KR100913173B1 - 3ｄ 그래픽 처리장치 및 이를 이용한 입체영상 표시장치 - Google Patents

3ｄ 그래픽 처리장치 및 이를 이용한 입체영상 표시장치 Download PDF

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Abstract

입체영상 표시장치는 2D 영상 컨텐츠인 3D 그래픽을 이용하여 3D 입체영상을 실시간으로 표시할 수 있다.
입체영상 표시장치는 제어부, 3D 그래픽 처리부, 구동부 및 표시부를 포함한다. 제어부는 3D 그래픽 데이터 및 동기신호를 입력받아, 제어신호를 생성하여 3D 그래픽 데이터와 함께 출력한다. 3D 그래픽 처리부는 3D 활성화 신호의 입력에 기초하여, 복수 시점의 3D 입체영상 데이터를 생성하기 위한 복수의 입체 매트릭스를 생성하고, 복수의 입체 매트릭스를 이용하여 제어부로부터 입력된 3D 그래픽 데이터를 3D 입체영상 데이터로 변환한다. 구동부는 3D 그래픽 처리부로부터 출력된 영상 데이터 및 제어부로부터 출력된 제어신호에 기초하여 구동신호를 생성한다. 표시부는 구동신호에 기초하여 영상 데이터에 대응하는 영상을 표시한다.
Figure R1020050060212
3D 그래픽, 지오메트릭, 매트릭스연산, 삼각형 좌표, 3D 그래픽 가속칩

Description

3Ｄ 그래픽 처리장치 및 이를 이용한 입체영상 표시장치{3 dimension graphic processor and autostereoscopic display device using the same}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3D 그래픽 처리부를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지오메트릭 엔진을 개략적으로 보여주는 도면이다.
본 발명은 입체영상 표시장치에 관한 것으로, 특히 입력되는 3D 그래픽 데이터를 기초로 입체영상 데이터를 생성하여 표시하는 입체영상 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 사람의 두 눈은 약 6.5cm(Inter-Ocular Distance or IOD) 정도 떨어져 있다. 그래서 우리가 물체를 볼 때 각각의 눈은 물체의 약간 다른 면을 보게 된다. 이를 좌우 양안에 의한 차이(Disparity)라고 하는데, 이 차이는 뇌에서 합성되어 입체감을 가지는 상으로 지각된다. 이 원리가 3차원 영상 재현에 응용되는 기본 원리이다. 예를 들어 설명하면, 육면체의 물체를 두 눈으로 바라보았을 때, 우리의 뇌는 양쪽 눈에서 인지된 사물의 상에서 비슷한 부분을 감지하게 된다. 그리고 이 각각 다르게 느껴지는 상을 통해 그들 위치에 따라 생기는 차이(parallax difference)를 인지해 사물의 깊이(혹은 눈과 물체간의 거리), 즉 입체감을 느끼게 된다.
이와 같은 입체 영상을 표시하는 종래 기술에서는 컨텐츠 제작 단계에서부터 좌안(左眼) 영상과 우안(右眼) 영상을 따로 제작하고 이를 합성하여 입체 영상 데이터를 생성하여 입체영상 표시장치에 제공하여야 하여야 한다. 따라서 2D 영상 컨텐츠와 3D 입체영상 컨텐츠를 별도로 제작해야 하는 번거로움이 있다. 이에 더하여 3D 입체영상 표시장치는 별도로 제공받은 3D 입체영상 컨텐츠를 따로 저장해야 하기 때문에 저장 소자의 크기도 커져야 한다는 부담이 있다.
한편, 대한민국 특허 등록번호 제239132호에는 3차원 시차 그리기 장치 및 방법이 소개되어 있다. 구체적으로 제239132호에는 z축 어드레스와 x 축 어드레스를 기준으로 좌안 영상과 우안 영상을 만들어 내는 기술이 개시되어 있다. 그러나 제239132호에 따르면 2D 영상으로부터 좌안 영상 및 우안 영상을 생성하는 것이므로 실제 입체와는 무관하게 단순히 깊이에 따른 좌/우안 영상을 만들어 내는 방식이므로 입체로 보이는 데 있어서 성능의 한계가 있고 실제 입체 영상과는 다르게 왜곡이 있을 수 있는 문제점을 안고 있다.
이와 같이 3D 입체영상 컨텐츠 제작의 어려움은 3D 입체영상 표시장치 상용 화의 저해요인이라고 할 수 있다.
