KR102198646B1

KR102198646B1 - Image projection system and method of the same

Info

Publication number: KR102198646B1
Application number: KR1020190091021A
Authority: KR
Inventors: 윤수인; 박혜신; 김지인; 임헌택
Original assignee: 서경대학교 산학협력단
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2021-01-05

Abstract

The present invention relates to an image projection system and a method for projecting an image. The present invention discloses the image projection system and the method for projecting the image, including: a first step of selecting one from among a plurality of image projection devices; a second step of displaying a pattern on the first display surface of an object; a third step of checking whether or not it is a last display surface, and checking whether it is necessary to change an image projection device if it is not the last display surface; a fourth step of changing the image projection device if it is determined that it is necessary to change the image projection device; and a fifth step of displaying the pattern on the next display surface, wherein steps 2 through 5 are repeatedly performed until the last display surface is determined according to a result of the determination of the second step. According to the present invention, a repeating pattern can be clearly projected using a plurality of projection devices on a polygonal surface having a small number (less than 10) of faces without using a plurality of cameras.

Description

영상투사시스템 및 영상 투사 방법{IMAGE PROJECTION SYSTEM AND METHOD OF THE SAME}Image projection system and image projection method {IMAGE PROJECTION SYSTEM AND METHOD OF THE SAME}

본 발명은 영상투사시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 복수 개 투사장치를 이용하고, 각 투사장치의 투사 화면의 방향 및 크기를 조절한 후 투사가 불필요한 투사 부분을 마스킹을 통해서 제어된 투사 화면을 생성하여 다각 형 오브젝트에 투사하는 영상투사시스템 및 영상 투사 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an image projection system and method, and more specifically, a projection controlled by using a plurality of projection devices, adjusting the direction and size of a projection screen of each projection device, and then masking a projection part that does not require projection. The present invention relates to an image projection system and an image projection method for generating a screen and projecting it onto a polygonal object.

최근에는 영상 서비스, 게임 서비스 등과 같이 다양한 멀티 미디어 서비스들이 제안되고 있다. 또한 이와 같은 개별적인 서비스들을 통합하여 사용자들에게 실감 있는 서비스를 제공하려는 시도도 계속되고 있다. 예를 들어, 아무런 무늬가 없는 오브젝트에 반복되는 이미지를 포함하는 영상을 투사하여 마치 해당 오브젝트의 표면이 반복되는 이미지를 가지고 있는 것과 같은 느낌을 줄 수 있다.Recently, various multimedia services such as video services and game services have been proposed. In addition, attempts to provide realistic services to users by integrating these individual services are continuing. For example, by projecting an image including a repetitive image on an object without any pattern, it is possible to give a feeling as if the surface of the object has a repetitive image.

이 경우 오브젝트의 표면이 프로젝터의 투사 방향과 수직하지 않으므로 오브젝트에 투사되는 영상이 왜곡되는 문제가 있었다. 이러한 문제점은 복수 개 카메라를 이용하여 오브젝트를 촬영하고, 촬영된 영상으로부터 오브젝트의 형상 및 투사 장치와 오브젝트 사이의 거리를 연산을 통하여 구하고, 해당 오브젝트에 대한 폴리곤으로 구성되는 3차원 모델링 정보를 생성한 후, 생성된 3차원 모델링의 폴리곤에 필요한 영상을 매핑하도록 투사하는 방식으로 해결할 수 있는 것으로 알려져 있다.In this case, since the surface of the object is not perpendicular to the projection direction of the projector, there is a problem that the image projected on the object is distorted. This problem is that the object is photographed using a plurality of cameras, the shape of the object and the distance between the projection device and the object are calculated from the captured image, and 3D modeling information consisting of polygons for the object is generated. After that, it is known that this can be solved by projecting an image required to map an image required for a polygon of the generated 3D modeling.

그런데 이러한 3차원 모델링을 통한 매핑 방식은 복수 개 카메라를 사용하여야 하며 오브젝트와 카메라 사이 거리를 복잡한 연산을 통해 구해야 하므로 몇 개의 단순한 면만으로 구성되는 오브젝트에 반복 패텬을 선명한 영상을 표현하는 예술 작품 등에는 적용하기 시스템이 복잡해져서 쉽게 적용할 수 없는 어려움이 있었다.However, this mapping method through 3D modeling requires the use of multiple cameras, and the distance between the object and the camera must be obtained through complex calculations. Therefore, a repetitive pattern on an object composed of only a few simple faces is used for art works that express clear images. There was a difficulty that could not be easily applied because the system became complicated.

한국공개특허 제10-2015-0117505호 (2015.10.20 공개)Korean Patent Publication No. 10-2015-0117505 (published on October 20, 2015)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 카메라를 사용함이 없이 복수 개 투사 장치를 이용하여 다각면을 갖는 오브젝트의 각 면에 반복적인 패턴을 자연스럽게 투사할 수 있는 영상투사시스템 및 영상 투사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is intended to solve the above problems, and an image projection system and image projection method capable of naturally projecting a repetitive pattern on each surface of an object having multiple facets using a plurality of projection devices without using a camera. It aims to provide.

본 발명의 상기 목적은 복수 개 표시면을 갖는 오브젝트의 각 표시면에 카메라를 이용함이 없이 패턴을 투사하는 영상투사시스템에 있어서, 복수 개 영상투사장치 및 복수 개 영상투사장치를 제어하며, 마우스, 키보드를 포함하는 입력부, 모니터 및 영상데이터를 출력하는 영상출력선을 갖는 출력부, 하드디스크 및 플래시메모를 포함하는 저장부, 연산제어부 및 통신부를 구비하는 영상제어장치를 구비하고, 저장부에는 복수 개 패턴을 저장하는 패턴저장부가 구비되며, 영상제어장치에는 조작자로부터 명령을 입력받고 명령에 따른 응답을 상기 모니터를 통해 조작자에게 보여주는 유저인터페이스부와, 유저인터페이스부로부터 입력되는 명령에 따라 상기 오브젝트의 각 표시면 형상에 따라 사각 형상의 조사면을 형성하는 랩핑처리부, 상기 랩핑처리부에서 출력되는 사각 형상의 조사면 중에서 필요하지 않은 부분을 마스킹 처리하는 마스킹처리부, 이웃하는 조사면 사이에서 중복 조사하는 경계면의 밝기를 저하시키는 브랜딩처리부, 상기 패턴저장부에 포함된 복수 개 패턴 중 하나를 선택하는 패턴선택부, 상기 랩핑처리부에서 출력되는 조사면에 선택된 패턴을 디스플레이하는 패턴처리부 및 3차원이미지데이터를 생성하는 3차원이미지생성부를 포함하는 영상처리부 및 인터페이스부로부터 선택 출력되는 영상투사장치 선택신호에 따라 상기 3차원이미지생성부에서 출력되는 3차원이미지데이터를 임시 저장부에 잠시 저장하였다가 선택된 영상투사장치로 상기 3차원이미지데이터를 전송하는 선택투사부를 포함하고, 인터페이스부는 상기 패턴저장부에 저장된 패턴을 디스플레이하는 제1윈도우와, 외부로부터 패턴을 추가하는 기능을 수행하는 패턴추가버튼과, 복수 개 영상투사장치 중에서 제어할 영상투사장치를 선택하는 영상투사장치 선택버튼과, 선택된 영상투사장치의 전체 투사 화면을 표시하는 스크린윈도우과, 선택된 영상투사장치가 조사할 사각형상의 조사면을 생성하거나 조사화면, 마스킹 화면의 이동 및 변형을 포함하는 조작 명령을 수행하기 위한 제어패널과, 스크린윈도우에 활성화된 전체 패턴을 디스플레이하고 각 패턴의 크기 및 간격을 조절하는 쉐입윈도우와, 쉐입(shape)을 추가하는 쉐입추가윈도우와, 스크린윈도우에 활성화된 전체 마스킹 화면을 표시하는 마스크윈도우 및 마스킹 화면을 생성하는 마스크생성버튼으로 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사시스템에 의해서 달성 가능하다.The above object of the present invention is an image projection system for projecting a pattern on each display surface of an object having a plurality of display surfaces without using a camera, controlling a plurality of image projection devices and a plurality of image projection devices, a mouse, An input unit including a keyboard, an output unit having an image output line for outputting a monitor and image data, a storage unit including a hard disk and a flash memo, an operation control unit and an image control unit including a communication unit are provided, and the storage unit includes a plurality of A pattern storage unit for storing dog patterns is provided, and the image control device receives a command from an operator and displays a response according to the command to the operator through the monitor, and the object is stored according to the command input from the user interface unit. A lapping processing unit that forms a square-shaped irradiation surface according to the shape of each display surface, a masking processing unit that masks an unnecessary portion of the square-shaped irradiation surface output from the wrapping processing unit, and a boundary surface overlapping irradiation between neighboring irradiation surfaces A branding processing unit that lowers the brightness of the pattern, a pattern selection unit that selects one of a plurality of patterns included in the pattern storage unit, a pattern processing unit that displays the selected pattern on the irradiation surface output from the wrapping processing unit, and generates 3D image data The image projection device selected after temporarily storing the 3D image data output from the 3D image generation unit in a temporary storage unit according to a selection signal selected and output from the image processing unit and the interface unit including a 3D image generation unit And a selection projection unit for transmitting the 3D image data to the interface unit, and the interface unit includes a first window for displaying a pattern stored in the pattern storage unit, a pattern addition button for performing a function of adding a pattern from the outside, and a plurality of images An image projection device selection button for selecting an image projection device to be controlled from among the projection devices, a screen window displaying the entire projection screen of the selected image projection device, and a rectangular irradiation surface to be irradiated by the selected image projection device, or irradiation screen, masking A control panel for performing operation commands including movement and transformation of the screen, and the active screen window A shape window that displays the entire pattern and adjusts the size and spacing of each pattern, a shape addition window that adds a shape, a mask window that displays the entire masking screen activated in the screen window, and a mask that creates a masking screen It can be achieved by the image projection system, characterized in that including as a generating button.

