KR100589812B1

KR100589812B1 - 화상 표시 방법 및 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR100589812B1
Application number: KR1020030065772A
Authority: KR
Inventors: 하세가와히로시
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2003-09-23
Publication date: 2006-06-14
Also published as: JP4304946B2; US7148891B2; TWI277014B; US20040119708A1; CN1495676A; CN1320509C; TW200410155A; JP2004117579A; KR20040026622A

Abstract

작은 표시부에서 넓은 시야각과 입체감을 가지고, 임장감(臨場感)·현실감이 있는 화상 표시를 한다.

표시부(10)의 내면을 복수의 표시면(11a, 12a, 13a)으로서 이용하여, 그 복수의 표시면에 걸친 화상 표시를 한다. 그 표시의 방법으로서는, 어떤 특정한 시점에서 보았을 때, 각각의 표시면에는 어떠한 화상 표시를 하는지를 계산에 의해서 구하고, 구해진 화상을 각각의 표시면에 표시하게 한다. 예를 들면, 표시할 화상이 3DCG 화상인 경우, 그 3DCG 화상을, 상기 복수의 표시면 중의 예를 들면 2개의 인접하는 표시면(11a, 12a)에 표시하는 경우는, 그 표시면(11a, 12a)에 대응하게 분할하고, 그 분할된 각각의 화상이 각각의 표시면마다, 1개씩의 소실점을 갖는 투시도법을 이용하여, 각각의 표시면(11a, 12a)에 표시할 화상의 생성을 한다.

Description

화상 표시 방법 및 화상 표시 장치{IMAGE DISPLAY METHOD AND IMAGE DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도면으로서, 스크린 상에 자연 화상으로서의 화상이 표시되어 있는 모양을 도시하는 도면,

도 2는 도 1에 있어서의 스크린 상에 3개의 직교하는 표시면을 갖는 표시부를 중첩시킨 상태를 도시하는 도면,

도 3은 어느 결정 가능한 시점에서 보았을 때의 스크린 상에 표시된 화상을 3개의 직교하는 표시면에 맵핑(mapping)한 모양을 도시하는 도면,

도 4는 도 3에서 도시한 3개의 직교하는 표시면에 맵핑된 화상을 어느 결정 가능한 시점에서 보았을 때의 화상이 보이는 형태를 설명하는 도면,

도 5는 본 발명의 화상 표시 장치의 제 1 실시예의 개략적인 구성도,

도 6은 본 발명의 제 2 실시예의 설명에 이용하는 3DCG 화상을 2차원적인 표시면에 2점 투시도법으로 표시한 예를 도시하는 도면,

도 7은 도 6에서 도시한 화상을 좌우 방향으로 2등분(도 6의 1점 쇄선에 따라 2등분)하여, 좌우 각각의 화상을 각각 1장의 평면 상에 각각 1점 투시도법으로 표현한 것을 도시하는 도면,

도 8은 도 7에 도시하는 좌우 2개의 화상을 서로 연결시켜서 단순히 1장의 평면 상에 나타낸 도면,

도 9는 도 8에 도시하는 평면 화상을 2개의 화상의 서로 연결시킨 부분에서 내측으로 90도로 구부려서, 시점을 2개의 소실점을 맺는 수평선 상에 두고 2개의 화상의 서로 연결시킨 부분에 접근시켜 보았을 때 화상이 어떻게 보이는지를 설명하는 도면,

도 10은 본 발명의 화상 표시 장치의 제 2 실시예의 개략적인 구성도,

도 11은 본 발명에서 이용하는 다면체의 표시면에 화상을 표시하게 하는 구체적인 예로서, 직교하는 2개의 내벽면에 1대의 프로젝터를 이용하여 투영하는 예를 설명하는 도면,

도 12는 본 발명에서 이용하는 다면체의 표시면에 화상을 표시하게 하는 구체적인 예로서, 직교하는 2개의 내벽면에 2대의 프로젝터를 이용하여 투영하는 예를 설명하는 도면,

도 13은 본 발명에서 이용하는 다면체의 표시면에 화상을 표시하게 하는 구체적인 예로서, 직교하는 3개의 내벽면에 1대의 프로젝터를 이용하여 투영하는 예를 설명하는 도면,

도 14는 본 발명에서 이용하는 다면체의 표시면에 화상을 표시하게 하는 구체적인 예로서, 직교하는 3개의 내벽면에 3대의 프로젝터를 이용하여 투영하는 예를 설명하는 도면,

도 15는 직교하는 3개의 표시면을 이용한 표시 장치의 일례로서 입방체의 내 부의 직교하는 3개의 면을 이용한 예를 설명하는 도면,

도 16은 도 15에서 도시한 입방체의 내부의 직교하는 3개의 표시면을 3차원좌표로 설명하는 도면,

도 17은 도 15에서 도시한 입방체가 직교하는 3개의 표시면에 표시된 화상을 전개하여 도시하는 도면,

도 18은 도 16의 입방체에 있어서의 좌표점 (1, 1, 1), 즉, 내부 관찰용 창문에 있어서의 수평·수직 방향의 3개의 변의 연장 상의 교점에서 본 화상을 도시하는 도면,

도 19는 입방체의 어느 한 면에 내부 관찰용 창문을 마련하고, 그 내부 관찰용 창문이 존재하는 면이외의 5개의 표시면을 이용하여 각각의 표시면마다 1개의 소실점을 가지도록 화상 표시를 하는 예를 설명하는 도면,

도 20은 도 19에 도시하는 입방체의 5개의 표시면을 이용하여 화상 표시를 한 것을 전개하여 도시하는 도면,

도 21은 도 19에 도시하는 입방체의 내부를 시점을 여러 가지로 바꿔서 보았을 때의 화상의 보이는 형태의 일례를 도시하는 도면으로서, 시점을 입방체의 어느 상단 변의 중심에서 또한 그 상단 변보다도 위쪽에 두고 입방체의 내부를 본 경우를 도시하는 도면,

도 22는 도 21의 상태로부터 입방체를 약간 좌측 방향으로 회전시키고, 또한, 시점을 도 21보다도 약간 내부 관찰용 창문에 접근시킨 위치에 두고 입방체 내부를 본 경우를 도시하는 도면,

도 23은 도 22보다도 더 내부 관찰용 창문에 접근시킨 위치에 두고 입방체 내부를 본 경우를 도시하는 도면,

도 24는 도 23의 상태에서 입방체를 좌측 방향으로 약간 회전시켜 입방체 내부를 본 경우를 도시하는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 스크린(2차원적인 표시면) 2 : 화상(삼각형)

10 : 다면체로서의 표시부 11a, 12a, 13a : 표시부(10)의 표시면

21 : 화상 변환 수단 22 : 화상 표시 수단

31 : 화상(제 1 직방체) 32 : 화상(제 2 직방체)

41 : 화상 생성 수단 51, 52, 53, 54 : 내벽면

60, 80 : 입방체 61, 62, 63 : 입방체(60)의 표시면

81, 82, 83, 84, 85 : 입방체(80)의 표시면

60a, 80a : 내부 관찰용 창문 Al, A2, A3 : 소실점

P1 : 시점

본 발명은, 자연 화상이나 컴퓨터 그래픽 화상 등을 임장감(臨場感)이나 현 실감을 가지게 하여 표시하는 화상 표시 방법 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.

임장감·현실감이 있는 화상을 표시하게 하기 위해서는, 넓은 시야각을 취하는 것이 중요하다. 이것을 종래의 음극선관(이하, CRT라고 함) 표시 화면이나 액정 화면을 갖는 화상 표시 장치, 또한, 프로젝터 등의 투영면에 투영하는 것으로 화상 표시를 하는 화상 표시 장치로 실현하기 위해서는, 이들의 표시 화면의 사이즈를 대형화해야 하여, 그 때문에, 이들 화상 표시 장치 자체의 가격이 비싸게 되거나, 화상의 투영에 넓은 장소가 필요하게 되거나, 소비 전력이 증대한다는 것과 같이, 시야각을 크게 하기 위해서는 여러 가지의 문제가 발생한다.

또한, 컴퓨터 그래픽 등의 3차원적인 화상 데이터를 1장의 2차원적인 평면의 표시 화면 상에 표시하는 경우, 예를 들면, 경사 투영 방법, 등각 투영 방법, 1점·2점·3점의 각 투시도법 등의 여러 가지의 투영 방법을 이용하여 표시하는 것이 일반적이지만, 이것들의 방법에 의해서 표시된 화상은, 결국은, 3차원의 입체적인 화상을 2차원의 표시 화면 상에서 표시하기 때문에, 표시된 화상에 부자연스러움이 발생하는 등, 각각의 투영 방법에서 여러 가지 결점이 있다.

한편, 임장감·현실감이 있는 화상을 표시하게 하는 기술로서, 복수의 면에 영상을 표시하는 것이 종래부터 이루어지고 있다. 예를 들면, 일본 특허 공개 평성 제 7-253773 호 공보에 기재된 「입체 표시 장치」(특허문헌1: 이하, 「종래 기술」이라고 함)도 그 하나이다.

