JP2004282462A - 3次元映像情報配信システム - Google Patents
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Abstract
【課題】DFD方式の3次元表示装置を搭載した携帯型端末に、立体コンテンツを配信することが可能な3次元映像情報配信システムを提供する。
【解決手段】携帯型端末と、携帯型端末と無線ネットワークを介して相互に接続される無線センターと、無線センターとネットワークを介して相互に接続されるとともに、表示対象物体の3次元映像情報を格納するデータベースを有する立体コンテンツ配信センターとを備え、携帯型端末は、複数の表示手段と、立体コンテンツ配信センターから無線センターを介して3次元映像情報を受信する受信手段と、受信した3次元映像情報に基づき各表示手段に表示する2次元像を生成し、各表示手段に表示する2次元射影像生成手段とを有し、2次元射影像手段で生成される2次元像は、表示対象物体の射影像であって、輝度あるいは透過度が各表示装置毎にそれぞれ独立に変化させた2次元像である。
【選択図】 図1
【解決手段】携帯型端末と、携帯型端末と無線ネットワークを介して相互に接続される無線センターと、無線センターとネットワークを介して相互に接続されるとともに、表示対象物体の3次元映像情報を格納するデータベースを有する立体コンテンツ配信センターとを備え、携帯型端末は、複数の表示手段と、立体コンテンツ配信センターから無線センターを介して3次元映像情報を受信する受信手段と、受信した3次元映像情報に基づき各表示手段に表示する2次元像を生成し、各表示手段に表示する2次元射影像生成手段とを有し、2次元射影像手段で生成される2次元像は、表示対象物体の射影像であって、輝度あるいは透過度が各表示装置毎にそれぞれ独立に変化させた2次元像である。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、3次元映像情報配信システムに係わり、特に、携帯型端末に対して立体コンテンツを配信する3次元映像情報配信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
本発明者らは、立体視の生理的要因間での矛盾を抑制でき、かつ簡便に、眼鏡を用いないで3次元立体像が表示可能な、DFD(Depth Fused 3D)方式の3次元表示装置を提案している(例えば、特許文献1、2参照)。
前述した提案済みの3次元表示装置は、複数の表示面に2D化像を表示し、この複数の表示面に表示される2D化像の、輝度あるいは透過度を各表示面毎に変化させて3次元立体像を表示するものである。なお、このDFD方式の3次元表示装置の表示原理については後述する。
【0003】
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
【特許文献1】
特許第3022558号公報
【特許文献2】
特願2000−124036号
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
携帯型端末(例えば、携帯電話機)に、前述したDFD方式の3次元表示装置(例えば、前面の表示面と後面の表示面を有する3次元表示装置)を搭載し、かつ、立体コンテンツを当該携帯型端末に配信することにより、携帯型端末において、静止画あるいは動画の3次元立体像を観察することが可能である。
しかしながら、このような立体コンテンツを携帯型端末に配信するシステムは、従来知られておらず、前述したDFD方式の3次元表示装置を携帯型端末に搭載したとしても、携帯型端末において、静止画あるいは動画の3次元立体像を観察することができなかった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、DFD方式の3次元表示装置を搭載した携帯型端末に、立体コンテンツを配信することが可能な3次元映像情報配信システムを提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明は、携帯型端末と、前記携帯型端末と無線ネットワークを介して相互に接続される無線センターと、前記無線センターとネットワークを介して相互に接続されるとともに、表示対象物体の3次元映像情報を格納するデータベースを有する立体コンテンツ配信センターとを備える3次元映像情報配信システムであって、前記携帯型端末は、複数の表示装置を有し、当該複数の表示装置に、前記表示対象物体の射影像であって、輝度あるいは透過度が各表示装置毎にそれぞれ独立に変化させた2次元像を表示する。
そして、前記立体コンテンツ配信センターの前記データベースに格納された3次元映像情報に基づき、前記表示対象物体の射影像であって、輝度あるいは透過度をそれぞれ独立に変化させた複数の2次元像を生成する2次元射影像生成手段を、前記携帯型端末、または、前記無線センター、あるいは、前記立体コンテンツ配信センターに配置する。
【0006】
また、本発明は、携帯型端末と、前記携帯型端末と無線ネットワークを介して相互に接続されるとともに、表示対象物体の3次元映像情報を格納するデータベースを有する無線センターとを備える3次元映像情報配信システムであって、前記携帯型端末は、複数の表示装置を有し、当該複数の表示装置に、前記表示対象物体の射影像であって、輝度あるいは透過度が各表示装置毎にそれぞれ独立に変化させた2次元像を表示する。
そして、前記無線センターの前記データベースに格納された3次元映像情報に基づき、前記表示対象物体の射影像であって、輝度あるいは透過度をそれぞれ独立に変化させた複数の2次元像を生成する2次元射影像生成手段を、前記携帯型端末、あるいは、前記無線センターに配置する。
【0007】
また、本発明では、前記3次元映像情報が、2次元のテクスチャ画像と、前記テクスチャ画像の各画素毎に付加される奥行き情報とで構成される。
また、本発明では、前記無線ネットワーク、あるいは、前記ネットワーク上を伝送される前記3次元映像情報は、2次元のテクスチャ画像と、前記テクスチャ画像の各画素毎に付加される奥行き情報とで構成され、前記ネットワークを介して伝送される前記奥行き情報のデータ量を、前記ネットワークを介して伝送される前記2次元のテクスチャ画像の各色毎のデータ量よりも少なくする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
