KR20080070626A - Method and apparatus for optimizing the viewing of a lenticular stereogram - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 렌티큘라 스테레오그램(lenticular stereogram) 또는 패럴랙스 파노라마그램(parallax panoramagram)이라고도 알려진 3차원 스테레오스코픽 인쇄 화상에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 렌티큘라 스테레오그램에서 화상의 시청 지역을 증가시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to three-dimensional stereoscopic printed images, also known as lenticular stereograms or parallax panoramagrams, and more particularly to increasing the viewing area of images in lenticular stereograms. A method and apparatus for the same.
렌티큘라 스테레오그램은, 관찰자가 그 좌안 및 우안으로 상이한 화상을 보도록 선택적으로 허용하는 특별한 선택 장치를 착용할 필요없이 진정한 3차원 스테레오스코픽 화상을 디스플레이하기 위해, 여러 해에 걸쳐 사용되어 왔다. 이러한 선택 장치는 전형적으로 (적색/녹색의) 착색 안경 또는 편광 안경으로서 좌측 화상 및 우측 화상을 하나의 소스로부터 볼 수 있다. 렌티큘라 스테레오그램은, 사진제판 재생에 의해 만들어지며, 거래 카드, 그림 우표, 제품 디스플레이등을 위해 가장 흔하게 사용된다. 적절히 인코딩된 화상 위에 코드로이(Corduroy)형 표면을 갖는 원통형 렌티큘라 스크린을 포함함으로써, 스테레오스코픽 3차원 깊이 효과가 달성될 수 있다.Lenticular stereograms have been used for many years to display true three-dimensional stereoscopic images without the need to wear special selection devices that allow the viewer to selectively view different images in their left and right eyes. Such a selection device is typically (red / green) colored glasses or polarized glasses, whereby the left picture and the right picture can be viewed from one source. Lenticular stereograms, produced by photographic reproduction, are most commonly used for trading cards, stamps, and product displays. By including a cylindrical lenticular screen with a Corduroy-type surface above a properly encoded picture, a stereoscopic three-dimensional depth effect can be achieved.
도 1a에 도시된 바와 같이, 렌티큘(101)은 그 길이가 수직으로 정렬되도록 배향된 반-원통형 표면을 가진다. 렌티큘들은, 인코딩된 시각 정보 컬럼들을 포함하는 인쇄 화상(102)과 밀접하게 병치된다. 인쇄 화상(102)의 각각의 컬럼은 특정한 렌티큘과 연관되고, 각각의 컬럼은 최좌측 시야로부터 최우측 시야에 이르는 일련의 뷰를 가진다. 따라서, 통상의 인쇄물에서와 같이 하나의 화상을 보는 대신에, 파노라마그램의 관찰자는 파노라마그램의 렌티큘라 표면의 굴절 성향 때문에 좌안 및 우안 양자 모두의 원근 화상을 보게 될 것이다. 더 구체적으로, 좌안은 우안과는 상이한 각도에서 렌티큘라 스테레오그램을 보게 되며, 각각의 눈은 상이한 화상의 뷰를 가짐으로써, 3차원 화상을 생성하게 된다.As shown in FIG. 1A, the
렌티큘라 스테레오그램을 만드는 기술이 비록 지속적으로 진보하고 있지만, 매체가 더 설득력있게 되도록 하지 못하게 하는 많은 지속적인 문제들이 남아 있다. 특히, 렌티큘라 스테레오그램은, 시차 효과(parallax effect) 때문에 3차원 화상의 열화없이 시청될 수 있는 위치 범위가 제한되어 있다. 전체 인쇄물 또는 디스플레이를 적절하게 보기 위해, 모든 컬럼형 구조의 화상들과 그 연관된 컬럼형 렌티큘들은 밀접하게 병치되어야 한다. 화상의 중심은 전형적으로 거의 수직 각도에서 볼 수 있는 반면, 화상의 좌측 및 우측 가장자리는 훨씬 더 예각에서 볼 수 있을 것이다. 시차 효과는 예각의 시청 각도에서 발생하며 컬럼형 구조의 화상과 그 연관된 컬럼형 렌티큘간에 정확한 병치가 이루어지 못하게 한다. 이러한 병치의 부족은, 고도의 예각에서는, 렌티큘의 촛점이 그 연관된 인쇄 화상에 적절하게 놓이지 않아 부정확한 컬럼형 화상이 보이기 때문에 발생한다.Although the technology of making lenticular stereograms is constantly advancing, there are many ongoing problems that keep the media from becoming more convincing. In particular, lenticular stereograms have a limited range of positions that can be viewed without deterioration of three-dimensional images due to parallax effects. In order to properly view the entire print or display, all columnar images and their associated columnar lenticules must be closely juxtaposed. The center of the image is typically seen at an almost vertical angle, while the left and right edges of the image will be much more acute. The parallax effect occurs at an acute viewing angle and prevents accurate juxtaposition between the image of the columnar structure and its associated column lenticules. This lack of juxtaposition occurs because at high acute angles the lenticule's focus is not properly placed on its associated printed image, resulting in inaccurate columnar images.
완전한 3차원 렌티큘라 스테레오그램 화상을 볼 수 있는 위치 범위는 "시청 지역"이라고 알려져 있다. 종래 기술에서, 시차 효과를 감소시킴으로써 이러한 시청 지역을 최대화하기 위한 시도가 있어 왔다. 예를 들어, 미국 특허 제 5,838,494호는 시청 지역을 최대화하기 위해 인쇄 컬럼의 폭을 렌티큘라 스크린의 폭에 맞추기 위한 수학적 기법을 개시하고 있으나, 정확한 렌티큘 폭 치수를 갖는 스크린을 요구한다. 미국 특허 제5,083,199호는 렌티큘라 스테레오그램 시청 지역을 개선하기 위해 공기 간극(air gap)을 요구하며, 이러한 방법이 종이 인쇄물에도 잘 통할지는 불투명하다. 또한, 렌티큘라 스크린은, 제조하기에 매우 어려운 변동하는 렌티큘 폭을 갖는 만곡형 구조 상에 배치된다. E. Sandor 등에 의한 "Technical Info on PHSColorgrams®"(http://www.artn.nwu.edu를 참조)이라는 제목의 논문에는, 대응하는 렌티큘의 폭보다 넓은 인쇄 컬럼들을 사용하여 렌티큘라 스테레오그램의 시청 지역을 증가시키는 방법이 개시되어 있으나, 인쇄물의 폭과 렌티큘의 폭을 조정하기 위한 방법은 개시되어 있지 않다. 따라서, 어떠한 참고문헌도 렌티큘라 스테레오그램의 시청 지역을 최대화하기 위한 간단한 해결책을 제공하지 못한다.The location range in which a complete three-dimensional lenticular stereogram image can be seen is known as the "viewing area". In the prior art, attempts have been made to maximize this viewing area by reducing the parallax effect. For example, US Pat. No. 5,838,494 discloses a mathematical technique for fitting the width of a print column to the width of a lenticular screen to maximize the viewing area, but requires a screen with accurate lenticular width dimensions. U. S. Patent No. 5,083, 199 requires an air gap to improve the lenticular stereogram viewing area, and it is unclear whether this method will work well with paper prints. In addition, the lenticular screen is disposed on a curved structure with varying lenticular widths that are very difficult to manufacture. In a paper entitled "Technical Info on PHSColorgrams®" by E. Sandor et al. (See http://www.artn.nwu.edu), lenticular stereograms using printed columns wider than the corresponding lenticules Although a method of increasing the viewing area of is disclosed, a method for adjusting the width of printed matter and the lenticule is not disclosed. Thus, no reference provides a simple solution to maximize the viewing area of the lenticular stereogram.
본 발명은 렌티큘라 스테레오그램의 시청 지역을 증가시키기 위한 간단한 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention seeks to provide a simple method for increasing the viewing area of a lenticular stereogram.
본 발명은, 사진 인쇄물, 투사되거나 컴퓨터에 의해 발생된 화상, 또는 임의 타입의 그래픽 화상일 수 있는 스테레오스코픽 화상의 시청 지역을 증가시키기 위한 간단한 방법이다. 시청 지역은 스테레오스코픽 화상의 화상 컬럼들에 대해 최적의 컬럼 폭을 결정함으로써 개선된다. 최적의 컬럼 폭은 지정된 시청 위치에 대하여 각각의 컬럼과 그 대응하는 렌티큘간의 광학적 정렬을 제공한다. 최적의 컬럼 폭은 일련의 테스트 화상들을 이용하여 경험적으로 결정된다. 일단 결정되고 나면, 맞물림형 배치 프로그램을 이용하여 최적의 컬럼 폭을 갖는 스테레오스코픽 화상이 생성될 수 있다.The present invention is a simple method for increasing the viewing area of a stereoscopic image, which may be a photographic print, a projected or computer generated image, or any type of graphic image. The viewing area is improved by determining the optimal column width for the picture columns of the stereoscopic picture. The optimal column width provides optical alignment between each column and its corresponding lenticules for a given viewing position. The optimal column width is empirically determined using a series of test images. Once determined, an interlocked batch program can be used to generate a stereoscopic image with an optimal column width.