이 종래 기술은, 다면체로서 예를 들면 입방체의 외측의 면에 영상을 표시하게 하는 기술이며, 사용자의 시점(視点)을 검출하고, 각각의 시점의 위치로부터, 어떤 물체를 보았을 때, 그 물체가 어떻게 보이는지를 계산하여 구하고, 그것을 표시하게 하는 것이다.

이것에 의하면, 확실히, 어떤 물체가 실재하고 있어 그것을 여러 가지의 각도에서 실제로 사용자가 보고 있는 것 같은 화상을 표시하게 할 수 있어, 보다 임장감이나 현실감이 있는 표시가 가능해진다.

[특허문헌1] 일본 특허 공개 평성 제 7-253773 호 공보

그러나, 이 종래 기술은, 사용자의 시점을 검출하고, 각각의 시점의 위치에 따른 화상을 계산하여 구하는 처리를 실시간(realtime)으로 실행할 필요가 있기 때문에, 연산량도 많고, 처리 능력이 높은 연산 장치가 필요하게 되어, 시스템이 대규모로 된다는 문제가 있다.

또한, 이 종래 기술은, 어떤 크기의 입방체 중에 마치 물체가 있어, 그것을 사용자의 시점 위치에서 본 화상으로서, 그 입방체의 외부 화면의 각각의 면에 표시하는 것이기 때문에, 시야각의 크기는 입방체의 크기로 제약되어 버려서, 그다지 크게 유지하는 것은 불가능하다. 만약에 시야각을 크게 취하려고, 입방체를 지나치게 크게 하면, 각각의 면이 지나치게 크게 되고, 어떤 하나의 면밖에 보이지 않게 되어, 다면체로 이루어지는 입체형 영상 표시 장치라는 특징을 잃게 된다.

그래서 본 발명은, 작은 표시면에서도 넓은 시야각과 입체감을 얻을 수 있어, 임장감·현실감이 있는 화상의 표시를 가능하게 하고, 더구나, 그것을 자연 화 상뿐만 아니라 3DCG에 대하여도, 겉보기에 자연스러운 표시를 가능하게 하는 화상 표시 방법 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 화상 표시 방법은, 다면체의 복수의 내면을 표시면으로서 이용하여, 이들 복수의 표시면에 걸쳐 화상의 표시를 하는 화상 표시 방법으로서, 상기 표시할 화상을 어느 특정한 시점에서 보았을 때, 그 화상이 각각의 표시면에 어떻게 표시되는지를 구하고, 구해진 화상을 각각의 표시면에 표시하게 하도록 하고 있다.

이러한 화상 표시 방법에 있어서, 상기 표시할 화상을 어느 특정한 시점에서 보았을 때, 각각의 표시면에 어떻게 표시되는지를 구하는 처리는, 상기 표시할 화상이 자연 화상인 경우, 2차원적인 표시면에 투영되는 자연 화상을, 상기 다면체를 구성하는 복수의 표시면 중의 적어도 2개의 서로 이웃한 표시면에 화상 변환하는 처리로 하고 있다.

또한, 이 화상 표시 방법에 있어서, 상기 표시할 화상을 어느 특정한 시점에서 보았을 때, 각각의 표시면에 어떻게 표시되는지를 구하는 처리는, 상기 표시할 화상이 3차원 컴퓨터 그래픽 화상인 경우, 그 3차원 컴퓨터 그래픽 화상을, 상기 다면체를 구성하는 복수의 표시면 중의 적어도 2개의 서로 이웃한 표시면에 대응하게 분할하고, 그 분할된 각각의 화상 데이터가, 상기 각각의 표시면마다 1개씩의 소실점을 갖는 투시도법에 의해서 표시되는 것과 같은 화상 생성 처리로 하고 있 다.

또한, 이 화상 표시 방법에 있어서, 상기 다면체를 구성하는 복수의 표시면 중의 적어도 2개의 서로 이웃한 표시면은, 서로 이웃한 표시면끼리 직교하는 적어도 2개의 표시면으로 하고 있다.

그리고, 상기 서로 이웃한 표시면끼리 직교하는 적어도 2개 표시면은, 수직 방향의 표시면과 수평 방향의 표시면의 조합을 포함하는 것을 가능하게 하고 있다.

또한, 이 화상 표시 방법에 있어서, 상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시는, 화상 표시 기능을 갖는 화상 표시 수단의 화상 표시 화면을 상기 각각의 표시 화면으로서 이용하여 실행하고, 이들 각 화상 표시 수단의 화상 표시 화면에 의해서 상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시를 하는 것을 가능하게 하고 있다.

또한, 이 화상 표시 방법에 있어서, 상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시는, 표시면을 화상 투영면으로 하고, 이 화상 투영면에 화상을 투영하는 1개 또는 복수개의 화상 투영 장치를 이용하여 실행하고, 이 1개 또는 복수개의 화상 투영 수단에 의해서 상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시를 하는 것을 가능하게 하고 있다.

또한, 이 화상 표시 방법에 있어서, 상기 다면체는 상체(箱體)로 하고, 그 상체의 내면을 표시면으로서 이용하며, 그 상체에 상체 내부를 보기 위한 내부 관찰용 창문을 마련하여, 그 내부 관찰용 창문에, 상기 특정한 시점을 설정하도록 하고 있다.

또한, 본 발명의 화상 표시 장치는, 다면체의 복수의 내면을 표시면으로서 이용하고, 이들 복수의 표시면에 걸쳐 화상의 표시를 하는 화상 표시 장치로서, 상기 표시할 화상을 어느 특정한 시점에서 보았을 때, 그 화상이 각각의 표시면에 어떻게 표시되는지를 구하는 화상 처리 수단과, 이 화상 처리 수단에 의해서 구해진 화상을 각각의 표시면에 표시하게 하는 화상 표시 수단을 갖고 있다.

이러한 화상 표시 장치에 있어서, 상기 화상 처리 수단은, 상기 표시할 화상이 자연 화상인 경우, 2차원적인 표시면에 투영되는 자연 화상을, 상기 다면체를 구성하는 복수의 표시면 중의 적어도 2개의 서로 이웃한 표시면에 화상 변환한다.

이 화상 표시 장치에 있어서, 상기 화상 처리 수단은, 상기 표시할 화상이 3차원 컴퓨터 그래픽인 경우, 그 3차원 컴퓨터 그래픽 화상을, 상기 다면체를 구성하는 복수의 표시면 중의 적어도 2개의 서로 이웃한 표시면에 대응하게 분할하고, 그 분할된 각각의 화상 데이터가, 상기 각각의 표시면마다 1개씩의 소실점을 갖는 투시도법에 의해서 표시되는 것과 같은 화상 생성을 한다.

또한, 이 화상 표시 장치에 있어서, 상기 다면체를 구성하는 복수의 표시면 중의 적어도 2개의 서로 이웃한 표시면은, 서로 이웃한 표시면끼리 직교하는 적어도 2개의 표시면으로 하고있다.

그리고, 상기 서로 이웃한 표시면끼리 직교하는 적어도 2개의 표시면은, 수직 방향의 표시면과 수평 방향의 표시면의 조합을 포함하는 것을 가능하게 하고 있다.

또한, 이 화상 표시 장치에 있어서, 상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시는, 화상 표시 기능을 갖는 화상 표시 수단의 화상 표시 화면을 상기 각각의 표시 화면으로서 이용하여 실행하고, 이들 각 화상 표시 수단의 화상 표시 화면에 의해서 상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시를 하는 것을 가능하게 하고 있다.

또한, 이 화상 표시 장치에 있어서, 상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시는, 표시면을 화상 투영면으로 하여, 이 화상 투영면에 화상을 투영하는 1개 또는 복수개의 화상 투영 장치를 이용하여 실행하고, 이 1개 또는 복수개의 화상 투영 수단에 의해서 상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시를 하는 것을 가능하게 하고 있다.

또한, 이 화상 표시 장치에 있어서, 상기 다면체는 상체로 하고, 그 상체의 내면을 표시면으로서 이용하며, 그 상체에 상체 내부를 보기 위한 내부 관찰용 창문을 마련하여, 그 내부 관찰용 창문에, 상기 특정한 시점을 설정하도록 하고 있다.

이와 같이 본 발명은, 다면체의 복수의 내면을 표시면으로서 이용하고, 이들 복수의 표시면에 걸쳐 화상의 표시를 하는 화상 표시 방법으로서, 상기 표시할 화상을 어느 특정한 시점에서 보았을 때, 그 화상이 각각의 표시면에 어떻게 표시되는지를 구하고, 구해진 화상을 각각의 표시면에 표시하게 하도록 하고 있기 때문에, 작은 표시면에서 넓은 시야각과 입체감을 가져서, 임장감·현실감이 있는 화상 표시가 가능해지고, 또한, 각각의 표시면 사이에 있어서 화상의 관계에 적정한 정합성을 갖게 할 수 있다.