인터페이스부는 패턴저장부에 저장된 패턴을 디스플레이하는 제1윈도우와, 외부로부터 패턴을 추가하는 기능을 수행하는 패턴추가버튼과, 복수 개 영상투사장치 중에서 제어할 영상투사장치를 선택하는 영상투사장치 선택버튼과, 선택된 영상투사장치의 전체 투사 화면을 표시하는 스크린윈도우과, 선택된 영상투사장치가 조사할 사각형상의 조사면을 생성하거나 조사화면, 마스킹 화면의 이동 및 변형을 포함하는 조작 명령을 수행하기 위한 제어패널과, 스크린윈도우에 활성화된 전체 패턴을 디스플레이하고 각 패턴의 크기 및 간격을 조절하는 쉐입윈도우와, 쉐입(shape)을 추가하는 쉐입추가윈도우와, 스크린윈도우에 활성화된 전체 마스킹 화면을 표시하는 마스크윈도우 및 마스킹 화면을 생성하는 마스크생성버튼으로 포함하는 것을 특징으로 한다.The interface unit includes a first window for displaying a pattern stored in the pattern storage unit, a pattern addition button for adding a pattern from the outside, and an image projection device selection button for selecting an image projection device to be controlled from among a plurality of image projection devices. And, a screen window that displays the entire projection screen of the selected image projection device, and a control panel for generating a rectangular irradiation surface to be irradiated by the selected image projection device, or performing operation commands including movement and transformation of the irradiation screen and masking screen And, a shape window that displays the entire pattern activated on the screen window and adjusts the size and spacing of each pattern, a shape addition window that adds shapes, and a mask window that displays the entire masking screen activated on the screen window. And a mask generation button for generating a masking screen.

본 발명의 또 다른 목적은 복수 개 표시면(제1표시면 및 제2표시면 포함)을 갖는 오브젝트의 각 표시면에 카메라를 이용함이 없이 패턴을 복수 개 영상투사장치를 이용하여 투사하는 영상투사방법에 있어서,복수 개 영상투사장치 중에서 하나를 선택하는 제1단계와, 오브젝트의 제1표시면에 패턴을 디스플레이하는 제2단계와, 마지막 표시면인지 여부를 확인하고, 마지막 표시면이 아닌 경우에는 영상투사장치를 변경할 필요가 있는지 체크하는 제3단계와, 영상투사장치 변경이 필요하다 판단되면 영상투사장치를 변경하는 제4단계와, 다음 표시면에 패턴을 디스플레이하는 제5단계를 포함하고, 제2단계 내지 상기 제5단계를 상기 제2단계의 판별 결과 마지막 표시면으로 판별될 때까지 반복 수행하는 것을 특징으로 하며, 제5단계는 오브젝트의 표시면과 적합한 형상의 갖는 단색 사각 형상의 조사면을 형성하는 조사면 형성단계와, 조사면에 디스플레이 하고자 하는 패턴을 표시하는 패턴 형성단계 및 오브젝트 표시면 외 영역에 조사되는 조사면을 블로킹 처리하는 마스크 형성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사방법에 의하여 달성 가능하다.Another object of the present invention is to project a pattern on each display surface of an object having a plurality of display surfaces (including a first display surface and a second display surface) using a plurality of image projection devices without using a camera. In the method, a first step of selecting one of a plurality of image projection devices, a second step of displaying a pattern on a first display surface of an object, and checking whether it is the last display surface, and if not the last display surface A third step of checking whether it is necessary to change the image projection device, a fourth step of changing the image projection device when it is determined that the image projection device needs to be changed, and a fifth step of displaying a pattern on the next display surface are included. , Steps 2 to 5 are repeatedly performed until the final display surface is determined as a result of the determination in the second step, and the fifth step is a monochromatic rectangular shape having a shape suitable for the display surface of the object. An image comprising an irradiation surface forming step of forming an irradiation surface, a pattern forming step of displaying a pattern to be displayed on the irradiation surface, and a mask forming step of blocking the irradiated surface irradiated to an area outside the object display surface It can be achieved by the projection method.

조사면 형성단계는 사각 형상의 조사면을 생성하고, 생성된 조사면을 오브젝트의 표시면 위치로 이동시키고, 조사면의 꼭지점 위치를 변경하면서 조사면을 오브젝트의 표시면 형상으로 변형시키는 단계를 포함하며, 패턴 형성단계는 단색으로 표시된 조사면을 패턴으로 표시하며, 표시된 패턴의 간격 및 갯수를 조절하는 단계를 포함하며, 마스크 형성단계는 사각 형상의 마스크를 생성하고, 오브젝트를 육안으로 관찰하면서 생성된 마스크를 제거하고자 하는 영역으로 이동시키고, 마스크의 꼭지점 위치를 변경하면서 조사면을 오브젝트의 표시면 형상과 일치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The irradiation surface forming step includes the steps of creating a square-shaped irradiation surface, moving the generated irradiation surface to the position of the display surface of the object, and transforming the irradiation surface into the shape of the display surface of the object while changing the position of the vertex of the irradiation surface. And, the pattern formation step displays the irradiation surface displayed in a single color as a pattern, and includes the step of adjusting the spacing and number of the displayed patterns, and the mask formation step creates a square-shaped mask and creates it while observing the object with the naked eye. And moving the masked mask to an area to be removed, and matching the irradiation surface with the shape of the display surface of the object while changing a position of a vertex of the mask.

본 발명에 따른 영상투사시스템 및 영상 투사 방법에 의하면 복수 개 카메라를 사용하지 않으면서도 많지 않는 수(10개 미만)의 면으로 이루어진 다각형의 표면에 복수 개 투사 장치를 이용하여 반복 패턴을 선명하게 투사할 수 있게 되었다.According to the image projection system and image projection method according to the present invention, a repeating pattern is clearly projected using a plurality of projection devices on a polygonal surface consisting of a small number (less than 10) planes without using a plurality of cameras. I could do it.