각각의 테스트 화상은 복수의 컬럼을 가지며, 각각의 컬럼은 렌티큘라 스크린의 한개 렌티큘에 대응한다. 각각의 컬럼은 2개의 단색 스트라이프를 가지며, 그 색상은 식별가능하거나, 시각적으로 서로 별개이다. 따라서, 착색된 스트라이프들은 테스트 화상의 전체 폭에 걸쳐 교대로 나타난다.Each test picture has a plurality of columns, each column corresponding to one lenticule of the lenticular screen. Each column has two monochrome stripes whose colors are identifiable or visually distinct from one another. Thus, the colored stripes appear alternately over the entire width of the test image.
최적의 컬럼 폭은, 좌안 시청 위치 및 우안 시청 위치를 갖는 시청 장치를 이용하여 테스트 화상 및 렌티큘라 스크린을 봄으로써 결정된다. 좌안 시청 위치로부터 보았을 때 화상이 소정의 한개 색상으로 보이고, 우안 시청 위치로부터 보았을 때 다른 색상으로 보일 때, 최적의 컬럼 폭이 달성된다. 최적의 컬럼 폭을 갖는 테스트 화상은 상이한 컬럼 폭을 갖는 일련의 이와 같은 테스트 화상들을 시청함으로써 결정될 수 있다. 그 다음, 최적의 컬럼 폭을 이용하여 스테레오스코픽 화상들이 생성될 수 있고, 스테레오스코픽 화상의 중심 컬럼이 렌티큘라 스크린의 중심 렌티큘과 정렬할 때 시청 지역이 최대화될 것이다.The optimal column width is determined by viewing the test image and the lenticular screen using a viewing device having a left eye viewing position and a right eye viewing position. When the image appears in one color when viewed from the left eye viewing position, and looks different in color when viewed from the right eye viewing position, an optimal column width is achieved. The test picture with the optimal column width can be determined by viewing a series of such test pictures with different column widths. Then, stereoscopic pictures can be generated using the optimal column width, and the viewing area will be maximized when the center column of the stereoscopic picture aligns with the center lenticule of the lenticular screen.
본 출원에서, 시청 지역의 각도 범위를 최적화하는 것이 아니라, 디스플레이로부터 시청 거리를 최적화하기 위한 방법이 개시된다.In this application, a method is disclosed for optimizing viewing distance from a display rather than optimizing the angular range of the viewing area.
도 1a는 렌티큘라 스테레오그램의 구조를 도시하는 투시도이다.1A is a perspective view showing the structure of a lenticular stereogram.
도 1b는 도 1의 구조로부터 개개의 렌티큘의 구조와 그 대응하는 맞물림형 배치된 화상을 도시하는 투시도이다.FIG. 1B is a perspective view showing the structure of the individual lenticules from the structure of FIG. 1 and its corresponding interlocked arranged image. FIG.
도 1c는 렌티큘라 스크린의 피치에 관해 인쇄물의 피치를 캘리브레이트하기 위한 테스트 타겟을 도시하는 투시도이다.FIG. 1C is a perspective view illustrating a test target for calibrating the pitch of a print with respect to the pitch of a lenticular screen.
도 2는 렌티큘라 스크린과 테스트 타겟을 조정하면서 관찰자의 위치를 파악하는데 사용되는 장치이다.2 is a device used to locate the observer while adjusting the lenticular screen and the test target.
도 3a는 시청 각도를 최적화하기 위한 필요한 조정을 행하지 않고 관찰 위치로부터 보았을 때 인쇄물 컬럼과 렌티큘라 스크린의 개략도.3A is a schematic representation of a print column and lenticular screen when viewed from the viewing position without making the necessary adjustments to optimize viewing angles.
도 3b는 원거리 시청 위치로부터 보았을 때 인쇄물 컬럼과 렌티큘라 스크린의 개략도.3B is a schematic representation of a print column and lenticular screen when viewed from a remote viewing position.
도 3c는 시청 각도를 최적화하는데 필요한 조정을 보여주는 인쇄물 컬럼과 렌티큘라 스크린의 개략도이다.3C is a schematic diagram of a print column and a lenticular screen showing the necessary adjustments to optimize viewing angles.
도 4는 테스트 보더 및 컬럼형 스테레오그램 인쇄물 또는 투사된 디스플레이를 도시하는 도면이다.4 shows a test border and columnar stereogram printout or projected display.
도 5a는 좁은 시청 지역에서 원거리 및 근거리로부터의 스테레오스코픽 화상 시청의 개략도이다.5A is a schematic diagram of viewing stereoscopic images from far and near in a narrow viewing area.
도 5b는 넓은 시청 지역에서 원거리 및 근거리로부터의 스테레오스코픽 화상 시청의 개략도이다.5B is a schematic diagram of viewing stereoscopic images from far and near in a wide viewing area.
도 6은 도 5a 및 도 5b의 도움과 함께 본 명세서의 교시 내용과 연계하여 사 용될 거리 추적 시스템의 개략도이다.6 is a schematic diagram of a distance tracking system to be used in conjunction with the teachings herein with the aid of FIGS. 5A and 5B.
도 7은 소프트웨어 맞물림형 배치 프로세스의 개념적 표현을 도시한 도면이다.7 illustrates a conceptual representation of a software engaged deployment process.
도 8은 렌티큘라 피치가 어떻게 결정되는지를 도시하는 개략도이다.8 is a schematic diagram showing how the lenticular pitch is determined.
도 9는 서브픽셀 맵핑이 어떻게 결정되는지를 도시하는 개략도이다.9 is a schematic diagram illustrating how subpixel mapping is determined.
도 10은 피치 구현에 대한 4개의 시청 거리를 도시하는 한 세트의 그래프이다.10 is a set of graphs showing four viewing distances for a pitch implementation.
도 1a를 참조하면, 렌티큘라 스크린(101) 및 연관된 인쇄물(102)이 도시되어 있다. 용어 "인쇄물"은 후면투사 디스플레이, 사진 인쇄물, 사진제판으로 생성된 인쇄물, 또는 전자 디스플레이 스크린, 및 이들의 조합과 같은 임의의 공지된 디스플레이들을 광범위하게 의미하기 위해 사용된다. 인쇄물(102)은 렌티큘라 스크린(101)과 밀접하게 병치되어 고정되되, 2개의 평행 평면, 즉, 점 ADLI로 정의된 인쇄물 평면(102)과, 점 EHPM으로 정의된 렌티큘라 기준면이 기준역할을 하도록 고정된다. 렌티큘라는, 동일한 반경의 호 EF, FG, GH와 그 대응하는 호 MN, NO, OP로서 각각 도시된 개개의 원통형 표면을 갖는 개개의 원통형 렌즈들 EFNM, FGON, 및 GHPO이다. 렌티큘라 스크린은 기준 평면 EHPM의 상부에 중첩하고, 각각의 렌티큘은, 인쇄물(102) 상의 그 대응하는 사각형 인쇄물 영역과 밀접하게 병치된 채 광학적으로 정렬되어, 상이한 시청 각도의 상이한 화상이나 뷰를 제공한다. 예를 들어, 인쇄물 영역 ABJI는 렌티큘 EFNM의 바로 뒤에서 밀접하게 병치되어 있다.Referring to FIG. 1A, a
도 1b를 참조하면, 인쇄물 영역 ABJI 및 그 대응하는 렌티큘 EFNM의 보다 상세한 도면이 도시되어 있다. 5개의 컬럼 또는 스트라이프들 1, 2, 3, 4, 5는 인쇄물 영역(102)의 경계를 정한다. 임의 갯수의 컬럼이 사용될 수도 있지만, 간략화를 위해 단지 5개의 컬럼들만이 예시되어 있다. 렌티큘의 광학적 속성 때문에, 임의의 시청 위치로부터 단 1개의 스트라이프만을 볼 수 있다. 스트라이프 1은 최우측 뷰를 포함하며 우로부터 좌로 관점이 이동함에 따라, 스트라이프들 2, 3, 4, 및 5가 차례로 보인다.Referring to FIG. 1B, a more detailed view of the print area ABJI and its corresponding lenticular EFNM is shown. Five columns or
이러한 종류의 맞물림형으로 배치된 스테레오그램 인쇄물의 생성은 널리 이해되고 있다. 예시적인 5개-컬럼의 스테레오그램에서, 5개의 카메라가 그 각각으로부터 등거리 직선 전방을 가리키고 동시에 촬상함으로써 5개의 투시 관점이 생성된다. 이들 화상들은 디지털적으로 포착되거나 종래의 사진 수단에 의해 포착된 다음, 디지털적으로 스캐닝된다. 그 다음, 이들 디지털 화상들은 맞물림형 배치 소프트웨어 알고리즘을 이용하여 잘게 쪼개지고 스테레오그램 인쇄물로서 재조립된다. 스테레오그램 인쇄물은, 개개 투시 관점의 화상 뷰를 맞물림형으로(가끔, "인리빙된다"라는 표현으로 잘못 일컬어짐) 배치하되, 특정한 렌티큘에 대응하는 인쇄물 영역이 복수의 개별 스트라이프로 구성되게끔 배치함으로써 만들어진다. 5개의 맞물림형 배치된 화상들로 구성된 렌티큘 스테레오그램을 볼 때, 5개의 상이한 각도 범위로부터 렌티큘라 스테레오그램을 봄으로써 5개의 개벌 화상 뷰를 볼 수 있다.The creation of stereogram prints of this kind of interlocking arrangements is well understood. In an exemplary five-column stereogram, five perspective views are generated by five cameras pointing equidistantly straight ahead from each of them and simultaneously imaging. These images are captured digitally or by conventional photographic means, and then digitally scanned. These digital pictures are then chopped using an interlocking batch software algorithm and reassembled as stereogram printouts. Stereogram printouts arrange an image view of an individual perspective in an interlocked fashion (sometimes incorrectly referred to as "enlivened") so that the print area corresponding to a particular lenticule consists of a plurality of individual stripes. Is made by placement. When viewing a lenticular stereogram consisting of five interlocked placed images, one can see five individual image views by looking at the lenticular stereogram from five different angular ranges.