또한, 본 발명은, 예를 들면, DVD 등의 자연 화상에 대하여, 작은 표시면에서 넓은 시야각과 입체감을 가져서, 임장감·현실감이 있는 화상 표시가 가능해지 고 또한, 3차원 컴퓨터 그래픽 화상에 대해서도, 작은 표시면에서, 실제의 겉보기와 같은 자연스러운 소실점이 존재하는 화상을 표시하게 할 수 있고, 시야각을 넓게 취한 입체감이 있는 표시를 가능하게 하는 것뿐만 아니라, 사용자의 시선의 방향을 바꾸더라도 위화감이 없는 자연스러운 원근감을 가지는 화상을 표시하게 할 수 있다.

또한, 상기 다면체를 구성하는 복수의 표시면 중의 적어도 2개의 서로 이웃한 표시면은, 서로 이웃한 표시면끼리 직교하는 적어도 2개의 표시면으로 하고 있다.

구체적으로는, 예를 들면, 실내의 벽면끼리 직교하는 방의 가장자리 부분이나 상체가 서로 이웃한 적어도 2개의 직교하는 내벽면 등, 본래는, 화상 표시에 맞지 않는 장소를 적극적으로 이용하여 화상 표시를 하도록 하고 있다. 또한, 상기 서로 이웃한 표시면끼리 직교하는 적어도 2개의 표시면은, 수직 방향의 표시면과 수평 방향의 표시면의 조합을 포함하는 것을 가능하게 하고 있다.

이것에 의해서, 작은 표시면에서 넓은 시야각과 입체감을 가져서, 임장감·현실감이 있는 화상 표시가 가능해진다. 예를 들면, 그다지 넓지 않은 실내의 서로 이웃한 복수의 벽면을 이용하여 본 발명의 화상 표시를 하면, 그 속에 있는 사람은, 어떤 특정한 시점에서 벽면에 표시된 화상을 보는 것으로, 넓은 시야각을 가진 입체적인 화상을 볼 수 있어, 자기가 마치 실제의 장면에 있는 것 같은 임장감·현실감을 얻을 수 있다.

또한, 상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시는, 화상 표시 기능을 갖는 화 상 표시 수단(예를 들면, 액정 표시 장치나 CRT 표시 장치)의 표시 화면 그 자체를 상기 각각의 표시 화면으로서 이용하는 것이 가능하고, 이들 각 화상 표시 수단의 표시 화면을 이용하여 상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시를 하는 것에 따라, 투영 장치 등을 필요로 하지 않고, 표시면 그 자체로 화상 표시를 실행할 수 있다.

이것에 의해서, 예를 들면, 손에 들 수 있는 상체나 투영 장치의 설치를 할 수 없는 좁은 공간 내에서 화상 표시를 하는 경우에도 적용할 수 있다.

또한, 상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시는, 표시면을 화상 투영면으로 하고, 이 화상 투영면에 화상을 투영하는 1개 또는 복수개의 화상 투영 장치를 이용하여 실행하고, 이 1개 또는 복수개의 화상 투영 수단에 의해서 상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시를 하는 것에 따라, 보다 넓은 공간 내에서의 화상 표시가 가능해지고, 예를 들면, 본 발명을 점두(店頭) 광고 등에 적용하는 경우에 바람직하게 된다. 이 투영 장치를 이용하는 경우, 투영 장치 1대로 복수의 표시면에 표시하게 하는 것도 가능하고, 또한, 각각 대응하는 표시면마다 투영 장치를 마련하는 것도 가능하다.

또, 투영 장치 1대로 복수의 표시면에 표시하게 하는 경우는, 왜곡을 고려한 화상 처리가 필요하게 되지만, 투영 장치가 1대로 족하기 때문에 설비비를 낮게 억제할 수 있다. 한편, 복수의 투영 장치를 이용하는 경우는, 설비비가 다소 늘어나지만, 그 만큼, 왜곡을 고려한 화상 처리 등이 불필요하게 되어, 화상 처리 전체를 단순화할 수 있다.

또한, 상기 다면체는 상체로 하고, 그 상체의 내면을 표시면으로서 이용하 며, 그 상체에 상체 내부를 보기 위한 내부 관찰용 창문을 마련하여, 그 내부 관찰용에 특정한 시점을 설정하고, 그 시점에서 그 관측 창문을 통해서 내부의 표시면을 보는 것과 같은 구조로 하고있다. 이 상체를 손에 들 수 있는 정도의 크기인 것으로 하면, 그 상체를 손에 들어, 미리 결정할 수 있던 시점에서 그 작은 상자의 내부를 보면, 넓은 시야각을 가진 입체적인 화상을 볼 수 있기 때문에, 자기가 마치 실제의 장면에 있는 것과 같은 임장감·현실감을 얻을 수 있어, 휴대용의 게임기 등 폭넓은 용도를 기대할 수 있다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 또, 이 실시예에서 설명하는 내용은, 본 발명의 화상 표시 방법 및 화상 표시 장치의 양쪽의 설명을 포함하는 것이다.

본 발명은, 다면체의 내면을 복수의 표시면으로서 이용하여, 이들 복수의 표시면에 걸쳐 화상의 표시를 하는 것으로, 표시할 화상을 어느 특정한 시점에서 보았을 때, 그 화상이 각각의 표시면에 어떻게 표시되는지를 컴퓨터 상에서 계산에 의해서 구하고, 구해진 화상을 각각의 표시면에 표시하게 함으로써, 넓은 시야각으로 입체감 있는 화상 표시를 가능하게 하여, 보다 임장감·현실감을 가진 화상 표시를 가능하게 하는 것이다.

이 실시예에서는, 예를 들면, DVD(Digital Video Disc) 등에 보존된 자연 화상을 표시하는 경우를 제 1 실시예, 3차원 컴퓨터 그래픽(이하, 3DCG라고 함) 화상 을 표시하는 경우를 제 2 실시예로서 설명한다.

우선, 자연 화상을 표시하는 경우에 대하여 설명한다. 도 1은 어느 큰 평면적인 스크린(1) 상에 표시된 화상(여기서는 3각형으로 하고 있다)(2)을 나타내는 것이다. 이 때, 스크린(1) 상에 표시된 화상(2)을 ×기호로 도시하는 시점 P1(이 시점 P1은 스크린(1) 표면에서 어느 일정 거리만큼 떨어진 위치에 있음)에서 보고 있는 것을 고려한다.

그리고, 이 시점 P1로부터 스크린(1)에 표시된 화상(2)을 보고 있을 때와 동일하게 보이는 형태를 작은 표시부에서 행하는 경우에 대하여 설명한다. 이 작은 표시부로서, 이 제 1 실시예에서는, 다면체의 표시부(여기서는, 3개의 직교하는 표시면으로 이루어지는 표시부)(10)를 이용한다.

이 3개의 직교하는 표시면으로 이루어지는 표시부(10)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 수직면을 형성하여 서로 직교하는 2장의 정방형(11, 12)과, 수평면을 형성하는 2장의 정방형의 하단부에 마련되는 1장의 정방형(13)으로 이루어지고, 이들 각 정방형(11, 12, 13)의 내면측(11a, 12a, 13a)을 각각 표시면(이하, 표시면(11a, 12a, 13a)이라고 함)으로 하는 것이다.

그리고, 도 1에서 도시한 시점 P1로부터 스크린(1)에 표시된 화상(2)을 보았을 때와 동일하게 화상(2)이 보이도록, 표시부(10)에 있어서 각각의 표시면(11a, 12a, 13a)에 화상(2)을 표시한다. 또, 이들 표시면(11a, 12a, 13a)은, 스크린 등의 투영면이더라도 좋고, 또한, 화상 표시 기능을 갖는 화상 표시 수단의 화상 표시 화면(예를 들면, 화상 표시 수단이 액정 표시 장치라면 액정 화면, 화상 표시 장치가 CRT 표시 장치라면 CRT 표시 화면 등)이더라도 좋다.

이와 같이, 도 1에서 도시한 시점 P1에서 스크린(1)에 표시된 화상(2)을 보았을 때와 동일하게 표시부(10) 상에서도 보이도록 하는 기술은, 종래부터, 텍스처 맵핑(texture mapping)이나 레이 트레이싱(ray tracing) 등 화상 변환 기술을 이용하는 것으로 실현할 수 있다.

도 3은, 배후에 존재하는 큰 스크린(1) 상의 화상(2)을, 사용자가 시점 P1에서 보았을 때, 그 화상(2)을 스크린(1)보다도 바로 앞의 작은 표시부(10)에 맵핑하는 예를 간단히 설명하는 것으로, 극히 간단히 설명하면, 시점 P1과 스크린(1) 상에 있는 3각형의 화상(2)의 각 점을 연결하고(이 도 3에서는 3각형의 화상(2)의 오직 3개의 정점과 시점 P1을 연결하는 선이 파선으로 도시되어 있음), 도중에, 표시부(10)의 각 표시면(11a, 12a, 13a)과의 교점을 구하고, 각각의 교점에서의 화상 데이터를 구하는 것에 의해서, 표시부(10)에 표시할 화상을 얻을 수 있다.

