JP2005039788A

JP2005039788A - 投影システム

Info

Publication number: JP2005039788A
Application number: JP2004152390A
Authority: JP
Inventors: Chao-Wang Hsiung; 兆王熊
Original assignee: KATSUYAKU DOKAN KAGI KOFUN YUG; KATSUYAKU DOKAN KAGI KOFUN YUGENKOSHI
Current assignee: KATSUYAKU DOKAN KAGI KOFUN YUG; KATSUYAKU DOKAN KAGI KOFUN YUGENKOSHI
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2005-02-10
Also published as: TW200426487A; US20050052623A1

Abstract

【課題】複数の汎用投影装置を使用して共通の画像を発生させる投影システムを提供する。
【解決手段】複数の投影装置１３１、１３２、１３３を使用して出力画像を発生させる投影システムは、ネットワーク１５により互いに接続された複数のクライアント電子装置１２１、１２２、１２３およびサーバ電子装置１４を備える。各クライアント電子装置１２１、１２２、１２３は、同じ分割されたメディアファイルおよび異なる環境パラメータを含み、処理された画像データを提供することにより対応する投影装置１３１、１３２、１３３を駆動する。画像データは曲面演算により処理される。それらクライアント電子装置１２１、１２２、１２３はサーバ電子装置１４に同期されるため、それらのクライアント電子装置１２１、１２２、１２３は共同で対応する投影装置１３１、１３２、１３３を駆動して出力画像を映すことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、投影システムに関し、特に複数の汎用投影装置を使用して共通の画像を発生させる投影システムに関する。

電子技術と情報技術の急速な発達に伴い、電子装置およびコンピュータは簡単なテキスト（text）インターフェイスから今日のマルチメディアインターフェイスへと進化し、人々の生活に多様な応用を提供している。

一般的にマルチメディアファイルには、静止画と動画、音楽、音声および様々な音響効果が含まれる。特に視覚提示方法は非常に重要な役割をになう。例えば、映画、インタラクティブゲームおよびバーチャルリアリティーの応用といったものの全てには多くの動画が使用されている。

現在、視覚提示のツールには、放映回路と、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶表示器（ＬＣＤ）或いはプラズマテレビジョンスクリーンとの組合わせが含まれる。しかし、それらのスクリーンのサイズは制限される上、サイズが一定の大きさ以上になると、その価格が急速に増大する。

そして、この問題を解決するためにデジタル投影装置が開発された。一般のデジタル投影装置は、陰極線管或いは液晶表示器スクリーンの信号入出力インターフェイスのようなインターフェイス機能を有する。デジタル投影装置はこのインターフェイスを使用して、コンピュータなどの電子機器から画像データを受信する。この画像データは、デジタル投影装置中の光電気信号変換回路により光学信号へ変換してから、レンズを通して投影される。

デジタル投影装置は光増幅原理を使用するため、画像サイズは主にデジタル投影装置からスクリーンまでの距離により決定される。一般にはデジタル投影装置の出力パワーが十分な限り、投影スクリーンはいくらでも大きくすることができる。

しかし、デジタル投影装置は放映回路と画面とが分離して設計されるため、画像効果は画面の構成と緊密に関連する。つまり、画面の形状およびサイズ、或いは画面と投影装置との距離が元の設計通りでない場合、画面に歪みが発生してしまう。

品質に対する要求が高まるにつれ、画像の歪みが解決されなければ投影装置の応用は大幅に制限される。例えば、展示会場においてデジタル投影装置は往々にして素早く設置する必要がある。また、スクリーンと投影装置との距離およびスクリーンのサイズは、現場の状況により制限される。そのため、どのようにデジタル投影装置を早く調整するメカニズムを提供できるかが重要な問題である。

さらに、一般に使用されるデジタル投影装置は、往々にして陰極線管や液晶表示器などといった従来のスクリーンに対して設計されている。そして、その主な目的は画像を従来のスクリーン上へ同じように増幅して投射することにある。サラウンドスクリーンや波形スクリーンなどといった特殊なスクリーンには、特別に設計された投影装置が必要であった。もう一つの方法としては、投影画像を微調整する光学レンズ系を加えることにより従来の投影装置を改良する方法があった。しかし、それらの方法は高価で柔軟性に乏しかったため、デジタル投影装置の応用は大幅に制限されていた。

デジタル投影装置は部屋と同じサイズの画像を容易に投影することができるため、教育、娯楽、シミュレーションを目的とするバーチャルリアリティーシステムに特に適する。しかしながら、このような応用が広く受け入れられるためには、先ず上で述べた問題を解決する必要があった。