맞물림형 배치 알고리즘 및 소프트웨어는 이 분야에 공지되어 있다. 예시적 인 맞물림형 배치 알고리즘은, 본 명세서에서 참고용으로 인용하는 국제 공개 번호 WO 98/27456호에 상세히 기술되어 있다.Engaged placement algorithms and software are known in the art. Exemplary interlocking placement algorithms are described in detail in International Publication No. WO 98/27456, which is incorporated herein by reference.
도 3a는 시차 문제를 예시한다. 렌티큘라 인쇄물은 괄호 301A의 범위 내에 있는 것으로 도시되어 있다. 간략성을 위해, 단지 3개의 대표적인 렌티큘(303, 305, 및 307)과 그들의 대응하는 인쇄물 영역(309A, 310A, 및 311A)가 예시되어 있다. 논의된 바와 같이, 임의 갯수의 렌티큘과 컬럼들이 사용될 수 있다. 관찰 지점(302)은, 중앙의 렌티큘(305) 바로 위에서, 렌티큘 인쇄물의 축상의 뷰와 더불어 중앙에 위치해 있다. 관찰 지점(302)로부터 관찰된 광선은 렌티큘(303, 305, 및 307)에 의해 굴절되고, 각각 촛점(304, 306, 및 308)을 가진다. 이 예에서, 시차 문제는 촛점들(304 및 308)이 그들의 대응하는 인쇄물 영역과 정렬되지 않는다는 사실에서 발생한다. 도 3a에서, 촛점들(304 및 308)은 각각 인쇄물 영역(309a 및 311a)으로부터 완전히 벗어나 있다. 따라서, 관찰 지점(302)으로부터 전혀 보이지 않는다. 따라서, 중앙 영역(310a) 부근의 인쇄 화상만이 입체적으로 보일 것이다.3A illustrates the parallax problem. The lenticular print is shown to be within the range of
인쇄물 중앙의 양측상의 화상은 왜곡되어 보이거나 혼랍스럽게 보이는데, 이것은 적절한 입체 화상에 대응하지 않는 컬럼 및 그 상응하는 스트라이프를 보기 때문이다. 이와 같은 환경하에서, 우안으로는 좌측 화상을 보게되고, 좌안으로는 우측 화상을 보게된다. 따라서, 렌티큘에 관한 인쇄 컬럼의 정확한 쉬프팅없이는, 시청 지역 내에서의 시청 각도의 범위는 실질적으로 감소된다.The images on both sides of the center of the print appear distorted or mixed because they look at columns and their corresponding stripes that do not correspond to a suitable stereoscopic image. Under such circumstances, the left eye sees the left image and the left eye sees the right image. Thus, without accurate shifting of the print column with respect to the lenticules, the range of viewing angles within the viewing area is substantially reduced.
관찰 지점(302) 및 인쇄물 사이의 거리가 증가함에 따라 시차 문제는 감소한다. 도 3b를 참조하면, 만일, 관찰 지점(미도시)이 인쇄물로부터 상당한 거리라 면, 렌티큘로부터 관찰 지점으로의 광선은 더욱 평행하게 되고 촛점(304, 306, 및 308)은 각각 영역(309B, 310B, 및 311B) 내에 떨어지게 된다. 이 관찰 지점으로부터, 인쇄 영역(309B 및 311B)은 쉬프팅을 요구하지 않는데, 이것은 시차 문제가 인쇄물 가장자리에서 존재하지 않기 때문이다. 따라서, 시차 문제를 피하기 위해, 보다 큰 폭의 렌티큘라 스크린은, 인쇄물의 좌우측 측면에서 예각의 시청 각도를 감소시키도록, 보다 좁은 인쇄물의 경우에서보다 더 먼 거리로부터 시청되어야만 한다.As the distance between the
전체 스테레오스코픽 화상을 시청하기 위해, 모든 렌티큘의 촛점들은, 렌티큘들 각각에 대응하는 인쇄물 영역의 경계 내에 떨어져야 한다. 도 3c는 렌티큘라 스테레오그램의 실시예로서, 모든 렌티큘들의 촛점들이 수평으로 쉬프팅된 대응하는 인쇄물 영역 내에 떨어지는 렌티큘라 스테레오그램의 실시예이다. 쉬프팅된 인쇄물 영역은 시차 문제를 제거하고, 전체 화상이, 관찰 지점과 렌티큘 사이의 광선이 평행하지 않는 관찰 지점으로부터 시청되는 것을 허용한다. 시차 문제는, 촛점(304 및 308)이 각각 인쇄물 영역(309C 및 311C)의 중심에 입사하도록 렌티큘들(303 및 307)에 관하여 인쇄물 영역(309C 및 311C)을 수평으로 쉬프팅함으로써 보상된다. 인쇄물 영역(310C)은 쉬프팅을 요구하지 않는데, 이것은 촛점(306)이 이미 인쇄물 영역(310C)의 중심에 근접하에 입사하기 때문이다.In order to view the entire stereoscopic image, the focus of all the lenticules must fall within the boundaries of the print area corresponding to each of the lenticules. 3C is an embodiment of a lenticular stereogram, which is an embodiment of a lenticular stereogram in which the focal points of all the lenticulars fall within the horizontally shifted corresponding print area. The shifted substrate area eliminates the parallax problem and allows the entire image to be viewed from an observation point where the light rays between the observation point and the lenticule are not parallel. The parallax problem is compensated by horizontally shifting the
일반적으로, 전체 스테레오스코픽 화상 투사는, 인쇄물의 좌측상의 인쇄물 컬럼들이 각 렌티큘의 촛점에 대해 좌측으로 쉬프팅되고, 인쇄물의 우측상의 인쇄물 컬럼들이 각 렌티큘의 촛점에 대해 우측으로 쉬프팅되어, 적절한 인쇄물 영역 컬럼 상에 떨어질 것을 요구한다. 각각의 컬럼이 수평으로 쉬프팅되는 거리는, 각각의 인쇄물 컬럼이 관찰되는 각도의 함수이며, 관찰 지점과 렌티큘라 스크린 사이의 거리에 반비례한다. 인쇄물 영역 컬럼들의 쉬프팅은 관찰 지점이 렌티큘라 스크린에 가까와질수록 증가한다.In general, a full stereoscopic image projection is provided in which the print columns on the left side of the print are shifted to the left with respect to the focus of each lenticule, and the print columns on the right side of the print are shifted to the right with respect to the focus of each lenticule. Requires falling on the area column. The distance that each column is shifted horizontally is a function of the angle at which each print column is observed and is inversely proportional to the distance between the observation point and the lenticular screen. Shifting of print area columns increases as the viewing point nears the lenticular screen.
