JP2018084614A - 画像投影システムおよび画像投影方法 - Google Patents

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拓人 本山
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培仁 田中
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Abstract

【課題】複数人による鑑賞時の視認精度を向上させることを課題とする。【解決手段】画像投影システムは、発生装置と、複数のプロジェクタ装置と、制御装置とを有する。発生装置は、霧状に拡散される粒子群を発生させる。そして、複数のプロジェクタ装置それぞれは、発生装置により発生される霧状に拡散された粒子群に対して、別方向から画像を投影する。そして、制御装置は、複数のプロジェクタ装置それぞれが投影する各画像を制御する。【選択図】図2

Description

本発明は、画像投影システムおよび画像投影方法に関する。
従来から、複数人で静止画や映像などの画像等を鑑賞する場合に、プロジェクタを用いて画像等を大型化する技術が使用されている。近年では、複数のプロジェクタから画像等を投影することで、鑑賞者に3D(three−dimensional)画像等を鑑賞させる技術も知られている。
特開2016−161912号公報
しかしながら、上記技術では、きれいに画像等が鑑賞できる位置と、画像等の形が変わってしまう位置とが存在する。例えば、複数のプロジェクタを用いた技術では、複数の鑑賞者の前方に設置されたスクリーンに対して複数のプロジェクタそれぞれが投影するので、スクリーンの横方向からだと画像等がきれいに見えず、視認精度がよくないことがある。
一つの側面では、複数人による鑑賞時の視認精度を向上させることができる画像投影システムおよび画像投影方法を提供することを目的とする。
第1の案では、画像投影システムは、霧状に拡散される粒子群を発生させる発生装置と、前記発生装置により発生される霧状に拡散された前記粒子群に対して、別方向から画像を投影する複数のプロジェクタ装置と、前記複数のプロジェクタ装置が投影する各画像を制御する制御装置とを有する。
一実施形態によれば、複数人による鑑賞時の視認精度を向上させることができる。
図1は、実施例1にかかるシステムの全体構成例を示す図である。 図2は、実施例1にかかるシステムの機能構成を示す機能ブロック図である。 図3は、スモーク情報DBに記憶される情報の例を示す図である。 図4は、位置情報DBに記憶される情報の例を示す図である。 図5は、画像DBに記憶される情報の例を示す図である。 図6は、投影情報DBに記憶される情報の例を示す図である。 図7は、3D画像の生成手法の一例を説明する図である。 図8は、投影面の設定例を説明する図である。 図9は、投影画像を説明する図である。 図10は、処理の流れを示すフローチャートである。 図11は、管理装置のハードウェア構成例を示す図である。
以下に、本願の開示する画像投影システムおよび画像投影方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
[全体構成例]
図1は、実施例1にかかるシステムの全体構成例を示す図である。図1に示すように、このシステムは、複数のプロジェクタ装置P1からP6と、発生装置50と、管理装置100とがネットワークNを介して相互に通信可能に接続される画像投影システムである。この画像投影システムは、体育館などの会場で画像を投影して、ユーザに鑑賞させるシステムである。すなわち、画像投影システムは、ユーザが360度のいずれの方向からでも画像を鑑賞できるシステムである。なお、ネットワークNは、有線または無線を問わず、インターネット(Internet)を始め、LAN(Local Area Network)やVPN(Virtual Private Network)などの任意の種類の通信網を採用できる。
発生装置50は、体育館などの会場内の天井に設置され、霧状に拡散される粒子群Rを天井から重力方向(下方向)に発生させる装置である。例えば、発生装置50は、スモーク、水蒸気、ドライアイス、二酸化炭素などの透過性のある粒子群Rを発生させる。
複数のプロジェクタ装置P1からP6それぞれは、例えば、体育館などの会場に、発生装置50が発生させる粒子群Rを囲むように設置される投影機である。複数のプロジェクタ装置P1からP6それぞれは、管理装置100から投影先の空間および投影対象の画像を受信し、管理装置100が指定した空間に、管理装置100が設定した画像を投影する。例えば、複数のプロジェクタ装置P1からP6それぞれは、発生装置50により発生される粒子群Rに対して、別方向から画像を投影する。なお、ここでは、プロジェクタ装置P1からP6の6台を図示したが、台数等を限定するものではなく、任意の台数を用いることができる。
