KR20020066894A - 몰입형 입체영상 디스플레이시스템 - Google Patents

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Abstract

몰입형 입체영상 디스플레이시스템은 대형화면상에서 중앙스크린에 투사할 동영상과 중앙스크린의 좌/우 스크린에 투사할 상기 동영상의 배경인 정지영상을 획득하기 위한 영상획득부, 영상획득부으로부터 얻어진 동영상과 정지영상을 따로 저장한 다음, 재생시키는 영상신호 저장/재생부, 영상신호 저장/재생부로부터 재생되는 동영상은 중앙스크린에, 정지영상은 좌/우 스크린에 투사하는 투사부, 및 동영상과 정지영상의 투사 타이밍을 조정하기 위하여 영상신호 저장/재생부를 제어하는 제어부로 이루어진다. 따라서, 부분곡면 스크린 혹은 곡면스크린으로 이루어지는 대형화면상에서 몰입감을 줄 수 있는 영상을 보다 저렴하고 간단하게 얻을 수 있을 뿐 아니라, 중앙스크린과 좌/우스크린 사이의 동영상과 정지영상이 겹쳐지는 이음매 부분에서의 상의 왜곡 및 밝기 보정을 보다 저렴하고 간단하게 수행할 수 있다.

Description

몰입형 입체영상 디스플레이시스템{System for displaying immersion-type three-dimensional images}
본 발명은 몰입형 입체영상 디스플레이시스템에 관한 것으로서, 특히 적어도 3개 이상의 다중 영상을 조합하여 이루어진 몰입형 입체영상을 부분곡면 스크린이나 곡면스크린에 투사하기 위한 몰입형 입체영상 디스플레이시스템에 관한 것이다.
일반적인 비디오영상은 평면 영상이거나 4:3의 종횡비(aspect ratio)를 가지므로 화면의 가장자리를 관객이 인식하게 되어 영화 관람시 몰입감을 얻을 수 없다. 한편, 시야를 몰입시키기 위하여 관객을 화면에 근접시킬 경우에는 비디오영상의 해상도가 낮아지게 되어 영상의 사실감을 저하시킨다.
이에 반하여, 몰입형 비디오 입체영상이란 관객이 스크린의 가장자리를 인식할 수 없도록 만들어진 영상으로서, 일반적인 비디오영상과는 달리 현장감과 실체감 및 영상의 충격을 극대화시킬 수 있는 이점이 있다. 이러한 몰입형 비디오 입체영상은 다중의 영상을 복합적으로 조합, 투사하여, 전체 이미지의 해상도를 기존 영상의 약 3배 이상으로 증대시키고, 영상의 밝기를 증대시키고, 좀 더 짧은 영사거리에서 대형화면을 구현할 수 있으며, 파노라마 영상에 관객이 갇혀 몰입감과 현장감을 제공해 주는 것이다.
대형화면을 구현하기 위한 방법으로는 첫째, 특수 초대형 필름을 사용하는 것으로서, 이는 가로 23미터, 세로 18미터 이상의 초대형 화면을 이용하므로 건물의 구조 및 비용이 큰 것이 단점이다. 둘째, 수평으로 확장된 파노라마 형식의 몰입형 비디오영상을 구현함에 있어서 다중의 동영상을 스크린에 조합하여 투사하는경우, 투사시 생기는 중복부분이 프로젝터 빛의 겹침으로 밝기가 증대되어 연결부위를 관객이 인식하는 문제를 특수 프로세서를 이용하여 이음새가 없는 하나의 영상으로 인식시키도록 하거나, 실시간 프로세서를 이용하여 다중의 비디오 카메라를 배열하여 얻어진 동영상간에 연결부위의 왜곡을 교정하도록 한다. 그런데, 이 경우 상기 특수 프로세서나 실시간 프로세서가 고가인 문제점이 있다. 셋째, 다중의 카메라를 지오데식(geodesic) 방식으로 배열하여 360도의 몰입영상을 촬영하는 카메라를 이용하는 것인데, 이는 구면의 스크린을 구축하기가 경제적, 기술적으로 어려운 점이 있을 뿐 아니라 이미지가 왜곡되기 때문에 두개의 상 즉, 좌,우 눈의 영상을 이용하는 입체영상에서는 눈의 피로가 가중되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 중앙스크린과 좌/우스크린으로 이루어지는 대형화면을 부분곡면 스크린 혹은 곡면스크린으로 구현하고, 중앙스크린은 동영상으로, 중앙스크린의 좌/우스크린은 정지영상으로 투사하여 저렴하고 간단한 몰입형 입체영상 디스플레이시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 몰입형 입체영상 디스플레이시스템은 대형화면상에서 중앙스크린에 투사할 동영상과 상기 중앙스크린의 좌/우 스크린에 투사할 상기 동영상의 배경인 정지영상을 획득하기 위한 영상획득수단; 상기 영상획득수단으로부터 얻어진 상기 동영상과 정지영상을 따로 저장한 다음, 재생시키는 영상신호 저장/재생수단; 상기 영상신호 저장/재생수단으로부터 재생되는 동영상은 상기 중앙스크린에, 상기 정지영상은 상기 좌/우 스크린에 투사하는 투사수단; 및 상기 동영상과 정지영상의 투사 타이밍을 조정하기 위하여 영상신호 저장/재생부를 제어하는 제어수단을 포함한다.