本発明の第１の目的は、早く組立てられる上、柔軟性および拡張性を備えた投影システムを提供することにある。
本発明の第２の目的は、複数の投影装置を使用して画像を発生させる放映システムを提供することにある。
本発明の第３の目的は、共通の画像を発生させる複数の投影装置の放映プログラムを提供することにある。
本発明の第４の目的は、放映プログラムを保存する記憶媒体を提供することにある。
本発明の第５の目的は、複数の投影装置を使用して一つの画像を発生させる方法を提供することにある。
本発明の第６の目的は、３Ｄバーチャルリアリティーシステムを提供することにある。

本発明の第１実施例によると、放映システムはスクリーン、複数の投影装置、複数のクライアント電子装置、サーバ電子装置およびネットワークを備える。これらのクライアント電子装置は、有線や無線のネットワークによりサーバ電子装置に接続される。各クライアント電子装置は、スクリーンの対応する領域を担当する関連する投影装置を制御する。

これらのクライアント電子装置にはメディアファイルおよび環境パラメータが記憶される。環境パラメータはクライアント電子装置により覆われた画像スクリーン上の領域の座標を含む。各クライアント電子装置は、環境パラメータおよびメディアファイルにより出力画像を発生させる。画像は先ず、曲面演算、境界円滑化処理および三次元画像製作などといった対応する環境パラメータにより調整される。

クライアント電子装置はネットワークを介してサーバ電子装置に同期し、クライアント電子装置は共同で対応する投影装置を駆動して出力画像をスクリーン上の異なる領域に映して、出力画像を完成させる。

サーバ電子装置は、操作インターフェイス（operating interface：ＯＩ）を含んで、ユーザがこれらのクライアント電子装置の環境パラメータを設定することができる。この操作インターフェイスはユーザに全体のシステムを構築できるようにさせ、例えばメディアファイルをクライアント電子装置へインストールしたり、ユーザにインタラクティブコマンドを入力させて、メディアファイルを操作して異なるインタラクティブ演出を行わせる。

実際上は規制のコンピュータを使用してクライアント電子装置およびサーバ電子装置のシステムを形成することができる。言い換えると、本発明の他の実施例は、機器の環境パラメータによりメディアファイルを処理する放映プログラムを含むため、投影機器を駆動して出力画像を映すことができる。

また、マルチタスキング装置を使用することもでき、さらに強力なコンピュータを使用してマルチ電子装置の仕事を完成させることもできる。実際、コンピュータは投影機器の画像信号を出力し、画像信号はマルチタスキング装置により対応する投影機器へ分配される。

本発明は複数の投影機器を有する順応性のある放映構造を提供する。本発明には多くの長所があり、例えばこのシステムの順応性および拡張性は高い。スクリーンサイズおよびメディアファイルにより、クライアントコンピュータおよび投影機器の数を増やすことができる。さらに、本発明のシステムは低コストで標準的なコンピュータおよび投影機器により構成されるため、メンテナンスや構築がより容易である。本発明は特別に設計された投影機器や複雑な光学調整回路が必要ないため、出力結果をダイナミックに調整できる。これによりスクリーンおよび処理回路が分離されたときの調整問題を解決できる。さらに、本発明をバーチャルリアリティーシステムの基礎としてシステム全体の付加価値を高めることができる。

上述したことから、当業者ならマルチ投影装置放映システムを作ることができる。このシステムは少なくとも次のような長所を有する。
第１に、システムが高い柔軟性と拡張性を有するため、スクリーンおよびメディアファイルのサイズによりクライアントコンピュータおよび投影装置の数を増やせる。
第２に、本発明のシステムは、安くて標準的なコンピュータおよび投影装置から構成できる。
第３に、本発明のマルチ投影装置放映システムは、特別に設計された投影装置や複雑な光学調整回路を必要とせずに、ダイナミックに出力結果を調整できる。そのため、これはスクリーンおよび処理回路が分離されたときの調整問題を解決できる。
第４に、本発明を仮想体験システムの基礎として、様々な仮想体験技術を利用してシステム全体の価値を高めることができる。

（第１実施例：サラウンドスクリーンの放映システム）
図１に示すように、本投影システムの第１実施例は、スクリーン１０、ネットワーク１５、複数の投影装置１３１、１３２、１３３、複数のクライアント電子装置１２１、１２２、１２３およびサーバ電子装置１４を備える。

スクリーン１０は、投影装置１３１、１３２、１３３にそれぞれ対応する複数の領域１０１、１０２、１０３により構成される。投影装置１３１、１３２、１３３は汎用デジタル投影装置であり、クライアント電子装置１２１、１２２、１２３にそれぞれ対応する。投影装置１３１、１３２、１３３は、各々入力端１３１１、１３２１、１３３１および投影レンズ１３１２、１３２２、１３３２を有する。入力端１３１１、１３２１、１３３１は、対応するクライアント電子装置１２１、１２２、１２３へ接続される。クライアント電子装置１２１、１２２、１２３は、入力端１３１１、１３２１、１３３１を介して投影装置１３１、１３２、１３３へ画像信号を提供し、投影装置１３１、１３２、１３３は画像信号を対応する光学像に変換してから、対応するスクリーン１０の領域１０１、１０２、１０３上へ投影する。