[本発明の基本となる3次元表示装置の表示原理]
図9は、本発明の基本となる3次元表示装置の概略構成を示す図であり、前述の特許文献1に図1として図示されている3次元表示装置である。
同図に示す3次元表示装置は、観察者100の前面に複数の表示面、例えば、表示面(101,102)(表示面101が表示面102より観察者100に近い)を設定し、これらの表示面(101,102)に複数の2次元像を表示するために、2次元表示装置と種々の光学素子を用いて光学系103を構築する。
以下、図9ないし図14を用いて、本発明の基本となる3次元表示装置の表示原理について説明する。
図10に示すように、観察者100に提示したい3次元物体104を、観察者100の両眼の視線方向から、前述の表示面(101,102)へ射影した像(以下、「2D化像」と呼ぶ)(105,106)を生成する。
【0009】
この2D化像の生成方法としては、例えば、視線方向から物体104をカメラで撮影した2次元像を用いる方法、あるいは別の方向から撮影した複数枚の2次元像から合成する方法、あるいはコンピュータグラフィックによる合成技術やモデル化を用いる方法など種々の方法がある。
そして、図9に示すように、前記2D化像(105,106)を、各々表示面101と表示面102の双方に、観察者100の右眼と左眼とを結ぶ線上の一点から見て重なるように表示する。
これは、例えば、2D化像(105,106)の各々の中心位置や重心位置の配置と、各々の像の拡大・縮小を制御することで可能となる。
本発明の基本となる3次元表示装置の重要な要点は、前記構成を有する装置上で、2D化像(105,106)の各々の輝度を、観察者100から見た総体的な輝度を一定に保ちつつ、3次元物体104の奥行き位置に対応して変えることである。
【0010】
その変え方の一例を以下に述べる。なお、ここでは、白黒図面であるため、分かりやすいように、以下の図面では輝度の高い方を濃く示してある。
例えば、3次元物体104が表示面101上にある場合には、図11に示すように、この上の2D化像105の輝度を3次元物体104の輝度に等しくし、表示面102上の2D化像106の輝度はゼロとする。
次に、例えば、3次元物体104が観察者100より少し遠ざかって表示面101より表示面102側に少し寄った位置にある場合には、図12に示すように、2D化像105の輝度を少し下げ、2D化像106の輝度を少し上げる。
さらに、例えば、3次元物体104が観察者100よりさらに遠ざかって表示面101より表示面102側にさらに寄った位置にある場合には、図13に示すように、2D化像105の輝度をさらに下げ、2D化像106の輝度をさらに上げる。
【0011】
遂に、例えば、3次元物体104が表示面102上にある場合には、図14に示すように、この上の2D化像106の輝度を3次元物体104の輝度に等しくし、表示面101上の2D化像105の輝度はゼロとする。
このように表示することにより、観察者(人)100の生理的あるいは心理的要因あるいは錯覚により、表示しているのが2D化像(105,106)であっても、観察者100にはあたかも表示面(101,102)の中間に3次元物体104が位置しているように感じられる。
即ち、例えば、表示面(101,102)にほぼ等輝度の2D化像(105,106)を表示した場合には、表示面(101,102)の奥行き位置の中間付近に3次元物体104があるように感じられる。
前述した表示面に2次元像を表示するための2次元表示装置としては、例えば、CRT、液晶ディスプレイ、LEDディスプレイ、ELディスプレイ、プラズマディスプレイ、FEDディスプレイ、プロジェクション型ディスプレイ、線描画型ディスプレイなどを用い、光学素子としては、例えば、レンズ、全反射鏡、部分反射鏡、曲鏡、プリズム、偏光素子、波長板などを用いる。
【0012】
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1の3次元映像情報配信システムの概略構成を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施の形態の3次元映像情報配信システムは、携帯電話機10と、携帯電話機10と無線ネットワークを介して相互に接続される無線センター20と、無線センター20とネットワークを介して相互に接続される立体コンテンツ配信センター30とで構成される。
ここで、立体コンテンツ配信センター30は、立体コンテンツとして、表示対象物体の3次元映像情報を格納するデータベース31を備える。
図2は、図1に示す立体コンテンツ配信センター30のデータベース31に格納される3次元映像情報を説明するための模式図である。
同図に示すように、本実施の形態において、立体コンテンツ配信センター30のデータベース31に格納される3次元映像情報は、2次元のテクスチャ画像(R、G,Bの輝度情報)と、テクスチャ画像の各画素毎に付加される奥行き情報(Z情報)とから構成される。
なお、この奥行き情報(Z情報)は、視線方向から3次元物体104をカメラで撮影する際に、カメラ位置から3次元物体104までの距離を、距離測定装置で測定し、その距離データに基づき生成することができる。
【0013】
そして、この2次元のテクスチャ画像(R、G,Bの輝度情報)と、テクスチャ画像の各画素毎に付加される奥行き情報(Z情報)とが、立体コンテンツ配信センター30から、無線センター20を介して帯電話機10に対して送信される。
図3は、図1に示す携帯電話機10の一例の概略構成を示す断面図である。
図3に示す携帯電話機10は、3次元表示装置として、第1の表示装置11と第2の表示装置12とを有し、この2つの表示装置(11,12)は、前述の表示面(101,102)を構成する。
そして、この2つの表示装置(11,12)に、前述した2D化像(105,106)を表示することにより、3次元立体像を表示する。ここで、この2つの表示装置(11,12)には、ELディスプレイ、液晶ディスプレイなどが使用される。
