 촉감에 대응하는 단위, 촉감 장치가 제시하는 최대/최소 강도, 촉감 장치에 배치된 수평 방향의 구동자의 수, 촉감장치에 배치된 수직 방향의 구동자의 수, 구동자 사이의 수평 방향의 간격, 구동자 사이의 수직 방향의 간격 구동 최대 갱신률 및 촉감 장치가 제시하는 강도 레벨의 수를 포함한다.
역감 장치(150)의 경우, 역감 장치가 각각의 축에 제공하는 최대/최소 힘/토크/강성, 자유도, 힘/토크/강성에 대한 단위 및 작업공간을 포함하며, 여기서, 자유도의 형태는 X/Y/Z방향 독립 병진/회전운동 허용 여부를 의미하며, 작업공간의 형태는 역감 장치가 병진운동 및 회전운동을 할 수 있는 범위를 의미한다. 역감 장치가 병진운동 및 회전운동을 할 수 있는 범위는, 역감 장치가 X/Y/Z축으로 병진운동할 수 있는 최대 범위를 mm로 정의할 수 있으며, 또한, 역감 장치가 X/Y/Z축을 중심으로 회전운동할 수 있는 최대 범위를 롤/피치/요의 각도의 크기(degree)로 정의할 수 있다. 다만, 단위는 상기 언급한 단위에 국한되는 것은 아니다.
가상 환경은 가상환경 생성부(712)에서 생성되며, 가상 객체(예: 아바타), 비디오 및 오디오 정보를 포함한다. 가상 환경 중 미디어(비디오, 오디오) 정보에 대응하여 맵핑된 촉감 비디오(600), 역감 데이터 및 장면기술자 정보는 기기 스펙 DB(400)에 저장된 기기의 스펙을 고려하여 리사이징(resizing)하는 과정을 거쳐 촉감/역감을 제공하게 된다. 이와 관련된 자세한 내용은 추후 설명한다.
또한 컴포지터(776) 내에는 촉감 장치(100)의 구동자(200)를 제어하기 위한 신호를 생성하는 메인 제어부(미도시)와 상기 촉감 장치(100)의 기기 송수신부(350)로 메인 제어부의 제어 신호를 전송하는 메인 송수신부가 구비된다.
메인 제어부는 각각의 구동자(200)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여 메인 송수신부와 기기 송수신부(350)를 통해 기기 제어부(300)로 전송하고, 기기 제어부(300)는 상기 제어 신호를 바탕으로 각각의 구동자(200)의 구동을 제어한다. 여기서 메인 송수신부와 기기 송수신부(350)는 유선 또는 무선 통신 방식으로 연결될 수 있다.
각 구동자(200)의 구동은 구동 강도를 특정함으로써 제어할 수 있다. 따라서 각 구동자(200)에 구동 강도에 대한 정보를 기기 제어부(300)로 전송함으로써 사용자에게 촉감 정보를 나타낼 수 있다. 메인 제어부에서는 기기 제어부로 각 구동자의 구동 강도에 대한 정보를 전송하는데 본 발명에 있어서 각 구동자(200)의 구동에 대한 강도 정보는 촉감 비디오 형태로 메인 제어부로 전달되는데 메인 제어부에서는 촉감 비디오의 각 프레임이 바뀔 때마다 각 픽셀 값을 구동 강도를 변환하여 기기 제어부(300)로 전송할 수 있다.
도 3은 구동자 어레이 및 이에 대응하는 촉감 비디오를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 도 1에서 좌측 촉감 제시부(120)와 우측 촉감 제시부에(130)는 각각 4×5의 구동자가 구비되는데, 이를 모두 합하면 4×10의 구동자 어레이(500)로 표현할 수 있다. 즉, 도 2에서와 같이 구동자들의 조합은 사각형의 어레이(rectangular array) 형태로 나타낼 수 있는데, 촉감 비디오(600)는 각 구동자에 대응하는 픽셀로 이루어진다.
촉감 비디오(600)의 각 픽셀에는 픽셀의 인텐시티 정보가 포함되고, 인텐시티 정보는 그 픽셀에 대응하는 구동자의 구동 강도에 대응한다. 촉감 비디오(600)를 그레이 스케일의 흑백 비디오로 나타낼 경우 각 픽셀은 0 내지 255의 인텐시티 정보를 갖게 되는데 이 정보를 바탕으로 구동자(200)를 구동시킨다. 예를 들어 하얀색 픽셀에 해당하는 구동자는 강하게 구동시키고, 검은색 픽셀에 해당하는 구동자는 약하게 진동시킨다.
촉감 장치(100)의 구동자 어레이(500)와 촉감 비디오(600)의 픽셀이 1:1로 대응하는 경우에는 각 픽셀의 인텐시티 정보와 각 구동자(200)의 구동 세기를 1:1 대응시킬 수 있다. 그런데, 촉감 비디오(600)의 디멘젼(dimension)이 구동자 어레이(500)의 디멘젼보다 큰 경우라면 그 비율에 따라 리사이징을 할 수 있다. 즉, 요구 촉감 정보와 제시 가능한 촉감 정보에 차이가 발생하는 경우에, 기기 제어부(300)에서 리사이징을 수행할 수 있다.