クライアント電子装置１２１、１２２、１２３は、ネットワーク１５を介してサーバ電子装置１４に接続される。ネットワーク１５は、メッセージを交換することのできるＴＣＰ／ＩＰイーサネット（登録商標）、または有線や無線のＩＰＸ（登録商標）、８０２．１１ａ／ｂネットワークを使用して実施してもよい。

各々のクライアント電子装置１２１、１２２、１２３は第１のプロセッサ１２１１、１２２１、１２３１および第１の記憶媒体１２１２、１２２２、１２３２を有して、各記憶媒体１２１２、１２２２、１２３２はメディアファイル、第１プログラムおよび環境パラメータを記憶する。各第１のプロセッサ１２１１、１２２１、１２３１は第１プログラムへ使用して、環境パラメータによりメディアファイルを上述の画像信号へ変換し、投影装置１３１、１３２、１３３を駆動して光学像を投影する。

環境パラメータは、クライアント電子装置１２１、１２２、１２３が各々担当するスクリーン領域などの座標情報を含む。例えば、各クライアント電子装置１２１、１２２、１２３の第１の記憶媒体には同じメディアファイルが記憶される。クライアント電子装置１２１、１２２、１２３がスクリーン１０の異なる領域１０１、１０２、１０３を制御するため、クライアント電子装置１２１、１２２、１２３の環境パラメータ中の座標情報は、クライアント電子装置が制御する画像の初期位置および最終位置を表す。各クライアント電子装置１２１、１２２、１２３が第１プログラムを実行するとき、対応する投影装置１３１、１３２、１３３は、座標情報により駆動されて対応するスクリーン１０の領域１０１、１０２、１０３上に投影される光学像を発生させて、共同で完全な画像を完成させる。

ここで述べるメディアファイルには、ビデオ、アニメーション、静止画およびユーティリティにより生成された出力画像が含まれる。投影装置１３１、１３２、１３３が共同で画像を同時に完成させるために、クライアント電子装置１２１、１２２、１２３はスクリーン１０を介してサーバ電子装置１４に同期される。

本実施例において、クライアント電子装置１２１、１２２、１２３は、環境パラメータによりメディアファイルを基に画像信号の演算を完了すると、ネットワーク１５は第１の同期信号をサーバ電子装置１４へ送信する。

サーバ電子装置１４は第２のプロセッサ１４１と、第２のプロセッサ１４１が実行する第２プログラムを記憶する第２の記憶媒体１４２とを有する。サーバ電子装置１４の第２のプロセッサ１４１が第２プログラムを実行すると、クライアント電子装置１２１、１２２、１２３からの第１の同期信号を受信する。その後、サーバ電子装置１４が第２プログラムは、クライアント電子装置１２１、１２２、１２３から第１の同期信号が集められると、第２の同期信号をクライアント電子装置１２１、１２２、１２３へ送信するよう実行する。

クライアント電子装置１２１、１２２、１２３は第２の同期信号を受信すれると、それを対応する投影装置１３１、１３２、１３３の出力端へ送信する。各投影装置１３１、１３２、１３３が、画像信号に従って光学像を出力すると、スクリーン１０上に集合した画像が形成される。これは同期処理されるため、異なる領域１０１、１０２、１０３中の画像が仮想的に同時に形成されて、画像の同期性が確保される。これは複数のフレームを有するアニメーションやビデオにとって非常に重要である。さらに、これは全体画像の領域がそれぞれ異なった種類の演算を行う必要がある場合、その効果はさらに顕著となる。

ここで注意しなければならないことは、クライアント電子装置１２１、１２２、１２３およびサーバ電子装置１４は、例えば汎用コンピュータ、ワークステーション、ミニホスト、ラップトップ式コンピュータ、タブレット式コンピュータ、携帯式パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、８０５１チップを有する電子装置およびデジタル信号プロセッサの組合わせによる特別なシステムであることである。

それらの中で低コストの実施例としては、通常のオペレーティングシステム（ＯＳ）をクライアント電子装置１２１、１２２、１２３およびサーバ電子装置１４にインストールした汎用コンピュータの使用がある。このハードドライブには適当なユーティリティーがインストールされている。クライアント電子装置１２１、１２２、１２３の汎用コンピュータはメディアファイル上で実行され（例えばアニメーションファイル）、環境パラメータによりハードドライブ、光学ドライブ、或いは他の記憶媒体に記憶される。そのユーティリティーは、Ｃ／Ｃ＋＋（登録商標）、ＶｉｓｕａｌＣ＋＋（登録商標）、Ｃ＋＋Ｂｕｉｌｄｅｒ（登録商標）、ＰＡＳＣＡＬ（登録商標）、ＪＡＶＡ（登録商標）、ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ（登録商標）、Ａｓｓｅｍｂｌｙ（登録商標）またはＰｅａｒｌ（登録商標）などのプログラミング言語により書かれたメディアプレイプログラムである。環境パラメータは、ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）のオペレーティングシステム中のレジストリなどといったシステムパラメータファイル中へ記憶される。