이와 같이, 배후의 큰 스크린(1)으로부터 바로 앞의 작은 표시부(10)에 화상 변환을 하는 것에 의해서, 시점 P1에서 보았을 때, 작은 표시부(10)로 큰 스크린과 동일한 시야각을 가진 화상을 표시할 수 있다.

도 3에 있어서, 굵은선으로 도시한 화상(2')이 표시부(10)에 표시되는 화상 이고, 이 도 3에서는, 스크린(1) 상에 표시되어 있는 3각형의 화상(2)에 대하여, 표시면(11a)과 표시면(13a)의 경계선, 표시면(12a)과 표시면(13a)의 경계선에서, 각각 선이 왜곡되어 4각형으로 보이지만, 시점 P1에서 보면, 표시부(10) 상에서는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 각각의 표시면(11a, 12a, 13a) 상의 화상(2')이 마치 외측의 3각형으로 도시한 화상, 즉, 스크린(1) 상의 화상(2)과 동일하게 보인다.

도 5는 이 제 1 실시예를 실현하는 것에 필요한 구성 요소를 개략적으로 설명하는 도면으로서, 처리 대상이 되는 화상 신호를 화상 변환하는 화상 변환 수단(21)과 그 화상 변환된 화상을 표시하는 화상 표시 수단(22)을 갖는 구성으로 되어있다.

화상 변환 수단(21)은, 예를 들면, 상술한 예에 있어서, 도 1에서 도시한 시점 P1에서 스크린(1)에 표시된 화상(2)을 보았을 때와 동일하게, 표시부(10) 상에서 화상(2)이 보이도록, 스크린(1) 상의 화상(2)에 대하여, 표시부(10)에서의 각각의 표시면(11a, 12a, 13a)에 맵핑을 하는 등의 화상 변환을 하는 것이다. 이것에 의해서, 도 1의 스크린(1) 상의 화상(2)은, 표시부(10)에서의 각각의 표시면(11a, 12a, 13a) 상에서 도 4의 굵은선으로 도시하는 화상(2')과 같은 화상으로 변환된다.

화상 표시 수단(22)은, 화상 변환 수단(21)으로 화상 변환 처리된 화상을 표시면(11a, 12a, 13a)에 표시하게 하는 것으로, 예를 들면, 표시면(11a, 12a, 13a)이 스크린이라면, 화상 표시 수단(22)으로서는 프로젝터 등의 투영 장치가 이용되고, 표시면(11a, 12a, 13a)이 액정 화면이라면, 화상 표시 수단(22)으로서는 액정 표시 장치이며, 표시면(11a, 12a, 13a)이 CRT 화면이라면, 화상 표시 수단(22)으로서는 CRT 표시 장치라는 것과 같이, 어떠한 화상 표시 수단을 이용하는지에 따라 달라진다.

이 제 1 실시예에 의하면, 3개의 직교하는 정방형(11, 12, 13)의 내면측을 표시면(11a, 12a, 13a)으로 하는 다면체의 표시부(10)에, 미리 설정된 시점 P1에서부터 대형의 스크린(1)에 표시된 화상(2)을 보았을 때와 같이 화상(2)이 보이는 것 같은 화상 변환을 하는 것에 따라서, 표시부(10) 그 자체는 작더라도, 시점 P1에서 표시부(10)를 보면, 표시부(10)에 표시된 화상(2')은, 마치 대형의 스크린(1)에 표시되어 있는 화상과 같이 넓은 시야각으로 표시할 수 있고, 임장감·현실감을 가진 화상 표시가 가능해진다.

다음에, 3DCG 화상을 임장감·현실감을 가지도록 표시하게 하는 제 2 실시예에 대하여 설명한다.

이 제 2 실시예도 상술한 제 1 실시예와 마찬가지로, 직교하는 3개의 표시면(11a, 12a, 13a)을 갖는 표시부(10)를 이용한다.

여기서, 도 6에 도시하는 것과 같은 3DCG 화상을 이 표시부(10)에 표시하는 것을 고려한다. 이 도 6은 화상으로서 2개의 직방체(제 1 직방체(31), 제 2 직방체(32)라고 함)를 2점 투시도법으로 1장의 평면적인 스크린(1) 상에 표시한 것으로, 수평 방향으로 좌우 양측에 각각 소실점 Al, A2가 있다.

이러한 화상을 표시부(10)에 표시하는 경우의 처리에 대하여 설명한다. 이 제 2 실시예에서는, 이 도 6에 도시하는 것 같은 1장의 평면적인 스크린(1) 상에 2점 투시도법으로 표시된 화상을, 작은 표시부(표시부(10))를 이용하여, 시야각을 넓게 취한 입체감이 있는 표시를 가능하게 하는 것뿐만 아니라, 사용자의 시선의 방향을 바꾸더라도 위화감이 없는 자연스러운 원근감을 가지는 화상으로 이루어지는 표시를 한다. 또, 여기서는, 표시부(10)가 직교하는 3개의 표시면(11a, 12a, 13a) 중, 수직 방향의 2개의 표시면(11a, 12a)을 이용하여 표시를 하는 예에 대하여 설명한다.

이와 같이, 1장이 평면적인 스크린(1) 상에 2점 투시도법으로 표시된 화상(도 6 참조)을 작은 표시부(10)로 표시하게 할 때, 넓은 시야각과 입체감을 가지고, 더구나, 사용자의 시선의 방향을 바꾸더라도 위화감이 없는 자연스러운 원근감을 갖는 화상으로 이루어지는 표시를 하기 위해서, 이하와 같은 처리를 한다.

도 7은 도 6에서 도시한 1장의 평면적인 스크린(1)을 좌우 방향 중심(도 6의 1점 쇄선)으로 2등분하고, 좌측 스크린(1L) 측에 존재하는 제 1 직방체(31L) 및 제 2 직방체(32L)와, 우측 스크린(1R) 측에 존재하는 제 1 직방체(31R) 및 제 2 직방체(32R)를 각각의 스크린(1L, lR)에 각각 1 점 투시도법으로 표시한 것을 나타내고 있다.

이 도 7의 좌측 스크린(1L) 측의 제 1 직방체(31L) 및 제 2 직방체(32L)는, 표시부(10)의 표시면(11a)에 표시되고, 도 7의 우측 스크린(1R) 측의 제 1 직방체(31R) 및 제 2 직방체(32R)는, 표시부(10)의 표시면(11b)에 표시된다.

이 좌측 스크린(1L)측에 표시된 제 1 직방체(31L)와 제 2 직방체(32L)는, 각각이 1점 투시도법으로 표현되면, 제 2 직방체(32L)는 도 6의 1점 쇄선보다 좌측과 거의 마찬가지로 동일하게 표현되지만, 제 1 직방체(31L)는, 제 1 직방체(31)의 가장 바로 앞 측의 2개의 모서리부 C1, C2로부터 오른쪽 방향으로 연장하는 변 Ll, L2가 도 7에 있어서는 수평 방향으로 연장하는 선으로서 표현되어 있다.

한편, 좌측 스크린(1R)에 그려진 제 1 직방체(31R)와 제 2 직방체(32R)는, 각각이 1점 투시도법으로 표현되면, 제 1 직방체(31R)는 그 일부의 선의 경사 등에 다소의 차이가 발생하지만 도 6의 1점 쇄선보다 우측과 거의 마찬가지로 표현되는데, 제 2 직방체(32R)는, 제 2 직방체(32R)의 모서리부 C3으로부터 좌측 방향으로 연장하는 변 L3이 수평 방향으로 연장하는 선으로서 표현되어 있다.

이와 같이, 도 6에서 도시한 1장의 스크린(1) 상에 2점 투시도법으로 그려진 화상을 좌우 방향으로 2등분(도 6의 1점 쇄선에 따라 2등분)하여, 좌우 각각에 존재하는 화상을 좌우 각각의 스크린(1L, lR)에 각각 1점 투시도법으로 표시하면 도 7과 같은 화상이 된다.

그리고, 이 도 7의 좌우 각각의 스크린(1L, lR)에 각각 1점 투시도법으로 표시된 2개의 화상을 단순히 서로 연결시켜 1장의 스크린(1) 상에 표시하게 한 것이 도 8이다. 또, 도 8의 1점 쇄선 부분이 서로 연결된 부분이다.

이 도 8은 언뜻 보기에는, 2점 투시도법의 표현의 방법이지만, 1점 투시도법으로 표현된 2개의 화상을 서로 연결시킨 것이기 때문에, 도 8의 전체의 표시면의 중심인 1점 쇄선 부근에 있어서, 제 1 직방체(31)와 제 2 직방체(32)를 구성하는 변의 내에는, 수평 방향으로 연장하는 부분(Ll, L2, L3의 부분)이 존재하고, 2점 투시도법으로서는 부자연스럽게 된다.