이 리사이징은 기기 스펙 DB(400)에 저장된 기기에 대한 스펙을 이용하여, 기기 제어부(300)가 수행한다. 이 기기의 스펙 및 사용자의 선호도를 포함하는 개념이 컨트롤 정보이다. 즉, 리사이징은 컨트롤 정보를 참조하여 촉각 정보를 조정/제공하는 것이다. 사용자 선호도는 기기 제어부에 설정될 수 있다.
예컨대 촉감 비디오(600)가 320×240의 디멘젼을 갖고, 촉감 장치(100)의 구동자 어레이(500)가 10×4의 디멘젼을 갖는 경우라면, 320×240 픽셀의 촉감 비디오(600)를 10×4 픽셀로 크기를 조정하여 구동자 어레이(500)와 1:1 대응시키도록 하며, 이 때 크기 조정된 촉감 비디오의 인텐시티 정보는 크기 조정 전 픽셀의 인텐시티 정보를 평균하여 나타내도록 할 수 있다.
이러한 촉감 비디오(600)는 일반적인 컬러 또는 흑백 비디오의 형식과 같으므로 일반적인 비디오 인코딩 및 디코딩 방법을 사용하여 전송할 수 있다. 또한 촉감 비디오(600)는 다수의 프레임으로 이루어지며 각각의 프레임에서의 픽셀의 인텐시티 정보는 촉감 제시 장치의 각각의 구동자(200)의 구동 강도에 대응한다.
역감의 경우, 숙련자가 작업공간에서 조작하는 도구의 3자유도 또는 6자유도의 움직임을 저장한다. 숙련자의 움직임과 힘을 저장하기 위해서, 끝단에 숙련자가 사용하는 도구가 달려있는 로봇팔을 이용하는데 로봇팔의 각 관절에는 엔코더가 달려 있어 도구의 위치 데어터를 얻을 수 있고, 도구에 부착된 힘/토크 센서를 통해 숙련자가 도구에 가하는 힘/토크 또한 구할 수 있다. 그러면 역감 재생을 위한 역감 데이터는 일련의 위치 데이터 및 힘 데이터가 되고 각 데이터가 샘플링되는 시간이 포함된다.
또한, 마찬가지로, 기기 제어부(300)는 기기 스펙 DB(400)에 저장된 역감 장치(150)의 정보를 사용하여, 리사이징 과정을 수행할 수 있다. 즉, 요구 역감 정보와 제시 가능한 역감 정보에 차이가 발생할 경우, 기기 제어부(300)에서 리사이징을 수행할 수 있다. 예를 들어, X축 방향으로 1미터를 이동하는 모션정보를 제공하려 하지만, 실제 사용자가 사용하는 장비가 요구된 장비의 작업 공간(workspace) 보다 1/2 배 일 때, 모든 모션 정보의 스케일이 각각 X, Y, Z 축 방향으로 반으로 리사이징 된 후 사용자에게 전달 될 수 있다. 또한, X축 방향으로 10N의 힘을 역감 장치(150)가 사용자에게 제공하기를 요구하나, 실제 역감 장치(150)는 X축 방향으로 5N의 힘밖에는 제공할 수 없을 경우에는, 비율에 따라 역감 장치(150)가 제공하는 힘의 크기가 조절될 수 있다.
그리고, 사용자 선호도의 경우를 살펴 보면, 예를 들어, 사용자는 30도 이상의 온도를 싫어할 수 있으며, 0.5mA이상으로 전류가 흐르는 것을 원하지 않을 수 있다. 또한, 제공되는 힘이 5N보다 큰 경우를 싫어할 수도 있다.
이 사용자 선호도는 기기 스펙 정보보다 우선순위를 갖는다. 따라서, 전송된 촉각 정보가 10N이고, 기기 스펙을 고려하여 5N으로 조정되었다고 할 지라도, 사용자 선호도가 3N이라면, 촉각 기기가 사용자에게 제공하는 힘은 3N이 될 수 있다. 결국, 10N의 촉각 정보가 3N으로 리사이징 된 것이다.
앞에서 살펴 보았듯이, 기기의 스펙을 고려한 리사이징 이외에, 사용자 선호도를 고려하여 추가적인 리사이징을 거칠 수 있다.
도 4는 비디오를 바탕으로 하여 촉감 비디오를 생성한 일 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 영화의 영상 오른쪽에 위치하는 것이 촉감 편집/저작 도구로 생성된 영화 대응 촉감 비디오(850)이다. 이 촉감 비디오 우측에 도시된 것이 촉감 비디오 대응 구동자 어레이(900)를 표현한 것이다. 촉감 비디오(850)는 비디오/오디오 정보를 바탕으로 촉감 편집/저작 도구가 장면에 맞는 촉감을 각 프레임 마다 다른 촉감세기(0~255)를 적용하여 비디오 프레임 수에 정확히 맞추어 생성한다.