管理装置100は、画像投影システム全体を管理するサーバ装置である。例えば、管理装置100は、発生装置50が発生させる粒子群Rにしたがって、各プロジェクタ装置P1からP6の投影環境を決定して、各投影環境に通知する。また、管理装置100は、各プロジェクタ装置P1からP6が設置される位置にしたがって、各プロジェクタ装置が投影する画像と投影順序を決定し、各プロジェクタ装置P1からP6の投影を制御する。
したがって、管理装置100は、各プロジェクタ装置P1からP6が投影する仮想スクリーン(投影面)を空間内に設定して画像を投影することができるので、複数人による鑑賞時の視認精度を向上させることができる。
[機能構成]
図2は、実施例1にかかるシステムの機能構成を示す機能ブロック図である。ここでは、各プロジェクタ装置P1からP6、発生装置50、管理装置100のそれぞれについて説明する。なお、各プロジェクタ装置P1からP6は、同様の構成を有するので、ここではプロジェクタ装置10として説明する。
(プロジェクタ装置10の機能構成)
図2に示すように、プロジェクタ装置10は、通信部11、投影部12、制御部13を有する。通信部11は、ネットワークNを介して、他の装置との間の通信を制御する処理部であり、例えば無線インタフェースやネットワークインタフェースカードである。例えば、通信部11は、管理装置100から、投影面を指定する座標や投影時の輝度等を含む投影環境や投影対象の画像等を受信する。
投影部12は、投影面に対して画像を投影する処理部である。例えば、投影部12は、制御部13の指示にしたがって、指定された空間上の投影面に対して、指定された画像の投影を行う。
制御部13は、プロジェクタ装置10全体を司る処理部であり、例えばマイコンなどである。制御部13は、管理装置100から投影環境に関する情報を受信して、投影部12による画像の投影を制御する。例えば、制御部13は、管理装置100から指定された投影面の座標に投影されるように、投影部12の投影方向、台形補正、ピント調整を実行する。また、制御部13は、管理装置100から指示されたタイミングで、投影部12による投影の開始および終了を制御する。
(発生装置50の機能構成)
図2に示すように、発生装置50は、通信部51、発生部52、制御部53を有する。通信部51は、ネットワークNを介して、他の装置との間の通信を制御する処理部であり、例えば無線インタフェースやネットワークインタフェースカードである。例えば、通信部51は、管理装置100から、粒子群の発生開始や終了などの各種指示を含む発生環境を受信する。
発生部52は、透過性があるスモークなどの粒子群を発生させる処理部である。例えば、発生部52は、制御部53の指示にしたがって、発生装置50が設置される天井部分から重力方向(言い換えると、床方向や下方向)に向かってスモークを発生させる。
制御部53は、発生装置50全体を司る処理部であり、例えばマイコンなどである。制御部53は、管理装置100から発生環境に関する情報を受信して、発生部52によるスモークの発生を制御する。例えば、制御部53は、管理装置100から指定されたタイミングで、スモークの発生を開始して終了する。
(管理装置100の機能構成)
図2に示すように、管理装置100は、通信部101、記憶部102、制御部110を有する。
通信部101は、ネットワークNを介して、他の装置との間の通信を制御する処理部であり、例えば無線インタフェースやネットワークインタフェースカードである。例えば、通信部101は、各プロジェクタ装置10に投影環境に関する情報を送信し、発生装置50に発生環境に関する情報を送信する。また、通信部101は、各プロジェクタ装置10から投影開始や投影信号などの信号を受信し、発生装置50からスモーク発生の開始や終了などの信号を受信する。
記憶部102は、データやプログラムを記憶する記憶装置であり、ハードディスクやメモリなどである。この記憶部102は、スモーク情報DB103、位置情報DB104、画像DB105、投影情報DB106を記憶する。
スモーク情報DB103は、発生させるスモークなどの粒子群ごとに、最適な投影環境を記憶するデータベースである。図3は、スモーク情報DB103に記憶される情報の例を示す図である。図3に示すように、スモーク情報DB103は、「スモーク種別、照度、彩度、明度」を対応付けて記憶する。
ここで記憶される「スモーク種別」は、発生装置50が発生する粒子群の種別を示す。「照度」は、当該スモーク種別のときに画像が投影される投影面の最適な照度値(単位:ルクス)である。「彩度」は、当該スモーク種別のときに鑑賞される画像の最適なあざやかさを示す指標であり、「明度」は、当該スモーク種別のときに鑑賞される画像の最適な明るさを示す指標である。図3の場合、スモーク種別が「AAA」のときの投影環境として、照度「XXX」、彩度「YYY」、明度「ZZZ」が設定されることを示す。