이러한 문제점들은 입체영상 표시장치의 상용화의 큰 저해 요소가 되고 있다. 따라서 입체영상 표시장치의 상용화를 위하여, 입력되는 2D 영상 컨텐츠이지만 객체의 깊이정보, 표면정보 등이 포함된 3D 그래픽을 이용하여 3D 입체영상을 표시할 수 있는 입체영상 표시장치의 개발이 요구되는 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 2D 영상 컨텐츠인 3D 그래픽을 이용하여 3D 입체영상을 실시간으로 표시할 수 있는 입체영상 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 2D 영상 컨텐츠인 3D 그래픽을 이용하여 3D 입체영상을 실시간으로 생성할 수 있는 3D 그래픽 영상 처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 입체영상 표시장치는,
3D 그래픽 데이터 및 동기신호를 입력받아, 제어신호를 생성하여 상기 3D 그래픽 데이터와 함께 출력하는 제어부;
3D 활성화 신호의 입력에 기초하여, 복수 시점의 3D 입체영상 데이터를 생성하기 위한 복수의 입체 매트릭스를 생성하고, 상기 복수의 입체 매트릭스를 이용하여 상기 제어부로부터 입력된 상기 3D 그래픽 데이터를 상기 3D 입체영상 데이터로 변환하는 3D 그래픽 처리부;
상기 3D 그래픽 처리부로부터 출력된 영상 데이터 및 상기 제어부로부터 출력된 제어신호에 기초하여 구동신호를 생성하는 구동부; 및
상기 구동신호에 기초하여 상기 영상 데이터에 대응하는 영상을 표시하는 표시부를 포함한다.
상기 3D 그래픽 처리부는, 상기 3D 그래픽 데이터 및 상기 3D 활성화 신호를 입력받아, 상기 입체 매트릭스와 3D 그래픽 데이터의 연산을 수행하여 삼각형 형태의 복수의 시점 영상 좌표를 생성하는 지오메트릭 엔진; 상기 지오메트릭 엔진에서 생성된 상기 시점 영상 좌표를 랜더링하여 각 시점 영상 데이터를 생성하는 랜더링 엔진; 및 상기 랜더링 엔진에서 생성된 상기 시점 영상 데이터를 프레임 단위로 저장하는 프레임 메모리(430)를 포함한다.
상기 지오메트릭 엔진은, 상기 복수 시점 중에서 현재 처리되고 있는 시점 영상을 지시하는 영상인덱스를 출력하는 영상 인덱스 카운터; 상기 영상 인덱스 및 상기 3D 그래픽 데이터를 2D 영상으로 표시하기 위한 3D 그래픽의 변환 매트릭스를 입력받아, 상기 시점 영상 각각에 대응하는 상기 복수의 입체 매트릭스를 생성하는 매트릭스 생성부; 및 상기 매트릭스 생성부에서 출력된 매트릭스와 상기 3D 그래픽 데이터를 연산하여 영상 좌표를 출력하는 매트릭스 연산부를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 3D 그래픽 처리 장치는,
현재 처리되고 있는 영상이 좌안 또는 우안 영상임을 지시하는 좌/우 인덱스를 출력하는 좌/우 인덱스 카운터;
상기 좌/우 인덱스, 외부에서 입력되는 3D 그래픽 데이터를 2D 영상으로 표 시하기 위한 3D 그래픽의 변환 매트릭스 및 사용자 지정변수를 입력받아 좌안 입체 매트릭스 및 우안 입체 매트릭스를 생성하는 매트릭스 생성부;
상기 매트릭스 생성부에서 출력되는 입체 매트릭스 및 상기 3D 그래픽 데이터의 변환 매트릭스를 입력받고, 외부에서 입력되는 3D 활성화 신호의 입력에 기초하여 선택적으로 상기 입력 매트릭스 및 상기 변환 매트릭스 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 제1 멀티플렉서;
상기 제1 멀티플렉서에서 출력된 매트릭스와 상기 3D 그래픽 데이터를 연산하여 삼각형 좌표 형태의 영상 데이터를 출력하는 매트릭스 연산부; 및
상기 좌/우 인덱스 및 상기 3D 활성화 신호에 기초하여 다음 드로우 커맨드를 요청하는 드로우 커맨드 요청신호를 출력하는 요청신호 출력부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법은,
a) 좌안 영상을 생성하기 위한 좌안 입체 매트릭스 및 우안 영상을 생성하기 위한 우안 입체 매트릭스를 생성하는 단계; 및
b) 상기 좌안 입체 매트릭스 및 우안 입체 매트릭스 각각과 3D 그래픽 데이터의 연산을 수행하여 좌안 영상 데이터 및 우안 영상 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
일반적인 3D 그래픽은 2D 영상 컨텐츠로서 일 안 영상으로 제작된다. 즉, 일 안의 위치에 따른 변환 매트릭스 파라미터를 3D 객체의 기본 좌표에 매트릭스 곱셈을 수행하여 생성된 영상 데이터를 표시패널의 해당 화소에 표시함으로써 일 안에 의해 보이는 3D 그래픽 영상이 표시된다.