그리고, 이렇게 생성된 촉감 비디오는 장치의 규격에 맞추어 재생된다. 좀 더 자세하게는, 장치의 크기뿐만 아니라 장치가 제공할 수 있는 촉감 세기의 수에 맞게 변환되어 재생된다. 예를 들어, 촉감 비디오의 제시는 256단계이지만, 장치는 8단계 밖에 재생을 못 할 경우는, 256단계가 8단계로 나뉘어져 재생되게 된다.
도면을 보면, 배우가 오른쪽에서 왼쪽으로 점프를 하며 이동하는 화면이 도시되어 있다. 본 도면은 3인칭 관찰자의 시점에서 배우의 움직임을 사용자에게 촉감으로 전달 할 수 있는 예를 도식화하고 있다. 촉감비디오는 3인칭 관찰자 시점뿐만 아니라 1인칭 주인공 시점 또는 촉감 배경 효과 시점을 기반으로 저작될 수도 있다. 처음 프레임에서, 배우가 점프를 시작할 때, 검은 색으로 촉감 비디오가 맵핑되고, 구동자 어레이는 맵핑된 색에 대응하여 약한 강도의 촉감을 제시한다. 마지막 프레임에서, 배우가 강한 점프를 통해, 왼쪽으로 이동을 하는 순간은, 흰 색으로 촉감 비디오가 맵핑되고, 구동자 어레이는 이에 대응하여 강한 강도의 촉감을 제시한다.
도 5는 MPEG-4에서 장면 기술자의 MovieTexture 노드의 일례를 나타낸 도면이다. 노드 촉감 정보는 일반적인 미디어(오디오 및 비디오) 정보와 함께 전송되는데 이하에서는 촉감 비디오 형태로 표현된 촉감 정보를 미디어 정보와 함께 전송하기 위한 노드 구조 및 전송 방법과 시스템에 대해 설명한다.
MPEG-4에서는 객체의 표현을 위한 정보들은 복수개의 기초스트림(ES : Elementary Stream)을 통하여 전송한다. 그리고, 이러한 각 기초스트림(ES)간의 상호관계 및 링크의 구성 정보는 MPEG-4에서 정의하고 있는 객체기술자에 의해 전송된다.
MPEG-4 기반으로 장면을 구성하기 위해서는 일반적으로 초기객체기술자(IOD: Initial Object Descriptor), 장면기술자(BIFS : Binary Format for Scenes), 객체기술자 및 미디어 데이터들이 필요하다. 초기객체기술자(IOD)는 MPEG-4 장면을 구성하기 위해 가장 먼저 전송되어야 하는 정보로, 각 미디어의 프로파일과 레벨을 기술하고, 장면기술자(BIFS) 스트림과 객체기술자 스트림에 대한 기초스트림기술자(ESDescriptor)를 포함한다.
객체기술자는 장면을 구성하는 각 미디어 데이터에 대한 정보를 기술하는 기초스트림기술자들의 집합으로써, 각 미디어 데이터의 기초스트림(ES)과 장면기술과의 연결을 제공한다. 여기서 장면기술자(BIFS)는 각각의 객체들이 시공간적으로 어떠한 관계를 갖는지 기술하는 정보이다.
MPEG-4에 있어서 장면기술자(BIFS)에는 비디오 객체를 정의하는 MovieTexture 노드가 구비된다.
도 5를 참조하면, MovieTexture 노드에서 stratTime은 비디오가 플레이되는 시작 시각을 나타내고, stopTime은 비디오의 플레이가 정지되는 시각을 나타낸다. 이에 따라 비디오를 다른 객체와 동기화시킬 수 있다. 또한 url은 비디오의 위치를 설정한다.
이러한 장면기술자의 MovieTexture 노드를 이용하여 촉감 비디오를 전송하기 위하여 TactileDisplay 노드를 정의한다.
도 6은 촉감 정보 표현을 위한 TactileDisplay 노드를 나타낸 도면이다. 도 7은 TactileDisplay 노드를 MovieTexture 노드와 연결하여 촉감 비디오 객체를 정의하는 것을 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 도 5에 따르면 TactileDisplay 노드는 texture 노드의 일종임을 표시한다. 도 6에 있어서, "url" 필드는 촉감 비디오의 위치를 나타내며, "stratTime" 필드는 시작 시각을, "stopTime" 필드는 종료 시각을 나타낸다. 즉, TactileDisplay 노드의 texture 필드에 MovieTexture 노드를 연결하여 하나의 촉감 비디오 객체를 정의한다.
도 7의 예에 있어서, "tatile_video.avi"로 설정된 촉감 비디오는 플레이 된 후 3초후부터 7초까지 촉감 제시 장치에서 플레이된다.
도 8은 촉감 정보 표현을 위한 TactileDisplayTexture 노드를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 도 7에 따르면 MPEG-4의 장면기술자(BIFS)에 있어서 촉감 비디오의 전송을 위한 TactileDisplayTexture를 새롭게 정의하였다. TactileDisplayTexture는 촉감 비디오 파일의 플레이 시작 시각과 정지 시각을 정의하며, "url" 필드는 촉감 비디오 파일의 위치를 나타낸다.