렌티큘라 스테레오그램의 시청 지역을 최대화하기 위한 본 발명의 기술은, 특정한 시청 거리에 대해 최적의 인쇄물 컬럼 폭을 결정하기 위해 캘리브레이션 및 측정 도구로서 렌티큘라 스크린을 사용한다. 도 1c는, 렌티큘(102)과, 2개의 스트라이프(103 및 104)로 구성된 대응하는 인쇄물 영역(105)을 갖는 본 발명의 실시예를 도시한다. 본 발명의 기술에서, 이들 2개의 스트라이프는 상보형 또는 대조되는 색상이다. 예를 들어, 스트라이프(103) 및 스트라이프(104)는, 각각 검정색 및 흰색이거나, 자홍색(magenta) 및 청록색(cyan)이거나, 녹색 및 적색이거나, 기타의 구분가능한 색상 조건이다. 정확한 컬럼 폭을 갖는 대조되는 색상의 전체 크기의 스테레오스코픽 화상 인쇄물은 맞물림형 배치 컴퓨터 프로그램으로 생성될 수 있다. 따라서, 일련의 2색 테스트 인쇄물들은 점진적으로 상이한 화상 컬럼 폭을 갖도록 만들어질 수 있다. 0.01 인치 또는 더 나은 컬럼 폭 정확도를 갖는 화상 인쇄물이 생성될 수 있다.The technique of the present invention for maximizing the viewing area of a lenticular stereogram uses a lenticular screen as a calibration and measurement tool to determine the optimal print column width for a particular viewing distance. 1C shows an embodiment of the present invention having a
특정한 시청 위치에 대해 최적의 화상 인쇄물 컬럼 폭을 결정하기 위해 2색 테스트 인쇄물이 스테레오그램 화상 시청 장치와 함께 사용될 수 있다. 최적의 인쇄물 컬럼 폭을 갖고 생성된 렌티큘라 스테레오그램 화상 인쇄물은 완전하게 시청가능하며 최적의 3차원 형상을 가진다. 하나의 화상 인쇄물 컬럼 폭은 모든 위치 로부터 최적으로 볼 수 없기 때문에, 화상 인쇄물 컬럼 폭은 특정한 시청 위치에 대해 설계된다. 일반적으로, 렌티큘라 스테레오그램은 중앙 위치로부터 시청되도록 설계되지만, 렌티큘라 스테레오그램이 시청되는 거리는 가변적이다.Two-color test prints can be used with the stereogram picture viewing device to determine the optimal picture print column width for a particular viewing position. The resulting lenticular stereogram image prints with an optimal print column width are fully viewable and have an optimal three-dimensional shape. Since one image print column width cannot be optimally viewed from all positions, the image print column width is designed for a particular viewing position. Generally, lenticular stereograms are designed to be viewed from a central location, but the distance at which the lenticular stereograms are viewed is variable.
스테레오그램 화상 시청 장치는 특정한 시청 위치로부터 2색 테스트 인쇄물을 보기 위해 사용된다. 스테레오그램 화상 시청 장치의 실시예가 도 2에 예시되어 있으며, 아이홀(202 및 203)을 갖는 로케이션 장치(201), 포스트(204) 및 베이스보드(205)를 포함한다. 포스트(204)는, 베이스보드(205) 위에서 로케이션 장치(201)를 단단하게 유지한다. 렌티큘라 스크린(206)은, 중앙의 렌티큘이 중앙의 인쇄물 컬럼 바로 위에 놓이도록 인쇄물(207)과 밀접하게 병치되어 놓인다. 정렬된 인쇄물(207)과 렌티큘라 스크린(206)은, 렌티큘들이 시청자에 관해 수직으로 배향되고, 인쇄물(207)의 중심이 아이홀(202 및 203) 사이의 중간 지점(208) 아래에 놓이도록 하여, 시청 장치(201) 바로 아래에 놓인다. 시청자는 아이홀들(202 및 203)을 통해 인쇄물(207)을 관찰한다. 대안적인 실시예에서, 아이홀들(202 및 203)로부터 인쇄물(207)을 시청하는 것처럼 인쇄물(207)을 시청하기 위해 디지털 카메라가 배치된다.Stereogram image viewing devices are used to view two-color test prints from specific viewing positions. An embodiment of a stereogram image viewing device is illustrated in FIG. 2 and includes a
만일 인쇄물 컬럼의 폭이, 인쇄물 영역의 적절한 컬럼들에 떨어지는 각각의 렌티큘들의 촛점들과 최적화된다면(도 3c 참조), 화상(207)은 아이홀(202)로부터 보았을 때에는 소정의 한 균일한 색상으로 보이고, 아이홀(203)로부터 보았을 때에는 이와는 상보적인 또는 대조되는 균일한 색상으로 보일 것이다. 테스트 인쇄물 또는 렌티큘라 스크린에서의 불완전성은, 시청되는 화상에서의 사소한 불완전성만 을 야기할 것이다. 부적절한 인쇄물 컬럼 폭을 갖는 테스트 인쇄물은 색상이 균일하게 보이지 않을 것이다. 상이한 인쇄물 화상 컬럼 폭을 갖는 일련의 테스트 인쇄물들을 시청 장치를 통해 관찰함으로써, 아이홀들(202 및 203)로부터 가장 균일하게 관찰되는 색상을 갖는 인쇄물이 신속하게 결정될 수 있다. 이러한 테스트 인쇄물에 대한 최상의 컬럼 폭 크기는 맞물림형 배치 프로그램에 입력되어, 최적의 화상 컬럼 폭과 최적화된 시청 지역을 갖는 스테레오스코픽 화상 인쇄물을 생성할 수 있다.If the width of the print column is optimized with the focus of each lenticules falling into the appropriate columns of the print area (see FIG. 3C), the
스테레오 화상 시청 장치 및 렌티큘라 스크린을 통한 인쇄물의 관찰은 최적의 인쇄물 화상 컬럼 폭이 신속하게 결정되도록 허용하는 고도로 정확한 측정 도구이다. 본 분야에서, 용어 "피치"는 인쇄물 컬럼 폭 또는 렌티큘 폭을 기술하기 위해 종종 사용된다. 피치는 인치당 컬럼의 갯수 또는 렌티큘의 개수이다. 만일 인쇄물/렌티큘라 스크린 조합이 어떤 먼 거리에서 보았을 때, 인쇄물 컬럼 및 렌티큘의 피치는 동등하다. 또 다른 예에서, 3 피트의 거리에서 보았을 때, 공칭 피치 58.23을 갖는 렌티큘라 스크린은 피치 58.35, 즉 인치당 58.35 컬럼을 갖는 인쇄물과 함께 사용될 때 최대 시청 지역을 생성한다. 3피트의 시청 거리에 대해 최적화된 스테레오스코픽 인쇄물은 또한 약 2 내지 5 피트의 시청 거리에 대해 양호한 스테레오스코픽 화상을 생성한다.Observation of the print through the stereo image viewing device and the lenticular screen is a highly accurate measurement tool that allows for the optimal determination of the printed image column width. In the art, the term "pitch" is often used to describe the print column width or lenticule width. Pitch is the number of columns or the number of lenticules per inch. If the substrate / lenticular screen combination is viewed at some distance, the pitch of the substrate column and lenticular are equal. In another example, a lenticular screen with a nominal pitch of 58.23 when viewed at a distance of three feet produces a maximum viewing area when used with a print having a pitch of 58.35, i.e., 58.35 columns per inch. Stereoscopic prints optimized for a viewing distance of 3 feet also produce good stereoscopic images for viewing distances of about 2 to 5 feet.
본 발명의 기본 기술에서 다양한 변형이 존재한다. 본 발명의 기술은, 후면투사 슬라이드 뿐만 아니라 모션 픽쳐의 캘리브레이션 또는 정렬, 전자 화상, 및 전자 디스플레이와 함께 사용되는 렌티큘라 스크린 및 이들 알려진 디스플레이의 조합에 대해 사용될 수 있다. 특히, 컴퓨터는, 특정한 사용자에 대해 최적의 시청 지역이 결정되도록 테스트 화상이 투사되는 것을 허용하는 맞물림형 배치 프로그램 및 렌티큘라 스크린을 병합할 수 있다. 그러면, 컴퓨터는 렌티큘라 스크린과 광학적으로 정렬된 최적의 컬럼 폭 확대를 갖는 스테레오스코픽 화상을 디스플레이할 것이다. 렌티큘라 스크린과 투사된 화상과의 정렬은 디스플레이 제어 또는 소프트웨어에 의해 달성될 수 있다.Various modifications exist in the basic technique of the present invention. The technique of the present invention can be used not only for rear projection slides but also for calibration or alignment of motion pictures, electronic images, and lenticular screens used with electronic displays and combinations of these known displays. In particular, the computer can merge an interlocking batch program and a lenticular screen allowing the test image to be projected so that an optimal viewing area is determined for a particular user. The computer will then display the stereoscopic image with the optimal column width magnification optically aligned with the lenticular screen. Alignment of the lenticular screen with the projected image can be accomplished by display control or software.