그러나 3D 입체 영상 처리에서는 좌안과 우안 두 개의 눈에 의해 보이는 영상이 필요하다. 또한 이 좌안영상과 우안영상이 서로 다르므로 좌/우안 각각에 대한 서로 다른 변환 매트릭스 파라미터가 필요하게 된다.
구체적으로, 3D 입체영상을 만들기 위해서는 먼저 좌안에 따른 매트릭스 파라미터를 3D 오브젝트의 기본 좌표에 곱해 좌안에 의해 보이는 영상 데이터를 생성하고, 다음으로 우안에 대한 매트릭스 파라미터를 3D 오브젝트의 기본 좌표에 곱해 우안에 의해 보이는 영상 데이터를 생성한다.
이렇게 생성된 좌안영상 데이터 및 우안영상 데이터에 기초하여 좌안 영상 및 우안영상이 표시패널에 표시되고, 표시패널에 표시된 영상을 좌안 및 우안으로 분리시켜주는 광학 장치, 예컨대 배리어를 통해 사용자의 좌안 및 우안에 각각 좌안 영상 및 우안 영상이 보이게 된다. 즉, 하나의 프레임에 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터가 포함되어 3D 입체영상이 표시된다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 2D 영상 컨텐츠인 3D 그래픽을 이용하여 입체영상을 표시하는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 입체영상 표시장치는 제어부(100), 3D 그래픽 처리부(400), 구동부(200) 및 표시부(300)를 포함한다.
제어부(100)는 외부로부터 영상 데이터(DATA), 수평동기신호(Hsync), 수직동기신호(Vsync) 및 3D 활성화 신호를 입력받는다.
여기서 영상 데이터(DATA)는 일반적인 2D 영상 데이터, 3D 그래픽 데이터 및 3D 입체영상 데이터 중 어느 하나이다. 또한 3D 활성화 신호는 영상 데이터(DATA)와 함께 외부에서 입력되는 것으로 도시되었지만 사용자의 선택에 기초하여 제어부(100)에서 생성될 수도 있다.
제어부(100)는 3D 활성화 신호 및 3D 입체영상 데이터가 입력되면 3D 입체영상 데이터를 생성하여 3D 활성화 신호와 함께 구동부(200)로 출력하고, 3D 활성화 신호 없이 일반적인 2D 영상 데이터가 입력되면 2D 영상 데이터를 구동부(200)로 출력한다.
또한 제어부(100)는 3D 그래픽 데이터가 입력되면, 입력된 3D 활성화 신호와 함께 또는 3D 그래픽 데이터만을 3D 그래픽 처리부(400)로 전달한다.
3D 그래픽 처리부(400)는 3D 그래픽 데이터가 표시부(300)에 표시될 수 있도록 처리한다. 구체적으로, 3D 활성화 신호와 함께 3D 그래픽 데이터를 제어부(100)로부터 입력받으면, 3D 그래픽 데이터를 기초로 3D 입체영상 데이터를 생성하고, 3D 활성화 신호가 입력되지 않는 경우에는 3D 그래픽 데이터를 처리하여 2D 영상으로 표시될 수 있도록 한다. 3D 그래픽 처리부(400)는 별도의 그래픽 가속칩 형태로 제작되어 제어부(100) 및 구동부(200) 각각에 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있고, 제어부(100)와 일체로 형성될 수도 있다.
이렇게 3D 그래픽 처리부(400)에서 생성된 3D 입체영상 데이터 또는 3D 그래픽 데이터는 구동부(200)로 출력된다.