位置情報DB104は、各プロジェクタ装置10の設置位置や発生装置50の設置位置に関する情報を記憶するデータベースである。図4は、位置情報DB104に記憶される情報の例を示す図である。図4に示すように、位置情報DB104は、「機器、位置座標、投影空間」を対応付けて記憶する。
ここで記憶される「機器」は、対象の機器を示す情報であり、「位置座標」は、機器が設置される、会場内の位置を特定する座標などである。「投影空間」は、プロジェクタ装置に対して設定される情報であり、会場内においてプロジェクタ装置が投影する投影面を特定する座標などである。ここで記憶される情報は、予め設定することができる。図4の例では、プロジェクタ装置P1は、(x1,y1,z1)に設置されており、「(xa1,ya1,za1)、(xa2,ya2,za2)、(xa3,ya3,za3)、(xa4,ya4,za4)」で特定される領域(投影面)に対して投影することを示す。また、発生装置50が(xn,yn,zn)に設置されることを示す。
画像DB105は、投影対象の画像に関する情報を記憶するデータベースである。図5は、画像DB105に記憶される情報の例を示す図である。図5に示すように、画像DB105は、「順序、画像」を対応付けて記憶する。ここで記憶される「順序」は、投影順序を示し、「画像」は、投影対象の画像を示す。図5の場合、1番目の投影対象が画像A1であり、2番目の投影対象が画像A2であることを示す。ここで指定される順序で画像を投影することにより、一連の動きのある画像が投影されることとなる。
投影情報DB106は、各プロジェクタ装置に投影させる画像に関する情報を記憶するデータベースである。図6は、投影情報DB106に記憶される情報の例を示す図である。図6に示すように、投影情報DB106は、「機器、投影画像」を対応付けて記憶する。ここで記憶される「機器」は、プロジェクタ装置を特定する情報を示し、「投影画像」は、プロジェクタ装置が投影する画像を示す。図6の場合、プロジェクタ装置P1が画像A1を投影し、プロジェクタ装置P2が画像A2を投影することを示す。
制御部110は、管理装置100全体を司る処理部であり、例えばプロセッサなどである。この制御部110は、事前処理部111、環境設定部112、画像設定部113、投影指示部114を有する。なお、事前処理部111、環境設定部112、画像設定部113、投影指示部114は、プロセッサが有する電子回路の一例やプロセッサが実行するプロセスの一例などである。
事前処理部111は、投影対象の画像を生成する処理部である。具体的には、事前処理部111は、多方向から被写体を撮影する。そして、事前処理部111は、公知の技術を用いて、撮影した複数の画像から3D画像を生成する。
図7は、3D画像の生成手法の一例を説明する図である。図7に示すように、事前処理部111は、第1の態勢である被写体Qの周囲を、画像を撮像しながらカメラ200を一周させて、多方向から撮像した複数の画像を取得する。そして、事前処理部111は、取得した複数の画像から第1の3D画像である画像A1を生成する。
続いて、事前処理部111は、第1の態勢の次の態勢である第2の態勢の被写体Qの周囲を、画像を撮像しながらカメラ200を一周させて、多方向から撮像した複数の画像を取得する。そして、事前処理部111は、取得した複数の画像から第2の3D画像である画像A2を生成する。このようにして、事前処理部111は、一連の動きとなる複数の3D画像を生成し、生成した各3D画像と投影順とを画像設定部113に出力する。
環境設定部112は、投影環境を設定する処理部である。具体的には、環境設定部112は、発生装置50が発生させるスモーク(粒子群)の種別に応じて、照度等を特定し、各プロジェクタ装置に通知する。例えば、環境設定部112は、スモークの種別がAAAである場合は、照度「XXX」、彩度「YYY」、明度「ZZZ」を特定し、投影環境として各プロジェクタ装置に通知する。この結果、各プロジェクタ装置10の制御部110が、通知された投影環境となるように、投影時の照度等を設定する。
また、環境設定部112は、各プロジェクタ装置の投影面の設定を実行する。具体的には、環境設定部112は、各プロジェクタ装置について、プロジェクタ装置の位置情報と発生装置50の位置情報とから投影面を決定する。このとき、環境設定部112は、スモークが発生する空間上で、各プロジェクタ装置の投影面が発生装置50から重力方向への直線上で交わるように、各投影面を設定する。