여기서, 상기 대형화면은 중앙스크린과 좌/우 스크린의 가로비가 1:1 이면서 서로 동일한 곡률을 가지는 약 40도 정도 휘어진 만곡 스크린으로 이루어진다. 또한, 상기 대형화면은 중앙스크린과 좌/우 스크린의 가로비가 2:1 이상이면서, 상기 중앙스크린이 준평면스크린(약 5도 휘어진)으로 이루어지는 한편, 상기 좌/우 스크린이 동일한 곡률을 가지는 스크린으로 중앙스크린과의 각도는 스크린 전체의 길이에 따라서 조정된다. 또한, 상기 대형화면은 중앙스크린과 좌/우 스크린의 가로비가 2:1 이상이면서, 상기 중앙스크린이 준평면스크린으로 이루어지는 한편, 상기 좌/우 스크린이 동일한 곡률을 가지는 약 40도 정도 휘어진 만곡 스크린으로 이루어진다.
이러한 구성에 따르면, 부분곡면 스크린 혹은 곡면스크린으로 이루어지는 대형화면상에서 몰입감을 줄 수 있는 영상을 보다 저렴하고 간단하게 얻을 수 있을 뿐 아니라, 중앙스크린과 좌/우스크린 사이의 동영상과 정지영상이 겹쳐지는 이음매 부분에서의 상의 왜곡 및 밝기 보정을 보다 저렴하고 간단하게 수행할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 몰입형 입체형상 디스플레이시스템의 구성을 보여주는 블럭도,
도 2a는 도 1에 도시된 몰입형 입체형상 디스플레이시스템에 적용되는 대형화면의 일실시예에 따른 구성도,
도 2b은 도 1에 도시된 몰입형 입체형상 디스플레이시스템에 적용되는 대형화면의 다른 실시예에 따른 구성도,
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 대형화면 12a : 좌 스크린
12b : 중앙스크린 12c : 우 스크린
13a,13b : 이음매 부분 15: 제어부
17a, 17c : 정지영상 저장/재생부 17b : 동영상 저장/재생부
19a, 19b, 19c : 비디오 프로젝터
이하 본 발명의 바람직한 일실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 영상시스템의 구성을 보여주는 블럭도로서, 여기서는 대형화면(11)이 3개의 영역 즉, 중앙스크린(12b)과 중앙스크린(12b)의 좌/우스크린(12a,12c)으로 나누어진 것을 예로 들기로 한다.
본 발명의 영상시스템은, 대형화면(11), 동기화부(15), 제1 및 제2 정지영상신호 저장/재생부(17a,17c), 동영상신호 저장/재생부(17b) 및 제1 내지 제3 비디오 프로젝터(19a,19b,19c)로 이루어진다.
대형화면(11)에 대한 제1 및 제2 실시예는 각각 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같다.