또 다른 실시예에서, 하나의 육안에 의해 단일 위치로부터 시청될 상이한 컬럼 폭을 갖는 일련의 인쇄물 패턴이 제공된다. 렌티큘에 관한 화상 인쇄물 컬럼의 최적 폭과 위치를 실험적으로 캘리브레이트하고 시청 지역을 최적화하기 위해 상이한 컬럼 크기를 갖는 적절한 일련의 테스트 패턴들이 사용될 수도 있다.In yet another embodiment, a series of print patterns having different column widths to be viewed from a single location by one human eye is provided. An appropriate series of test patterns with different column sizes may be used to experimentally calibrate the optimal width and position of the image print column with respect to the lenticules and to optimize the viewing area.
또 다른 실시예에서, 정렬 목적을 위해 2색 테스트 인쇄물이 화상 인쇄물과 결합될 수 있다. 도 4를 참조하면, 영역(403, 404, 및 405)에서 2색 보더 패턴을 갖는 인쇄물(401)과, 픽쳐 영역(402)는, 시청 지역이 중앙에 위치하고 좌측이나 우측으로 어긋나지 않도록, 앞서 기술된 정렬 방법을 사용하여 렌티큘라 스크린과 정렬될 수 있다. 렌티큘라 스크린은 인쇄물(401) 위에 놓이고 인쇄물(401)은 스트레오그램 시청 장치를 통해 시청된다. 그 다음, 우안으로 보았을 때 보더가 한 색상으로 보이고, 좌안으로 보았을 때 대조되는 색상으로 보일 때, 2색 보더 패턴은 렌티큘라 스크린과 정렬되어 중앙에 위치한다.In another embodiment, two color test prints can be combined with image prints for alignment purposes. Referring to FIG. 4, the
다시 도 4를 참조하면, 또 다른 실시예에서, 제1 2색 패턴이 수평 보더 영역(405)에서 사용되고, 또 다른 타입의 제2 2색 패턴이 수직 보더 영역(403 및 4044)에 대해 사용된다. 예를 들어, 수직 영역(403 및 404)의 컬럼들 내에서 교대하는 검정색 및 흰색 스트라이프가 사용되고, 수평 영역(405)에 대해 교대하는 적색 및 녹색 스트라이프가 사용될 수도 있다. 영역(403 및 404) 내의 검정색 및 흰색 스트라이프는 인터리빙된 인쇄물 컬럼들에 관한 렌티큘의 회전 정렬을 위해 사용될 수 있다. 촬상 장치를 통해 인쇄물을 관찰하면, 한 쪽 눈은 수직 보더 영역(403 및 404)을 검정색으로 볼 것이고, 다른 쪽 눈은 수직 보더 영역(403 및 404)을 흰색으로 볼 것이다. 영역(405) 내의 적색 및 녹색 스트라이프는, 2색 컬럼을 인쇄물(401)의 중앙에 정렬함으로써, 인터리빙된 인쇄물과 렌티큘라 스크린의 중앙 정렬을 위해 사용될 수 있다. 다시 한번, 한쪽 눈은 영역(405)을 녹색으로 볼 것이고, 다른 쪽 눈은 영역(405)을 적색으로 볼 것이다.Referring again to FIG. 4, in another embodiment, a first two-color pattern is used in the
도 5a 및 5b에 추가 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예는 오토스테레오스코픽 디스플레이의 최적 시청 거리를 변경하기 위한 수단을 포함한다. 만일 콘텐츠 생성자 또는 사용자에 의해 특정 거리 또는 특정 범위의 거리에 대해 디스플레이가 설정된다면 잇점이 있다. 특히, 사용자는 어느 순간에 데스크톱 시청 거리로부터 디스플레이를 보기를 원하거나, 예를 들어, 더 먼 거리로부터 한 그룹의 사람에게 디스플레이를 보여 주기를 원할 수 있다.Additional embodiments are shown in FIGS. 5A and 5B. This embodiment includes means for changing the optimal viewing distance of the autostereoscopic display. It is advantageous if the display is set for a specific distance or a specific range of distance by the content creator or user. In particular, the user may want to see the display at a certain distance from the desktop viewing distance or, for example, to show the display to a group of people from a greater distance.
아케이드 게임은, 왜 시청 거리를 변경하는데 있어서 융통성을 갖기를 원하는지를 보여주는 일례이다. 게임은 2가지 모드를 가진다: 시청 거리가 더 큰 거리로 설정될 필요가 있는 어트랙트 모드(attract mode)와, 시청 거리가 비교적 가까운 거리로 설정될 필요가 있는 플레이 모드(play mode).An arcade game is an example of why we want to be flexible in changing viewing distances. The game has two modes: an attract mode in which the viewing distance needs to be set to a larger distance, and a play mode in which the viewing distance needs to be set to a relatively close distance.
사용자가 스크린에 비해 얼마나 높히 또는 얼마나 낮게 위치해 있는지에 관계없이 시청 지역의 각도 범위는 일정한데, 이것은 렌즈 스크린은 수평 차원에서는 굴절되지만, 수직 차원에서는 그렇지 않기 때문이라는 사실을 지적할 필요가 있다. 그러나, 미국 특허 번호 제3,409,351호에 개시된 Winnek 포뮬레이션을 이용하고 있는 경우 예외가 발생하는, 이것은, 굴절에는 수직 방향이 있고 관찰자가 수직 방향으로 움직일 때 시청 지역의 이동이 있기 때문이다. 소정 거리에 있는 관찰자에 대해 시청 지역 내에서 오토스테레오스코픽 화상의 모습이 어떻게 최적화될 수 있는지에 관해 기술될 것이다.Regardless of how high or how low the user is positioned relative to the screen, it is worth pointing out that the viewing range angular range is constant because the lens screen is refracted in the horizontal dimension but not in the vertical dimension. However, an exception occurs when using the Winnek formulation disclosed in U. S. Patent No. 3,409, 351 because the refraction has a vertical direction and there is a movement of the viewing area when the viewer moves in the vertical direction. It will be described how the appearance of the autostereoscopic image in the viewing area can be optimized for an observer at a distance.
도 5a 및 5b를 참조하면, 1, 2, 3, 4, 5로 꼬리표붙은 화상 영역은 도 1b에서 1, 2, 3, 4, 및 5로 꼬리표붙은 스트라이프에 대응한다. 렌티큘 집합체들 중 하나로서의 렌티큘(101)에 의해 굴절되는 각각의 스트라이프는 시청 지역을 형성하며, 각각의 시청 지역은 1, 2, 3, 4, 및 5로 꼬리표붙은 개개의 투시 뷰로 구성된다. 도 5a에서, 우리는 디스플레이 스크린(501), 근접 관찰자(503), 및 시청 지역(507), 및 원거리 관찰자(505)를 볼 수 있다. 관찰자의 눈은 L(좌안) 및 R(우안)으로 꼬리표 붙어 있다. 도 5b에서, 우리는 디스플레이(502), 근접 및 원거리 관찰자(504, 506), 그들의 좌안 및 우안이 각각 L 및 R로 꼬리표붙어 있는 것을 볼 수 있다.5A and 5B, the image regions labeled 1, 2, 3, 4, and 5 correspond to the stripes labeled 1, 2, 3, 4, and 5 in FIG. 1B. Each stripe refracted by the
도 5a 및 5b는 개략적 표현으로서 설명하기 위한 목적으로 생성되었다. 이 도면들은 과장된 부분과 간략화된 부분을 포함하고 있지만, 개념을 정확하게 예시한다. 도 5b의 시청 지역보다 실질적으로 더 좁은 도 5a의 시청 지역은 렌티큘에 대한 스트라이프의 기하학적 관계에 의해 제어될 수 있다.5A and 5B have been created for the purpose of illustration as a schematic representation. These figures include exaggerated and simplified parts, but illustrate the concept precisely. The viewing area of FIG. 5A, which is substantially narrower than the viewing area of FIG. 5B, can be controlled by the geometric relationship of the stripe to the lenticules.