본 발명에 따른 영상투사시스템 및 영상 투사 방법은 움직이거나 10 개 이상의 면으로 이루어진 다각형에는 적용이 어려우나 10 개 미만의 적은 갯수의 면으로 이루어진 다각형의 표면을 갖는 오브젝트에는 반복적으로 표현되는 선명한 패턴 이미지를 투사할 수 있게 되어 비교적 단순하고 저렴한 장치를 이용하여 다각형 표면에 예술적인 표현이 가능하게 되었다.The image projection system and the image projection method according to the present invention are difficult to apply to a polygon having a moving or more than 10 planes, but a sharp pattern image that is repeatedly expressed on an object having a polygonal surface composed of a small number of planes less than 10 Since it is possible to project, artistic expression on the polygonal surface is possible using a relatively simple and inexpensive device.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예인 영상투사시스템 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 영상제어장치(20)에 구비되는 영상처리모듈의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 인터페이스부의 일 실시예.
도 4는 본 발명에 따른 영상투사시스템을 이용하여 오브젝트의 보이는 모든 표시면에 패턴 영상을 투사하는 수순을 보여주는 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 영상투사시스템을 이용하여 오브젝트의 보이는 하나의 표시면에 패턴 영상을 투사하는 수순을 보여주는 흐름도.
도 6은 n개 표시면을 갖는 오브젝트에 본 발명에 따른 영상투사장치를 이용하여 패턴을 디스플레이하는 전체 과정을 설명한 흐름도.
도 7, 도 9, 도 10, 도 12, 도 13, 도 15, 도 16, 도 18, 도 20, 도 21, 도 23 및 도 25는 구체적인 일실시예에 따른 도 3에 제시된 인터페이스부의 스크린윈도우를 캡쳐한 화면들.
도 8, 도 11, 도 14, 도 17, 도 19, 도 22, 도 24 및 도 26은 본 발명의 구성과는 무관한 별도 카메라를 이용하여 본 발명의 구체적인 실시예에 따라 패턴을 오브젝트 표시면에 투사하는 상태를 촬영한 이미지들.
도 27은 예시적 실시예에 따라서 오브젝트에 투사될 패턴 영상을 변형하는 것을 도시한 도면.
도 28은 예시적 실시예에 따라서 이미지의 크기를 변형하는 것을 도시한 도면.1 is a block diagram of an image projection system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an image processing module provided in the image control device 20 according to the present invention.
3 is an embodiment of an interface unit according to the present invention.
4 is a flow chart showing a procedure for projecting a pattern image on all visible display surfaces of an object using the image projection system according to the present invention.
5 is a flowchart showing a procedure of projecting a pattern image on one visible display surface of an object using the image projection system according to the present invention.
6 is a flowchart illustrating an entire process of displaying a pattern on an object having n display surfaces by using the image projection apparatus according to the present invention.
7, 9, 10, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 21, 23, and 25 are screen windows of the interface unit shown in FIG. 3 according to a specific embodiment. Screens captured.
8, 11, 14, 17, 19, 22, 24, and 26 show a pattern on an object display surface according to a specific embodiment of the present invention using a separate camera irrelevant to the configuration of the present invention. Images taken when projected onto.
Fig. 27 is a diagram illustrating a transformation of a pattern image to be projected onto an object according to an exemplary embodiment.
Fig. 28 is a diagram illustrating a transformation of an image size according to an exemplary embodiment.

본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

또한, 본 명세서에서, "~ 상에 또는 ~ 상부에" 라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에 또는 상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에 또는 상부에" 접촉하여 있거나 간격을 두고 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In addition, in the present specification, the term "on or above" means to be positioned above or below the target portion, and does not necessarily mean to be positioned above or below the direction of gravity. In addition, when a part such as a region, plate, etc. is said to be "on or on" another part, it is not only in contact with or spaced apart from the other part "directly on or on", as well as another part in the middle. This includes cases where there is.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in the present specification, when one component is referred to as "connected" or "connected" to another component, the one component may be directly connected or directly connected to the other component, but specially It should be understood that as long as there is no opposing substrate, it may be connected or may be connected via another component in the middle.

또한, 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In addition, in the present specification, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예인 영상투사시스템 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 영상투사시스템(100)은 복수 개 영상투사장치(11, 13)와 복수 개 영상투사장치를 제어하는 영상제어장치(20)로 구성된다. 영상투사시스템(100)을 이용하여 외부에 놓여지는 오브젝트(200)를 구성하는 각 표시면에 패턴이 부가된 영상을 자연스럽게 투사하게 된다. 도 1에 도시된 오브젝트(200)는 패턴을 투사할 표시면을 두 개 가진 오브젝트로 본다. 본 발명의 영상투사시스템(100)에는 카메라가 구비되지 않음을 알 수 있다.1 is a block diagram of an image projection system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the image projection system 100 according to the present invention includes a plurality of image projection devices 11 and 13 and an image control device 20 that controls the plurality of image projection devices. An image to which a pattern is added to each display surface constituting the object 200 placed outside is naturally projected using the image projection system 100. The object 200 illustrated in FIG. 1 is viewed as an object having two display surfaces on which a pattern is to be projected. It can be seen that a camera is not provided in the image projection system 100 of the present invention.

영상투사장치(11, 13)는 통상 프로젝터로 명명하는 것으로 영상 데이터를 입력받은 후 투사렌즈를 이용하여 스크린에 확대 투사하는 장치이다. 영상투사장치(11, 13)는 광원으로 할로겐 램프, LED 램프 또는 레이저를 광원으로 사용하여 LCoS, 투과형 액정 디스플레이 또는 디지털 미러 등으로 구성되는 다양한 이미지변환장치를 이용하여 광원에서 조사되는 광을 이미지변환장치를 통해 이미지로 변환한 후 확대 투사하는 장치이다.The image projection apparatuses 11 and 13 are generally referred to as projectors, and are devices that receive image data and then enlarge and project them onto a screen using a projection lens. The image projection device (11, 13) uses a halogen lamp, LED lamp, or laser as a light source as a light source, and converts the light irradiated from the light source using various image conversion devices composed of LCoS, transmissive liquid crystal display, or digital mirror. It is a device that converts to an image through the device and then enlarges the project.

영상제어장치(20)는 마우스, 키보드 등의 입력부, 모니터 및 영상데이터를 출력하는 영상출력선을 갖는 출력부, 하드디스크 또는 플래시메모를 포함하는 저장부, 연산제어부 및 통신부를 갖는 통상의 컴퓨팅 장치를 의미한다. 영상제어장치(20)는 영상데이터를 생성한 후 영상출력선을 통하여 영상투사장치(11, 13)에 투사될 영상 데이터를 전송하는 기능을 수행한다.The image control device 20 is a general computing device having an input unit such as a mouse and a keyboard, an output unit having an image output line for outputting a monitor and image data, a storage unit including a hard disk or flash memo, an operation control unit and a communication unit Means. After generating image data, the image control device 20 performs a function of transmitting image data to be projected to the image projection devices 11 and 13 through an image output line.

도 2는 본 발명에 따른 영상제어장치(20)에 구비되는 영상처리모듈의 구성도이다. 영상처리모듈은 유저인터페이스부(21), 영상처리부(23) 및 선택투사부(25)로 구성되며, 각 구성부는 하드웨어 또는 소프트웨어적으로 구비될 수 있으나 본 발명의 실시예에서는 소프트웨어적으로 구현하였다. 2 is a block diagram of an image processing module provided in the image control device 20 according to the present invention. The image processing module is composed of a user interface unit 21, an image processing unit 23, and a selective projection unit 25, and each component may be provided in hardware or software, but is implemented in software in the embodiment of the present invention. .

유저인터페이스부(21)는 조작자로부터 명령을 입력받고 명령에 따른 응답을 모니터를 통해 조작자에게 보여주는 모듈이다. 영상처리부(23)는 오브젝트의 각 표시면 형상에 따라 사각형상의 조사면을 형성하는 랩핑처리부, 랩핑처리부에서 출력되는 사각형상의 조사면 중에서 필요하지 않은 부분을 마스킹 처리하는 마스킹처리부, 이웃하는 조사면 사이에서 중복 조사하는 경계면의 밝기를 저하시키는 브랜딩처리부, 패턴저장부에 포함된 복수 개 패턴 중 하나를 선택하는 패턴선택부, 랩핑처리부에서 출력되는 조사면에 선택된 패턴을 디스플레이하는 패턴처리부 및 3차원이미지생성부로 구성된다. 선택투사부(25)는 인터페이스부(21)로부터 선택 출력되는 투사장치 선택신호에 따라 3차원이미지생성부에서 출력되는 3차원이미지데이터를 임시 저장부에 잠시 저장하였다가 선택된 인터페이스를 통해 선택된 영상투사장치로 3차원이미지데이터를 전송하는 모듈이다. 복수 개 패턴을 저장하는 패턴저장부가 구비되며, 패턴저장부는 통상 저장부의 일부에 기록된다.The user interface unit 21 is a module that receives a command from an operator and displays a response according to the command to the operator through a monitor. The image processing unit 23 is a wrapping processing unit that forms a rectangular irradiation surface according to the shape of each display surface of an object, a masking processing unit that masks an unnecessary portion of the rectangular irradiation surface output from the wrapping processing unit, and between adjacent irradiation surfaces. A branding processing unit that decreases the brightness of the boundary surface to be irradiated in duplicate, a pattern selection unit that selects one of a plurality of patterns included in the pattern storage unit, a pattern processing unit that displays the selected pattern on the irradiation surface output from the wrapping processing unit, and a 3D image It consists of a generator. The selective projection unit 25 temporarily stores the 3D image data output from the 3D image generation unit in a temporary storage unit according to the projection device selection signal selected and output from the interface unit 21, and then projects the selected image through the selected interface. It is a module that transmits 3D image data to the device. A pattern storage unit for storing a plurality of patterns is provided, and the pattern storage unit is usually recorded in a part of the storage unit.