도 2a에 도시된 대형화면(11)의 제1 실시예를 살펴보면, 중앙스크린(21)은 2:1 이상의 종횡비를 갖는 준평면스크린(약 5도 휘어진)으로 이루어지는 한편, 좌/우 스크린(22,23)은 동일한 곡률을 가지는 스크린으로, 중앙스크린과의 각도는 스크린 전체의 길이에 따라서 조정되고, 중앙스크린(21)과 좌/우 스크린(22,23)의 가로길이(b1:a1 혹은 c1)의 비는 2:1 이상인 것이 바람직하다. 이때, 좌/우 스크린(22,23)은 약 40도 정도의 동일한 곡률을 가지는 만곡 스크린으로 이루어질 수도 있다.
도 2b에 도시된 대형화면(11)의 제2 실시예를 살펴보면, 중앙스크린(24)과 좌/우 스크린(25,26)은 약 40도 정도의 서로 동일한 곡률을 가지는 만곡 스크린으로 이루어지며, 중앙스크린(24)과 좌/우 스크린(25,26)의 가로길이(a2 혹은 c2:b2)의 비가 1:1 인 것이 바람직하다.
상기와 같은 대형화면(11)은 비디오 프로젝터(19a,19b,19c)들의 투사각에 따른 상의 밝기의 차이를 방지하기 위하여 당해 스크린의 재질은 게인이 1 이하인 것이 바람직하다.
한편, 대형화면(11)의 각 스크린에 투사되는 영상을 살펴보면 다음과 같다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 대형화면(11)을 적용할 경우, 본 발명에서는 중앙스크린(12b)에는 동영상을 투사하고, 좌/우스크린(12a,12c)에는 동영상의 배경이 되는 정지영상을 투사한다. 정지영상은 좌/우스크린(12a,12c)에 동영상의 배경이 바뀔 때마다 투사되고, 다음 배경으로 넘어갈 때까지 그대로 유지된다. 즉, 적어도 3개의 다중영상을 조합하여 하나의 와이드영상을 얻음에 있어서, 약 120도인 관객의 시야각의 대부분은 하나의 와이드영상에서 중앙 스크린(12b)에 집중되므로 양 가장자리 즉, 좌/우스크린(12a,12c)의 영상은 영상의 내용을 전달하는 목적보다는 몰입을 위한 공간적인 영상데이타에 지나지 않는다. 따라서, 도 2a와 같은 대형화면(11)이 사용되는 경우 중앙스크린(12b)에 투사될 영상은 2:1 이상의 종횡비를 갖는 고화질 동영상으로 구성하고, 좌/우스크린(12a,2c)에 투사될 영상은 동영상의 배경으로서 동적인 대상(예를 들면 배우 등)이 없는 정지화상으로 구성한다. 그 결과, 경제적이면서도 용이하게 파노라마형 영상 즉, 몰입형 입체영상을 제공할 수 있는 것이다.
또한, 좀 더 바람직하게는 도 2b에 도시된 바와 같은 대형화면(11)을 적용할경우, 중앙스크린(12b)에는 동영상을 투사하고, 좌스크린(12a)에는 그 좌측 반 부분에는 정지영상이, 그 우측 반 부분에는 동영상이 조합된 영상을 투사하는 한편, 우스크린(12c)에는 그 좌측 반 부분에는 동영상이, 그 우측 반 부분에는 정지영상이 조합된 영상을 투사할 수도 있다.
한편, 참조부호 13a는 제1 비디오 프로젝터(19a)에서 투사된 정지영상과 제2 비디오 프로젝터(19b)에서 투사된 동영상이 겹쳐지는 이음매 부분이고, 참조부호 13b는 제2 비디오 프로젝터(19b)에서 투사된 동영상과 제3 비디오 프로젝터(19c)에서 투사된 정지영상이 겹쳐지는 이음매 부분이다.
다음, 본 발명에 따른 몰입형 입체영상을 제작하는 여러가지 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 입체무비 카메라렌즈를 이용하여 2.35:1 혹은 그 이상의 종횡비를 갖는 파노라마 영상을 촬영한 후, 텔레시니(telecine)를 통하여 비디오 형식으로 전환하여 중앙스크린(12b)에 투사될 동영상을 얻을 수 있다.