구동부(200)는 제어부(100) 또는 3D 그래픽 처리부(400)로부터 입력받은 데이터 및 3D 활성화 신호에 기초하여 표시부(300)에 2D 및 3D 입체영상이 선택적으로 표시될 수 있도록 표시부(300)의 배리어(310) 및 표시패널(320)을 구동한다. 구체적으로, 구동부(200)는 3D 활성화 신호가 입력되지 않고 제어부(100)로부터 2D 영상 데이터가 입력되거나 3D 그래픽 처리부(400)로부터 3D 그래픽 데이터가 입력되는 경우 데이터에 기초하여 2D 영상이 표시되도록 표시패널(320)을 구동하고 동시에 표시패널(320)의 영상이 모두 투과될 수 있도록 배리어(310)를 구동한다.
한편 구동부(200)는 제어부(100)로부터 3D 활성화 신호 및 3D 입체영상 데이터가 입력되거나 3D 그래픽 처리부(400)로부터 3D 활성화 신호 및 3D 그래픽 데이터에 기초로 생성된 3D 입체영상 데이터가 입력되는 경우, 입력된 3D 입체영상 데이터에 기초하여 3D 입체영상이 표시패널에 표시되도록 구동하고, 동시에 배리어(310)가 투명영역 및 불투명영역을 포함하여 표시패널(320)에 표시된 영상이 선택적으로 투과될 수 있도록 배리어(310)를 구동한다.
표시부(300)는 구동부(200)의 구동에 기초하여 2D 영상 및 3D 입체영상을 선 택적으로 표시할 수 있는 장치로서, 배리어(310) 및 표시패널(320)을 포함한다. 표시패널(320)은 구동부(200)로부터 인가되는 영상데이터에 기초하여 해당 영상을 표시한다. 배리어(310)는 구동부(200)의 구동에 기초하여 표시패널(320)에 표시된 3D 입체영상을 좌안 및 우안으로 분리시켜주는 광학 장치로서 투명영역과 불투명영역을 포함한다. 또한 배리어(310)는 구동부(200)의 구동에 기초하여 표시패널(320)에 표시된 2D 영상을 모두 투과시킨다.
본 실시예에서는 광학장치로서 배리어를 사용하고 있으나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 광학장치로서 렌즈어레이를 사용할 수도 있다.
결국, 본 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 일반적인 2D 영상이 입력되면 3D 그래픽 처리부(400)의 동작 없이 2D 영상을 표시부(300)에 표시하고, 3D 입체영상 데이터가 입력되면 입력된 3D 입체영상 데이터에 기초하여 3D 입체영상을 표시부(300)에 표시한다. 한편, 본 실시예에 따른 입체영상 표시장치는, 3D 활성화 신호와 함께 3D 그래픽 데이터가 입력되면, 3D 그래픽 처리부(400)에서 3D 그래픽 데이터를 기초로 3D 입체영상 데이터를 생성하고 이렇게 생성된 3D 입체영상 데이터에 기초하여 3D 입체영상을 표시부(300)에 표시한다.
이하에서는 3D 그래픽 데이터를 처리하는 3D 그래픽 처리부(400)의 구성 및 동작에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3D 그래픽 처리부(400)를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 3D 그래픽 처리부(400)는 지오메트릭 엔진(410), 랜더링 엔지(420) 및 프레임 메모리(430)를 포함한다.
지오메트릭 엔진(Geometric engine, 410)은 3D 그래픽 데이터 및 3D 활성화 신호를 입력받아, 3D 그래픽으로 구성된 객체들을 실제 눈의 위치를 나타내는 변수(모델뷰 매트릭스, 프로젝션 매트릭스 등)와 연산을 통해 스케일링, 쉬프트, 회전, 원근 등이 고려된 객체로 변환하여 좌안 영상 데이터 및 우안 영상 데이터를 생성한다. 또한 지오메트릭 엔진(Geometric engine, 410)은 사용자의 지정에 의한 변수, 예컨대 두 눈간의 거리, 각 눈의 전방 각도 또는 좌안 영상과 우안 영상 생성 방식 등을 입력받고, 입력받은 사용자 지정 변수에 기초하여 좌안 영상 데이터 및 우안 영상 데이터를 생성할 수 있다.
랜더링 엔진(Randering engine, 420)은 지오메트릭 엔진(410)에서 생성된 좌표를 랜더링하여 좌안 영상 데이터 및 우안 영상 데이터를 생성한다.