도 3은 본 발명에 따른 인터페이스부의 일 실시예이다. 인터페이스부는 패턴저장부에 저장된 패턴을 디스플레이하는 제1윈도우(1), 외부로부터 패턴을 추가하는 기능을 수행하는 패턴추가버튼(2), 복수 개 영상투사장치 중에서 제어할 영상투사장치를 선택하는 영상투사장치 선택버튼(3), 선택된 영상투사장치의 전체 투사 화면을 표시하는 스크린윈도우(4), 선택된 영상투사장치가 조사할 사각형상의 조사면을 생성하거나 조사화면, 마스킹 화면의 이동 및 변형 등의 조작 명령을 수행하기 위한 제어패널(5), 스크린윈도우에 활성화된 전체 패턴을 디스플레이하고, 각 패턴의 크기 및 간격을 조절하는 쉐입윈도우(6), 쉐입(shape)을 추가하는 쉐입추가윈도우(7), 스크린윈도우에 활성화된 전체 마스킹 화면을 표시하는 마스크윈도우(8) 및 마스킹 화면을 생성하는 마스크생성버튼(9)으로 구성된다.3 is an embodiment of an interface unit according to the present invention. The interface unit includes a first window (1) that displays a pattern stored in the pattern storage unit, a pattern add button (2) that performs a function of adding a pattern from the outside, and an image for selecting an image projection device to be controlled from among a plurality of image projection devices. Projection device selection button (3), a screen window that displays the entire projection screen of the selected image projection device (4), creating a rectangular irradiation surface to be irradiated by the selected image projection device, or moving and transforming the irradiation screen and masking screen, etc. A control panel (5) for executing an operation command, a shape window (6) that displays the entire pattern activated on the screen window, and adjusts the size and spacing of each pattern, and a shape addition window (7) that adds a shape. ), a mask window 8 that displays the entire masking screen activated on the screen window, and a mask creation button 9 that creates a masking screen.

도 4는 본 발명에 따른 영상투사시스템을 이용하여 오브젝트의 보이는 모든 표시면에 패턴 영상을 투사하는 수순을 보여주는 흐름도이다. 먼저 장치를 초기화하고, 영상투사장치를 선택한다(ST10, ST20). 오브젝트의 제1표시면을 처리한 후(ST30), 마지막 표시면인지 여부를 확인하고(ST40), 마지막 표시면인 경우에는 처리를 종료하고, 그렇지 않은 경우에는 영상투사장치 변경이 필요한지 체크한다(ST50). 영상투사장치 변경이 필요하다 판단되면 영상투사장치를 변경한 후(ST60), 표시면의 순번을 표시하는 변수(N)을 '1'만큼 증가시킨 후 다음 제N표시면을 처리하는 ST30 단계를 반복적으로 수행하게 된다.4 is a flowchart showing a procedure for projecting a pattern image on all visible display surfaces of an object using the image projection system according to the present invention. First, the device is initialized and an image projection device is selected (ST10, ST20). After processing the first display surface of the object (ST30), it is checked whether it is the last display surface (ST40), and if it is the last display surface, the processing is terminated, and if not, it is checked whether a change of the image projection device is necessary ( ST50). If it is determined that it is necessary to change the image projection device, after changing the image projection device (ST60), step ST30 of processing the next Nth display surface after increasing the variable (N) indicating the order of the display surface by '1'. It will be performed repeatedly.

도 5는 본 발명에 따른 영상투사시스템을 이용하여 오브젝트의 보이는 하나의 표시면에 패턴 영상을 투사하는 수순을 보여주는 흐름도이다. 하나의 표시면에 패턴 영상을 투사하는 단계는 크게 조사면 형성단계, 패턴 형성단계 및 마스크 형성단계로 구분할 수 있다. 5 is a flowchart showing a procedure of projecting a pattern image on one visible display surface of an object using the image projection system according to the present invention. Projecting a pattern image on one display surface can be largely divided into an irradiation surface forming step, a pattern forming step, and a mask forming step.

조사면 형성단계는 오브젝트의 표시면과 적합한 형상의 단색 사각 형상의 조사면을 형성하는 단계이다. 세부적으로 조사면 형성 단계는 사각 형상의 조사면을 생성하고, 오브젝트를 육안으로 관찰하면서 생성된 조사면을 오브젝트의 표시면 위치로 이동시키고, 조사면의 꼭지점 위치를 변경하면서 조사면을 오브젝트의 표시면 형상으로 변형시키는 단계로 이루어진다. The irradiation surface forming step is a step of forming an irradiation surface having a monochromatic square shape having a suitable shape and a display surface of an object. In detail, in the step of forming the irradiation surface, a square-shaped irradiation surface is created, the created irradiation surface is moved to the display surface position of the object while observing the object with the naked eye, and the irradiation surface is displayed while changing the position of the vertex of the irradiation surface. It consists of a step of transforming into a plane shape.

오브젝트의 표시면은 사각 형상에 국한되지 않고 오브젝트에 따라 삼각 형상, 오각 형상 등의 다양한 다각 형상 또는 곡선 형상을 가질 수 있다. 이에 비해 본 발명에서는 조사면을 사각 형상만으로 구성하였다. 이는 표시하고자 하는 패턴을 자연스럽게 변형할 수 있기 때문이다. 사각 형상의 조사면은 오브젝트 표시면의 다양한 형상으로 변형시켜야 하는데 본 발명에서는 조사가 필요하지 않은 부분을 마스크로 블로킹 처리하는 기법을 사용하여 다양한 형상의 오브젝트 보이는 면을 표현할 수 있도록 구현하였다.The display surface of the object is not limited to a rectangular shape and may have various polygonal shapes or curved shapes such as a triangular shape or a pentagonal shape depending on the object. In contrast, in the present invention, the irradiation surface was configured only in a square shape. This is because the pattern to be displayed can be naturally transformed. The square-shaped irradiation surface should be transformed into various shapes of the object display surface, and in the present invention, a mask is used to block a portion that does not require irradiation, so that the visible surface of the object of various shapes can be expressed.

패턴 형성단계는 조사면에 디스플레이 하고자 하는 패턴을 처리를 하는 단계이다. 세부적으로 단색으로 표시된 조사면을 패턴을 형성하고, 표시된 패턴의 간격 및 갯수를 육안으로 오브젝트에 투사되는 면을 관찰하면서 조절하는 단계로 구성된다.The pattern formation step is a step of processing a pattern to be displayed on the irradiated surface. It consists of a step of forming a pattern on the irradiation surface marked in detail in a single color, and adjusting the interval and number of displayed patterns while observing the surface projected onto the object with the naked eye.

마스크 형성단계는 사각 형상의 조사면과 오브젝트의 표시면 사이의 형상 차이를 없애기 위한 단계로서, 오브젝트 표시면 외 영역에 조사되는 조사면을 블로킹 처리하는 단계이다. 세부적으로 마스크 형성단계는 사각 형상의 마스크를 생성하고, 오브젝트를 육안으로 관찰하면서 생성된 마스크를 가리고자 하는 영역으로 이동시키고, 마스크의 꼭지점 위치를 변경하면서 조사면을 오브젝트의 표시면 형상과 일치시키는 단계로 이루어진다.The mask forming step is a step for removing a difference in shape between the square-shaped irradiation surface and the display surface of the object, and is a step of blocking the irradiation surface irradiated to an area outside the object display surface. In detail, the mask formation step is to create a square-shaped mask, move the created mask to the area you want to cover while observing the object with the naked eye, and change the position of the vertices of the mask to make the irradiation surface match the shape of the display surface of the object. It consists of steps.