다른 방법으로는, 두 대의 디지탈 카메라에 아나몰픽 아답터(anamorphic adaptor)를 부착함으로써 일반적인 카메라에서 4:3 종횡비를 갖는 영상을 위한 전하결합소자(CCD)의 상/하단을 잘라버리고 와이드 화면을 얻음으로 발생되는 화질 손상이 없이 고화질로 광각(wide angle)의 입체영상을 얻을 수 있다. 상기 아나몰픽 아답터 렌즈는 광각 아답터 렌즈라고도 하며, 4:3 영상의 촬상소자 즉, CCD에광학적으로 수평압축된 광각의 이미지를 제공한다. 또 다른 방법으로는, 컴퓨터 그래픽을 이용하여 애니메이션 혹은 실사합성의 광각 영상을 얻어낸다.
다음, 좌/우스크린(12a,12c)에 투사될 정지영상은 상기와 동종의 디지탈 카메라 4대를 설치하여 스틸 촬영을 하거나, 고화질의 디지탈 스틸 카메라를 이용하여 고화질의 정지화상을 얻어낸다.
이와 같이 획득한 동영상과 정지영상은 상용 소프트웨어 예를 들면 Adobe Photoshop 혹은 Paintshop Pro 등을 이용하여 중앙스크린(12b)의 동영상과 좌/우스크린(12a,12c)의 정지영상간의 연결부위 즉, 이음매 부분(13a,13b)에 생기는 카메라 앵글의 차이로 인한 상의 왜곡을 보정하거나, 제1 내지 제3 비디오 프로젝터(19a,19b,19c)로 투사할 때 발생할 수 있는 이음매 부분(13a,13b)에서의 밝기 차이를 미리 조정한다. 즉, 정지화상 중 중앙스크린(12b)의 동영상과 겹치는 부분의 밝기를 좀 더 어둡게 조정한다. 그 결과, 좌/우스크린(12a,12c)의 정지영상과 중앙스크린(12b)의 동영상을 조합하여 투사할 경우, 종래의 고가의 동영상용 특수 프로세서나 실시간 프로세서를 사용하지 않고도 이음매 부분(13a,13b)에서의 상의 왜곡 및 밝기의 차이를 해소할 수 있다.
다시 도 1로 돌아가서, 제1 및 제2 정지영상신호 저장/재생부(17a,17c)와 동영상신호 저장/재생부(17b)는 상기와 같이 확보된 몰입형 입체영상을 저장/재생하기 위한 것이다. 이 제1 및 제2 정지영상신호 저장/재생부(17a,17c), 동영상신호저장/재생부(17b)는 상용화된 동기화(gen-locking) 기능을 갖는 6 대의 레이저 디스크(LD) 플레이어 혹은 디지탈 비디오 디스크(DVD) 플레이어로 구현되거나, 다중 채널 영상을 재생/출력할 수 있는 기능을 가진 컴퓨터 시스템으로 구현가능하다. 여기서, 상기 LD 혹은 DVD 플레이어는 수평으로 압축된 아나몰픽 영상을 디아나몰파이징(De-anamorphizing) 혹은 신장(Decompressing)하여 정상적인 이미지의 광각 영상으로 복원하는 기능을 갖는 것이 바람직하다. 한편, 여기서, 제1 및 제2 정지영상신호 저장/재생부(17a,17c)는 도 2b에 도시된 대형화면이 적용되는 경우, 각각 정지영상과 동영상이 좌스크린(12a)의 가로길이에 대하여 1:1로 조합된 영상 및 동영상과 정지영상이 우스크린(12c)의 가로길이에 대하여 1:1로 조합된 영상이 저장될 수도 있다.
제1 및 제3 비디오 프로젝터(19a,19c)와 제2 비디오 프로젝터(19b)는 각각 제1 및 제2 정지영상신호 저장/재생부(17a,17c)와 동영상신호 저장/재생부(17b)로부터 재생되는 정지영상과 동영상을 좌우/스크린(12a,12c)와 중앙스크린(12b)에 투사하기 위한 것이다. 대형화면(11)을 도 2a에 도시된 바와 같은 부분곡면 스크린으로 구현하는 경우, 좌/우스크린(12a,12c)의 곡률이 약 5도인 경우에는 액정(LCD) 프로젝터를 이용하여 중앙스크린(12b)과 좌우스크린(12a,12c)에 투사한다. 한편, 좌/우스크린(12a,12c)이 좀 더 곡률이 심한 스크린으로 구성하는 경우 예를 들면,곡률이 약 40도인 경우에는 몰입형 비디오 입체영상 중 입체 중앙그림인 동영상을 중앙스크린(12b)에 투사하기 위한 제2 비디오 프로젝터(19b)는 16:9의 종횡비를 원천적으로 지원하는 액정(LCD) 프로젝터를 이용하고, 배경영상을 좌/우 스크린(12a,12c)에 투사하는 제1 및 제3 비디오 프로젝터(19a,19c)는 지오메트리 세팅(geometry setting) 즉, 곡면 스크린의 상의 왜곡을 보정하는 기능이 있는 빔(CRT) 프로젝터를 이용하여 곡면스크린에 투사한다. 여기서, 빔 프로젝터 대신 렌즈를 스크린의 곡률에 맞추어 제작된 특수렌즈를 이용하는 액정 프로젝터를 사용하는 것도 가능하다.