도 9 및 도 10은 역감 노드를 나타낸 도면이다. 앞에서 언급한 촉감 노드와 마찬가지로 본 도면은 역감 데이터에 대한 객체를 정의할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 촉감정보 전송 시스템에 대한 블록도이다.
도 11을 참조하면, 촉감 정보 전송 시스템은 객체 데이터 생성부(710), 인코더부(720), 다중화기(MUX, 730), 전송채널(740), 역다중화기(DEMUX, 750), 디코더부(760), 및 재생부(770)를 포함한다.
객체 데이터 생성부(710)는 가상 환경, 가상 환경에 대응하는 촉감 비디오 및 역감 데이터를 생성하여 편집 또는 저작하는 기능을 수행한다. 가상 환경에는 가상 객체(예: 아바타, 가상물체) 및 미디어(오디오, 비디오)를 포함한다.
촉감 비디오 생성부(716)에서의 촉감 비디오 생성은 오디오 정보 또는 비디오 정보의 종류에 따라 자동으로 생성되거나, 사용자가 오디오 또는 비디오를 바탕으로 직접 생성함으로써 이루어질 수 있다.
촉감 비디오 생성부(716)에서 생성된 촉감 비디오 및 역감 데이터 생성부(717)에서 생성된 역감 데이터는 편집/저작부에서 가상 환경내의 미디어(오디오, 비디오) 정보와 편집, 저작되어 각각의 시간 축 또는 이벤트 베이스 축에 맞게 배치된다. 이에 따라 편집/저작부(718)는 가상 환경, 촉감 비디오 및 역감 데이터의 시공간적 위치에 따라 장면기술자를 생성한다.
인코더부(720)는 가상 환경(오디오 및 비디오 포함), 촉감 비디오, 역감 데이터 및 장면기술자를 인코딩하는 기능을 수행한다. 가상 환경은 가상 환경 인코더(722)에서 인코딩되며, 촉감 비디오는 일종의 흑백 비디오에 해당하므로 일반적인 비디오 인코딩 방법에 의해 인코딩될 수 있는데, 촉감 비디오 인코더에서 인코딩된다. 역감 데이터는 역감 데이터 인코더(727)에서 인코딩 된다.
또한, 장면기술자는 BIFS 인코더(728)에서 인코딩된다. 이러한 인코딩은 MPEG-4 오디오 및 비디오 인코딩 방법에 의해 이루어질 수 있다. 인코더부(720)에서 인코딩된 정보는 다중화기를 통해 다중화되어 하나의 MP4 파일로 생성되고 이는 전송 채널(740)을 통해 전송된다. 다만, 인코딩 방식이 MPEG-4 오디오 및 비디오 인코딩 방법에 국한 되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서 전송 채널(740)은 유무선 통신망을 포괄하는 개념으로 이해되어야 하며 IP Network, DMB 통신망, 인터넷망 등이 될 수 있다.
전송 채널(740)을 통해 전송된 MP4 파일은 역다중화기(750)에서 역다중화되어 디코더부(760)에서 각각의 정보별로 디코딩된다. 가상환경 디코더(762)는 가상환경을 디코딩하고, 비디오 디코더(764)는 비디오를 디코딩하며, 촉감 비디오 디코더(766)는 촉감 비디오를 디코딩하고, 역감데이터 디코더(767)는 역감 데이터를 디코딩하며, BIFS 디코더(768)는 장면기술자를 디코딩한다.
디코더부(760)에서 디코딩된 정보는 재생부(770)에서 재생되는데, 재생부(770)는 컴포지터(compositor, 776)와, 가상환경 출력장치(772) 및 촉각 제시 장치를 포함한다. 컴포지터(776)는 전송된 가상 환경, 촉감 비디오, 역감 데이터 등의 객체들을 장면기술자(BIFS) 정보를 이용하여 시공간적으로 구성한다. 이 정보를 바탕으로 가상 환경 출력장치(772)는 가상 객체, 오디오 및 비디오 정보를 출력하고, 촉감 장치(774)는 구동자 어레이를 통해 촉감 정보를 제시한다. 또한, 역감데이터는 역감 장치(774)를 통해 역감 정보를 제공한다.
촉각 제시 장치는 촉감/역감 장치(774), 기기 스펙 DB(400), 장치 명령부(420), 터치 감지부(440) 및 기기 제어부(300)를 포함한다.
기기 스펙 DB(400)는 앞에서 언급하였듯이, 촉감/역감 장치(774)의 스펙에 대한 정보가 저장되어 있으며, 기기 제어부(300)는 상기 기기 스펙을 바탕으로, 전송된 촉감 비디오 정보 및 역감 데이터를 이용하여, 촉각(촉감/역감)을 촉감/역감 장치(774)가 제공하도록 한다. 여기서, 기기의 스펙인, 기기의 특성 및 규격을 포함하는 정보는 수동 및/또는 자동으로 제어부를 통해, 기기 스펙 DB에 저장될 수 있다.