図4は、図3に示す携帯電話機10の内部構成を示す機能ブロック図である。なお、図4では、前述した2D化像(105,106)を生成するための内部構成のみを図示し、その他の部分の内部構成の図示は省略する。
図4に示すように、図3に示す携帯電話機10では、立体コンテンツ配信センター30から送信される2次元のテクスチャ画像(R、G,Bの輝度情報)と、テクスチャ画像の各画素毎に付加される奥行き情報(Z情報)とを、受信部15で受信し、映像変換部16において、受信した2次元のテクスチャ画像(R、G,Bの輝度情報)と、テクスチャ画像の各画素毎に付加される奥行き情報(Z情報)とから、2D化像(105,106)を生成し、第1および第2の表示装置(11,12)に表示する。
【0014】
以下、図4に示す映像変換部16の処理について説明する。
前述したように、本発明の基本となる3次元表示装置の重要な要点は、2D化像(105,106)の各々の輝度を、観察者100から見た総体的な輝度を一定に保ちつつ、3次元物体104の奥行き位置に対応して変えることである。
したがって、映像変換部16において、立体コンテンツ配信センター30から送信される奥行き情報(Z)に応じて、2次元のテクスチャ画像(R、G,Bの輝度情報)の輝度(あるいは、透過度)を2つに分配して、2つの2次元画像を生成することにより、2D化像(105,106)を生成することができる。
例えば、第1および第2の表示装置(11,12)の奥行き位置の中間に3次元物体104がある場合、立体コンテンツ配信センター30から、奥行き情報(Z情報)として、第1および第2の表示装置(11,12)の奥行き位置の中間位置のデータを、携帯電話機10に対して送信する。
携帯電話機10の映像変換部16では、当該奥行き情報(Z情報)に基づき、受信した輝度情報を一対一に分割して、2つの2次元画像を生成し、第1および第2の表示装置(11,12)にほぼ等輝度の2D化像(105,106)を表示する。
これにより、観察者には、第1および第2の表示装置(11,12)の奥行き位置の中間付近に3次元物体104があるように、3次元立体像が観察される。
【0015】
なお、本実施の形態において、映像変換部16は、無線センター20あるいは立体コンテンツ配信センター30の内部に設けるようにしてもよい。
映像変換部16を、無線センター20の内部に設けた場合には、無線センター20から携帯電話機10に対して送信される3次元映像情報は、第1の表示装置11に表示される2D化像105と、第2の表示装置12に表示される2D化像106となる。
同様に、映像変換部16を、立体コンテンツ配信センター30の内部に設けた場合には、立体コンテンツ配信センター30から無線センター20、並びに、無線センター20から携帯電話機10に対して送信される3次元映像情報は、第1の表示装置11に表示される2D化像105と、第2の表示装置12に表示される2D化像106となる。
【0016】
図5(a)は、無線センター20の内部に映像変換部16を設けた場合に、ネットワーク上を伝送されるデータ量を説明するための模式図、図5(b)は、立体コンテンツ配信センター30の内部に映像変換部16を設けた場合に、ネットワーク上を伝送されるデータ量を説明するための模式図である。
図6は、携帯電話機10の内部に映像変換部16を設けた場合に、ネットワーク上を伝送されるデータ量を説明するための模式図である。
例えば、(2次元のテクスチャ画像(R、G,Bの輝度情報)と、奥行き情報(Z情報)とが同じビット数であるとすると、図6に示すように、携帯電話機10の内部に映像変換部16を設けた場合に、ネットワーク上を伝送されるデータ量は、2次元のテクスチャ画像と、奥行き情報とでよいので、図5に示すように、無線センター20あるいは立体コンテンツ配信センター30の内部に映像変換部16を設けた場合に、ネットワーク上を伝送されるデータ量を2/3に減少することができる。
【0017】
以下、本実施の形態において、ネットワーク上を伝送されるデータ量を削減する方法について説明する。
前述したように、立体コンテンツ配信センター30のデータベース31に格納される3次元映像情報は、2次元のテクスチャ画像(R、G,Bの輝度情報)と、奥行き情報(Z情報)とで構成されるが、奥行き情報(Z情報)は、第1の表示装置11に表示される2D化像105、および、第2の表示装置12に表示される2D化像106の画質に与える影響は少ない。
そこで、図7に示すように、ネットワークを介して伝送される奥行き情報(Z情報)のデータ量を、ネットワークを介して伝送されるテクスチャ画像の各色(R、G,B)毎のデータ量よりも少なくし、即ち、2次元のテクスチャ画像(R、G,B)に比して、奥行き情報(Z情報)を大幅に圧縮して伝送することにより、ネットワーク上を伝送されるデータ量を削減することができる。
その方法としては、以下の方法がある。
【0018】
(1)例えば、2次元のテクスチャ画像のR、G,Bを、それぞれ8ビットし、Z情報を4ビットして、伝送される3次元映像データの全体のデータ量を少なくする方法。
(2)例えば、2次元のテクスチャ画像の8ビットのR、G,Bを、従来の画像圧縮技術を用いて圧縮し、Z情報は4ビットにする方法。
(3)Z情報のみ、従来の圧縮技術を用いて圧縮し、かなり高い圧縮を行う方法。
(4)従来の画像圧縮技術を用いて、2次元のテクスチャ画像のR、G,Bは画質に影響が少ない程度に低圧縮し、Z情報は、従来の圧縮技術を用いて高圧縮する方法。
前述した方法により、表示される3次元立体像の画質に影響を与えることなく、ネットワーク上を伝送されるデータ量を大幅に圧縮することができる。
【0019】
[実施の形態2]
図8は、本発明の実施の形態2の3次元映像情報配信システムの概略構成を示すブロック図である。
図8に示すように、本実施の形態の3次元映像情報配信システムは、携帯電話機10と、携帯電話機10と無線ネットワークを介して相互に接続される無線センター20とで構成される。
ここで、無線センター20は、立体コンテンツとして、表示対象物体の3次元映像情報を格納するデータベース31を備える。
また、前述の映像変換部16は、携帯電話機10、あるいは、無線センター20に設けられる。