시청 지역의 정렬 관점에서, 이것은 시차 조건에 관해 최적의 효과를 달성하기 위해 앞서 기술된 수단에 의해 제어될 수 있다. 이것은 정렬되어 있어야 하는 컬럼형 구조의 화상 요소와 그 연관된 컬럼형 렌티큘을 말한다. 투시 뷰의 중심은 앞서 기술된 바와 같이 전형적으로 거의 수직하는 시청각에서 시청된다. 이 경우, 좌우 화상 가장자리의 컬럼들은 예각에서 시청될 것이다. 시차 효과는 이와 같은 예각의 시청각에서 발생하며, 앞서 설명된 바와 같이, 컬럼형 구조의 화상 요소들 또는 스트라이프들 및 그 연관된 컬럼형 렌티큘들 사이의 정확한 병치의 결함을 생성한다.In view of the alignment of the viewing area, this can be controlled by the means described above to achieve the optimum effect on the parallax conditions. This refers to the columnar picture elements and their associated column lenticules that must be aligned. The center of the perspective view is typically viewed in a near vertical audio visual as described above. In this case, the columns of the left and right picture edges will be viewed at an acute angle. The parallax effect occurs at this acute audiovisual, and as described above, creates a defect in the exact juxtaposition between the picture elements or stripes of the columnar structure and its associated column lenticules.
시청 지역의 각도 범위를 최적화하고 특정한 시청 거리에 대해 가능한 최상의 결과를 생성하기 위해 소정 범위에 걸쳐 전술된 교시와 유사한 수단들이 사용될 수 있다.Means similar to the teachings described above can be used over a range to optimize the angular range of the viewing area and produce the best possible result for a particular viewing distance.
본 출원에서, 렌티큘들의 경계(즉, 개개의 렌티큘들의 교차하는 곳)가 수직 방향으로 배열된(즉, 렌즈 시트나 디스플레이의 수직 가장자리에 평행하게) 전통적인 렌티큘들의 배치를 갖는 디스플레이의 관점에서 기술되지만, 본 출원 기술은 Winnek에 의해 기술된 바와 같은 대각-배향된 렌티큘라 시트의 상황에서도 역시 잘 동작한다는 점에 주목해야 한다.In the present application, a view of a display having a traditional arrangement of lenticules in which the boundaries of the lenticules (ie, the intersections of the individual lenticules) are arranged in the vertical direction (ie, parallel to the vertical edge of the lens sheet or display) Although described in the present application, it should be noted that the present application technique also works well in the context of diagonal-oriented lenticular sheets as described by Winnek.
우리는 전술된 수단에 의해 시청 지역의 범위를 제어할 수 있으며, 시청 각도를 변경하기 위한 동기(비록 과장되었지만, 도 5b와 비교하여 도 5a에서 지적되었다)는 도 5a 및 도 5b의 예시를 참고하여 가장 잘 이해할 수 있다. 위치(503)의 경우, 좌안 및 우안은 시청 지역 바깥에 떨어진다. 즉, 근접한 곳에서의 관찰자는 좌안 및 우안으로 적절하지 않은 화상들을 볼 것이다. 이것은 스트라이프들(1, 2, 3, 4, 5)이 각각의 눈에 관하여 최적화된 뷰를 생성하도록 펼쳐지지 않기 때문이다. 사실상, 예시에서 본 바와 같이, 관찰자가 스테레오스코픽 지역이 아니라 가짜 지역을 보게 되는 것이 가능한데, 이것은 소정 지역 내의 연속된 스트라이프들(투시 뷰 1-5) 바깥에 떨어질 수 있기 때문이다.We can control the range of the viewing area by the means described above, and the motivation for changing the viewing angle (although exaggerated, but pointed out in FIG. 5A compared to FIG. 5B), see the examples of FIGS. 5A and 5B. Is best understood. For
505에서, 도면에 예시된 바와 같이, 더 먼거리의 관찰자는 만족스러운 스테레오스코픽 효과를 생성하는 화상 스트라이프(2 및 4)를 보고 있다. 그렇다면 근접 거리(503)에 있는 사용자를 수용하기 위해 무엇을 해야 하는가?At 505, as illustrated in the figure, the farther observer is looking at image stripes 2 and 4 that produce a satisfactory stereoscopic effect. If so, what should you do to accommodate users at
도 5b를 참고하면, 관찰자는 이제, 도 5a에서 디스플레이(501)로부터의 관찰자(503)의 거리에 대응하는, 디스플레이(502)로부터의 동일한 거리에서 504로 꼬리표 붙어 있다. 우리는, 관찰자의 좌안 및 우안이 시청 지역 내에 만족스럽게 떨어지고 있으며, 스테레오스코픽 화상이 관찰될 것이라는 것을 알 수 있다. 이제 도 5a에서 관찰자(505)에 대응하는, 도 5b에서의 보다 먼 거리에 있는 관찰자(506)에게 주목해 보자. 관찰자의 좌안 및 우안은 이제 하나의 투시 뷰 내에 떨어진다. 따라서, 그 지역의 시청 각도가 관찰자의 거리에 비해 너무 크기 때문에 스테레오스코픽 효과는 없다. 따라서, 광각-시청 지역의 먼 거리에서는, 스테레오스코픽 효과는 없다. 만일 관찰자의 좌안이 예를 들어 투시 뷰 3을 보고 있고, 우안이 투시 뷰 4를 보고 있다면, 이것은 관찰자의 좌안이 투시 뷰 2를 보고 있고 우안이 투시 뷰 4를 보는 경우에 비해 축간 분리가 크지 않기 때문에, 상기와 유사한 논의 가 이루어질 것이다.Referring to FIG. 5B, the observer is now labeled 504 at the same distance from the
우리는 시청 지역의 범위 또는 시청 지역의 각도를 변경함으로써 상이한 거리에 있는 관찰자들을 수용할 수 있음을 알 수 있다. 한 경우, 예를 들어, 도 5a에서, 관찰자가 위치(503)에 있다면, 스테레오스코픽 효과는 없는 반면, 505에 있는 관찰자에 의해 표시된 거리에 대한 스테레오스코픽 효과는 양호할 것이다. 한편, 이러한 상황을 교정하기 위해, 우리는, 사실상, 컬럼들 사이 또는 스트라이프들 사이의 거리를 변경함으로써 더 넓은 시청 범위를 생성할 수 있다. 이러한 것들 모두는, 화상 스트라이프 내의 또는 스트라이프들 사이의 픽셀들을 반복하거나 감산하도록, 그리고 컬럼들 사이의 거리 또는 스트라이프들 사이의 거리를 제어하도록 보간 프로세스를 통한 소프트웨어 조절에 의해 달성된다.We can see that we can accommodate observers at different distances by changing the range of the viewing area or the angle of the viewing area. In one case, for example, in FIG. 5A, if the observer is at
따라서, 우리는, 소프트웨어 조정에 의해, 그리고 렌즈 시트에 대한 시청 지역을 최적화하는 상황에서 본 명세서에서 기술되었던 것과 유사한 방식으로 적절한 거리를 변경함으로써, 관찰자의 거리에 대해 시청 지역을 최적화할 수 있다는 것을 안다.Thus, we can optimize the viewing area with respect to the observer's distance by changing the appropriate distance by software adjustment and in a situation similar to that described herein in the situation of optimizing the viewing area for the lens sheet. know.
이와 같은 거리는 소정의 렌티큘라 디스플레이가 다양한 시청 거리에 대해 최적화될 수 있도록 소프트웨어로 설정될 수 있다. 최적의 거리는 소정 범위 내에 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 3 피트의 최적 거리에 대해 디스플레이를 설정하는 것은, 약 2 내지 5 피트의 거리에 대해 양호한 시청을 제공할 것이다. 그리고, 8 피트의 최적 시청 거리에 대해 디스플레이를 설정하는 것은, 관찰자가 약 6 내지 15 피트로부터 효과적으로 볼 수 있도록 허용한다. 따라서, 우리는 몇 가지 경우에서 절대적인 값들에 대해 논의하고 있는 것이 아니라, 값들의 범위에 대해 논의하고 있는 것이다.Such distance may be set in software such that a given lenticular display can be optimized for various viewing distances. It should be understood that the optimal distance is within a certain range. For example, setting the display for an optimal distance of three feet will provide good viewing for a distance of about two to five feet. And setting the display for an optimal viewing distance of 8 feet allows the viewer to effectively see from about 6 to 15 feet. Thus, we are not discussing absolute values in some cases, but rather a range of values.