프레임 메모리(430)는 랜더링 엔진(420)에서 생성된 좌안 영상 데이터 및 우안 영상 데이터를 프레임 단위로 저장하고, 저장된 프레임 단위의 3D 입체영상 데이터를 구동부(200)로 출력한다.
이와 같은 3D 그래픽 처리부는 입체영상을 표시할 수 있는 이동 단말기에서 사용되기 위하여 제어부(100)와의 연결용 인터페이스를 포함하는 하나의 칩으로 구현될 수 있다. 즉, 3D 그래픽 처리부는 별도의 칩으로 구현되어 이동 단말기의 제어부에 연결될 수 있다.
도 3은 도 2의 지오메트릭 엔진(410)을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 지오메트릭 엔진(410)은 좌/우 인덱스 카운터 (412), 매트릭스 생성부(413), 멀티플렉서(415), 매트릭스 연산부(416) 및 커맨트 요청신호 출력부(418)를 포함한다.
좌/우 인덱스 카운터(412)는 다음 드로우 커맨드(draw command)를 요청하기 위하여 랜더링 엔진(420)에서 생성된 요청신호(b)에 기초하여 현재 처리되고 있는 영상이 좌안 영상인지 우안 영상인지를 나타내는 좌/우 인덱스(d)를 랜더링 엔진(420) 매트릭스 생성부(413) 및 커맨트 요청신호 출력부(418)로 출력한다.
매트릭스 생성부(413)는 3D 그래픽을 그리기 위한 3D 변환 매트릭스(c) 및 사용자 지정변수에 기초하여 좌안 3D 변환 매트릭스 및 우안 3D 변환 매트릭스를 생성한다. 구체적으로, 좌/우 인덱스 카운터(412)로부터 현재 처리되고 있는 영상이 좌안 영상임을 나타내는 신호가 입력되면 매트릭스 생성부(413)는 두 눈간의 거리, 각 눈의 전방 각도, 영상 생성 방식 등의 사용자 지정변수에 기초하여 좌안 영상을 생성하기 위한 좌안 입체 매트릭스를 생성하고, 좌/우 인덱스 카운터(412)로부터 현재 처리되고 있는 영상이 우안 영상임을 나타내는 신호가 입력되면 매트릭스 생성부(413)는 사용자 지정변수에 기초하여 우안 영상을 생성하기 위한 우안 입체 매트릭스를 생성한다.
멀티플렉서(415)는 3D 활성화 신호(a)가 활성화 상태로 입력되면 매트릭스 생성부(413)에서 생성된 좌/우안 입체 매트릭스를 출력하고, 3D 활성화 신호(a)가 비활성 상태이면 3D 그래픽을 그리기 위한 3D 변환 매트릭스(c)를 출력한다.
커맨트 요청신호 출력부(418)는 AND 처리부(414) 및 멀티플렉서(417)를 포함한다. AND 처리부(414)는 좌/우 인덱스 카운터(412)의 좌/우 인덱스(d) 및 요청신 호(b)를 입력으로 받아 논리곱을 수행한 결과를 제어부(100)로 출력한다. 멀티플렉서(417)는 드로우 커맨드 요청 출력단이다. 구체적으로 멀티플렉서(417)는 3D 활성화 신호(a)가 활성화 상태이면 AND 처리부(414)의 출력신호를 출력하고, 3D 활성화 신호(a)가 비활성화 상태이면 요청신호(b)를 출력한다. 멀티플렉서(417)에서 출력된 신호는 제어부로 전달된다.
매트릭스 연산부(416)는 멀티플렉서(415)에서 선택되어 출력된 매트릭스와 3D 그래픽 데이터에 포함된 버텍스 좌표, 텍스처 좌표 등의 3D 정보를 연산하여 삼각형 형태의 좌/우안 좌표 및 기타 정보를 출력한다.
매트릭스 연산부(416)에서 출력된 삼각형 좌표 및 기타 정보는 좌/우 인덱스 카운터(412)의 좌/우 인덱스(d)와 함께 랜더링 엔진(420)으로 입력되어 랜더링 되어 좌안 영상 데이터 및 우안 영상 데이터를 완성한다.
다음은 지오메트릭 엔진(410)의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저 3D 활성화 신호가 활성 상태인 경우, 즉 "1" 인 경우에 대하여 설명한다.