本実施の形態の3次元映像情報配信システムは、立体コンテンツ配信センター30を省略し、無線センター20から携帯電話機10に対して、3次元映像情報を配信するようにした点で、前述の実施の形態の3次元映像情報配信システムと相異するが、その他の構成は、前述の実施の形態の3次元映像情報配信システムと同じであるので再度の説明は省略する。
【0020】
なお、前述の説明では、携帯電話機10に搭載される表示装置は、2つの場合について説明したが、携帯電話機10に搭載される表示装置は、3以上であってもよい。
さらに、携帯型端末として、携帯電話機10を使用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、携帯型端末として、PDA(Personal Digital Assistant)を使用することも可能である。また、前述の説明では、例えば、3次元物体全体の奥行き位置を、第1の表示装置11と第2の表示装置12とに表示される2D化像を用いて表現する場合について主に述べたが、図3に示す3次元表示装置10は、前述の各特許文献に記載したように、3次元物体自体が有する奥行きを表現する装置としても使用できる。
同様に、図3に示す3次元表示装置10は、前述の各特許文献に記載したように、3次元物体自体が移動する場合にも使用できる。
2D化像が3次元的に移動する場合、左右・上下方向への移動に関しては通常の2次元表示装置の場合と同様に表示装置での動画再生によって可能であり、奥行き方向への移動に関しては、前述の各特許文献に記載したように、第1の表示装置11と、第2の表示装置12に表示される2D化像の輝度(あるいは、透過度)の変化を時間的に行うことで、3次元像の動画を表現することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【0021】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明の3次元映像情報配信システムによれば、DFD方式の3次元表示装置を搭載した携帯型端末に、立体コンテンツを配信することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の3次元映像情報配信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す立体コンテンツ配信センターのデータベースに格納される3次元映像情報を説明するための模式図である。
【図3】図1に示す携帯電話機の一例の概略構成を示す断面図である。
【図4】図3に示す携帯電話機の内部構成を示す機能ブロック図である。
【図5】図1に示す無線センターあるいは立体コンテンツ配信センターの内部に映像変換部を設けた場合に、ネットワーク上を伝送されるデータ量を説明するための模式図である。
【図6】図1に示す携帯電話機の内部に映像変換部を設けた場合に、ネットワーク上を伝送されるデータ量を説明するための模式図である。
【図7】本発明の実施の形態1の3次元映像情報配信システムの変形例において、ネットワーク上を伝送されるデータ量を説明するための模式図である。
【図8】本発明の実施の形態2の3次元映像情報配信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図9】本発明の基本となる3次元表示装置の概略構成を示す図である。
【図10】本発明の基本となる3次元表示装置において、各表示面に表示する2D化像の生成方法を説明するための図である。
【図11】本発明の基本となる3次元表示装置の表示原理を説明するための図である。
【図12】本発明の基本となる3次元表示装置の表示原理を説明するための図である。
【図13】本発明の基本となる3次元表示装置の表示原理を説明するための図である。
【図14】本発明の基本となる3次元表示装置の表示原理を説明するための図である。
【符号の説明】
10…携帯電話機、11,12…表示装置、15…受信部、16…映像変換部、20…無線センター、30…立体コンテンツ配信センター、31…データベース、100…観察者、101,102…表示面、103…光学系、104…3次元物体、105,106…2D化像。
【発明の属する技術分野】
本発明は、3次元映像情報配信システムに係わり、特に、携帯型端末に対して立体コンテンツを配信する3次元映像情報配信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
本発明者らは、立体視の生理的要因間での矛盾を抑制でき、かつ簡便に、眼鏡を用いないで3次元立体像が表示可能な、DFD(Depth Fused 3D)方式の3次元表示装置を提案している(例えば、特許文献1、2参照)。
前述した提案済みの3次元表示装置は、複数の表示面に2D化像を表示し、この複数の表示面に表示される2D化像の、輝度あるいは透過度を各表示面毎に変化させて3次元立体像を表示するものである。なお、このDFD方式の3次元表示装置の表示原理については後述する。
【0003】
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
【特許文献1】
特許第3022558号公報
【特許文献2】
特願2000−124036号
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
携帯型端末(例えば、携帯電話機)に、前述したDFD方式の3次元表示装置(例えば、前面の表示面と後面の表示面を有する3次元表示装置)を搭載し、かつ、立体コンテンツを当該携帯型端末に配信することにより、携帯型端末において、静止画あるいは動画の3次元立体像を観察することが可能である。