관찰자의 거리 측정을 이용하여 최적화를 자동으로 변경하기 위한 수단도 역시 제공될 수 있다. 자동 범위-발견 프로세스가 이러한 작업을 행하여, 디스플레이가, 디스플레이 스크린으로부터의 관찰자의 거리에 따라 스테레오스코픽 효과를 최적화하도록 본 명세서에서 기술된 변경에 의해 스스로 자동으로 조정될 것이다. 본 명세서에서 기술되고 실제로 다양한 종류의 제품에서 채택되고 있는 범위-발견 장치는 다양한 종류가 있다. 문제는 원하는 성능에 대해 최저가의 장치 기술을 선택하는데 있다. 그러나, 현재의 경우에는 만족스런 효과를 달성하기 위해 비교적 낮은 정확도가 요구되므로, 이와 같은 시스템의 제조자는 저가의 상품을 달성할 수 있다. 소나, 레이다, 또는 소비자 카메라에 대해 사용되는 기술과 같은 다양한 기술들이 채택될 수 있다. 또한 시청 거리는 간단한 로직 및 평균화 프로세스를 이용하여 많은 관찰자들에 대해 최적화될 수 있다.Means for automatically changing the optimization using the observer's distance measurement may also be provided. The automatic range-finding process does this to allow the display to automatically adjust itself by the changes described herein to optimize the stereoscopic effect according to the viewer's distance from the display screen. There are a variety of range-finding devices described herein and actually employed in various kinds of products. The problem lies in choosing the lowest cost device technology for the desired performance. However, in the present case, relatively low accuracy is required to achieve a satisfactory effect, so that manufacturers of such systems can achieve low cost products. Various techniques may be employed, such as those used for sonar, radar, or consumer cameras. Viewing distance can also be optimized for many observers using simple logic and averaging processes.
도 6을 참조하면, 우리는, 관찰자(603)의 거리를 측정하는 소정 타입의 범위-발견 장치인 장치(604)와 연관하여 오토스테레오스코픽 디스플레이(601)를 본다.Referring to FIG. 6, we see an
이제 우리는 본 명세서에서 기술된 최적화 프로시져를 실행하기 위해 채택되는 실제 소프트웨어 구현을 어느 정도 상세하게 기술할 것이다.We will now describe in some detail the actual software implementation employed to execute the optimization procedures described herein.
오토스테레오스코픽 디스플레이를 위한 맞물림형 배치 계산은, 본 명세서에서 참고용으로 인용하는 발명의 명칭이 "Autostereoscopic Pixel Arrangement Techniques"인 미국 특허 번호 제20020011969호에 이미 기술되어 있다.Engaged placement calculations for autostereoscopic displays are already described in US Patent No. 20020011969, entitled " Autostereoscopic Pixel Arrangement Techniques, "
도 7에 도시된 바와 같이, 이 로직은 유한한 갯수의 동등한 크기의 스테레오 뷰들(701-709)이 디스플레이(710) 내에 맞물려 들어갈 필요가 있다고 가정한다. 이들 스테레오 뷰들을 획득하기 위한 프로세스들은 컴퓨터 세대로부터 사진 획득에 이르기까지 다양하다. 이들은 컴퓨터 파일로 저장되거나 상호작용적으로 렌더링될 수 있다. 이들이 소프트웨어 맞물림형 배치 프로세스 내에 입력될 때, 뷰들은 래스터 폼으로 표현되며, 여기서 뷰의 래스트 그리드 내의 각각의 컬러 픽셀(711)은 적색(712), 녹색(713), 및 청색(714) 서브픽셀로 정의된다. 마찬가지로, 디스플레이(710)는 컬러 픽셀들(715)을 갖는 물리적 래스터 디스플레이이다. 이들 컬러 픽셀들(715)은 실제로 한 세트의 적색(716), 녹색(717), 및 청색(718) 서브픽셀들이다. 이들 서브픽셀들은 서로 간에 갭을 가지므로, 픽셀 영역을 완전히 채우지는 않지만, 이하의 계산에 영향을 주지는 않는다.As shown in FIG. 7, this logic assumes that a finite number of equally sized stereo views 701-709 need to fit within the
스크린(710)의 크기에 상대적인, 스테레오 뷰들(701-709)의 크기는 계산에 영향을 미치지 않는다. 양호한 구현예에서, 9개의 동등한 크기의 스테레오 뷰들이 있다. 그리고, 디스플레이의 크기는 스테레오 뷰의 수평 크기의 3배이고 스테레오 크기의 수직 크기의 3배이다. 맞물림형 배치 프로세스는 스테레오 뷰의 종횡비를 변경하지 않는다. 따라서, 스테레오 뷰의 종횡비는 디스플레이의 종횡비와 정합한다고 가정된다.The size of the stereo views 701-709, relative to the size of the
소프트웨어 맞물림형 배치 프로세스는 스테레오 뷰로부터 디스플레이 표면 서브픽셀들로의 서브픽셀들의 맵핑을 결정한다. 매 디스플레이 픽셀의 각각의 적색, 녹색, 및 청색 서브픽셀에 대해 맵핑이 있다. 예로서, 제1 디스플레이 픽 셀(715)의 경우, 서브픽셀(716, 717, 718)의 맵핑들(719 적색, 720 녹색, 721 청색) 각각은 스테레오 뷰(702, 706, 709) 내의 서브픽셀(722, 723, 724)을 참조한다.The software engaged placement process determines the mapping of subpixels from the stereo view to the display surface subpixels. There is a mapping for each of the red, green, and blue subpixels of every display pixel. For example, for the
모니터상의 서브픽셀들의 물리적 폭은 렌티큘들의 물리적 폭으로서 측정될 수 있다. 이들과 연관된 공통된 측정은 렌티큘에 대한 픽셀의 피치 비율을 결정하는 것이다. 도 8은 디스플레이에서 픽셀들의 행(801) 위에 놓인 일련의 렌티큘들(802)을 보여주고 있다. 피치(803)는 하나의 렌티큘이 커버하는 픽셀들의 갯수이다. 그 갯수는 정수(whole number)일 필요는 없다.The physical width of the subpixels on the monitor can be measured as the physical width of the lenticules. A common measure associated with them is to determine the pitch ratio of pixels to lenticules. 8 shows a series of
이 피치 비율을 결정하는 것은, 렌티큘과, 그 렌티큘 아래에 놓인 디스플레이 RGB 서브픽셀들 사이의 기하학적 관계를 기술하는 것을 간단하게 해준다.Determining this pitch ratio simplifies describing the geometric relationship between the lenticules and the display RGB subpixels underlying the lenticules.
도 9에 도시된 바와 같이, 한 행의 디스플레이 픽셀들(902) 위에 놓인 렌티큘(901)은 동등한 섹션들로 분할된다. 각각의 섹션은 각각의 세테레오 뷰에 대응한다. 디스플레이 픽셀들의 행 내에 있는 각각의 서브픽셀(912)은 하나씩 검사되고, 서브픽셀의 중심 위치(913)가 계산된다. 그 다음, 이 렌티큘라 섹션의 위치에 따라, 그 서브픽셀에 대한 특정한 뷰가 선택된다. 만일 V개의 뷰들이 있다면, 중심 위치가 제1 섹션에 떨어지는 경우, 뷰 V가 선택된다. 중심 위치가 마지막 섹션에 떨어지는 경우에는, 뷰 1이 선택된다. 나머지도 이와 같은 식으로 선택된다.As shown in FIG. 9, the
일단 뷰가 결정되고 나면, 다음 단계는 디스플레이 서브픽셀에 대해 사용할 색상값을 발견하는 것이다. 사용할 색상값은, 디스플레이 서브픽셀과 동일한 비례 위치(폭, 높이)에서 선택된 스테레오 뷰 내의 동일한 색상의 (RGB) 서브픽셀을 선 택함으로써 결정된다.Once the view is determined, the next step is to find the color value to use for the display subpixel. The color value to use is determined by selecting the same color (RGB) subpixel in the selected stereo view at the same proportional position (width, height) as the display subpixel.
아래에 서브픽셀이 놓여있는 모든 렌티큘라 섹션들을 설명할 수 있는 가중치적 접근법을 행하는 단계를 포함하여, 이러한 논리에 대한 몇가지 변형이 존재한다. 또한, 래스터 디스플레이에 대한 렌티큘의 경사도 역시 고려되어야 한다. 그러나, 시청 거리에 연루된 본 발명을 기술하기 위한 목적을 위해, 이들 제한 사항들은 고려되지 않을 것이다.There are several variations on this logic, including taking a weighted approach that can account for all the lenticular sections under which subpixels lie below. In addition, the inclination of the lenticules on the raster display must also be taken into account. However, for the purpose of describing the present invention involved in viewing distance, these limitations will not be considered.