그러나, 이 도 8에 도시하는 평면 화상을 2개의 화상의 서로 연결된 부분(1점 쇄선 부분)으로 내측으로 90도로 구부려서, 시점을 2개의 소실점 Al, A2를 맺는 수평선 상에 두고 2개의 화상의 서로 연결된 부분인 1점 쇄선으로 접근시켜서 보면, 어떤 시점에 있어서 도 6에서 도시한 2점 투시도법으로 그려진 것과 동일하게 보인다.

따라서, 이 제 2 실시예에서 이용하는 다면체의 표시부(10)(제 1 실시예에서 설명한 것)에 있어서의 2개의 직교하는 표시면(11a, 12a)에서, 표시면(11a) 측에는 도 7에서 설명한 좌측 스크린(1L)의 화상을 표시하게 하고, 표시면(12a) 측에는 도 7에서 설명한 우측 스크린(1R)의 화상을 표시하게 하면, 어떤 특정한 시점에서 그 표시면(11a, 12a)을 보면, 도 6에서 도시한 2점 투시도법으로 그려진 화상을 볼 수 있다. 이것을 도시한 것이 도 9이다.

이 도 9는 표시부(10)의 표시면(11a, 12a)에 표시된 화상을 도시하는 것으로, 좌측의 표시면(11a)에는, 도 7에서 도시한 좌측의 화상이 표시되고, 우측의 표시면(12a)에는, 도 7에서 도시한 우측의 화상이 표시된 상태를 나타내는 것이다.

이러한 표시를 하는 것에 따라, 시선을 화살표 V1 방향, 즉, 표시부(10)의 2개의 표시면(11a, 12a)의 연결된 부분인 중심의 절선(折線)으로 향해서 보면, 도 6에서 도시한 2점 투시도법으로 나타낸 것과 같게 보이고, 시선을 화살표 V2 방향, 즉, 좌측의 표시면(11a)과 거의 직각으로 향해서 보면, 도 7의 좌측 스크린(1L)에서 나타낸 바와 같은 1점 투시도법의 화상으로서 보이며, 시선을 화살표 V3 방향, 즉, 우측의 표시면(12a)과 거의 직각으로 향해서 보면, 도 7의 우측 스크린(1R)에서 나타낸 바와 같은 1점 투시도법의 화상으로서 보인다.

이와 같이, 다면체를 구성하는 표시부(10)의 각각의 표시면(이 경우는, 직교하는 수직 방향의 2개의 표시면(11a, 12a))에 있어서, 도 6과 같은 2점 투시도법으로 표현된 화상을 표시하는 경우, 도 6과 같은 2점 투시도법으로 표현된 화상을 2 분할하여, 2분할한 각각의 화상을 각각 1점 투시도법으로 표현하고(도 7 참조), 그것을 직교하는 좌우 양측의 표시면(11a, 12a)에 각각 표시하게 한다. 또, 이 때, 각각의 표시면(11a, 12a)에 표시된 화상끼리의 정합성을 유지할 수 있는 화상 처리도 이루어진다.

이것에 의해서, 예를 들면, 도 9로 설명한 바와 같이, 시점을 2개의 직교하는 표시면(11a, 12a)의 절선을 정면에서 보는 것 같은 위치에 두고, 그대로, 도 9에 있어서의 화살표 V1 방향에서 2개의 표시면 전체를 보도록 하더라도, 또한, 그 시점 위치를 기점으로 하여, 시선을 좌측 방향으로 45도, 우측 방향으로 45도로 시선을 좌우로 움직여서, 각각 화살표 V2, V3 방향에서 각각의 표시면(11a, 12a)을 주로 보도록 하더라도, 실제의 겉보기와 같은 자연스러운 소실점이 존재하는 화상을 볼 수 있어, 시야각이 넓고 입체감이 있는 화상 표시를 가능하게 하는 것뿐만 아니라, 사용자의 시선의 방향을 바꾸더라도 위화감이 없는 자연스러운 원근감을 가지는 화상을 표시하게 할 수 있다.

도 10은 이 제 2 실시예를 실현하는 데 필요한 구성 요소를 개략적으로 설명하는 도면이며, 처리 대상이 되는 3DCG 화상인 3차원 정보에 근거하여, 각각의 표시면에 어떠한 화상을 표시하면 좋은지를 결정하고, 각각의 표시면에 표시할 화상의 생성을 하는 화상 생성 수단(41)과, 이 화상 생성 수단(41)으로 생성된 각각의 표시면마다의 화상 데이터에 근거하여 화상 표시를 하는 화상 표시 수단(22)을 갖는 구성으로 되어있다.

화상 생성 수단(41)은, 구체적으로는, 예를 들면, 상술한 예에 있어서, 도 6 에서 도시한 2점 투시도법으로 표현된 화상을 2분할하고, 도 9의 좌측의 표시면(11a)과 우측의 표시면(12a)에 표시하게 하기 위한 화상을 각각 1점 투시도법으로 표현하며, 더구나, 각각의 표시면(11a, 12a)의 화상을 서로 연결시켰을 때, 각각의 화상끼리의 정합성을 유지할 수 있는 화상 생성을 하는 것으로, 이러한 3DCG 화상으로부터 2차원적인 화상 데이터를 생성하는 화상 생성 수법은 종래부터 이용되고 있는 화상 생성 기술을 적용할 수 있다.

화상 표시 수단(22)은, 화상 생성 수단(41)으로 화상 생성 처리된 화상을 좌우 각각의 표시면에 표시하게 하는 것으로, 예를 들면, 표시면(11a, 12a)이 스크린이라면, 화상 표시 수단(22)으로서는 프로젝터 등의 투영 장치가 이용되고, 표시면(11a, 12a)이 액정 화면이라면 화상 표시 수단(22)으로서 액정 표시 장치가 이용되며, 표시면(11a, 12a)이 CRT 표시 화면이라면, 화상 표시 수단(22)으로서는 CRT 표시 장치가 이용된다는 것과 같이, 어떠한 화상 표시 수단을 이용하는지에 따라 달라진다.

이와 같이, 이 제 2 실시예에서는, 본 발명을 3DCG 화상에 적용하는 경우로 하여 설명했지만, 이 3DCG 화상 데이터는, 3차원 좌표 상의 좌표에 어떠한 화상 데이터가 있는지를 컴퓨터 상에서 가지고 있기 때문에, 그 3차원 화상 데이터에 근거하여, 화상 생성 수단(41)이 지금까지 설명한 바와 같이, 어떤 표시면에는 어떠한 화상을 표시하면 좋은지를 계산에 의해서 구하고, 구해진 화상을 각각의 표시면마다 표시하게 하는 것으로 실현할 수 있다.

이상, 화상의 종류로서 예를 들면 DVD 등에 보존되어 있는 자연 화상(제 1 실시예)과, 3DCG(제 2 실시예)를 예로 하여, 다면의 표시면을 갖는 작은 표시부(10)로 임장감·현실감이 있는 표시를 하기 위한 처리에 대하여 설명했지만, 이하에, 그 구체적인 화상 표시의 방법에 대하여 설명한다.

도 11은 예를 들면 사방이 벽에서 둘러싸인 회의실의 내측에 노출하는 4면의 벽면(내벽면이라고 함) 중, 서로 직교하는 2개의 내벽면(51, 52)의 직교 부분, 즉, 내벽면(51, 52)끼리의 이음부(53)를 투영 화면의 중심선으로 하여, 이들 2개의 직교하는 내벽면(51, 52)에 걸쳐 화상 표시를 할 때, 그것을 1대의 프로젝터(501)로 실행하는 예를 도시하는 도면이다.

즉, 그 좌측의 내벽면(51)에 표시하게 하는 화상(예를 들면, 도 9의 좌측의 표시면(11a)에 표시되는 화상)과 우측의 내벽면(52)에 표시하게 하는 화상(예를 들면, 도 9의 우측의 표시면(12a)에 표시되는 화상)을, 1대의 프로젝터(501)를 이용하여 작성하고 투영한다.

이 경우, 좌측의 내벽면(51)에 표시하게 하는 화상은, 도 9의 좌측의 표시면(11a)에 표시되는 화상이며, 우측의 내벽면(52)에 표시하게 하는 화상은, 도 9의 우측의 표시면(12a)에 표시되는 화상이기 때문에, 그 화상의 경계선이 투영자가 알 수 있는 가이드 표시 등을 하고, 그 화상의 경계선을 좌우의 내벽면(51, 52)의 이음부(53)에 맞추도록 하여 투영한다.