오브젝트의 표시면에 패턴을 디스플레이하기 위해서 조사면 형성단계 및 패턴 형성단계는 비교적 한 번씩 수행되는 반면 마스크 형성단계는 조사면과 오브젝트의 한 면 형상 차이가 많을 경우 이를 해소하기 위해서 복수 개 마스크를 생성할 필요가 있으므로 복수 번 수행될 수 있다.In order to display a pattern on the display surface of an object, the irradiation surface formation step and the pattern formation step are performed relatively once, whereas the mask formation step creates a plurality of masks to resolve the difference in shape between the irradiation surface and one side of the object. It needs to be done, so it can be done multiple times.

본 발명에 따른 영상투사시스템은 전술한 바와 같이 카메라가 구비되지 않는다. 카메라가 구비되지 않으므로 조사면 형성단계, 패턴 형성단계 및 마스크 형성단계는 조작자가 영상투사장치를 이용하여 오브젝트에 조사면을 투사하고 육안으로 오브젝트의 표시면을 관찰하면서 조작자의 조작에 따라 수행되는 것을 특징으로 한다. 도 5에 의하면, 조사면 형성단계, 패턴 형성단계 및 마스크 형성단계가 순차적으로 이루어지는 것으로 설명되었으나 패턴 형성단계와 마스크 형성단계는 순서를 변경하여 수행하여도 무방하다. 또한, 조사면 형성단계를 완료한 이후에는 조사면 이동과 꼭지점 변형이 더 이상 수행되지 않는 것이 아니라 필요할 경우 어느 단계에서나 이루어질 수 있다. 예를 들어, 마스크 꼭지점 변형 단계를 수행하다가 조사면 꼭지점 위치가 오브젝트의 표시면과 일치하지 않는다고 판단될 경우 조사면을 이동시키는 단계 및/또는 꼭지점 위치 변경 단계를 수행할 수 있음은 물론이다. 유사하게 조사면 패턴 형성단계, 조사면 패턴 조절단계, 조사면용 마스크 이동단계 및 조사면용 마스크 꼭지점 변형단계도 어느 단계에서나 수행될 수 있음은 물론이나 조사면용 마스크 이동단계 및 조사면용 마스크 꼭지점 변형단계는 수행전에 먼저 조사면용 마스크 생성단계가 먼저 수행되어야 함은 물론이다.As described above, the image projection system according to the present invention is not equipped with a camera. Since the camera is not provided, the steps of forming an irradiation surface, forming a pattern, and forming a mask are performed according to the operator's manipulation while the operator projects the irradiation surface onto the object using an image projection device and observes the display surface of the object with the naked eye. It is characterized. Referring to FIG. 5, it has been described that the irradiation surface forming step, the pattern forming step, and the mask forming step are sequentially performed, but the pattern forming step and the mask forming step may be performed in a different order. In addition, after completing the irradiation surface forming step, the irradiation surface movement and vertex deformation are not performed anymore, but can be performed at any stage if necessary. For example, while performing the mask vertex transformation step, if it is determined that the position of the vertex of the irradiation surface does not coincide with the display surface of the object, the step of moving the irradiation surface and/or the step of changing the vertex position may be performed. Similarly, the irradiation surface pattern formation step, the irradiation surface pattern adjustment step, the irradiation surface mask movement step, and the irradiation surface mask vertex transformation step can be performed at any stage, but the irradiation surface mask movement step and the irradiation surface mask vertex transformation step It goes without saying that the step of generating a mask for the irradiation surface must be performed first before performing it.

도 6은 n개 표시면을 갖는 오브젝트에 본 발명에 따른 영상투사장치를 이용하여 패턴을 디스플레이하는 전체 과정을 설명한 흐름도이다. 각 표시면에 패턴을 표시하는 처리단계들은 도 5에 도시된 흐름에 따라 처리 되므로 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다. 도 6에서 제1조사면은 제1영상투사장치에 의해 형성되고, 제2조사면은 제2영상투사장치에 형성되는 경우를 가정하며, 제1조사면과 제2조사면이 중복해서 투사되는 경계면은 블렌딩 처리가 필요하다. 동일한 영역을 두 개 영상투사장치를 이용하여 중복 투사하면 광(光) 특성상 밝기가 하나의 영상투사장치에 의해 투사된 영역보다 밝아진다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 두 개 영상투사장치를 이용해서 투사되는 중복 영역은 영상처리모듈에 구비된 브렌딩처리부를 통해서 휘도를 저하시키도록 구성하였다. 브렌딩처리를 위해서는 두 개의 영상투사장치에 의해 중복 투사되는 영역을 파악하여야 한다. 본 발명에서는 두 개의 영상투사장치를 처음 설치할 때 서로 동일한 영역을 투사하도록 일치시킨 상태에서 패턴 형성 과정을 수행하였기에 비교적 쉽게 중복 투사 영역을 파악할 수 있었다. 물론 두 개(또는 두 개 이상)의 영상투사장치가 각각 서로 일치되지 않는 영역도 조사하도록 설치할 경우에는 각 영상투사장치가 투사하는 영역을 파악하는 작업이 먼저 수행되어야 할 것이다.6 is a flowchart illustrating an entire process of displaying a pattern on an object having n display surfaces using the image projection apparatus according to the present invention. The processing steps for displaying the pattern on each display surface are processed according to the flow shown in FIG. 5, and thus detailed descriptions thereof will be omitted. In Fig. 6, it is assumed that the first irradiation surface is formed by the first image projection device, and the second irradiation surface is formed on the second image projection device, and the first irradiation surface and the second irradiation surface are projected overlappingly. The interface needs to be blended. If the same area is repeatedly projected using two image projection devices, the brightness becomes brighter than the area projected by one image projection device due to the light characteristics. In order to solve this problem, the overlapping area projected using two image projection apparatuses is configured to lower the luminance through a branding processor provided in the image processing module. For the branding process, it is necessary to grasp the overlapped projection area by two image projection devices. In the present invention, when the two image projection apparatuses are initially installed, the pattern formation process is performed in a state in which the two image projection apparatuses are matched to project the same area, so that the overlapping projection area can be relatively easily identified. Of course, when two (or two or more) image projection apparatuses are installed so as to irradiate regions that do not coincide with each other, the task of grasping the region projected by each image projection apparatus should be performed first.

이하, 도 1에 제시된 바와 같은 사각뿔 형상의 오브젝트를 한 개의 영상투사장치를 이용하여 두 개의 오브젝트 표시면에 패턴을 디스플레이하는 구체적인 실시예를 도 6 내지 도 26을 이용하여 설명하기로 한다. 도 7, 도 9, 도 10, 도 12, 도 13, 도 15, 도 16, 도 18, 도 20, 도 21, 도 23 및 도 25는 도 3에 제시된 인터페이스부의 스크린윈도우를 캡쳐한 화면이다. 이와 달리 도 8, 도 11, 도 14, 도 17, 도 19, 도 22, 도 24 및 도 26은 본 발명의 구성과는 무관한 별도 카메라를 이용하여 실제 오브젝트를 촬영한 이미지를 도시한 것이다.Hereinafter, a specific embodiment of displaying a pattern on two object display surfaces by using a single image projection apparatus on an object having a quadrangular pyramid as shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 6 to 26. 7, 9, 10, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 21, 23, and 25 are screens capturing the screen window of the interface unit shown in FIG. 3. On the contrary, FIGS. 8, 11, 14, 17, 19, 22, 24, and 26 show images photographed by using a separate camera, which is not related to the configuration of the present invention.