좌/우 인덱스 카운터(412)는 현재 처리 중인 영상이 좌안 영상임을 나타내는 좌/우 인덱스(d)를 출력한다. 따라서 3D 그래픽의 변환 매트릭스(c), 사용자 지정변수 및 좌/우 인덱스(d)가 매트릭스 생성부(413)에 입력된다. 매트릭스 생성부(413)는 3D 그래픽의 변환 매트릭스(c), 사용자 지정변수를 기초로 좌안 영상을 생성하기 위한 좌안 입체 매트릭스를 생성한다. 이렇게 생성된 좌안 입체 매트릭스는 멀티플렉서(415)를 통하여 매트릭스 연산부(416)로 출력되고, 매트릭스 연산부 (416)는 좌안 입체 매트릭스와 3D 그래픽 데이터를 연산하여 좌안 영상의 삼각형 형태의 좌표 및 기타 정보를 랜더링 엔진(420)으로 출력한다.
한편, AND 처리부(414)는 좌/우 인덱스(d)와 요청신호(b)의 연산을 수행하여 출력한다. 예컨대 좌/우 인덱스(d)가 "1"이면 AND 처리부(414)는 요청신호(b)를 출력하고, 멀티플렉서(417)는 3D 활성화 신호(a)가 "1"이므로 요청신호(b)를 출력하여 다음 드로우 커맨드 요청 신호가 출력된다.
그 다음, 랜더링 엔진(420)으로부터 드로우 커맨드 요청 신호를 받으면, 좌/우 인덱스 카운터(412)는 카운트하여 현재 처리 중인 영상이 우안 영상임을 나타내는 좌/우 인덱스(d)를 출력한다. 따라서 3D 그래픽의 변환 매트릭스(c), 사용자 지정변수 및 현재 처리 중인 영상이 우안 영상을 나타내는 좌/우 인덱스가 매트릭스 생성부(413)에 입력되고, 매트릭스 생성부(413)는 우안 영상을 생성하기 위한 우안 입체 매트릭스를 생성한다.
이렇게 생성된 우안 입체 매트릭스는 멀티플렉서(415)에 의해 매트릭스 연산부(416)로 출력되고, 매트릭스 연산부(416)는 3D 그래픽 데이터와 연산을 수행하여 우안 영상의 삼각형 형태의 좌표 및 기타 정보를 랜더링 엔진(420)으로 출력한다.
한편, AND 처리부(414)는 좌/우 인덱스(d) 및 요청신호(b)를 연산하여 출력한다. 또한 멀티플렉서(417)는 3D 활성화 신호가 활성화 상태 즉 "1"이므로 AND 처리부(414)의 출력신호를 제어부(100)로 출력하여 다음 커맨드를 받도록 한다.
이렇게 하여 3D 그래픽의 변환 메트릭스는 좌안 영상 생성을 위한 좌안 메트릭스로 변환되어 매트릭스 연산부(416)에 먼저 제공되고 다음 드로우 커멘드 요청 신호가 발생하면 우안 영상 생성을 위한 우안 메트릭스가 변환되어 제공된다. 이후 랜더링 엔진(420)에서 다음 드로우 커멘드 요청신호(b)가 입력되면 제어부(100)에 요청신호(b)를 내보내어 다음 커멘드를 받도록 한다.
다음은 3D 활성화 신호(a)가 활성 상태가 아닌 경우, 즉 "0" 인 경우에 대하여 설명한다.
3D 활성화 신호(a)가 "0"이면, 멀티플렉서(415)는 3D 그래픽을 그리기 위한 3D 변환 매트릭스(c)를 매트릭스 연산부(416)로 출력한다. 따라서 매트릭스 연산부(416)는 3D 그래픽 데이터와 3D 변환 매트릭스(c)의 연산을 수행하여 3D 그래픽 좌표 및 기타정보를 출력한다. 한편, 멀티플렉서(417)는 3D 활성화 신호(a)가 "0"이므로, 좌/우 인덱스(d)를 출력한다.
이로써 기존의 3D 그래픽 데이터를 소프트웨어 상의 변화 없이 입체영상 표시장치로 직접 전송하여 입체영상을 표시할 수 있다. 또한 좌/우안 입체 매트릭스를 생성할 때 사용자 지정 변수가 적용될 수 있도록 함으로써 각 사용자마다 다른 사용자의 특이성을 반영할 수 있다.