しかしながら、このような立体コンテンツを携帯型端末に配信するシステムは、従来知られておらず、前述したDFD方式の3次元表示装置を携帯型端末に搭載したとしても、携帯型端末において、静止画あるいは動画の3次元立体像を観察することができなかった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、DFD方式の3次元表示装置を搭載した携帯型端末に、立体コンテンツを配信することが可能な3次元映像情報配信システムを提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明は、携帯型端末と、前記携帯型端末と無線ネットワークを介して相互に接続される無線センターと、前記無線センターとネットワークを介して相互に接続されるとともに、表示対象物体の3次元映像情報を格納するデータベースを有する立体コンテンツ配信センターとを備える3次元映像情報配信システムであって、前記携帯型端末は、複数の表示装置を有し、当該複数の表示装置に、前記表示対象物体の射影像であって、輝度あるいは透過度が各表示装置毎にそれぞれ独立に変化させた2次元像を表示する。
そして、前記立体コンテンツ配信センターの前記データベースに格納された3次元映像情報に基づき、前記表示対象物体の射影像であって、輝度あるいは透過度をそれぞれ独立に変化させた複数の2次元像を生成する2次元射影像生成手段を、前記携帯型端末、または、前記無線センター、あるいは、前記立体コンテンツ配信センターに配置する。
【0006】
また、本発明は、携帯型端末と、前記携帯型端末と無線ネットワークを介して相互に接続されるとともに、表示対象物体の3次元映像情報を格納するデータベースを有する無線センターとを備える3次元映像情報配信システムであって、前記携帯型端末は、複数の表示装置を有し、当該複数の表示装置に、前記表示対象物体の射影像であって、輝度あるいは透過度が各表示装置毎にそれぞれ独立に変化させた2次元像を表示する。
そして、前記無線センターの前記データベースに格納された3次元映像情報に基づき、前記表示対象物体の射影像であって、輝度あるいは透過度をそれぞれ独立に変化させた複数の2次元像を生成する2次元射影像生成手段を、前記携帯型端末、あるいは、前記無線センターに配置する。
【0007】
また、本発明では、前記3次元映像情報が、2次元のテクスチャ画像と、前記テクスチャ画像の各画素毎に付加される奥行き情報とで構成される。
また、本発明では、前記無線ネットワーク、あるいは、前記ネットワーク上を伝送される前記3次元映像情報は、2次元のテクスチャ画像と、前記テクスチャ画像の各画素毎に付加される奥行き情報とで構成され、前記ネットワークを介して伝送される前記奥行き情報のデータ量を、前記ネットワークを介して伝送される前記2次元のテクスチャ画像の各色毎のデータ量よりも少なくする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
[本発明の基本となる3次元表示装置の表示原理]
図9は、本発明の基本となる3次元表示装置の概略構成を示す図であり、前述の特許文献1に図1として図示されている3次元表示装置である。
同図に示す3次元表示装置は、観察者100の前面に複数の表示面、例えば、表示面(101,102)(表示面101が表示面102より観察者100に近い)を設定し、これらの表示面(101,102)に複数の2次元像を表示するために、2次元表示装置と種々の光学素子を用いて光学系103を構築する。
以下、図9ないし図14を用いて、本発明の基本となる3次元表示装置の表示原理について説明する。
図10に示すように、観察者100に提示したい3次元物体104を、観察者100の両眼の視線方向から、前述の表示面(101,102)へ射影した像(以下、「2D化像」と呼ぶ)(105,106)を生成する。
【0009】
この2D化像の生成方法としては、例えば、視線方向から物体104をカメラで撮影した2次元像を用いる方法、あるいは別の方向から撮影した複数枚の2次元像から合成する方法、あるいはコンピュータグラフィックによる合成技術やモデル化を用いる方法など種々の方法がある。
そして、図9に示すように、前記2D化像(105,106)を、各々表示面101と表示面102の双方に、観察者100の右眼と左眼とを結ぶ線上の一点から見て重なるように表示する。
これは、例えば、2D化像(105,106)の各々の中心位置や重心位置の配置と、各々の像の拡大・縮小を制御することで可能となる。
本発明の基本となる3次元表示装置の重要な要点は、前記構成を有する装置上で、2D化像(105,106)の各々の輝度を、観察者100から見た総体的な輝度を一定に保ちつつ、3次元物体104の奥行き位置に対応して変えることである。
【0010】
その変え方の一例を以下に述べる。なお、ここでは、白黒図面であるため、分かりやすいように、以下の図面では輝度の高い方を濃く示してある。
例えば、3次元物体104が表示面101上にある場合には、図11に示すように、この上の2D化像105の輝度を3次元物体104の輝度に等しくし、表示面102上の2D化像106の輝度はゼロとする。
次に、例えば、3次元物体104が観察者100より少し遠ざかって表示面101より表示面102側に少し寄った位置にある場合には、図12に示すように、2D化像105の輝度を少し下げ、2D化像106の輝度を少し上げる。
さらに、例えば、3次元物体104が観察者100よりさらに遠ざかって表示面101より表示面102側にさらに寄った位置にある場合には、図13に示すように、2D化像105の輝度をさらに下げ、2D化像106の輝度をさらに上げる。
【0011】
遂に、例えば、3次元物体104が表示面102上にある場合には、図14に示すように、この上の2D化像106の輝度を3次元物体104の輝度に等しくし、表示面101上の2D化像105の輝度はゼロとする。
このように表示することにより、観察者(人)100の生理的あるいは心理的要因あるいは錯覚により、表示しているのが2D化像(105,106)であっても、観察者100にはあたかも表示面(101,102)の中間に3次元物体104が位置しているように感じられる。
即ち、例えば、表示面(101,102)にほぼ等輝度の2D化像(105,106)を表示した場合には、表示面(101,102)の奥行き位置の中間付近に3次元物体104があるように感じられる。
前述した表示面に2次元像を表示するための2次元表示装置としては、例えば、CRT、液晶ディスプレイ、LEDディスプレイ、ELディスプレイ、プラズマディスプレイ、FEDディスプレイ、プロジェクション型ディスプレイ、線描画型ディスプレイなどを用い、光学素子としては、例えば、レンズ、全反射鏡、部分反射鏡、曲鏡、プリズム、偏光素子、波長板などを用いる。