本実施例中で、スクリーン１０は１８０度のサラウンドスクリーンである。一般のデジタル投影装置１３１、１３２、１３３を使用して異なる領域１０１、１０２、１０３へ画像を投射すると、その画像は本来、平面式スクリーンに投射されるように設計されているため曲がって映る。つまり、サラウンドスクリーンの領域１０１、１０２、１０３上へ投射されると、本来直線だったものが曲がってしまうということである。

このカーブ現象は投影装置を一つだけ使用するときの問題点であった。本実施例において、画像は適当に接合されなければならない。もしこの画像の歪みが解決された場合、画像全体の品質は大幅に向上する。

この問題を解決するため、環境パラメータ中に曲面パラメータを加えることができる。クライアント電子装置１２１、１２２、１２３が画像信号を生成するとき、対応する座標を参照するのみでなく、曲面パラメータにより曲面の補正を行う。例えば、曲面パラメータはベッツカーブ（Betz curve）のパラメータでもよい。この曲面パラメータを調整することにより、出力される前に画像信号は補正される。例えば、図２Ａの画像は先ず図２Ｂの画像へ変換される。そして、曲面スクリーンへ投射された図２Ｂの画像信号は、補正されて非湾曲画像が得られる。また、スクリーンの曲度が変化したときは、曲面パラメータを調整するだけでよい。

メディアファイルがムービーファイルの場合、クライアント電子装置１２１、１２２、１２３はムービーファイルを読取り、各同期時間（例えば、二つの第２の同期信号の間）において一個或いは複数個の画像を処理する。各クライアント電子装置１２１、１２２、１２３は、第１プログラムにより抽出された映画画像の一部を制御する。第１プログラムはさらにコマンドまたはルーチンを支持して、画像データが投影装置１３１、１３２、１３３へ出力される前に曲面処理を行う。この方法には、ベッツ曲線パラメータなどの環境パラメータ中の曲面パラメータを読取るステップが含まれる。続いて、画像の画素はマトリックスの使用により新しい座標軸に変換されて、ベータ曲線パラメータに合致する画像を発生させる。最後に、処理された画像は投影装置１０１、１０２、１０３へ出力される。

本実施例中において、各クライアント電子装置は同じメディアファイルを記憶するため、どのクライアント電子装置がどの領域を制御し、いくつのクライアント電子装置により投影システムが構成されるかが環境パラメータに記憶される。例えば、画像が４０９６×７６８画素を有する場合、同じユーティリティーおよび分割されたメディアファイルがインストールされた四つのクライアント電子装置（例えば、同じハードウェア構造を有するパーソナルコンピュータ）を使用することができる。各パーソナルコンピュータは、曲面パラメータおよび座標情報を含む環境パラメータが異なる。四つのクライアントパーソナルコンピュータの座標情報は、Ｘ座標がそれぞれ０〜１０２３、１０２４〜２０４７、２０４８〜３０７１および３０７２〜４０９６である領域に制御されるように設定できる。同じメディアファイルに対しては、二つ、八つ或いは他の数のクライアントパーソナルコンピュータを使用して、対応する投影装置を駆動することも当然できる。そのためここで注意しなければならない設定は環境パラメータだけである。これらのことから、本実施例の投影システムは高い順応性と拡張性を具えていることが分かる。

上述した実施例の他の拡充方法としては、環境パラメータ中の境界平滑化情報を含む。従来の方法においては、複数の投影装置を使用してスクリーン上に画像を投射している。出力画面が不連続になることを避ける一つの方法としては隣接する構成画像を重ねる方法がある。

図３Ａは、境界の一部が重なっているものを示す。スクリーン領域３１、３２、３３は、上述した３つのクライアント電子装置により処理される。３つのクライアント電子装置の環境パラメータ中の座標情報は、境界３１２、３２３などといった一定の幅を有する重なり領域を含む。

境界３１２あるいは境界３２３の画像は、同じ領域中において二つの投影装置により発生される。原理上、この領域中の二つの投影装置からの画像は全く同じであり、互いに重なり合う。これには二つの異なる投影装置が、異なる位置から投射することを含む。二つの異なる投影装置からの画像が適当に重ねられず境界領域がぼやけてしまうことがないように、それは境界平滑化情報を含む。第１プログラムが画像信号を生成して投影装置に送信される前、画像の境界部は先ず境界平滑化情報により処理される。