터치 감지부(440)는 촉각 기기(774)를 착용한 사용자가 가상 환경 내의 가상 객체를 터치했는 지 여부를 판단하고, 감지 정보(sensed information)을 생성한다.
사용자가 가상 객체를 터치했는 지 판단 기준은, 사용자의 위치가 가상 객체의 볼륨(volume) 내부에 있는 지를 판단한다. 이 때, 사용자의 위치는 한 점으로 고려할 수 있다.
감지 정보(sensed information)는 사용자의 가상공간 위치와 사용자가 가상 객체와 충돌 후 가상 객체 안으로 들어간 거리 및 사용자가 가상 환경에 가한 힘의 크기를 포함할 수 있다.
장치 명령부(420)는 리사이징 된 촉각 정보를 퍼센티지(%) 형태로 변환하여 촉각 기기(774)에게 장치 명령(device command)을 전송한다. 이 장치 명령은 두 가지 형태로 나뉠 수 있다.
하나는 객체 데이터 생성부(710)에서 생성된 촉각 정보가 기기 제어부(300)에서 기기 스펙 및 사용자 선호도를 포함하는 컨트롤 정보를 참조하여 리사이징 된 값을 퍼센티지 형태로 촉각 기기(774)에게 장치명령을 전송할 수 있고, 다른 하나는 사용자가 가상 환경을 터치할 경우, 이 터치로 인해 생성된 감지 정보(sensed information)를 이용하여 피드백 촉각 정보를 생성하고, 이 생성된 피드백 촉각 정보를 리사이징 과정을 거친 후, 장치 명령을 전송하는 경우가 있을 수 있다.
처음의 경우를 예를 들면, 역감 데이터 생성부에(717)서 생성된 역감 정보 10N을 전송 채널(740)을 통해 전송한다. 기기 제어부(300)가 기기 스펙을 고려한 결과, 역감 기기가 최대로 제공할 수 있는 힘이 5N일 경우, 기기 제어부는 전송된 10N을 5N으로 리사이징한다.
그런데, 기기 제어부(300)에 사용자 선호도는 3N이상의 힘을 제공받기 원하지 않는 것으로 설정되어 있을 경우, 사용자 선호도가 기기 스펙보다 우선 순위가 높은 컨트롤 정보이기 때문에, 기기 스펙을 고려해서 리사이징 된 5N은 3N으로 재조정된다.
이 후, 장치 명령부(420)는 기기 스펙은 5N이고, 제공되어야 할 힘은 3N이므로, 3/5=0.6이 되어, 60%라는 형태로 역감 장치(774)에게 장치 명령을 전송한다.
두 번째의 경우를 예를 들면, 촉각 기기(774)를 착용한 사용자가 가상 환경 내의 가상 객체인 고양이를 터치할 경우, 터치 감지부(440)에서 사용자의 위치를 판단한 결과, 사용자의 위치가 객체 내부로 x=10mm 만큼 들어와 있다는 판단을 한다. 한편, 기기 제어부(300)에는 F=kx라는 관계식이 설정되어 있고, 가상 고양이는 관계식의 계수가 k=0.2N/mm라고 설정되어 있다. 기기 제어부(300)는 피드백 촉각 정보가 2N이라고 계산을 하고, 이 계산된 2N은 리사이징 과정을 거치게 된다.
기기가 최대로 제공할 수 있는 힘은 10N이고, 사용자 선호도는 6N일 경우, 사용자 선호도가 우선 순위가 되어, 피드백 촉각 정보 20N은 6N으로 리사이징 된다. 이 후, (리사이징된 값)/(기기가 최대로 제공할 수 있는 힘)=6/10=0.6이 되어, 60%의 장치 명령이 촉각 기기로 전송된다.
만약, 사용자가 가상 객체에게 힘을 가할 경우, 감지 정보(sensed information)는 힘의 형태가 되고, 기 설정된 관계식에 의해, 피드백 촉각 정보가 사용자에게 제공될 수 있다.
본 발명에서는 인터렉션 장치(예: 촉감 기기)에 대한 데이터 포멧을 정의하는 것을 목적으로 할 수 도 있는 데, 데이터 포멧은 장치 명령(device command) 및 감지 정보(sensed information)를 포함한다.
장치 명령(device command)은 전송된 감각 정보를 사용자에게 제공해 주기 위해 장치로 보내는 제어명령(퍼센티지 형태)이다.
감지 정보(sensed information)는 사용자가 가상 객체를 터치할 때, 다양한 센서(위치, 속도, 가속도, 각도, 각속도, 각가속도, 힘, 압력 및 토크를 포함)가 사용되며, 이 다양한 센서로부터 획득한 데이터 값을 말한다.
이하, 흐름도를 통해, 데이터 포멧이 적용되는 과정을 살펴 본다.