【0012】
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1の3次元映像情報配信システムの概略構成を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施の形態の3次元映像情報配信システムは、携帯電話機10と、携帯電話機10と無線ネットワークを介して相互に接続される無線センター20と、無線センター20とネットワークを介して相互に接続される立体コンテンツ配信センター30とで構成される。
ここで、立体コンテンツ配信センター30は、立体コンテンツとして、表示対象物体の3次元映像情報を格納するデータベース31を備える。
図2は、図1に示す立体コンテンツ配信センター30のデータベース31に格納される3次元映像情報を説明するための模式図である。
同図に示すように、本実施の形態において、立体コンテンツ配信センター30のデータベース31に格納される3次元映像情報は、2次元のテクスチャ画像(R、G,Bの輝度情報)と、テクスチャ画像の各画素毎に付加される奥行き情報(Z情報)とから構成される。
なお、この奥行き情報(Z情報)は、視線方向から3次元物体104をカメラで撮影する際に、カメラ位置から3次元物体104までの距離を、距離測定装置で測定し、その距離データに基づき生成することができる。
【0013】
そして、この2次元のテクスチャ画像(R、G,Bの輝度情報)と、テクスチャ画像の各画素毎に付加される奥行き情報(Z情報)とが、立体コンテンツ配信センター30から、無線センター20を介して帯電話機10に対して送信される。
図3は、図1に示す携帯電話機10の一例の概略構成を示す断面図である。
図3に示す携帯電話機10は、3次元表示装置として、第1の表示装置11と第2の表示装置12とを有し、この2つの表示装置(11,12)は、前述の表示面(101,102)を構成する。
そして、この2つの表示装置(11,12)に、前述した2D化像(105,106)を表示することにより、3次元立体像を表示する。ここで、この2つの表示装置(11,12)には、ELディスプレイ、液晶ディスプレイなどが使用される。
図4は、図3に示す携帯電話機10の内部構成を示す機能ブロック図である。なお、図4では、前述した2D化像(105,106)を生成するための内部構成のみを図示し、その他の部分の内部構成の図示は省略する。
図4に示すように、図3に示す携帯電話機10では、立体コンテンツ配信センター30から送信される2次元のテクスチャ画像(R、G,Bの輝度情報)と、テクスチャ画像の各画素毎に付加される奥行き情報(Z情報)とを、受信部15で受信し、映像変換部16において、受信した2次元のテクスチャ画像(R、G,Bの輝度情報)と、テクスチャ画像の各画素毎に付加される奥行き情報(Z情報)とから、2D化像(105,106)を生成し、第1および第2の表示装置(11,12)に表示する。
【0014】
以下、図4に示す映像変換部16の処理について説明する。
前述したように、本発明の基本となる3次元表示装置の重要な要点は、2D化像(105,106)の各々の輝度を、観察者100から見た総体的な輝度を一定に保ちつつ、3次元物体104の奥行き位置に対応して変えることである。
したがって、映像変換部16において、立体コンテンツ配信センター30から送信される奥行き情報(Z)に応じて、2次元のテクスチャ画像(R、G,Bの輝度情報)の輝度(あるいは、透過度)を2つに分配して、2つの2次元画像を生成することにより、2D化像(105,106)を生成することができる。
例えば、第1および第2の表示装置(11,12)の奥行き位置の中間に3次元物体104がある場合、立体コンテンツ配信センター30から、奥行き情報(Z情報)として、第1および第2の表示装置(11,12)の奥行き位置の中間位置のデータを、携帯電話機10に対して送信する。
携帯電話機10の映像変換部16では、当該奥行き情報(Z情報)に基づき、受信した輝度情報を一対一に分割して、2つの2次元画像を生成し、第1および第2の表示装置(11,12)にほぼ等輝度の2D化像(105,106)を表示する。
これにより、観察者には、第1および第2の表示装置(11,12)の奥行き位置の中間付近に3次元物体104があるように、3次元立体像が観察される。
【0015】
なお、本実施の形態において、映像変換部16は、無線センター20あるいは立体コンテンツ配信センター30の内部に設けるようにしてもよい。
映像変換部16を、無線センター20の内部に設けた場合には、無線センター20から携帯電話機10に対して送信される3次元映像情報は、第1の表示装置11に表示される2D化像105と、第2の表示装置12に表示される2D化像106となる。
同様に、映像変換部16を、立体コンテンツ配信センター30の内部に設けた場合には、立体コンテンツ配信センター30から無線センター20、並びに、無線センター20から携帯電話機10に対して送信される3次元映像情報は、第1の表示装置11に表示される2D化像105と、第2の表示装置12に表示される2D化像106となる。
【0016】
図5(a)は、無線センター20の内部に映像変換部16を設けた場合に、ネットワーク上を伝送されるデータ量を説明するための模式図、図5(b)は、立体コンテンツ配信センター30の内部に映像変換部16を設けた場合に、ネットワーク上を伝送されるデータ量を説明するための模式図である。
図6は、携帯電話機10の内部に映像変換部16を設けた場合に、ネットワーク上を伝送されるデータ量を説明するための模式図である。
例えば、(2次元のテクスチャ画像(R、G,Bの輝度情報)と、奥行き情報(Z情報)とが同じビット数であるとすると、図6に示すように、携帯電話機10の内部に映像変換部16を設けた場合に、ネットワーク上を伝送されるデータ量は、2次元のテクスチャ画像と、奥行き情報とでよいので、図5に示すように、無線センター20あるいは立体コンテンツ配信センター30の内部に映像変換部16を設けた場合に、ネットワーク上を伝送されるデータ量を2/3に減少することができる。