例えば、図３Ｂのスクリーン領域３４の右側は平滑化される必要のある境界領域３４１を含み、スクリーン領域３５の左側も平滑化される必要のある境界領域３５１を含む。境界平滑化情報は最も簡単な境界座標を含むことができる。例えば、クライアント電子装置が１０２４×７６８画素の画像を処理し、右側だけが別の投影装置からの画像と重なる境界領域を有する場合、平滑化される必要のある境界領域のＸ座標は１０００〜１０２４の間である。もしクライアント電子装置が、その両側に別の投影装置からの画像と重なる画像を有するときは、境界平滑化情報を０〜２４および１０００〜１０２４に設定することができる。第１プログラムは、この境界平滑化情報を利用して、それら境界領域中の画像を曲げたり変形したりする。

もしメディアファイルがオブジェクトファイルの場合、境界平滑化情報により特定境界中のオブジェクトを一つの投影装置だけから出力し、他の投影装置からは出力させない。この方法により、境界における像ぶれを防ぐことができる。

上述の実施例は他の方法へ拡充することもできる。すなわち、サーバ電子装置１４にはユーザのためのインターフェイスが設けられ、様々な情報を設定したりシステムと交信したりできる。

例えば、サーバ電子装置１４がスクリーン、キイボード、マウス、ジョイスティックおよびインターフェイスプログラムを提供することにより操作インターフェイスを提供する。ユーザは、キイボード、マウスおよびジョイスチックなどの入力装置を使用してクライアント電子装置１２１、１２２、１２３の環境パラメータを設定できる。

この好適な方法は、サーバ電子装置１４を使用してシステム全体の設定および校正を提供する。例えば、ユーザはサーバ電子装置１４の操作インターフェイスを介して、直接に複数のクライアント電子装置の環境パラメータを調整する。このクライアント電子装置は環境パラメータの調整結果を即時に示す。

この種の設計および調整は、曲面パラメータや境界平滑化情報などの環境パラメータの設定に対し、非常に便利で効果的な方法を提供する。ユーザは同じ操作インターフェイスを使用して、個別あるいは一緒にクライアント電子装置の環境パラメータ値を調整できる。環境パラメータは操作インターフェイスのグラフィックインターフェイスを介して設定することもできる。同時に、ユーザは調整された曲面パラメータや境界平滑化情報がスクリーンに適合するかどうかを視覚的に判断できる。

そのため、本実施例は場所、メディアファイルの種類、投影装置の数および対応するコンピュータ装置に関わらず、放映システムを良好な状態へ早くダイナミックに調整できる。

標準のパーソナルコンピュータ（personal computer：ＰＣ）は低価格でとても有能であるため、実際上、各投影装置はクライアントＰＣに対応できる。他にサーバＰＣが含まれたとしてもシステムの価格は依然として低い。そして、当業者であるなら分かるように、本発明の精神には一つのパーソナルコンピュータだけを使用して複数の投影装置を駆動する方式と、サーバ電子装置と一つのクライアント電子装置が同じ機器上に実施される方式とが含まれる。これは、現代のコンピュータが一般的にマルチタスク機能および演算能力を提供できるからである。他の観点から見た場合、クライアント電子装置およびサーバ電子装置は、必要に応じて複数の機器上に実施できる。もし三次元空間のメディアファイルが大量の画像演算を必要とする場合、分散型システムや計算機クラスタなどといった複数の機器を同時に使用できる。

さらに、ここでは１８０度のスクリーンを例に挙げたが、当業者であれば分かるように、これを３６０度のサランディングスクリーンや垂直方向に分割された画像へ応用して、ＴＶ壁を代替することもできる。

（第２実施例：３Ｄ特別シミュレーションシステム）
本発明は複数の汎用デジタル投影装置を使用して柔軟な構造をもとにした画像を提供するため、その画像は長形、波形、球形あるいは不整形のサラウンドスクリーンへ投射できる。

上述の構造を使用して強力なバーチャルリアリティーシステムを提供するためには、さらに他の操作インターフェイスだけを必要とする。例えば、三次元空間モデルを先ず準備してからメディアファイル中へ保存する。その後、クライアント電子装置の環境パラメータを三次元空間座標、観察座標および増幅率の組合わせにより設定し、個別の出力スクリーンにより曲面パラメータおよび境界平滑化情報を調整する。また、クライアント電子装置１４には操作インターフェイスがインストールされる。ユーザはマウス、ジョイスティックおよび運動センサを備えた手袋を使用することにより、三次元空間のインタラクティブコマンドを入力できる。