또한, 3D 활성화 신호를 이용하여 3D 그래픽을 그리기 위한 변환 매트릭스와 입체영상을 위한 좌/우안 입체 매트릭스를 선택적으로 이용할 수 있어, 3D 그래픽을 2D 영상으로도 3D 입체영상으로도 표시할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외의 다양한 변경이나 변형이 가능하다. 예를 들어 상기 실시예에서는 좌안, 우안의 2시점 입체영상의 경우를 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라 다시점의 경우에도 적용될 수 있다. 다시점의 경우에는 매트릭스 연산부는 각 시점 영상을 생성하기 위한 복수의 매트릭스를 생성한다.
본 발명에 따른 입체영상 표시장치는 2D 영상 컨텐츠인 3D 그래픽을 직접 입력받아 3D 입체영상신호로 변환하여 3D 입체영상을 표시할 수 있다. 따라서 3D 입체영상을 표시하기 위하여 별도의 영상 컨텐츠를 제작할 필요가 없으며 3D 그래픽을 실시간으로 변환하여 입체영상을 표시할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 입체영상 표시장치는 3D 그래픽 데이터를 3D 입체영상 데이터로 변환할 때 사용자가 두 눈간의 거리, 각 눈의 전방각도 또는 영상 생성 방법 등 사용자 지정변수를 입력할 수 있어, 사용자의 특성이 반영된 입체영상을 표시할 수 있다.
이에 더하여, 본 발명에 따른 입체영상 표시장치는 3D 활성화 신호를 이용하여 2D 영상 및 3D 입체영상을 선택적으로 표시할 수 있다.

Claims (14)

  1. 3D 그래픽 데이터 및 동기신호를 입력받아, 제어신호를 생성하여 상기 3D 그래픽 데이터와 함께 출력하는 제어부;
    3D 활성화 신호의 입력에 기초하여, 복수 시점의 3D 입체영상 데이터를 생성하기 위한 복수의 입체 매트릭스를 생성하고, 상기 복수의 입체 매트릭스를 이용하여 상기 제어부로부터 입력된 상기 3D 그래픽 데이터를 상기 3D 입체영상 데이터로 변환하는 3D 그래픽 처리부;
    상기 3D 그래픽 처리부로부터 출력된 영상 데이터 및 상기 제어부로부터 출력된 제어신호에 기초하여 구동신호를 생성하는 구동부; 및
    상기 구동신호에 기초하여 상기 영상 데이터에 대응하는 영상을 표시하는 표시부
    를 포함하는 입체영상 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 3D 그래픽 처리부는,
    상기 3D 그래픽 데이터 및 상기 3D 활성화 신호를 입력받아, 상기 입체 매트릭스와 3D 그래픽 데이터의 연산을 수행하여 삼각형 형태의 복수의 시점 영상 좌표를 생성하는 지오메트릭 엔진;
    상기 지오메트릭 엔진에서 생성된 상기 시점 영상 좌표를 랜더링하여 각 시 점 영상 데이터를 생성하는 랜더링 엔진; 및
    상기 랜더링 엔진에서 생성된 상기 시점 영상 데이터를 프레임 단위로 저장하는 프레임 메모리를 포함하는 입체영상 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지오메트릭 엔진은,
    상기 복수 시점 중에서 현재 처리되고 있는 시점 영상을 지시하는 영상인덱스를 출력하는 영상 인덱스 카운터;
    상기 영상 인덱스 및 상기 3D 그래픽 데이터를 2D 영상으로 표시하기 위한 3D 그래픽의 변환 매트릭스를 입력받아, 상기 시점 영상 각각에 대응하는 상기 복수의 입체 매트릭스를 생성하는 매트릭스 생성부; 및
    상기 매트릭스 생성부에서 출력된 매트릭스와 상기 3D 그래픽 데이터를 연산하여 영상 좌표를 출력하는 매트릭스 연산부
    를 포함하는 입체영상 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 매트릭스 생성부는,
    두 눈간의 거리, 각 눈의 전방각도 및 영상 생성 방식 중 적어도 하나를 포함하는 사용자 지정변수를 입력받아, 상기 사용자 지정변수를 고려하여 상기 입체 매트릭스를 생성하는 입체영상 표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 3D 그래픽 처리부는,
    상기 매트릭스 생성부에서 출력되는 입체 매트릭스 및 상기 3D 그래픽 데이터의 변환 매트릭스를 입력받아 상기 3D 활성화 신호의 입력에 기초하여 선택적으로 상기 입체 매트릭스 및 상기 변환 매트릭스 중 어느 하나를 선택하여 상기 매트릭스 연산부로 출력하는 제1 멀티플렉서를 더 포함하는 입체영상 표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 매트릭스 연산부는 상기 매트릭스 생성부에서 출력된 상기 입체 매트릭스와 상기 3D 그래픽 데이터의 연산을 수행하여 3D 입체영상 데이터를 생성하여 출력하고, 상기 매트릭스 생성부에서 출력된 상기 변환 매트릭스와 상기 3D 그래픽 데이터의 연산을 수행하여 상기 3D 그래픽 데이터를 2D 영상으로 표시하기 위한 2D 영상 데이터를 생성하여 출력하는 입체영상 표시장치.