한편, 대형화면(11)을 도 2b에 도시된 바와 같은 곡면스크린으로 구현하는 경우, 몰입형 비디오 입체영상 중 중앙스크린(12b), 좌/우스크린(12a,12c)에 각각 동영상과 정지영상을 투사하는 제2 비디오프로젝터(19b)와 제1 및 제3 비디오프로젝터(19a,19c)는 모두 빔 프로젝터를 이용하고, 지오메트리 세팅을 함으로써 정지스크린의 전체 스크린상의 곡면에서 상의 왜곡이 보정된 정상적인 하나의 몰입형 입체영상을 얻을 수 있다.
제어부(15)는 제2 비디오 프로젝터(19b)로부터 상기 동영상이 중앙스크린(12b)에 투사되는 타이밍과 제1 및 제3 비디오 프로젝터(19a,19c)로부터 상기 정지영상이 좌/우 스크린(12a,12c)에 투사되는 타이밍을 제어하기 위한 것으로서, 제1 및 제2 정지영상 저장/재생부(17a,17c)와 동영상 저장/재생부(17b)의 재생 시점을 제어한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 중앙스크린과 좌/우스크린으로 이루어지는 대형화면을 부분곡면 스크린 혹은 곡면스크린으로 구현하고, 중앙스크린은 동영상으로, 중앙스크린의 좌/우스크린은 정지영상으로 투사함으로써, 대형화면상에서 몰입감을 줄 수 있는 영상을 보다 저렴하고 간단하게 얻을 수 있을 뿐 아니라, 중앙스크린과 좌/우스크린 사이의 동영상과 정지영상이 겹쳐지는 이음매 부분에서의 상의 왜곡 및 밝기 보정을 보다 저렴하고 간단하게 수행할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 몰입형 입체영상을 구현하기 위하여, 대형화면상에서 중앙스크린에 투사할 동영상과 상기 중앙스크린의 좌/우 스크린에 투사할 상기 동영상의 배경인 정지영상을 획득하기 위한 영상획득수단;
    상기 영상획득수단으로부터 얻어진 상기 동영상과 정지영상을 따로 저장한 다음, 재생시키는 영상신호 저장/재생수단;
    상기 영상신호 저장/재생수단으로부터 재생되는 동영상은 상기 중앙스크린에, 상기 정지영상은 상기 좌/우 스크린에 투사하는 투사수단; 및
    상기 동영상과 정지영상의 투사 타이밍을 조정하고, 상기 중앙스크린과 좌/우 스크린에서 겹쳐지는 부분을 보정하는 제어수단을 포함하는 몰입형 입체영상 디스플레이시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙스크린은 준평면스크린으로 이루어지는 한편, 상기 좌/우 스크린은 동일한 곡률을 가지는 만곡 스크린으로 이루어지고, 상기 중앙스크린과 좌/우 스크린의 가로비가 2:1 이상인 것을 특징으로 하는 대형스크린의 영상합성방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙스크린과 좌/우 스크린은 서로 동일한 곡률을 가지는 만곡 스크린으로 이루어지며, 그 가로비가 1:1 인 것을 특징으로 하는 몰입형 입체영상 디스플레이시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 좌 스크린에는 상기 좌스크린의 가로길이에 대하여 정지영상과 동영상이 조합된 영상이 투사되고, 상기 우 스크린에는 상기 우 스크린의 가로길이에 대하여 동영상과 정지영상이 조합된 영상이 투사되는 것을 특징으로 하는 몰입형 입체영상 디스플레이시스템.
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