도 6의 단계 중 제1조사면 생성단계를 수행하면 도 7에 도시된 바와 같이 스크린윈도우에 네 개의 꼭지점을 가지며 가운데 브라운색 마크를 갖는 조사면이 표시된다. 이와 대응되는 오브젝트를 실제 촬영한 이미지는 도 8에 표시되었다. 도 8에 도시된 바와 같이 조사면은 사각 형상의 단색(하얀색)으로 이루어져 있음을 알 수 있다. 도 9는 스크린윈도우 상에서 제1조사면을 이동시킨 후 상태를 표시한다. 도 7에 도시된 조사면 가운데 브라운색 마크를 마우스로 클릭한 상태에서 드래그 동작을 통하여 실제 투사 영상이 오브젝트에 투사되는 실제 투사 영상을 확인하면서 조사면을 원하는 위치로 이동시키게 된다. When the first irradiation surface generation step is performed among the steps of FIG. 6, the irradiation surface having four vertices and a brown mark in the middle is displayed on the screen window as shown in FIG. 7. An image actually photographed of the corresponding object is shown in FIG. 8. As shown in Fig. 8, it can be seen that the irradiation surface is made of a single color (white color) in a square shape. 9 shows the state after moving the first irradiation surface on the screen window. In the state of clicking the brown mark in the middle of the irradiation surface shown in FIG. 7 with a mouse, the projection image is moved to a desired position while checking the actual projection image projected onto the object through a drag operation.

도 10은 스크린윈도우 상에서 제1조사면의 꼭지점을 변형하는 상태를 표시한다. 이와 대응되는 오브젝트를 실제 촬영한 이미지는 도 11에 표시되었다.10 shows a state in which the vertex of the first irradiation surface is deformed on the screen window. An image actually photographed of the corresponding object is shown in FIG. 11.

도 12는 스크린윈도우 상에서 제1조사면에 패턴을 표시한 상태를 나타내며, 도 13은 스크린윈도우 상에서 제2조사면을 생성한 상태를 나타낸 것이다. 도 13과 대응되는 오브젝트를 실제 촬영한 이미지는 도 14에 표시되었다. 다만, 도 13에 도시된 바와 같이 스크린윈도우에서 조사면에 디스플레이하기 위해 선택한 패턴과 실제 오브젝트의 표시면에 디스플레이되는 패턴은 서로 다른 패턴을 적용하였음을 이해해 주기 바란다.12 shows a state in which a pattern is displayed on the first irradiated surface on the screen window, and FIG. 13 shows a state in which the second irradiated surface is created on the screen window. An image actually photographed of the object corresponding to FIG. 13 is displayed in FIG. 14. However, as shown in FIG. 13, it is appreciated that different patterns are applied between the pattern selected for display on the irradiation surface in the screen window and the pattern displayed on the display surface of an actual object.

도 15는 스크린윈도우 상에서 제2조사면을 이동시키고 꼭지점을 변형하고 패턴을 형성한 상태를 도시한다. 도 16은 스크린윈도우 상에서 제1조사면의 꼭지점 위치를 변형한 상태를 도시한다. 이와 같이 조사면의 이동 및 꼭지점 변형은 어느 단계에서나 수행될 수 있다. 도 16과 대응되는 오브젝트를 실제 촬영한 이미지를 도 17에 표시하였다. 도 17 이미지에 나타나는 바와 같이 사각뿔의 표시면을 벗어난 좌우 배경 영역에도 패턴이 투사되는 상태임을 알 수 있다.15 shows a state in which the second irradiation surface is moved on the screen window, vertices are deformed, and patterns are formed. 16 shows a state in which the position of the vertex of the first irradiation surface is deformed on the screen window. In this way, the movement of the irradiation surface and deformation of the vertex can be performed at any stage. An image actually photographed of an object corresponding to that of FIG. 16 is shown in FIG. 17. As shown in the image of FIG. 17, it can be seen that the pattern is projected even in the left and right background areas outside the display surface of the square pyramid.

도 18은 스크린윈도우 상에서 제1마스크를 형성한 상태를 도시한 것이며, 도 18은 이와 대응되는 오브젝트를 실제 촬영한 이미지를 나타낸 것이다. 도 19에 도시된 예에서는 제1마스크를 블랙 색상으로 구현하였는데 마스크 색상은 오브젝트의 배경과 유사한 색상으로 구현하는 것이 바람직하다.FIG. 18 shows a state in which a first mask is formed on a screen window, and FIG. 18 shows an image of an object corresponding thereto. In the example shown in FIG. 19, the first mask is implemented in a black color, but the mask color is preferably implemented in a color similar to the background of the object.

도 20은 스크린윈도우 상에서 제1마스크를 원하는 위치로 이동시킨 후, 꼭지점을 변형한 상태를 도시한 것이다. 도 21은 스크린윈도우 상에서 제2마스크를 형성한 상태를 도시한 것이며, 도 22는 이와 대응되는 오브젝트를 실제 촬영한 이미지를 나타낸 것이다. 도 22에 도시된 바와 같이 제1마스크에 의해서 오브젝트를 벗어난 좌측 상부 영역에 디스플레이 되던 패턴이 사라져서 육안으로 보이지 않음을 알 수 있다.20 shows a state in which a vertex is deformed after moving the first mask to a desired position on the screen window. FIG. 21 shows a state in which a second mask is formed on a screen window, and FIG. 22 shows an image of an object corresponding thereto. As shown in FIG. 22, it can be seen that the pattern displayed in the upper left area outside the object by the first mask disappears and is not visible to the naked eye.

도 23은 스크린윈도우 상에서 제2마스크를 원하는 위치로 이동시킨 후, 꼭지점을 변형한 상태를 도시한 것이며, 도 24는 이와 대응되는 오브젝트를 실제 촬영한 이미지를 나타낸 것이다. 도 24에 도시된 바와 같이 제2마스크에 의해서 오브젝트를 벗어난 우측 상부 영역에 디스플레이 되던 패턴이 사라져서 육안으로 보이지 않음을 알 수 있다.FIG. 23 shows a state in which a vertex is deformed after moving the second mask to a desired position on the screen window, and FIG. 24 shows an image actually photographed of the corresponding object. As shown in FIG. 24, it can be seen that the pattern displayed in the upper right area outside the object by the second mask disappears and is not visible to the naked eye.

도 25는 스크린윈도우 상에서 패턴을 변형한 상태를 도시한 것이며, 도 26은 이와 대응되는 오브젝트를 실제 촬영한 이미지를 나타낸 것이다.FIG. 25 shows a state in which a pattern is deformed on a screen window, and FIG. 26 shows an image of an object corresponding thereto.

본 발명에서 생성되는 조사면은 사각 형상을 적용하고 있다. 사각 형상으로 구현하는 것은 패턴을 비교적 왜곡을 최소화하면서 변형할 수 있기 때문이다.The irradiation surface generated in the present invention has a rectangular shape. This is because the pattern can be deformed while relatively minimizing distortion.

도 27은 예시적 실시예에 따라서 오브젝트에 투사될 패턴 영상을 변형하는 것을 도시한 도면이다. 도 27 (a)는 정육면체의 한 면(정사각형)에 투사될 도형을 도시한 것이다. 정육면체의 한 면은 정사각형이므로, 영상투사장치를 이용하여 투사될 도형은 기본적으로 정사각형의 형상을 가진다. 도 27 (b)는 도형(220) 내부를 특정 이미지(221)를 반복하여 채운 것이다. 일반적인 시트의 표면은 일정 간격으로 반복되는 무늬로 장식될 수 있다. 영상투사장치는 이러한 점을 고려하여 영상에 투사할 도형(220)의 내부를 특정한 이미지를 반복하여 채우고, 이미지가 채워진 도형을 오브젝트를 향해 투사할 수 있다. 도 27 (c)는 오브젝트의 한 면을 따라 변형된 도형(250)을 도시한 도면이다. 따라서, 오브젝트의 각 면에 투사되는 도형도 도 27 (c)에 도시된 같이 오브젝트의 각 면이 실제로 관찰되는 형상과 같이 변형되어야 한다.Fig. 27 is a diagram illustrating a transformation of a pattern image to be projected onto an object according to an exemplary embodiment. Fig. 27 (a) shows a figure to be projected on one side (square) of a regular cube. Since one side of the regular cube is a square, the figure to be projected using the image projection device basically has a square shape. FIG. 27(b) shows that the inside of the figure 220 is repeatedly filled with a specific image 221. The surface of a general sheet may be decorated with patterns that repeat at regular intervals. In consideration of this point, the image projection apparatus may repeatedly fill the inside of the figure 220 to be projected on the image with a specific image and project the figure filled with the image toward the object. FIG. 27C is a diagram illustrating a figure 250 transformed along one surface of an object. Accordingly, the figure projected on each surface of the object must also be deformed like a shape in which each surface of the object is actually observed, as shown in FIG. 27(c).