  7. 제3항 또는 제6항에 있어서,
    상기 매트릭스 연산부는 삼각형 어레이 형태의 좌표 데이터를 상기 영상 데이터로서 출력하는 입체영상 표시장치.
  8. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 영상 인덱스 및 상기 3D 활성화 신호를 기초로 다음 드로우 커맨드를 요청하는 요청신호를 상기 제어부로 출력하는 커맨드 요청신호 출력부를 더 포함하는 입체영상 표시장치.
  9. 현재 처리되고 있는 영상이 좌안 또는 우안 영상임을 지시하는 좌/우 인덱스를 출력하는 좌/우 인덱스 카운터;
    상기 좌/우 인덱스, 외부에서 입력되는 3D 그래픽 데이터를 2D 영상으로 표시하기 위한 3D 그래픽의 변환 매트릭스 및 사용자 지정변수를 입력받아 좌안 입체 매트릭스 및 우안 입체 매트릭스를 생성하는 매트릭스 생성부;
    상기 매트릭스 생성부에서 출력되는 입체 매트릭스 및 상기 3D 그래픽 데이터의 변환 매트릭스를 입력받고, 외부에서 입력되는 3D 활성화 신호의 입력에 기초하여 선택적으로 상기 입력 매트릭스 및 상기 변환 매트릭스 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 제1 멀티플렉서;
    상기 제1 멀티플렉서에서 출력된 매트릭스와 상기 3D 그래픽 데이터를 연산하여 삼각형 좌표 형태의 영상 데이터를 출력하는 매트릭스 연산부; 및
    상기 좌/우 인덱스 및 상기 3D 활성화 신호에 기초하여 다음 드로우 커맨드를 요청하는 드로우 커맨드 요청신호를 출력하는 요청신호 출력부
    를 포함하는 3D 그래픽 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    3D 입체영상 및 2D 영상을 선택적으로 표시할 수 있는 입체영상 표시장치에 연결되는 인터페이스를 더 포함하는 3D 그래픽 처리 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    요청신호 출력부는,
    상기 요청신호 및 상기 좌/우 인덱스를 입력으로 하는 AND 처리부; 및
    상기 3D 활성화 신호에 기초하여 상기 요청신호 및 상기 AND 처리부의 출력 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 제2 멀티플렉서를 포함하는 3D 그래픽 처리 장치.
  12. 입체영상 표시장치의 구동방법에 있어서,
    a) 좌안 영상을 생성하기 위한 좌안 입체 매트릭스 및 우안 영상을 생성하기 위한 우안 입체 매트릭스를 생성하는 단계; 및
    b) 3D 활성화 신호가 활성화 상태이면, 상기 좌안 입체 매트릭스 및 우안 입체 매트릭스 각각과 3D 그래픽 데이터의 연산을 수행하여 좌안 영상 데이터 및 우안 영상 데이터를 생성하는 단계
    를 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 a) 단계 후에,
    c) 상기 3D 활성화 신호가 활성화 상태가 아니면, 3D 그래픽 데이터를 2D 영상으로 표시하기 위한 3D 그래픽의 변환 매트릭스와 상기 좌/우안 입체 매트릭스 중 어느 하나를 출력하는 단계를 더 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  14. 제13항에 있어서,
    c) 상기 변환 매트릭스가 출력되는 경우, 상기 변환 매트릭스와 3D 그래픽 데이터의 연산을 수행하여 2D 영상 데이터를 출력하는 단계를 더 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
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