도 12는 객체 데이터 생성부에서 생성된 촉각 정보가 장치명령으로 변환되어 촉각기기로 전송되는 과정의 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 객체 데이터 생성부(710)는 가상 환경에 대응되는 촉각 정보를 생성하고, 이 생성된 촉각 정보를 전송 채널(740)을 통해 사용자 측에 전송한다(S700). 기기 제어부(300)는 기기 스펙 및 사용자 선호도를 고려하여 전송된 촉각 정보를 리사이징한다(S800). 이 후, 장치 명령부(420)는 이 리사이징 된 촉각 정보를 퍼센티지 형태로 변경하여 장치 명령을 생성하고, 촉각 기기(774)에 장치 명령을 전송한다(S900).
도 13은 사용자 터치로 인해 생성된 감지 정보를 토대로 계산된 피드백 촉각 정보가 장치 명령으로 변환되어 전송되는 과정의 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 터치 감지부(440)는 사용자의 위치를 판단하여, 사용자가 가상 객체를 터치했는 지 여부를 감지한다(S1000). 터치 감지부(440)는 사용자 터치를 통해 감지 정보(sensed information)를 생성한다(S1100). 기기 제어부(300)에는 특정 가상 객체에 대한 관계식이 설정되어 있고, 기기 제어부는 이 관계식에 감지 정보를 대입하여 피드백 촉각 정보를 생성한(S1200).
이 후, 기기 제어부는 컨트롤 정보를 참조하여 피드백 촉각 정보를 리사이징한다(S1400). 장치 명령부(420)는 이 리사이징된 피드백 촉각 정보를 퍼센티지 형태의 장치 명령으로 촉각 기기(774)에 전송한다(S1500).
물론, 피드백 촉각 정보가 리사이징이 되지 않고, 바로 장치 명령의 형태로 변환되어 촉각 기기(774)에 전송될 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (40)

  1. 가상 환경 및 상기 가상 환경에 대응하는 촉감 및 역감 정보를 포함하는 촉각 정보를 전송하여, 촉감 장치 및 역감 장치를 포함하는 촉각 기기를 통한 촉각 정보 표현 방법에 있어서,
    상기 촉감 장치 및 상기 역감 장치를 포함하는 상기 촉각 기기의 특성, 상기 촉각 기기의 규격 및 사용자 선호도를 포함하는 컨트롤 정보를 저장하는 단계;
    상기 컨트롤 정보를 참조하여, 상기 촉각 정보를 리사이징 하는 단계; 및
    상기 리사이징한 상기 촉각 정보를 이용하여 상기 촉각 기기에게 장치명령을 전달하는 단계를 포함하는, 촉각 정보 표현 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 촉감 장치의 특성 및 규격을 포함하는 상기 컨트롤 정보는,
    상기 구동자 어레이 내의 수평 방향으로의 상기 구동자의 개수, 상기 구동자 어레이 내의 수직 방향으로의 상기 구동자의 개수, 상기 구동자 사이의 수평방향으로의 간격 및 상기 구동자 사이의 수직 방향으로의 간격을 포함하는, 컨트롤 정보를 이용한 촉각 정보 표현 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 역감 장치의 특성 및 규격을 포함하는 상기 컨트롤 정보는,
    상기 엑츄에이터가 각각의 축에 제공할 수 있는 최대 힘, 상기 엑츄에이터가 각각의 축에 제공할 수 있는 최대 토크, 상기 엑츄에이터가 각각의 축에 제공할 수 있는 최대 강성, 상기 엑츄에이터의 자유도 및 상기 엑츄에이터의 작업 공간을 포함하는, 컨트롤 정보를 이용한 촉각 정보 표현 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 리사이징은,
    상기 전송된 촉감 정보와 상기 촉감 장치가 제시 가능한 촉감 정보에 차이가 있을 경우, 상기 전송된 촉감 정보를 상기 제시 가능한 촉감 정보로 조정하는, 촉각 정보 표현 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 조정된 촉감 정보를 상기 사용자 선호도를 고려하여 재조정하는, 촉각 정보 표현 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 장치명령은 퍼센티치 형태로 상기 촉각 장치로 전달되는, 촉각 정보 표현 방법.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 리사이징은,
    상기 전송된 역감 정보와 상기 역감 장치가 제시 가능한 역감 정보에 차이가 있을 경우, 상기 전송된 역감 정보를 상기 제시 가능한 역감 정보로 조정하는, 촉각 정보 표현 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 조정된 역감 정보를 상기 사용자 선호도를 고려하여 재조정하는, 촉각 정보 표현 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 장치명령은 퍼센티치 형태로 상기 역감 장치로 전달되는, 촉각 정보 표현 방법.
  10. 가상 환경 및 상기 가상 환경에 대응하는 촉감 및 역감 정보를 포함하는 촉각 정보를 전송하는 수단, 촉감 장치 및 역감 장치를 포함하는 촉각 기기를 통한 촉각 정보 표현 시스템에 있어서,
    상기 촉감 장치 및 상기 역감 장치를 포함하는 상기 촉각 기기의 특성, 상기 촉각 기기의 규격 및 사용자 선호도를 포함하는 컨트롤 정보를 저장하는 수단;
    상기 컨트롤 정보를 참조하여, 상기 촉각 정보를 리사이징 하는 수단; 및
    상기 리사이징한 상기 촉각 정보를 이용하여 상기 촉각 기기에게 장치명령을 전달하는 수단을 포함하는, 촉각 정보 표현 시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 촉감 장치의 특성 및 규격을 포함하는 상기 컨트롤 정보는,
    상기 구동자 어레이 내의 수평 방향으로의 상기 구동자의 개수, 상기 구동자 어레이 내의 수직 방향으로의 상기 구동자의 개수, 상기 구동자 사이의 수평방향으로의 간격 및 상기 구동자 사이의 수직 방향으로의 간격을 포함하는, 컨트롤 정보를 이용한 촉각 정보 표현 시스템.