【0017】
以下、本実施の形態において、ネットワーク上を伝送されるデータ量を削減する方法について説明する。
前述したように、立体コンテンツ配信センター30のデータベース31に格納される3次元映像情報は、2次元のテクスチャ画像(R、G,Bの輝度情報)と、奥行き情報(Z情報)とで構成されるが、奥行き情報(Z情報)は、第1の表示装置11に表示される2D化像105、および、第2の表示装置12に表示される2D化像106の画質に与える影響は少ない。
そこで、図7に示すように、ネットワークを介して伝送される奥行き情報(Z情報)のデータ量を、ネットワークを介して伝送されるテクスチャ画像の各色(R、G,B)毎のデータ量よりも少なくし、即ち、2次元のテクスチャ画像(R、G,B)に比して、奥行き情報(Z情報)を大幅に圧縮して伝送することにより、ネットワーク上を伝送されるデータ量を削減することができる。
その方法としては、以下の方法がある。
【0018】
(1)例えば、2次元のテクスチャ画像のR、G,Bを、それぞれ8ビットし、Z情報を4ビットして、伝送される3次元映像データの全体のデータ量を少なくする方法。
(2)例えば、2次元のテクスチャ画像の8ビットのR、G,Bを、従来の画像圧縮技術を用いて圧縮し、Z情報は4ビットにする方法。
(3)Z情報のみ、従来の圧縮技術を用いて圧縮し、かなり高い圧縮を行う方法。
(4)従来の画像圧縮技術を用いて、2次元のテクスチャ画像のR、G,Bは画質に影響が少ない程度に低圧縮し、Z情報は、従来の圧縮技術を用いて高圧縮する方法。
前述した方法により、表示される3次元立体像の画質に影響を与えることなく、ネットワーク上を伝送されるデータ量を大幅に圧縮することができる。
【0019】
[実施の形態2]
図8は、本発明の実施の形態2の3次元映像情報配信システムの概略構成を示すブロック図である。
図8に示すように、本実施の形態の3次元映像情報配信システムは、携帯電話機10と、携帯電話機10と無線ネットワークを介して相互に接続される無線センター20とで構成される。
ここで、無線センター20は、立体コンテンツとして、表示対象物体の3次元映像情報を格納するデータベース31を備える。
また、前述の映像変換部16は、携帯電話機10、あるいは、無線センター20に設けられる。
本実施の形態の3次元映像情報配信システムは、立体コンテンツ配信センター30を省略し、無線センター20から携帯電話機10に対して、3次元映像情報を配信するようにした点で、前述の実施の形態の3次元映像情報配信システムと相異するが、その他の構成は、前述の実施の形態の3次元映像情報配信システムと同じであるので再度の説明は省略する。
【0020】
なお、前述の説明では、携帯電話機10に搭載される表示装置は、2つの場合について説明したが、携帯電話機10に搭載される表示装置は、3以上であってもよい。
さらに、携帯型端末として、携帯電話機10を使用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、携帯型端末として、PDA(Personal Digital Assistant)を使用することも可能である。また、前述の説明では、例えば、3次元物体全体の奥行き位置を、第1の表示装置11と第2の表示装置12とに表示される2D化像を用いて表現する場合について主に述べたが、図3に示す3次元表示装置10は、前述の各特許文献に記載したように、3次元物体自体が有する奥行きを表現する装置としても使用できる。
同様に、図3に示す3次元表示装置10は、前述の各特許文献に記載したように、3次元物体自体が移動する場合にも使用できる。
2D化像が3次元的に移動する場合、左右・上下方向への移動に関しては通常の2次元表示装置の場合と同様に表示装置での動画再生によって可能であり、奥行き方向への移動に関しては、前述の各特許文献に記載したように、第1の表示装置11と、第2の表示装置12に表示される2D化像の輝度(あるいは、透過度)の変化を時間的に行うことで、3次元像の動画を表現することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【0021】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明の3次元映像情報配信システムによれば、DFD方式の3次元表示装置を搭載した携帯型端末に、立体コンテンツを配信することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の3次元映像情報配信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す立体コンテンツ配信センターのデータベースに格納される3次元映像情報を説明するための模式図である。
【図3】図1に示す携帯電話機の一例の概略構成を示す断面図である。
【図4】図3に示す携帯電話機の内部構成を示す機能ブロック図である。
【図5】図1に示す無線センターあるいは立体コンテンツ配信センターの内部に映像変換部を設けた場合に、ネットワーク上を伝送されるデータ量を説明するための模式図である。
【図6】図1に示す携帯電話機の内部に映像変換部を設けた場合に、ネットワーク上を伝送されるデータ量を説明するための模式図である。
【図7】本発明の実施の形態1の3次元映像情報配信システムの変形例において、ネットワーク上を伝送されるデータ量を説明するための模式図である。
【図8】本発明の実施の形態2の3次元映像情報配信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図9】本発明の基本となる3次元表示装置の概略構成を示す図である。
【図10】本発明の基本となる3次元表示装置において、各表示面に表示する2D化像の生成方法を説明するための図である。
【図11】本発明の基本となる3次元表示装置の表示原理を説明するための図である。
【図12】本発明の基本となる3次元表示装置の表示原理を説明するための図である。
【図13】本発明の基本となる3次元表示装置の表示原理を説明するための図である。