맞물림형 배치된 뷰를 생성하는데 있어서 테스트 프로그램이 이용된다. 고정된 갯수의 뷰들이 대조되는 색상들(적/녹, 흑/백 등)을 이용하여 정의된다. 한 표준 구현에서, 9개의 뷰들, 즉 처음 4개의 적색, 중간의 한개 검정색, 및 마지막 4개의 녹색이 정의된다. 오퍼레이터는 픽셀에 관한 렌티큘들의 피치 비율에 대한 값을 입력하고, 디스플레이의 폭 및 높이 칫수를 명시한다. 그 결과의 맞물림형 배치된 패턴이 계산되고 디스플레이 상에 디스플레이된다. 알려진 거리에서 적절히 보았을 때, 오퍼레이터는 좌안에서 적색을 볼 것이고, 우안에서 녹색을 볼 것이다.The test program is used to create an interlocked placed view. A fixed number of views are defined using contrasting colors (red / green, black / white, etc.). In one standard implementation, nine views are defined: the first four reds, one black in the middle, and the last four greens. The operator enters a value for the pitch ratio of lenticules with respect to the pixel and specifies the width and height dimensions of the display. The resulting intermeshed placed pattern is calculated and displayed on the display. When properly viewed at a known distance, the operator will see red in the left eye and green in the right eye.
이와 같은 테스트 프로그램을 이용하여 다양한 거리에서 결과의 패턴을 봄으로써, 오퍼레이터는 각각의 원하는 시청 거리에서 최적의 피치 값을 경험적으로 결정할 수 있다. 이러한 프로세스는, 원하는 시청 위치에서 시청된 패턴이 한쪽 눈에서는 고른 적색으로 보이고, 다른쪽 눈에서는 고른 녹색으로 보일 때까지 피치 값들에 걸쳐 반복하는 단계를 포함한다. 완료되었을 때, 시청 거리와 렌티큘 피치를 포함하는 피치 테이블이 생성된다. 시청 거리에 대한 피치값들의 관계는 비례 적인 것으로 가정되어서는 안된다.By using this test program to look at the pattern of results at various distances, the operator can empirically determine the optimal pitch value at each desired viewing distance. This process includes iterating over the pitch values until the pattern viewed at the desired viewing position appears even red in one eye and even green in the other. When complete, a pitch table is generated that includes viewing distance and lenticular pitch. The relationship of pitch values to viewing distance should not be assumed to be proportional.
테이블에서 엔트리의 갯수는 융통성있게 달라진다. 테이블을 구축할 때 몇가지 전략이 사용될 수 있다. 우선, 모든 모니터들에 대한 미리정의된 거리가 바람직할 것이다. 예를 들어, 2개의 고정된 시청 거리(예를 들어, 3 피트 및 15 피트)가 모든 시청 상황에서 적당하다고 간주될 수 있다. 두번째, 시청 거리들의 연속체가 바람직할 수 있다. 이 경우, 가능한 많은 시청 거리에 대한 피치들이 결정될 필요가 있다. 셋째, 모니터 모델들 사이에서 물리적 거리가 변할 수 있는 정성적 거리(예를 들어, 가깝다, 중간이다, 멀다)가 바람직할 수도 있다.The number of entries in the table varies flexibly. Several strategies can be used when building tables. First of all, a predefined distance for all monitors would be desirable. For example, two fixed viewing distances (eg 3 feet and 15 feet) can be considered suitable in all viewing situations. Second, a continuum of viewing distances may be desirable. In this case, pitches for as many viewing distances as possible need to be determined. Third, a qualitative distance (eg, near, medium, far) from which the physical distance between monitor models may vary may be desirable.
앞서 언급한 테스트 프로그램을 이용함으로써 정의된 피치 테이블을 이용하여, 다음 목표는 이 테이블 정보를 맞물림형 배치 시청 프로그램 내에 적용하는 것이다. (미국특허 공개 제20020011969호에 기술된 바와 같은) 이와 같은 프로그램은 맞물림형 배치를 수행하기 위해 맵핑된 접근법을 사용한다. 맵은 뷰를 서브픽셀들에 관련시키며 이미 설명되었다. 상이한 피치 값들을 갖는 맵들을 생성함으로써, 결과적으로 특정한 시청 거리에 대해 최적화된 맞물림 배치 뷰들이 달성될 수 있다.With the pitch table defined by using the aforementioned test program, the next goal is to apply this table information into the interlocking batch viewing program. Such a program (as described in US Patent Publication No. 20020011969) uses a mapped approach to perform interlocking placement. The map relates the view to subpixels and has already been described. By generating maps with different pitch values, meshing layout views optimized as a result for a particular viewing distance can be achieved.
도 10은 피치 테이블을 이용한 몇가지 구현예를 도시한다. 피치 테이블은 그래프(1001)로서 표현되어 있으며, 여기서 시청 거리는 x축(1006) 상에, 피치는 y축(1007) 상에 정의되어 있다. 피치 테이블 내의 각각의 엔트리는, 특정한 시청 위치(1009) 및 피치 값(1010)의 표현에 해당하는 이 그래프 내의 점(1008)으로서 표현될 수 있다.10 illustrates some implementations using a pitch table. The pitch table is represented as a
피치 테이블을 이용하여 4개의 가능한 구현(1002, 1003, 1004, 1005)가 있다. 제1 구현(1002)에서, 피치 테이블은, 시청 거리가 정의되지 않은 때에는 언제든지 이용될 수 있는 디폴트 값(1011)과 그 대응하는 피치(1012)를 갖는다고 가정한다.There are four
제2 구현(1003)에서, 사용자(1013)는 시청 거리를 명시한다. 적절한 피치(1015)는 테이블에 정의된 가장 가까운 시청 거리(1014)를 발견함으로써 결정될 수 있다. 이러한 구현의 한 가능한 사용은, 사용자가 피치 테이블에서 이용할 수 있는 거리들 중 하나를 선택할 수만 있도록 허용하는 것이다.In a
제3 구현(1004)에서, 적절한 피치에 도달하기 위해 선형 보간 프로세스가 사용된다. 이 경우, 사용자는 특정한 시청 거리(1016)를 입력하고, 비례하는 피치 값(1018)에 도달하기 위해 선형 보간(1017)이 사용된다.In a
제4 구현(1005)에서, 적절한 피치에 도달하기 위해 큐빅 보간 프로세스가 사용된다. 피치 포인트에 의해 정의된 함수를 나타내도록 곡선(1020)이 구성된다. 사용자가 특정한 시청 거리(1019)를 입력하면, 피치 값(1021)에 대해 그 점에서의 곡선의 값이 사용된다.In a
일단 피치가 결정되고 나면, 맞물림형 배치 맵이 계산되고, 명시된 시청 거리에 대해 최적의 화상을 야기하도록 맞물림형 배치를 수행하는데 이용될 수 있다.Once the pitch is determined, the interlocking placement map can be calculated and used to perform the interlocking placement to produce an optimal image for the specified viewing distance.
우리는, 소정 시청 거리로부터 또는 소정 범위의 시청 거리로부터 스테레오스코픽 화상의 시청을 최적화하기 위해 맵핑된 서브픽셀 화상 요소들의 수평 이격을 조절하기 위한 수단을 기술하였다. 렌즈 시트 그 자체는 고정되어 있고, 다양 한 수단에 의해 수평 방향으로 좌측 또는 우측으로 변환되는 서브픽셀들의 구조에서 조절이 이루어진다. 따라서, 서브픽셀들의 상대적 병치는 렌티큘라 시트의 고정된 요소들에 관해 좌측 또는 우측으로 시프트된다. 렌즈 시트 요소가 제자리에 유지되도록 함으로써 시청 거리를 최적화하기 위한 실용적 시스템이 제공되어, 시청자는 시청자가 디스플레이 스크린에 관해 어디에 위치해 있더라도 가장 선명하고 심도있는 스테레오스코픽 화상을 볼 수 있다.We have described a means for adjusting the horizontal separation of mapped subpixel picture elements to optimize viewing of a stereoscopic image from a predetermined viewing distance or from a range of viewing distances. The lens sheet itself is fixed and adjustment is made in the structure of the subpixels which are converted to the left or right in the horizontal direction by various means. Thus, the relative juxtaposition of subpixels is shifted left or right with respect to the fixed elements of the lenticular sheet. A practical system for optimizing viewing distance by keeping the lens sheet elements in place is provided so that viewers can see the sharpest and deepest stereoscopic images no matter where the viewer is located with respect to the display screen.
Claims (7)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020087009111A KR20080070626A (en) | 2008-04-16 | 2005-09-16 | Method and apparatus for optimizing the viewing of a lenticular stereogram |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140126308A (en) * | 2012-01-26 | 2014-10-30 | 프라운호퍼 게젤샤프트 쭈르 푀르데룽 데어 안겐반텐 포르슝 에. 베. | Autostereoscopic display and method of displaying a 3d image |
-
2005
- 2005-09-16 KR KR1020087009111A patent/KR20080070626A/en not_active Application Discontinuation
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