  12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 역감 장치의 특성 및 규격을 포함하는 상기 컨트롤 정보는,
    상기 엑츄에이터가 각각의 축에 제공할 수 있는 최대 힘, 상기 엑츄에이터가 각각의 축에 제공할 수 있는 최대 토크, 상기 엑츄에이터가 각각의 축에 제공할 수 있는 최대 강성, 상기 엑츄에이터의 자유도 및 상기 엑츄에이터의 작업 공간을 포함하는, 컨트롤 정보를 이용한 촉각 정보 표현 시스템.
  13. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 리사이징은,
    상기 전송된 촉감 정보와 상기 촉감 장치가 제시 가능한 촉감 정보에 차이가 있을 경우, 상기 전송된 촉감 정보를 상기 제시 가능한 촉감 정보로 조정하는, 촉각 정보 표현 시스템.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 조정된 촉감 정보를 상기 사용자 선호도를 고려하여 재조정하는, 촉각 정보 표현 시스템.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 장치명령은 퍼센티치 형태로 상기 촉각 장치로 전달되는, 촉각 정보 표현 시스템.
  16. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 리사이징은,
    상기 전송된 역감 정보와 상기 역감 장치가 제시 가능한 역감 정보에 차이가 있을 경우, 상기 전송된 역감 정보를 상기 제시 가능한 역감 정보로 조정하는, 촉각 정보 표현 시스템.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 조정된 역감 정보를 상기 사용자 선호도를 고려하여 재조정하는, 촉각 정보 표현 시스템.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 장치명령은 퍼센티치 형태로 상기 역감 장치로 전달되는, 촉각 정보 표현 시스템.
  19. 가상 환경 및 상기 가상 환경에 대응하는 촉감 및 역감 정보를 포함하는 촉각 정보를 전송하여, 촉감 장치 및 역감 장치를 포함하는 촉각 기기를 통한 촉각 정보 표현 방법에 있어서,
    상기 가상 환경에 대한 터치 여부를 감지하는 단계;
    상기 터치로부터 산출된 감지 정보 생성하는 단계;
    상기 생성된 감지 정보를 이용하여 상기 가상 환경에 설정된 관계식으로부터 피드백 촉각 정보를 생성하는 단계;
    상기 촉감 장치 및 상기 역감 장치를 포함하는 상기 촉각 기기의 특성, 상기 촉각 기기의 규격 및 사용자 선호도를 포함하는 컨트롤 정보를 저장하는 단계;
    상기 컨트롤 정보를 참조하여, 상기 피드백 촉각 정보를 리사이징 하는 단계; 및
    상기 리사이징한 상기 피드백 촉각 정보를 이용하여 상기 촉각 기기에게 장치명령을 전달하는 단계를 포함하는, 촉각 정보 표현 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 가상 환경에 대한 터치 여부를 감지하는 것은,
    사용자의 위치가 상기 가상 환경의 볼륨 내부에 있는 지를 판단하는, 촉각 정보 표현 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 감지 정보는 사용자가 상기 가상 환경 안으로 들어간 거리, 사용자가 상기 가상 환경에게 가한 힘의 크기를 포함하는, 촉각 정보 표현 방법.
  22. 제 19항에 있어서,
    상기 촉감 장치의 특성 및 규격을 포함하는 상기 컨트롤 정보는,
    상기 구동자 어레이 내의 수평 방향으로의 상기 구동자의 개수, 상기 구동자 어레이 내의 수직 방향으로의 상기 구동자의 개수, 상기 구동자 사이의 수평방향으로의 간격 및 상기 구동자 사이의 수직 방향으로의 간격을 포함하는, 컨트롤 정보를 이용한 촉각 정보 표현 방법.
  23. 제 19항에 있어서,
    상기 역감 장치의 특성 및 규격을 포함하는 상기 컨트롤 정보는,
    상기 엑츄에이터가 각각의 축에 제공할 수 있는 최대 힘, 상기 엑츄에이터가 각각의 축에 제공할 수 있는 최대 토크, 상기 엑츄에이터가 각각의 축에 제공할 수 있는 최대 강성, 상기 엑츄에이터의 자유도 및 상기 엑츄에이터의 작업 공간을 포함하는, 컨트롤 정보를 이용한 촉각 정보 표현 방법.