説明のため、本実施例は三次元画像を発生させる汎用デジタル投影装置を提供する。先ず、一つのスクリーン領域のために二つの投影装置を使用するが、これら二つの投影装置は二つのクライアント電子装置に対応する。二つのクライアント電子装置は基本的にメディアファイル中の同じ座標の画像を処理する。また、環境パラメータは三次元視覚パラメータをさらに含む。クライアント電子装置の一つは左目の画像を処理する一方、もう一つのクライアント電子装置は右目の画像を処理する。両目を使用して三次元空間の画像と認識される微小な違いの他、それら二つの画像はほとんど同じである。それら二つの画像には異なる周波数が提供され、レンズにより濾過されて、左目は左目の画像だけを認識でき、右目は右目の画像だけを認識することができる。当然、ビューアは三次元画像を見るために特別な３Ｄメガネを掛ける必要がある。

三次元視覚パラメータが環境パラメータに記憶されるため、それは使用されて三次元画像の深さを決定できる。当然、サーバ電子装置１４の操作インターフェイスを使用してこのパラメータを調整できる。そして、三次元視覚パラメータを調整する過程において、画像が同時に放映されるためパラメータを直感的に調整できる。

３Ｄ効果および良好なヒューマンマシンの操作インターフェイスを利用することにより、これらのバーチャルリアリティーシステムは、医学（例えば、人体解剖）、飛行機や車両の操縦シミュレーション、太陽系、地理、化学などの学習に広く使用できる。

（第３実施例：ソフトウェアシステム／記憶媒体）
ここで注意しなければならないことは、本実施例は多くの汎用コンピュータ、デジタル投影装置およびネットワーク装置（例えば、ネットワーク線およびルータ或いは集線装置など）を組合せることができることである。また、他の点として、ソフトウェアシステムがユーザにより複数のコンピュータにインストールされる点がある。そして、それらのコンピュータは互いに接続されてデジタル投影装置へ接続され、投影システムを形成する。

ソフトウェアシステムはクライアントプログラムおよびサーバプログラムを含む。クライアントプログラムは複数のクライアントコンピュータへインストールされ、サーバプログラムはサーバコンピュータにインストールされる。現代のコンピュータは強力なマルチタスク機能を提供するため、一つ或いは複数のクライアントコンピュータにサーバプログラムがインストールされてもよい。図４および図５は、クライアントコンピュータのシステムおよびサーバコンピュータの実施例を示す。

図４はクライアントコンピュータおよびサーバコンピュータに汎用コンピュータを使用したハードウェア構造を示す。コンピュータ４０はプロセッサ４０１、メモリ４０２及びハードドライブや光学ドライブなどの第２の記憶媒体４０３を有する。クライアントプログラムおよびサーバプログラムは、コンピュータ４０や光学ディスクなどのハードドライブ中に記憶される。ビデオファイルなどのメディアファイルも、コンピュータ４０のハードドライブや光学ディスク中に記憶される。コンピュータ４０はクライアントプログラムおよびサーバプログラムをメモリ４０２へローディングして実行する。

図５は、コンピュータ４０のソフトウェア構造を示す。コンピュータ４０には、ＭＳＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）システム、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、Ｕｎｉｘ（登録商標）、ＭａｃＯＳ（登録商標）、ＢｅＯＳ（登録商標）およびＯＳ／２（登録商標）などといったオペレーティングシステム５１がインストールされる。オペレーティングシステム５１は、動態や静態の関数ライブラリ５２を有し、使用するクライアントやサーバのプログラム５３を有する。

図６に示すように、クライアントプログラムは次のステップを実行する。
先ず、ビデオや画像ファイルなどのメディアファイルを読込んでから（ステップ６０１）、環境パラメータを読込む（ステップ６０２）。ここで環境パラメータとは、座標、曲面パラメータ、境界平滑化情報や三次元視覚パラメータである。環境パラメータにより、メディアファイルの一部画像が発生される（ステップ６０３）。画像は共同で完成されるため、各クライアントプログラムは画像の一部だけを担当する。画像が準備された後、オペレーティングシステム５１が提供するＴＣＰ／ＩＰソケットを使用するか、関数ライブラリ５２の関数を使用することにより第１の同期信号がネットワークへ送信される（ステップ６０４）。その後、クライアントプログラムは第２の同期信号を待つ。

サーバプログラムは複数のクライアントプログラムにより送信された第１の同期信号を受信する（ステップ６０５）。サーバプログラムが第１の同期信号をクライアントプログラムから受信した後、サーバプログラムは第２の同期信号を全てのクライアントプログラムへ伝送する（ステップ６０６）。クライアントプログラムが第２の同期信号を受信した後、準備された画像はオペレーティングシステム５１或いは関数ライブラリ５２を介して対応するデジタル投影装置へ伝送される（ステップ６０７）。投影装置は最後に画像を放映する（ステップ６０８）。