【図14】本発明の基本となる3次元表示装置の表示原理を説明するための図である。
【符号の説明】
10…携帯電話機、11,12…表示装置、15…受信部、16…映像変換部、20…無線センター、30…立体コンテンツ配信センター、31…データベース、100…観察者、101,102…表示面、103…光学系、104…3次元物体、105,106…2D化像。
Claims (8)
- 携帯型端末と、
前記携帯型端末と無線ネットワークを介して相互に接続される無線センターと、
前記無線センターとネットワークを介して相互に接続されるとともに、表示対象物体の3次元映像情報を格納するデータベースを有する立体コンテンツ配信センターとを備える3次元映像情報配信システムであって、
前記携帯型端末は、複数の表示手段と、
前記立体コンテンツ配信センターから前記無線センターを介して前記3次元映像情報を受信する受信手段と、
前記受信した3次元映像情報に基づき、前記各表示手段に表示する2次元像を生成し、前記各表示手段に表示する2次元射影像生成手段とを有し、
前記2次元射影像手段で生成される2次元像は、前記表示対象物体の射影像であって、輝度あるいは透過度が各表示装置毎にそれぞれ独立に変化させた2次元像であることを特徴とする3次元映像情報配信システム。 - 携帯型端末と、
前記携帯型端末と無線ネットワークを介して相互に接続される無線センターと、
前記無線センターとネットワークを介して相互に接続されるとともに、表示対象物体の3次元映像情報を格納するデータベースを有する立体コンテンツ配信センターとを備える3次元映像情報配信システムであって、
前記無線センターは、前記立体コンテンツ配信センターから前記3次元映像情報を受信する受信手段と、
前記受信した3次元映像情報に基づき、前記表示対象物体の射影像であって、輝度あるいは透過度をそれぞれ独立に変化させた複数の2次元像を生成する2次元射影像生成手段と、
前記2次元射影像生成手段で生成した複数の2次元像を、前記携帯型端末に対して送信する送信手段とを有し、
前記携帯型端末は、複数の表示手段と、
前記無線センターから前記複数の2次元像を受信する受信手段と、
前記受信した複数の2次元像を、前記各表示手段に表示する処理手段とを有することを特徴とする3次元映像情報配信システム。 - 携帯型端末と、
前記携帯型端末と無線ネットワークを介して相互に接続される無線センターと、
前記無線センターとネットワークを介して相互に接続されるとともに、表示対象物体の3次元映像情報を格納するデータベースを有する立体コンテンツ配信センターとを備える3次元映像情報配信システムであって、
前記立体コンテンツ配信センターは、前記データベースに格納された3次元映像情報に基づき、前記表示対象物体の射影像であって、輝度あるいは透過度をそれぞれ独立に変化させた複数の2次元像を生成する2次元射影像生成手段と、
前記2次元射影像生成手段で生成された複数の2次元像を、前記無線センターを介して前記携帯型端末に対して送信する送信手段とを有し、
前記携帯型端末は、複数の表示手段と、
前記立体コンテンツ配信センターから送信された前記複数の2次元像を受信する受信手段と、
前記受信した複数の2次元像を、前記各表示手段に表示する処理手段とを有することを特徴とする3次元映像情報配信システム。 - 携帯型端末と、
前記携帯型端末と無線ネットワークを介して相互に接続されるとともに、表示対象物体の3次元映像情報を格納するデータベースを有する無線センターとを備える3次元映像情報配信システムであって、
前記携帯型端末は、複数の表示手段と、
前記無線センターから前記3次元映像情報を受信する受信手段と、
前記受信した3次元映像情報に基づき、前記各表示手段に表示する2次元像を生成し、前記各表示手段に表示する2次元射影像生成手段とを有し、
前記2次元射影像手段で生成される2次元像は、前記表示対象物体の射影像であって、輝度あるいは透過度が各表示装置毎にそれぞれ独立に変化させた2次元像であることを特徴とする3次元映像情報配信システム。 - 携帯型端末と、
前記携帯型端末と無線ネットワークを介して相互に接続されるとともに、表示対象物体の3次元映像情報を格納するデータベースを有する無線センターとを備える3次元映像情報配信システムであって、
前記無線センターは、前記データベースに格納された3次元映像情報に基づき、前記表示対象物体の射影像であって、輝度あるいは透過度をそれぞれ独立に変化させた複数の2次元像を生成する2次元射影像生成手段と、
前記2次元射影像生成手段で生成された複数の2次元像を、前記携帯型端末に対して送信する送信手段とを有し、
前記携帯型端末は、複数の表示手段と、
前記無線センターから前記複数の2次元像を受信する受信手段と、
前記受信した複数の2次元像を、前記各表示手段に表示する処理手段とを有することを特徴とする3次元映像情報配信システム。 - 前記3次元映像情報は、2次元のテクスチャ画像と、前記テクスチャ画像の各画素毎に付加される奥行き情報とで構成されることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の3次元映像情報配信システム。
- 前記ネットワーク上を伝送される前記3次元映像情報は、2次元のテクスチャ画像と、前記テクスチャ画像の各画素毎に付加される奥行き情報とで構成され、
前記ネットワークを介して伝送される前記奥行き情報のデータ量を、前記ネットワークを介して伝送される前記2次元のテクスチャ画像の各色毎のデータ量よりも少なくしたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の3次元映像情報配信システム。 - 前記無線ネットワーク上を伝送される前記3次元映像情報は、2次元のテクスチャ画像と、前記テクスチャ画像の各画素毎に付加される奥行き情報とで構成され、
前記無線ネットワークを介して伝送される前記奥行き情報のデータ量を、前記無線ネットワークを介して伝送される前記2次元のテクスチャ画像の各色毎のデータ量よりも少なくしたことを特徴とする請求項1または請求項4に記載の3次元映像情報配信システム。
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