이 좌측의 내벽면(51)에 표시할 화상과 우측의 내벽면(52)에 표시할 화상의 생성은, 도 10에서 도시한 화상 생성부(41)에 의해서 행하여진다. 또, 이 도 11과 같이 1대의 프로젝터에 의해서, 어떤 각도(이 경우는 90도로 하고 있음)를 갖는 2 개의 내벽면(51, 52)에 투영하는 경우, 각각의 내벽면(51, 52)에 투영되는 화상은 왜곡되어 도시한 바와 같이 각각 사다리꼴이 되지만, 화상 생성부(41)에서는, 이러한 왜곡의 발생을 고려한 뒤에, 좌측의 내벽면(51)에는 어떠한 화상을 표시하고, 우측의 내벽면(52)에는 어떠한 화상을 하면 좋은지를 결정한다. 또, 이러한 화상 생성 처리는 종래부터 행하여지고 있는 화상 생성 기술을 이용하는 것에 의해서 실현할 수 있다.

또한, 도 12는 도 11과 마찬가지로, 회의실 등의 2개의 직교하는 내벽면의 이음부를 투영 화면의 중심으로 하여, 그 이음부의 좌측의 내벽면(51)에 도 9의 좌측의 표시면(1la)의 화상을 표시하게 하고, 이음부의 우측의 내벽면(52)에 도 9의 우측의 표시면(12a)의 화상을 표시하게 하는 것이지만, 이 도 12에서는 그것을 2대의 프로젝터(501, 502)를 이용하여, 좌우 각각의 내벽면(51, 52)에 투영하는 경우를 도시하는 것이다. 이 경우, 프로젝터(501)에 의해서 좌측의 내벽면(51)에 화상 표시를 하고, 프로젝터(502)에 의해서 우측의 내벽면(52)에 화상 표시를 한다.

이 도 11, 도 12의 어느 쪽의 경우에서도, 시점을 2개의 내벽면(51, 52)의 이음부를 정면에서 보는 위치에 두고, 각각의 내벽면(51, 52)에 표시되는 화상 전체를 보도록 하더라도, 또한, 그 시점 위치를 기점으로 하여, 시선을 좌측 방향으로 45도, 우측 방향으로 45도로 하도록 시선을 좌우로 움직여 각각의 표시면에 대하여 시선이 직교하는 위치에서 보도록 하더라도, 실제의 겉보기와 같은 자연스러운 소실점이 존재하는 화상을 볼 수 있고, 넓은 시야각을 가진 입체적인 화상을 비교적 작은 표시 화면으로 임장감과 현실감을 갖게 하여 표시하게 할 수 있다.

또, 1대의 프로젝터(501)로 그것을 실현하는 경우는, 상술한 바와 같이, 왜곡을 고려한 화상 생성 처리를 할 필요가 있지만, 프로젝터는 1대로 족하다는 이점이 있고, 2대의 프로젝터(502, 503)로 그것을 실현하는 경우에는, 프로젝터를 2대 필요로 하지만, 각각의 내벽면(51, 52)에 대하여 광축이 직교하도록 투영할 수 있기 때문에, 왜곡을 고려할 필요가 없고, 화상 생성부(41)가 실행하는 화상 생성 처리를 단순하게 할 수 있다.

이상, 도 11, 도 12는 직교하는 2개의 내벽면(51, 52)에, 1대 또는 복수대의 프로젝터를 이용하여 화상을 투영하는 예에 대하여 설명했지만, 마찬가지의 고려로, 직교하는 3개의 내벽면에, 1대 또는 복수대의 프로젝터를 이용하여 화상의 투영을 하는 것도 가능하다.

도 13 및 도 14는 그 예를 도시하는 것으로, 도 13은 1대의 프로젝터(501)를 이용하여, 직교하는 2개의 내벽면(51, 52)과 이들의 내벽면(51, 52)에 직교하는 수평 방향의 내벽면(천정면(天井面)(53))에 화상의 투영을 하는 것으로, 이 경우, 프로젝터(501)로부터 투영되는 투영면의 중심을 알 수 있는 가이드 표시를 하고, 그 중심이 3개의 내벽면(51, 52, 53)의 이음부의 교점 O1에 위치하도록 투영한다.

또한, 이 1대의 프로젝터(501)에 의해 투영을 하는 경우는, 상술한 바와 같이, 각각의 내벽면(51, 52, 53)의 투영면의 형상에 왜곡이 발생하지만, 예를 들면, 전체의 투영면의 외곽이 타원 형태를 그리도록 하고, 그것보다 외측은 새까맣게 되게 하는 처리를 실시하는 것은 가능하다.

한편, 도 14는 3대의 프로젝터(501, 502, 503)를 이용하여, 직교하는 2개의 내벽면(51, 52)과, 이들의 내벽면(51, 52)에 직교하는 수평 방향의 내벽면(이 예에서는 바닥면(54)이라고 하고 있음)에 화상의 투영을 하는 예이다. 이 예에서, 프로젝터(501)는, 좌측의 벽면(51)에 표시할 화상의 투영을 하고, 프로젝터(502)는, 우측의 벽면(52)에 표시할 화상의 투영을 하며, 프로젝터(503)는, 바닥면(54)에 표시할 화상의 투영을 하여, 이들 3개의 프로젝터(501, 502, 503)에 의해서, 3개의 내벽면(51, 52, 54)에 걸치는 화상 표시를 한다.

이와 같이, 직교하는 3개의 내벽면을 이용하여 화상의 투영을 하는 것에 의해, 각각의 내벽면에 각각 소실점을 가진 화상의 표시를 할 수 있어, 비교적 작은 표시면에서, 넓은 시야각을 가지고 입체감이 있는 화상을 임장감과 현실감을 갖게 하여 표시하게 할 수 있다.

또, 여기서는 1대 또는 복수대의 프로젝터에 의해서 2개의 직교하는 내벽면(51, 52) 혹은 3개의 직교하는 내벽면(51, 52, 53), 또는, 내벽면(51, 52, 54) 등에 투영하는 예로 설명했지만, 프로젝터에 의한 투영이 아니라, 내벽면(51, 52, 53, 54) 그 자체를 화상 표시가 가능한 표시면(예를 들면, 액정 표시 화면이나 CRT 표시 화면 등)으로 하여, 이들 액정 표시 화면이나 CRT 표시 화면에 의한 화상 표시를 하도록 하더라도 좋다. 또한, 프로젝터 등에 의한 투영을 하는 경우, 그 투영면은 내벽면이 아니라, 스크린이더라도 좋다.

그런데, 상술한 바와 같이 직교하는 3개의 표시면(상술의 예에서는 회의실 등의 내벽면)을 이용한 화상의 표시의 방법의 응용예로서, 도 15와 같은 입방체(60)의 내부의 직교하는 3개의 면을 표시면으로서 이용하여 화상의 표시를 하는 것이 고려된다.

이 도 15에 도시하는 입방체(60)는, 도 16에 도시하는 바와 같이 x, y, z의 3차원 좌표를 고려했을 때, 좌표점 (0, 0, O), (0, 1, O), (0, 1, 1), (0, 0, 1)로 둘러싸이는 yz 평면 상의 내벽(61)과, 좌표점 (0, 0, 0), (0, 1, O), (1, 1, 0), (1, O, O)으로 둘러싸이는 xy 평면 상의 내벽(62)과, 좌표점 (0, 0, 0), (1, 0, 0), (1, 0, 1), (0, 0, 1)로 둘러싸이는 xz 평면 상의 내벽(63)을 3개의 표시면(이하, 표시면(61, 62, 63)이라고 함)으로 하는 것으로, 이러한 3개의 표시면(61, 62, 63)에 표시되는 화상을, 좌표점(1, 1, 1)을 시점 P1로서 설정하고, 그 시점 P1로부터 입방체(60) 내부를 들여다보는 것이다.

즉, 입방체(60)의 하나의 모서리부인 좌표점 (1, 1, 1)을 중심으로 하여, 그 주변을 도 15에 도시하는 바와 같이 3각형 형상으로 잘라내어, 이 절결부를 상체 내부를 보기 위한 내부 관찰용 창문(60a)으로 하여, 그 내부 관찰용 창문(60a)에서의 좌표점 (1, 1, l)을 시점 P1로서 설정하고, 그 시점 P1으로부터 입방체(60) 내부를 들여다보는 것이다. 또, 내부 관찰용 창문(60a)은 3각형일 필요는 없고, 원형이나 타원형 등이더라도 좋다.

그리고, 입방체(60) 내부의 3개의 표시면(61, 62, 63)을 이용하여, 표시할 화상을 각각의 표시면마다 1점 투시도법에 의해서 1개의 소실점을 갖는 화상으로서 표시한다. 또, 이 때의 소실점은, 표시면(61)에 있어서는 좌표점 (0, 1, 1), 표시면(62)에 있어서는 좌표점 (1, 1, 0), 표시면(63)에 있어서는 좌표점 (1, 0, 1)으로 한다.

여기서, 이 3개의 표시면(61, 62, 63)을 이용하여, 어떤 하나의 입방체(70)를 화상으로서 표시하는 경우에 대하여 설명한다.