도 28은 예시적 실시예에 따라서 이미지의 크기를 변형하는 것을 도시한 도면이다. 오브젝트의 각 표시면은 영상투사장치의 투사 방향과는 수직하지 않는다. 도 28 (a)는 영상투사장치가 투사하는 도형이 투사 방향과 수직하지 않은 평면에 투사되는 것을 도시한 것이다. 영상투사장치가 투사하는 도형(310)은 여러 개 이미지들(311, 312, 313, 314)로 구성된다. 영상투사장치가 투사하는 도형이 투사 방향과 수직하지 않은 평면에 투사되는 경우, 각 이미지들(311, 312, 313, 314)이 투사되는 지점까지의 거리가 상이하다. 도 28을 참고하면, 이미지(311)은 상대적으로 짧은 거리에 투사되고, 이미지(314)는 상대적으로 먼 거리에 투사된다. 도 28에서, 더 먼거리에 투사되는 이미지(314)는 짧은 거리에 투사되는 이미지(311) 보다는 좀더 많이 분산된다. 따라서, 이미지(314)가 투사면에 투사된 면적(324)은 이미지(311)이 투사면에 투사된 면적(321)보다 더 넓어져야 한다.Fig. 28 is a diagram illustrating changing a size of an image according to an exemplary embodiment. Each display surface of the object is not perpendicular to the projection direction of the image projection apparatus. FIG. 28(a) shows that a figure projected by the image projection apparatus is projected on a plane not perpendicular to the projection direction. The figure 310 projected by the image projection apparatus is composed of several images 311, 312, 313, and 314. When the figure projected by the image projection apparatus is projected on a plane that is not perpendicular to the projection direction, the distances to the points at which the images 311, 312, 313, and 314 are projected are different. Referring to FIG. 28, an image 311 is projected at a relatively short distance, and an image 314 is projected at a relatively long distance. In FIG. 28, an image 314 projected at a longer distance is more dispersed than an image 311 projected at a shorter distance. Accordingly, the area 324 in which the image 314 is projected on the projection surface should be wider than the area 321 in which the image 311 is projected on the projection surface.

동일한 해상도의 패턴 이미지들이 서로 다른 면적에 적합한 변형없이 투사할 경우 관찰자는 오브젝트에 투사된 도형에 대해서 이질감을 느낀다. 즉, 동일한 평면에 투사된 이미지들의 크기가 상이하고, 단위 면적당 화소의 개수가 상이하므로, 사용자는 투사된 이미지에 몰입하지 못하고, 관찰자에 대한 선호도 조사의 효과가 낮을 수 있다. 도 28 (b)는 크기가 변경된 이미지들을 투사 방향과 수직하지 않은 평면에 투사하는 것을 도시한 것이다. 도 28 (b)를 참고하면, 상대적으로 짧은 거리에 투사되는 이미지(331)는 상대적으로 큰 크기로 변형되고, 상대적으로 먼 거리에 투사되는 이미지(334)는 상대적으로 작은 크기로 변형된다. 일측에 따르면, 각 이미지들이 수직하지 않은 평면에 투사된 경우, 투사된 면적(341, 342, 343, 344)들이 동일하도록 각 패턴 이미지(331, 332, 333, 334)들의 크기가 변경될 수 있다.When pattern images of the same resolution are projected on different areas without appropriate deformation, the observer feels a sense of difference in the figure projected on the object. That is, since the images projected on the same plane have different sizes and the number of pixels per unit area is different, the user may not be immersed in the projected image, and the effect of the preference survey for the observer may be low. Fig. 28(b) shows projecting images whose size has been changed on a plane not perpendicular to the projection direction. Referring to FIG. 28B, an image 331 projected at a relatively short distance is deformed to a relatively large size, and an image 334 projected at a relatively long distance is deformed to a relatively small size. According to one side, when each image is projected on a non-vertical plane, the size of each pattern image 331, 332, 333, 334 may be changed so that the projected areas 341, 342, 343, and 344 are the same. .

도 28에서는 각 이미지(311, 312, 313, 314, 331, 332, 333, 334)들을 한쪽 방향에서 관찰하여 그 크기를 변경하는 실시예만이 설명되었으나, 각 이미지(311, 312, 313, 314, 331, 332, 333, 334)들은 2차원의 형상을 가진다. 따라서, 각 이미지(311, 312, 313, 314, 331, 332, 333, 334)들은 가로와 세로 모두 그 크기가 변경될 수 있으며, 그 형상도 변형될 수 있다.In FIG. 28, only an embodiment of changing the size of the images 311, 312, 313, 314, 331, 332, 333, and 334 by observing them from one direction has been described. , 331, 332, 333, 334) have a two-dimensional shape. Accordingly, each of the images 311, 312, 313, 314, 331, 332, 333, and 334 can be changed in size, both horizontally and vertically, and the shape thereof.

따라서 초기 생성된 조사면에 표시된 이미지는 조사면의 꼭지점이 변형될 때마다 적합한 패턴 이미지로 변형되어야 한다. 도 2에 제시된 패턴처리부가 해당 처리를 수행한다. 패턴처리부는 변형전 픽셀들 및 변형후 픽셀들의 좌표에 기반하여 각 이미지들을 구성하는 픽셀의 좌표를 각각 변형할 수 있다. 일측에 따르면, 패턴처리부는 수학식 1에 따라서 이미지들을 구성하는 픽셀의 좌표를 변형할 수 있다.Therefore, the image displayed on the initially generated irradiation surface must be transformed into a suitable pattern image whenever the vertex of the irradiation surface is deformed. The pattern processing unit shown in FIG. 2 performs the corresponding processing. The pattern processing unit may transform the coordinates of pixels constituting each image based on the coordinates of the pixels before transformation and the pixels after transformation. According to one side, the pattern processing unit may transform coordinates of pixels constituting the images according to Equation 1.

수학식 1에서 여기서 x',y'는 변형 후 픽셀의 좌표를 나타내고, x, y는 변형전 픽셀 좌표를 나타내며, a, b, c, d, e, f, g, h의 값은 수학식 2에 따라서 결정된다.In Equation 1, where x',y' represents the coordinates of the pixel after transformation, x and y represent the coordinates of the pixel before transformation, and the values of a, b, c, d, e, f, g, and h are equations It is determined according to 2.

수학식 2에서 x1, y1는 변형 전 좌표를 표시하며, x1', y1'는 대응되는 변형 후 좌표를 표시하며, 유사하게 x2, y2는 변형 전 좌표를 표시하며, x2', y2'는 대응되는 변형 후 좌표를 표시하며, x3, y3는 변형 전 좌표를 표시하며, x3', y3'는 대응되는 변형 후 좌표를 표시하며, x4, y4는 변형 전 좌표를 표시하며, x4', y4'는 대응되는 변형 후 좌표를 각각 표시한다.In Equation 2, x1 and y1 represent the coordinates before transformation, x1' and y1' represent the corresponding coordinates after transformation, similarly, x2 and y2 represent the coordinates before transformation, and x2' and y2' correspond The coordinates after transformation are displayed, x3, y3 indicate the coordinates before transformation, x3', y3' indicate the corresponding coordinates after transformation, x4, y4 indicate the coordinates before transformation, and x4', y4' Represents the coordinates after the corresponding transformation.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described using specific terms, but such terms are only for clarifying the present invention, and the embodiments and described terms of the present invention depart from the spirit and scope of the following claims. It is obvious that various changes and changes can be made without the fact. These modified embodiments should not be individually understood from the spirit and scope of the present invention, but should be said to fall within the scope of the claims of the present invention.