簡単に言うと、第１の同期信号は個別クライアントプログラムが出力画像準備を終了したことを示す。第２の同期信号は全てが出力画像準備を終了したことを示す。第１の同期信号および第２の同期信号のメカニズムを介して、複数のクライアントプログラムは画像を同時に出力することができる。

上で述べたように、環境パラメータは曲面パラメータ、境界平滑化情報または三次元視覚パラメータを保存する。従って、より便利な設計とは操作インターフェイスプログラムをサーバプログラムへ加えることである。このオペレーティングシステムプログラムにより、ユーザはダイナミックに各クライアントプログラムの環境パラメータを設定することができる。当然、そのオペレーティングシステムによりユーザはバーチャルリアリティーのインタラクティブコマンドを入力することもできる。そして環境パラメータは、クライアントプログラム、独立したファイル、或いはＭＳＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）オペレーティングシステム中のレジストリに記憶することができる。

本実施例によると、クライアントプログラムおよびサーバプログラムは、分配或いは販売のために記憶媒体中へ記憶することができる。例えば、光学ディスク、ハードドライブディスクおよびフロッピーディスク(登録商標)などといったコンピュータ記録媒体中にプログラムが記憶される。当然、プログラムは、ネットワーク接続を介して実行或いはダウンロードされる。しかしながら、このような変形も全て本発明の範疇に入るべきものである。

（第４実施例：マルチタスク装置）
上述した実施例は汎用コンピュータを使用することにより早くて柔軟性のある構造を構築することができる。強力なコンピュータ機能（例えば、複数のプロセッサ或いはコンピュータクラスタ技術のコンピュータを使用する）により、簡単な構造であるマルチタスク装置を設計してマルチ投影装置放映システムを構築する。

図７に示すように、上述のクライアントプログラム、サーバプログラムおよびメディアファイルは、強力な演算機能を有するコンピュータ７１にインストールされる。コンピュータ７１は、一つの入力端７２１および複数の出力端７２２を有するマルチタスキング装置７２に接続される。コンピュータ７１は、投影装置の画像を入力端７２１を介してマルチタスキング装置７２へ伝送する。マルチタスキング装置７２が、異なる出力端７２２を介して対応する投影装置７３へ画像を分配することにより、それらはスクリーンの異なる領域へ投射されて一つの画像が形成される。

投影装置の構造は、上述の実施例により完成することができるため、ここでは再び述べない。

（明示実施例）
本発明の効果をより明らかに強調するため、図８Ａから図８Ｄを参照する。図８Ａは、１８０度のサラウンドスクリーン上における３Ｄ効果を有するマルチ投影装置放映システムを示す。上述したように、三次元画像を発生させるため、各スクリーン領域には二つずつ投影装置が割り当てられる。図８Ｂは、本実施例を示す平面図である。このマルチ投影装置システムは更に、ステレオサウンド、震動および移動椅子効果を備えてもよい。図８Ｃは、複数の異なる応用を示す。図８Ｄは、バーチャルリアリティーシステムを示す斜視図である。

本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知するものなら誰でも、本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変形や形態を加えることができる。従って本発明の保護の範囲には、これら全ての変形や形態を含むことはもちろんである。

本発明の第１実施例を示す図である。曲面処理されていない画像を示す図である。曲面処理された画像を示す図である。複数の画像領域により構成された画像を示す図である。重なり領域を有する二つの画像を示す図である。本実施例のハードウェア構造を示すブロック図である。本実施例のソフトウェア構造を示すブロック図である。本実施例を示す流れ図である。本発明の第４実施例を示すブロック図である。本発明の実施例を示す側面図である。図８Ａの平面図である。複数の異なる応用を示す図である。バーチャルリアリティーシステムを示す斜視図である。

符号の説明

１０スクリーン、１０１、１０２、１０３領域、１２１、１２２、１２３クライアント電子装置、１２１１、１２２１、１２３１第１のプロセッサ、１２１２、１２２２、１２３２第１の記憶媒体、１３１、１３２、１３３、７３投影装置、１３１１、１３２１、１３３１、７２１入力端、１３１２、１３２２、１３３２投影レンズ、１４サーバ電子装置、１４１第２のプロセッサ、１４２、４０３第２の記憶媒体、１５ネットワーク、３１、３２、３３、３４、３５スクリーン領域、３１２、３２３、３４１、３５１境界領域、４０コンピュータ、４０１プロセッサ、４０２メモリ、５１オペレーティングシステム、５２関数ライブラリ、５３ユーティリティ、７１コンピュータ、７２マルチタスキング装置、７２２出力端