도 17은 도 15에서 도시한 서로 직교하는 3개의 표시면(61, 62, 63)을 전개한 것으로, 각각의 표시면(61, 62, 63) 상에 있어서, 화상으로서의 입방체(70)의 각 변을 1점 투시도법으로 표현한 것으로, 상술한 바와 같이, 표시면(61)의 소실점 A1은 좌표점 (0, 1, 1), 표시면(62)의 소실점 A2는 좌표점 (1, 1, 0), 표시면(63)의 소실점 A3은 좌표점 (1, 0, 1)이다.

이와 같이, 각각의 표시면(61, 62, 63) 상에 표시되는 화상은, 각부의 좌표점의 정보나 소실점을 어디로 할지, 어떠한 투시도법으로 표현할지 등의 정보를 부여함으로써 컴퓨터 상에서는 각각의 표시면(61, 62, 63)마다, 어떠한 화상을 그리면 좋을 것인지를 계산할 수 있고, 그것에 의하여, 이 경우는, 도 17과 같이 각각의 표시면(61, 62, 63)마다의 표시 화상을 얻을 수 있다.

이 도 17에 있어서, 각각의 표시면(61, 62, 63)끼리의 이음부를 나타내는 선(이것을 x라인, y라인, z라인으로 나타내고, x라인은 도 16의 x축, y라인은 도 16의 y축, z라인은 도 16의 z축에 대응하고 있음)을 90도로 구부려, 표시면(61)의 z라인과 표시면(63)의 z라인을, 표시면(61)측에 마련된 이른바 '풀칠 부분'에 의해서 표시면(63)측에 접착하여 라인끼리를 공통화하면, 도 15에서 도시한 입방체(60) 내부의 직교하는 3개의 표시면(61, 62, 63)이 형성되고, 그 입방체(60)에 있어서의 좌표점 (1, 1, 1), 즉, 내부 관찰용 창문(60a)에서의 시점 P1에서 입방체 내부를 보면, 3개의 직교하는 표시면(61, 62, 63)에는, 도 18에 도시하는 것 같은 3점 투 시도법에 의한 화상(여기서는 입방체(70))이 보인다.

즉, 이 화상으로서의 입방체(70)는, 표시면(61), 표시면(62), 표시면(63) 각각에서 소실점(표시면(61)에 있어서는 소실점 A1, 표시면(62)에 있어서는 소실점 A2, 표시면(63)에 있어서는 소실점 A3)을 갖고, 내부 관찰용 창문(60a)으로 설정된 시점 P1인 좌표점 (1, 1, 1)로부터 3개의 표시면(61, 62, 63) 전체를 보면, 좌우 방향과, 아래 방향에 소실점 Al, A2, A3을 갖는 넓은 시야각과 입체감이 있는 화상이 된다. 또한, 각각의 표시면(61, 62, 63)을 개별적으로 보면, 각각 자연스러운 방향에 소실점이 있는 현실감이 있는 화상이 된다.

이상은 직교한 3개의 표시면(61, 62, 63)을 이용하여 각각의 표시면(61, 62, 63)마다 1개의 소실점 Al, A2, A3을 가지는 것 같은 화상 표시를 하는 예이지만, 표시면을 더 늘리는 것도 가능하다. 예를 들면, 도 19에 도시하는 바와 같이, 입방체(80)가 있는 1개의 면(86)에 내부 관찰용 창문(80a)을 마련하고, 그 내부 관찰용 창문(80a)이 존재하는 면(86)이외의 5개의 면의 내면을 표시면(81, 82, 83, 84, 85)으로서 이용하여, 각각의 표시면(81, 82, 83, 84, 85)마다 1개의 소실점을 가지는 화상 표시를 한다.

도 20은 도 19에 도시하는 것 같은 입방체(80)의 5개의 표시면(81, 82, 83, 84, 85)을 이용하여 화상 표시를 하고, 그것을 전개하여 도시하는 도면으로, 각각의 표시면(81, 82, 83, 84, 85)마다 표시되는 화상예를 나타내고 있다. 이 도 20으로부터 알 수 있듯이, 5개의 표시면(81, 82, 83, 84, 85) 각각에서 소실점을 갖고 있다.

이 도 20에 있어서, 각각 표시면(81, 82, 83, 84, 85)에서의 인접하는 표시면 사이의 이음부를 90도로 구부려 도 19에 도시하는 바와 같은 입방체로 하고, 그 입방체(80)를 손으로 들어서, 상단면에 마련된 내부 관찰용 창문(80a)으로 설정된 시점(이 시점은 입방체의 상단면과 동일 평면 상의 내부 관찰용 창문(80a) 중심부로 함)에서 입방체(80) 내부를 본다. 그러면, 각각의 표시면(81, 82, 83, 84, 85)에 있어서, 동서남북 방향으로 연장하는 기하학적인 모양(91, 92, 93, 94)을 적정한 원근감을 가진 상태로 표시하게 할 수 있고, 또한, 저면(底面)(표시면(85))에 표시된 기하학적인 모양(95)은, 상하 방향의 원근감이 적정하게 표현된다.

또한, 이 입방체(80)를 손에 들어서, 내부 관찰용 창문(80a)에서 입방체(80)의 내부를 볼 때, 시점의 위치를 여러 가지 변화시켰을 때의 화상이 보이는 형태의 예를 도 21 내지 도 24에 도시한다.

도 21은 시점을 입방체(80)의 표시면(84) (도 19 및 도 20 참조)측의 상단 변(84a)의 중심에서 또한 상단 변(84a)보다도 위쪽에 두고 내부 관찰용 창문(80a)으로부터 입방체(80)의 내부를 본 경우를 도시하는 것으로, 표시면(82)에 표시되는 기하학 모양(92)이 시선 방향을 따라서 위쪽으로 연장되어 가는 것으로 보인다.

또한, 도 22는 도 21의 상태로부터 입방체(80)를 약간 좌측 방향으로 돌리고, 또한, 시점을 도 21의 경우보다도 약간 내부 관찰용 창문(80a)에 접근시킨 위치에 두고 내부 관찰용 창문(80a)에서 입방체(80)의 내부를 본 경우를 도시하는 것으로, 표시면(82)에 표시되는 기하학 모양(92)이 시선 방향에 대하여 약간 좌측 상향으로 연장되어 가도록 보이고 또한, 표시면(83)에 표시된 기하학 모양(93)의 일 부도 보인다.

또한, 도 23은 시점을 도 22보다도 더 내부 관찰용 창문(80a)에 접근시킨 위치에 두고 내부 관찰용 창문(80a)에서 입방체(80)의 내부를 본 경우를 도시하는 것으로, 표시면(82)에 표시된 기하학 모양(92)이 도 22에 비해서 깊이 방향으로 보다 한층 연장되어 가는 것으로 보인다.

또한, 도 24는 도 23의 상태로 입방체(80)를 좌측 방향으로 약간 돌려 입방체(80)의 내부를 본 경우를 도시하는 것으로, 표시면(82)에 표시되는 기하학 모양(92)과 표시면(83)에 표시되는 기하학 모양(93)이 시선 방향에 대하여 거의 45도의 각도로 좌측 상향과 우측 상향으로 연장되어 가는 것으로 보인다.

이와 같이, 다수의 표시면(상술의 예에서는, 5개의 표시면(81, 82, 83, 84, 85))을 이용하여 각각의 표시면마다 1개의 소실점을 가지는 화상 표시를 하는 구체적인 예로서는, 예를 들면, 지금까지의 직교하는 2개 혹은 3개의 표시면의 경우와 마찬가지로, 각각의 표시면 그 자체를 액정 화면이나 CRT 표시 화면으로 하더라도 좋고, 또한, 각 표시면에 프로젝터를 이용하여 투영하도록 하더라도 좋다.

그리고, 다수의 표시면(상술의 예에서는 5개의 표시면)을 갖는 입방체(80)가, 내부에 인간이 들어갈 넓이를 갖도록 하면, 인간이 들어간 상태로, 예를 들면, 상술한 바와 같이, 5개의 내벽면(5개의 표시면(81, 82, 83, 84, 85)) 각각에, 예를 들면, 5대의 프로젝터 등을 이용하여, 도 19에 도시하는 바와 같은 화상을 투영하면, 그 속에 있는 사람은, 미리 설정되어 있는 시점에서 각각의 표시면(81, 82, 83, 84, 85)을 보는 것에 의해, 자신이 마치 실물 속에 있는 것 같은 임장감·현실 감을 얻을 수 있다.

또한, 이 입방체(80)를 손에 들 수 있는 정도의 크기의 것으로 하고, 내부 관찰용 창문(80a)으로 설정되어 있는 시점에서 그 작은 상자의 내부를 보는 것으로, 넓은 시야각을 가진 입체적인 화상을 볼 수 있어, 자신이 마치 실제의 장면에 있는 것 같은 임장감·현실감을 얻을 수 있어, 휴대용의 게임기 등 폭넓은 용도를 기대할 수 있다.