  24. 제 22항에 있어서,
    상기 리사이징은,
    상기 피드백 촉각 정보와 상기 촉감 장치가 제시 가능한 촉감 정보에 차이가 있을 경우, 상기 피드백 촉각 정보를 상기 제시 가능한 촉감 정보로 조정하는, 촉각 정보 표현 방법.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 조정된 피드백 촉각 정보를 상기 사용자 선호도를 고려하여 재조정하는, 촉각 정보 표현 방법.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 장치명령은 퍼센티치 형태로 상기 촉각 장치로 전달되는, 촉각 정보 표현 방법.
  27. 제 23항에 있어서,
    상기 리사이징은,
    상기 피드백 촉각 정보와 상기 역감 장치가 제시 가능한 역감 정보에 차이가 있을 경우, 상기 피드백 촉각 정보를 상기 제시 가능한 역감 정보로 조정하는, 촉각 정보 표현 방법.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 조정된 역감 정보를 상기 사용자 선호도를 고려하여 재조정하는, 촉각 정보 표현 방법.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 장치명령은 퍼센티치 형태로 상기 역감 장치로 전달되는, 촉각 정보 표현 방법.
  30. 가상 환경 및 상기 가상 환경에 대응하는 촉감 및 역감 정보를 포함하는 촉각 정보를 전송하는 수단, 촉감 장치 및 역감 장치를 포함하는 촉각 기기를 통한 촉각 정보 표현 시스템에 있어서,
    상기 가상 환경에 대한 터치 여부를 감지하는 수단;
    상기 터치로부터 산출된 감지 정보 생성하는 수단;
    상기 생성된 감지 정보를 이용하여 상기 가상 환경에 설정된 관계식으로부터 피드백 촉각 정보를 생성하는 수단;
    상기 촉감 장치 및 상기 역감 장치를 포함하는 상기 촉각 기기의 특성, 상기 촉각 기기의 규격 및 사용자 선호도를 포함하는 컨트롤 정보를 저장하는 수단;
    상기 컨트롤 정보를 참조하여, 상기 피드백 촉각 정보를 리사이징 하는 수단; 및
    상기 리사이징한 상기 피드백 촉각 정보를 이용하여 상기 촉각 기기에게 장치명령을 전달하는 수단을 포함하는, 촉각 정보 표현 시스템.
  31. 제 30항에 있어서,
    상기 가상 환경에 대한 터치 여부를 감지하는 것은,
    사용자의 위치가 상기 가상 환경의 볼륨 내부에 있는 지를 판단하는, 촉각 정보 표현 시스템.
  32. 제 30항에 있어서,
    상기 감지 정보는 사용자가 상기 가상 환경 안으로 들어간 거리, 사용자가 상기 가상 환경에게 가한 힘의 크기를 포함하는, 촉각 정보 표현 시스템.
  33. 제 30항에 있어서,
    상기 촉감 장치의 특성 및 규격을 포함하는 상기 컨트롤 정보는,
    상기 구동자 어레이 내의 수평 방향으로의 상기 구동자의 개수, 상기 구동자 어레이 내의 수직 방향으로의 상기 구동자의 개수, 상기 구동자 사이의 수평방향으로의 간격 및 상기 구동자 사이의 수직 방향으로의 간격을 포함하는, 컨트롤 정보를 이용한 촉각 정보 표현 시스템.
  34. 제 30항에 있어서,
    상기 역감 장치의 특성 및 규격을 포함하는 상기 컨트롤 정보는,
    상기 엑츄에이터가 각각의 축에 제공할 수 있는 최대 힘, 상기 엑츄에이터가 각각의 축에 제공할 수 있는 최대 토크, 상기 엑츄에이터가 각각의 축에 제공할 수 있는 최대 강성, 상기 엑츄에이터의 자유도 및 상기 엑츄에이터의 작업 공간을 포함하는, 컨트롤 정보를 이용한 촉각 정보 표현 시스템.
  35. 제 33항에 있어서,
    상기 리사이징은,
    상기 피드백 촉각 정보와 상기 촉감 장치가 제시 가능한 촉감 정보에 차이가 있을 경우, 상기 피드백 촉각 정보를 상기 제시 가능한 촉감 정보로 조정하는, 촉각 정보 표현 시스템.
  36. 제 35항에 있어서,
    상기 조정된 피드백 촉각 정보를 상기 사용자 선호도를 고려하여 재조정하는, 촉각 정보 표현 시스템.
  37. 제 36항에 있어서,
    상기 장치명령은 퍼센티치 형태로 상기 촉각 장치로 전달되는, 촉각 정보 표현 시스템.
  38. 제 34항에 있어서,
    상기 리사이징은,
    상기 피드백 촉각 정보와 상기 역감 장치가 제시 가능한 역감 정보에 차이가 있을 경우, 상기 피드백 촉각 정보를 상기 제시 가능한 역감 정보로 조정하는, 촉각 정보 표현 시스템.
  39. 제 38항에 있어서,
    상기 조정된 역감 정보를 상기 사용자 선호도를 고려하여 재조정하는, 촉각 정보 표현 방법.
  40. 제 39항에 있어서,
    상기 장치명령은 퍼센티치 형태로 상기 역감 장치로 전달되는, 촉각 정보 표현 시스템.
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