図8は、投影面の設定例を説明する図である。図8に示すように、環境設定部112は、発生装置50から重力方向への直線G上の点G1と点G2を共有するように、各プロジェクタ装置の投影面を決定する。例えば、環境設定部112は、プロジェクタ装置P1に対して、点G1を含む辺H1と、点G2を含む辺H2と、辺H1の各端点と辺H2の各端点とを結ぶ辺H3および辺H4との4点で囲まれる領域を投影面300に決定する。そして、環境設定部112は、決定した投影面の各点の座標を位置情報DB104の投影空間に格納する。同様の手法で、環境設定部112は、プロジェクタ装置P2に対しても、点G1および点G2を含む投影面301を決定して、決定した投影面の各点の座標を位置情報DB104の投影空間に格納する。
このようにして、環境設定部112は、点G1と点G2を共有するように、各プロジェクタ装置の投影面を決定して、位置情報DB104に格納する。つまり、環境設定部112は、直線G1G2を軸にして回転するように各投影面を決定する。なお、G1とG2の距離は、任意に決定することができ、例えば空間の大きさや空間内の観客席の配置等に基づいて決定することができる。
画像設定部113は、各プロジェクタ装置が投影する画像を設定する処理部である。具体的には、画像設定部113は、事前処理部111によって生成された複数の3D画像を、各プロジェクタ装置に割当てて、投影情報DB106に格納する。例えば、画像設定部113は、プロジェクタ装置がP1からP6の6台で、画像A1からA10の10枚である場合、P1にA1、P2にA2、P3にA3、P4にA4、P5にA5、P6にA6、P1にA7、P2にA8、P3にA9、P4にA10を割当てる。
投影指示部114は、各プロジェクタ装置に投影指示を送信して、画像の投影を実行する処理部である。具体的には、投影指示部114は、投影情報DB106に記憶される割当て状況を参照して、画像DB105に記憶される順序で、各プロジェクタ装置に当該画像のデータを含む投影指示を送信する。
例えば、投影指示部114は、画像A1が割当てられたプロジェクタ装置P1に、画像A1のデータを含む投影指示を送信し、その後所定時間経過後に、画像A2が割当てられたプロジェクタ装置P2に、画像A2のデータを含む投影指示を送信する。このようにして、投影指示部114は、各プロジェクタ装置から投影される投影画像が連続的に表示されることで、投影画像全体が一連の動きとなるように、プロジェクタ装置P1、P2、P3、P4に投影指示を順次送信する。
図9は、投影画像を説明する図である。この図9は、レイアップシュートをしているバスケットボール選手の3D画像を連続で投影することで、レイアップシュートの一連の動きを観客に鑑賞させる図である。投影指示部114は、プロジェクタ装置P3にレイアップシュートのシュート体制の開始の画像を投影させた後、プロジェクタ装置P4にレイアップシュート時でボールが手から離れたときの画像を投影させる。このように、投影指示部114は、レイアップシュートの一連の動きを構成する各画像を、各プロジェクタ装置に順番に投影させることで、レイアップシュートの一連の動きを会場内の全観客に鑑賞させることができる。なお、投影指示部114が投影を順次指示するタイミングは、1マイクロ秒など任意に設定することができる。
[処理の流れ]
図10は、処理の流れを示すフローチャートである。図10に示すように、管理装置100の事前処理部111は、カメラ等を用いて、投影対象の画像を複数の位置で撮像し(S101)、撮像して得られた複数の画像から3D画像を生成する(S102)。
その後、事前処理部111は、すべての投影対象について、3D画像の生成が完了したか否かを判定し(S103)、未処理の投影対象が存在する場合は(S103:No)、S101以降を繰り返す。
一方、すべての投影対象について、3D画像の生成が完了した場合(S103:Yes)、環境設定部112は、発生されるスモークの種別に応じて投影環境を特定して、各プロジェクタ装置に通知することで、投影環境の設定を行う(S104)。なお、投影環境は、管理装置100が遠隔操作等により実行することもできる。
その後、画像設定部113は、投影対象の3D画像を1つ選択し(S105)、各プロジェクタ装置に割当てる投影設定を行う(S106)。例えば、画像設定部113は、各プロジェクタ装置の設置位置を考慮して、一連の動きとなる順番で投影されるように、画像の割当てを行う。
ここで、画像設定部113は、すべての3D画像について、投影設定が終了したか否かを判定し(S107)、未処理の3D画像が存在する場合は(S107:No)、S105以降を繰り返す。
一方、すべての3D画像について、投影設定が終了した場合(S107:Yes)、投影指示部114は、投影開始が指示されるまで待機する(S108)。
そして、投影指示部114は、投影開始が指示されると(S108:Yes)、投影対象が最も若番の3D画像を選択し(S109)、当該3D画像が割当てられるプロジェクタ装置に投影を指示する(S110)。
その後、投影指示部114は、投影されていない3D画像が存在する場合は(S111:Yes)、次の3D画像についてS109以降を実行する。一方、その後、投影指示部114は、投影されていない3D画像が存在しない場合は(S111:No)、各プロジェクタ装置に投影終了を指示し、投影を終了する(S112)。