또, 본 발명은 상술의 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위로 여러 가지 변형을 실시 가능하게 된다. 예를 들면, 상술한 각 실시예에서는, 화상을 표시하는 복수의 표시면은 직교하는 표시면으로 했지만, 직교에 한정되는 것이 아니라, 표시면끼리 이루는 각도가 180미만이면 좋다. 또한, 곡면이더라도 좋다.

또한, 본 발명은 이상으로 설명한 본 발명을 실현하기 위한 처리 순서가 기술된 처리 프로그램을 작성하고, 그 처리 프로그램을 플로피 디스크, 광 디스크, 하드 디스크 등의 기록 매체에 기록시켜 놓는 것도 가능하고, 본 발명은, 그 처리 프로그램의 기록된 기록 매체도 포함하는 것이다. 또한, 네트워크로부터 당해 처리 프로그램을 얻도록 하더라도 좋다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 다면체의 복수의 내면을 표시면으로서 이용하여, 이들 복수의 표시면에 걸쳐 화상의 표시를 하는 화상 표시 방법으 로서, 상기 표시할 화상을 어느 특정한 시점에서 보았을 때, 그 화상이 각각의 표시면에 어떻게 표시되는지를 구하고, 구해진 화상을 각각의 표시면에 표시하게 하도록 하고 있기 때문에, 작은 표시면에서 넓은 시야각과 입체감을 가져, 임장감·현실감이 있는 화상 표시가 가능해진다.

또한, 본 발명은, 예를 들면, DVD 등의 자연 화상에 대하여, 작은 표시면에서 넓은 시야각과 입체감을 가져, 임장감·현실감이 있는 화상 표시가 가능해지고 또한, 3차원 컴퓨터 그래픽 화상에 대해서도, 작은 표시면에서, 실제의 겉보기와 동일한 자연스러운 소실점이 존재하는 화상을 표시하게 할 수 있고, 시야각을 넓게 취한 입체감이 있는 표시를 가능하게 하는 것뿐만 아니라, 사용자의 시선의 방향을 바꾸더라도 위화감이 없는 자연스러운 원근감을 가지는 화상을 표시하게 할 수 있다.

또한, 다면체의 복수의 내면을 표시면으로서 이용하는 예로서는, 예를 들면, 실내의 벽면끼리 직교하는 방의 가장자리부(천정이나 마루도 포함함)나, 입방체 등의 상체가 서로 이웃한 적어도 2개의 내벽면 등, 본래는, 화상 표시에 맞지 않는 장소를 적극적으로 이용하여 화상 표시를 할 수 있게 된다. 이것에 의해서, 예를 들면, 그다지 넓지 않은 실내 등의 벽면을 복수면 이용하여 본 발명의 화상 표시를 하면, 그 속에 있는 사람은, 어떤 특정한 시점에서 벽면에 표시된 화상을 보는 것으로, 넓은 시야각을 가진 입체적인 화상을 볼 수 있어, 자신이 마치 실제의 장면에 있는 것 같은 임장감·현실감을 얻을 수 있다.

또한, 상기 다면체는 상체로 하여, 그 상체의 내면을 표시면으로서 이용하 고, 그 상체에 내부 관찰용 창문을 마련하여, 그 내부 관찰용 창문에 특정한 시점을 설정하고, 그 시점에서 그 내부 관찰용 창문을 통해서 내부의 표시면을 보는 구조로 하는 것도 가능하다. 이것에 의해서, 이 상체를 손에 들 수 있을 정도의 크기의 것으로 하면, 그 상체를 손에 들어, 미리 결정할 수 있던 시점에서 그 작은 상자의 내부를 보면, 넓은 시야각을 가진 입체적인 화상을 볼 수 있기 때문에, 자신이 마치 실제의 장면에 있는 것 같은 임장감·현실감을 얻을 수 있어, 휴대용의 게임기 등 폭넓은 용도를 기대할 수 있다.

Claims

다면체의 복수의 내면을 표시면으로서 이용하여, 이들 복수의 표시면에 걸쳐 화상의 표시를 실행하는 화상 표시 방법에 있어서,

상기 표시할 화상을 어느 특정한 시점(視点)에서 보았을 때, 그 화상이 각각의 표시면에 어떻게 표시되는지를 구하고, 구해진 화상을 각각의 표시면에 표시하게 하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 표시할 화상을 어느 특정한 시점에서 보았을 때, 각각의 표시면에 어떻게 표시되는지를 구하는 처리는,

상기 표시할 화상이 자연 화상인 경우, 2차원적인 표시면에 투영되는 자연 화상을, 상기 다면체를 구성하는 복수의 표시면 중 적어도 2개의 서로 이웃한 표시면에 화상 변환하는 처리인 것

을 특징으로 하는 화상 표시 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 표시할 화상을 어느 특정한 시점에서 보았을 때, 각각의 표시면에 어떻게 표시되는지를 구하는 처리는,

상기 표시할 화상이 3차원 컴퓨터 그래픽 화상인 경우, 그 3차원 컴퓨터 그래픽 화상을, 상기 다면체를 구성하는 복수의 표시면 중 적어도 2개의 서로 이웃한 표시면에 대응하게 분할하고, 그 분할된 각각의 화상 데이터가, 상기 각각의 표시면마다 1개씩의 소실점(消失点)을 갖는 투시도법(透視圖法)에 의해서 표시되는 화상 생성 처리인 것

을 특징으로 하는 화상 표시 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 다면체를 구성하는 복수의 표시면 중 적어도 2개의 서로 이웃한 표시면은, 서로 이웃한 표시면끼리 직교하는 적어도 2개의 표시면인 것을 특징으로 하는 화상 표시 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 서로 이웃한 표시면끼리 직교하는 적어도 2개의 표시면은, 수직 방향의 표시면과 수평 방향의 표시면의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시는, 화상 표시 기능을 갖는 화상 표시 수단의 화상 표시 화면을 상기 각각의 표시 화면으로서 이용하여 실행하고, 이들 각 화상 표시 수단의 화상 표시 화면에 의해서 상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시를 실행하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시는, 표시면을 화상 투영면으로 하고,이 화상 투영면에 화상을 투영하는 1개 또는 복수개의 화상 투영 장치를 이용하여 실행하며, 이 1개 또는 복수개의 화상 투영 수단에 의해서 상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시를 실행하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 다면체는 상체(箱體)로 하고, 그 상체의 내부면을 표시면으로서 이용하며, 그 상체에 상체 내부를 보기 위한 내부 관찰용 창문을 마련하여, 그 내부 관찰용 창문에 상기 특정한 시점을 설정하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 방법.
다면체의 복수의 내면을 표시면으로서 이용하고, 이들 복수의 표시면에 걸쳐 화상의 표시를 실행하는 화상 표시 장치에 있어서,

상기 표시할 화상을 어느 특정한 시점에서 보았을 때, 그 화상이 각각의 표시면에 어떻게 표시되는지를 구하는 화상 처리 수단과,

이 화상 처리 수단에 의해서 구해진 화상을 각각의 표시면에 표시하게 하는 화상 표시 수단

을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 화상 처리 수단은, 상기 표시할 화상이 자연 화상인 경우, 2차원적인 표시면에 투영되는 자연 화상을, 상기 다면체를 구성하는 복수의 표시면 중 적어도 2개의 서로 이웃한 표시면에 화상 변환하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 화상 처리 수단은, 상기 표시할 화상이 3차원 컴퓨터 그래픽인 경우, 그 3차원 컴퓨터 그래픽 화상을, 상기 다면체를 구성하는 복수의 표시면 중 적어도 2개의 서로 이웃한 표시면에 대응하게 분할하고, 그 분할된 각각의 화상 데이터가, 상기 각각의 표시면마다 1개씩의 소실점을 갖는 투시도법에 의해서 표시되는 것과 같이 화상 생성을 실행하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 다면체를 구성하는 복수의 표시면 중 적어도 2개의 서로 이웃한 표시면은, 이웃이 되는 표시면끼리 직교하는 적어도 2개의 표시면인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 서로 이웃한 표시면끼리 직교하는 적어도 2개의 표시면은, 수직 방향의 표시면과 수평 방향의 표시면의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시는, 화상 표시 기능을 갖는 화상 표시 수단의 화상 표시 화면을 상기 각각의 표시 화면으로서 이용하여 실행하고, 이들 각 화상 표시 수단의 화상 표시 화면에 의해서 상기 복수의 표시면에 걸친 화상 의 표시를 실행하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시는, 표시면을 화상 투영면으로 하고,이 화상 투영면에 화상을 투영하는 1개 또는 복수개의 화상 투영 장치를 이용하여 실행하며, 이 1개 또는 복수개의 화상 투영 수단에 의해서 상기 복수의 표시면에 걸친 화상의 표시를 실행하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 다면체는 상체로 하고, 그 상체의 내면을 표시면으로서 이용하며, 그 상체에 상체 내부를 보기 위한 내부 관찰용 창문을 마련하여, 그 내부 관찰용 창문에 상기 특정한 시점을 설정하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.