11: 제1영상투사장치
13: 제2영상투사장치
20: 영상제어장치
21: 유저인터페이스부
23: 영상처리부
25: 선택투사부
100: 영상투사시스템
200: 오브젝트11: First image projection device
13: Second image projection device
20: image control device
21: user interface unit
23: image processing unit
25: optional projection unit
100: image projection system
200: object

Claims

삭제delete

복수 개 표시면을 갖는 오브젝트의 각 표시면에 카메라를 이용함이 없이 패턴을 투사하는 영상투사시스템에 있어서,
복수 개 영상투사장치 및
복수 개 영상투사장치를 제어하며, 마우스, 키보드를 포함하는 입력부, 모니터 및 영상데이터를 출력하는 영상출력선을 갖는 출력부, 하드디스크 및 플래시메모를 포함하는 저장부, 연산제어부 및 통신부를 구비하는 영상제어장치를 구비하고,
상기 저장부에는 복수 개 패턴을 저장하는 패턴저장부가 구비되며,
상기 영상제어장치에는
조작자로부터 명령을 입력받고 명령에 따른 응답을 상기 모니터를 통해 조작자에게 보여주는 유저인터페이스부와,
상기 유저인터페이스부로부터 입력되는 명령에 따라 상기 오브젝트의 각 표시면 형상에 따라 사각 형상의 조사면을 형성하는 랩핑처리부, 상기 랩핑처리부에서 출력되는 사각 형상의 조사면 중에서 필요하지 않은 부분을 마스킹 처리하는 마스킹처리부, 이웃하는 조사면 사이에서 중복 조사하는 경계면의 밝기를 저하시키는 브랜딩처리부, 상기 패턴저장부에 포함된 복수 개 패턴 중 하나를 선택하는 패턴선택부, 상기 랩핑처리부에서 출력되는 조사면에 선택된 패턴을 디스플레이하는 패턴처리부 및 3차원이미지데이터를 생성하는 3차원이미지생성부를 포함하는 영상처리부 및
상기 인터페이스부로부터 선택 출력되는 영상투사장치 선택신호에 따라 상기 3차원이미지생성부에서 출력되는 3차원이미지데이터를 임시 저장부에 잠시 저장하였다가 선택된 영상투사장치로 상기 3차원이미지데이터를 전송하는 선택투사부
를 포함하고,
상기 인터페이스부는 상기 패턴저장부에 저장된 패턴을 디스플레이하는 제1윈도우와, 외부로부터 패턴을 추가하는 기능을 수행하는 패턴추가버튼과, 복수 개 영상투사장치 중에서 제어할 영상투사장치를 선택하는 영상투사장치 선택버튼과, 선택된 영상투사장치의 전체 투사 화면을 표시하는 스크린윈도우과, 선택된 영상투사장치가 조사할 사각형상의 조사면을 생성하거나 조사화면, 마스킹 화면의 이동 및 변형을 포함하는 조작 명령을 수행하기 위한 제어패널과, 상기 스크린윈도우에 활성화된 전체 패턴을 디스플레이하고 각 패턴의 크기 및 간격을 조절하는 쉐입윈도우와, 쉐입(shape)을 추가하는 쉐입추가윈도우와, 스크린윈도우에 활성화된 전체 마스킹 화면을 표시하는 마스크윈도우 및 마스킹 화면을 생성하는 마스크생성버튼으로 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사시스템.
In an image projection system that projects a pattern on each display surface of an object having a plurality of display surfaces without using a camera,
A plurality of image projection devices and
Controls a plurality of image projection devices, and includes an input unit including a mouse and a keyboard, an output unit having an image output line for outputting a monitor and image data, a storage unit including a hard disk and flash memo, an operation control unit, and a communication unit. Equipped with an image control device,
The storage unit is provided with a pattern storage unit for storing a plurality of patterns,
In the image control device
A user interface unit that receives a command from an operator and shows a response according to the command to the operator through the monitor;
A wrapping processing unit for forming a square-shaped irradiation surface according to the shape of each display surface of the object according to a command input from the user interface unit, and masking an unnecessary portion of the square-shaped irradiation surface output from the wrapping processing unit. A masking processing unit, a branding processing unit that reduces the brightness of a boundary surface overlapping irradiation between neighboring irradiation surfaces, a pattern selection unit that selects one of a plurality of patterns included in the pattern storage unit, and an irradiation surface output from the wrapping processing unit. An image processing unit including a pattern processing unit for displaying a pattern and a 3D image generation unit for generating 3D image data, and
A selection of temporarily storing 3D image data output from the 3D image generator in a temporary storage unit according to an image projection device selection signal selected and output from the interface unit and then transmitting the 3D image data to the selected image projection device Projection
Including,
The interface unit includes a first window displaying a pattern stored in the pattern storage unit, a pattern adding button performing a function of adding a pattern from the outside, and an image projection device selecting an image projection device to be controlled from among a plurality of image projection devices. A selection button, a screen window for displaying the entire projection screen of the selected image projection device, and for generating a rectangular irradiation surface to be irradiated by the selected image projection device, or for performing operation commands including movement and transformation of the irradiation screen and masking screen. Displays the control panel, a shape window that displays the entire pattern activated on the screen window and adjusts the size and spacing of each pattern, a shape add window that adds a shape, and the entire masking screen that is activated on the screen window. And a mask generation button for generating a mask window and a masking screen.

복수 개 표시면(제1표시면 및 제2표시면 포함)을 갖는 오브젝트의 각 표시면에 카메라를 이용함이 없이 패턴을 복수 개 영상투사장치를 이용하여 투사하는 영상투사방법에 있어서,
복수 개 영상투사장치 중에서 하나를 선택하는 제1단계와,
상기 오브젝트의 제1표시면에 패턴을 디스플레이하는 제2단계와,
마지막 표시면인지 여부를 확인하고, 마지막 표시면이 아닌 경우에는 영상투사장치를 변경할 필요가 있는지 체크하는 제3단계와,
상기 영상투사장치 변경이 필요하다 판단되면 영상투사장치를 변경하는 제4단계와,
다음 표시면에 패턴을 디스플레이하는 제5단계를 포함하고,
상기 제2단계 내지 상기 제5단계를 상기 제2단계의 판별 결과 마지막 표시면으로 판별될 때까지 반복 수행하는 것을 특징으로 하며,
상기 제5단계는
오브젝트의 표시면과 적합한 형상의 갖는 단색 사각 형상의 조사면을 형성하는 조사면 형성단계와,
상기 조사면에 디스플레이 하고자 하는 패턴을 표시하는 패턴 형성단계 및
오브젝트 표시면 외 영역에 조사되는 조사면을 블로킹 처리하는 마스크 형성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사방법.
In an image projection method for projecting a pattern on each display surface of an object having a plurality of display surfaces (including a first display surface and a second display surface) using a plurality of image projection devices without using a camera,
A first step of selecting one of a plurality of image projection devices,
A second step of displaying a pattern on the first display surface of the object,
A third step of checking whether it is the last display surface, and if it is not the last display surface, checking whether it is necessary to change the image projection device;
A fourth step of changing the image projection device when it is determined that the image projection device needs to be changed;
Including a fifth step of displaying the pattern on the next display surface,
It characterized in that the second to the fifth step is repeatedly performed until it is determined as the last display surface as a result of the determination in the second step,
The fifth step
An irradiation surface forming step of forming a monochromatic square-shaped irradiation surface having an appropriate shape with the display surface of the object, and
A pattern forming step of displaying a pattern to be displayed on the irradiation surface, and
And a mask forming step of blocking the irradiation surface irradiated to an area outside the object display surface.

제3항에 있어서,
상기 조사면 형성단계는 사각 형상의 조사면을 생성하고, 생성된 조사면을 오브젝트의 표시면 위치로 이동시키고, 조사면의 꼭지점 위치를 변경하면서 조사면을 오브젝트의 표시면 형상으로 변형시키는 단계를 포함하며,
상기 패턴 형성단계는 단색으로 표시된 조사면을 패턴으로 표시하며, 표시된 패턴의 간격 및 갯수를 조절하는 단계를 포함하며,
상기 마스크 형성단계는 사각 형상의 마스크를 생성하고, 오브젝트를 육안으로 관찰하면서 생성된 마스크를 제거하고자 하는 영역으로 이동시키고, 마스크의 꼭지점 위치를 변경하면서 조사면을 오브젝트의 표시면 형상과 일치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사방법.
The method of claim 3,
In the irradiation surface forming step, the irradiation surface of a square shape is created, the generated irradiation surface is moved to the display surface position of the object, and the irradiation surface is transformed into the display surface shape of the object while changing the vertex position of the irradiation surface. Includes,
The pattern formation step includes displaying the irradiated surface displayed in a single color as a pattern, and adjusting the spacing and number of the displayed patterns,
The mask forming step is a step of creating a square-shaped mask, moving the created mask to an area to be removed while observing the object with the naked eye, and matching the irradiation surface with the shape of the display surface of the object while changing the position of the vertex of the mask. Image projection method comprising a.

제4항에 있어서,
상기 마스크는 사각 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 영상투사방법.
The method of claim 4,
The image projection method, characterized in that the mask has a square shape.