Claims

複数の領域を含むスクリーンと、
それぞれがスクリーン領域の一つに対応し、入力端および投影レンズを有し、前記投影レンズが、前記入力端に入力される信号の光学像を対応する前記スクリーン領域へ投影する複数の投影装置と、
ネットワークと、
電子装置に関連する前記投影装置の前記入力端へ接続される一端子および前記ネットワークに接続された他の端子を有し、メディアファイル、第１プログラムおよび環境パラメータを記憶する第１の記憶媒体と、前記第１プログラムを実行する第１のプロセッサとを含む複数のクライアント電子装置と、
前記ネットワークに接続され、第２プログラムを記憶する第２の記憶媒体および前記第２プログラムを実行する第２のプロセッサを有するサーバ電子装置と、を備える投影システムであって、
前記クライアント電子装置中の前記環境パラメータは座標情報を含み、各前記クライアント電子装置中の前記第１プログラム中のコマンドは、前記メディアファイルの読込みを含み、前記メディアファイルおよび前記座標情報により画像信号が演算され、第１の同期信号は前記サーバ電子装置へ伝送され、前記第２の同期信号により、前記画像信号は対応する前記投影装置へ伝送され、前記第１の同期信号が前記サーバ電子装置へ伝送され、前記サーバ電子装置の前記第２プログラム中のコマンドは、各前記クライアント電子装置からの前記第１の同期信号の受信を含み、前記クライアント電子装置の全てから前記第１の同期信号が受信された後に前記第２の同期信号を各前記クライアント電子装置へ伝送することを特徴とする投影システム。
複数のスクリーン領域が連続した二領域は、重ね領域および曲面パラメータと境界平滑化情報を含む環境パラメータを有するため、メディアファイル、座標情報、前記重ね領域中の画像データを処理するのに使用する前記境界平滑化情報以外に、前記第１プログラムは前記曲面パラメータおよび前記境界平滑化情報を参照して画像信号を生成することを特徴とする請求項１記載の投影システム。
各前記スクリーン領域は二つの前記投影装置および二つの前記クライアント電子装置により設計され、各二つの前記クライアント電子装置の前記環境パラメータは三次元視覚パラメータを含み、二つの前記クライアント電子装置は、左目および右目へそれぞれ画像信号を生成し、二つの前記クライアント電子装置の二つの三次元視覚パラメータの差異を利用して、二つの前記画像信号は二つの対応する前記投影装置により前記スクリーンへ投影され、一組の３Ｄメガネを掛けることによりユーザは三次元画像を見ることができることを特徴とする請求項１記載の投影システム。
画像を投影する複数の汎用投影装置の使用方法は、
前記投影装置の一つにそれぞれが関連する複数のクライアントコンピュータ中にメディアファイルが記憶され、前記メディアファイルに画像の内容が記憶されるステップと、
前記画像が複数の領域に分割され、その各々は少なくともその中の一つの投影装置により投影されるステップと、
各前記クライアントコンピュータの環境パラメータを設定し、前記環境パラメータは前記クライアントコンピュータに関連する前記投影装置により覆われた前記領域の座標を含むステップと、
前記メディアファイルを読込む前記クライアントコンピュータがそれぞれ、前記環境パラメータにより画像信号を生成し、前記画像信号を関連する前記投影装置へ送信するステップと、
前記投影装置の前記画像信号により複数の光学像が発生されて、前記光学像は画像を形成し、前記クライアントコンピュータの前記環境パラメータは、前記投影装置から投影された前記画像が、スクリーンと前記投影装置との距離および前記スクリーンの形状により歪まない効果を有するステップと、を含むことを特徴とする投影装置の使用方法。
前記クライアントコンピュータに接続されたネットワークを準備するステップと、
前記ネットワークに接続されて前記クライアントコンピュータに同期するサーバコンピュータを準備するステップと、を含むことを特徴とする請求項４記載の投影装置の使用方法。
前記環境パラメータは、
曲面パラメータを参照して生成された前記画像信号により、前記投影装置からサラウンドスクリーン上へ投影された画像が歪まない前記曲面パラメータと、
境界平滑化情報に合わせて、重ね領域を有する隣接領域の前記画像信号がスクリーン上へ投影された後、ぶれた重ね領域を有さなくなる前記境界平滑化情報と、を備えることを特徴とする請求項４記載の投影装置の使用方法。
各前記領域は二つの前記投影装置および二つのクライアント電子装置に設計され、二つの前記クライアント電子装置の前記環境パラメータは各々三次元視覚パラメータを含み、二つの前記クライアントコンピュータは、左目および右目へそれぞれ前記画像信号を生成し、二つの前記クライアントコンピュータの二つの前記三次元視覚パラメータの差異をそれぞれ利用して、二つの前記画像信号は二つの対応する前記投影装置により前記スクリーンへ投影され、一組の３Ｄメガネを掛けることによりユーザは三次元画像を見ることができることを特徴とする請求項４記載の投影装置の使用方法。