[効果]
上述したように、画像投影システムは、一連の動きとなるように各プロジェクタ装置が画像を投影することができるので、スモークを囲むように配置されるどの観客席からでも画像を鑑賞することができる。したがって、複数人による鑑賞時の視認精度を向上させることができる。
さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下に異なる実施例を説明する。
[空間]
上記実施例では、体育館などの会場を例にして説明したが、これに限定されるものではなく、コンサート会場、サッカー会場、野球場などのように室内外を問わず、スモークを発生させることができる環境であれば、同様に適用することができる。
[投影対象]
上記実施例では、投影対象として3D画像を用いた例を説明したが、これに限定されるものではなく、2D(two dimensions)画像であっても同様に処理することができる。また、3D画像の生成元となった被写体も、画像に限らず動画や映像などを用いることもできる。
[ハードウェア構成]
次に、各装置のハードウェア構成を説明する。なお、発生装置50は、マイコンとメモリ等を有する一般的なスモーク発生装置と同様のハードウェア構成を有し、プロジェクタ装置10は、マイコンとメモリ等を有する一般的な投影機と同様のハードウェア構成を有するので、詳細な説明は省略する。ここでは、管理装置100のハードウェア構成について説明する。
図11は、管理装置100のハードウェア構成例を示す図である。図11に示すように、管理装置100は、通信インタフェース100a、HDD(Hard Disk Drive)100b、メモリ100c、プロセッサ100dを有する。
通信インタフェース100aは、他の装置の通信を制御するネットワークインタフェースカードなどである。HDD100bは、プログラムやデータなどを記憶する記憶装置の一例である。
メモリ100cの一例としては、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)等のRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ等が挙げられる。プロセッサ100dの一例としては、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、PLD(Programmable Logic Device)等が挙げられる。
また、管理装置100は、プログラムを読み出して実行することで画像投影方法を実行する情報処理装置として動作する。つまり、管理装置100は、事前処理部111、環境設定部112、画像設定部113、投影指示部114と同様の機能を実行するプログラムを実行する。この結果、管理装置100は、事前処理部111、環境設定部112、画像設定部113、投影指示部114と同様の機能を実行するプロセスを実行することができる。なお、この他の実施例でいうプログラムは、管理装置100によって実行されることに限定されるものではない。例えば、他のコンピュータまたはサーバがプログラムを実行する場合や、これらが協働してプログラムを実行するような場合にも、本発明を同様に適用することができる。
このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、MO(Magneto−Optical disk)、DVD(Digital Versatile Disc)などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することができる。
[システム]
また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともできる。あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られない。つまり、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUおよび当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
10 プロジェクタ装置
11 通信部
12 投影部
13 制御部
50 発生装置
51 通信部
52 発生部
53 制御部
100 管理装置
101 通信部
102 記憶部
103 スモーク情報DB
104 位置情報DB
105 画像DB
106 投影情報DB
110 制御部
111 事前処理部
112 環境設定部
113 画像設定部
114 投影指示部

Claims (5)

  1. 霧状に拡散される粒子群を発生させる発生装置と、
    前記発生装置により発生される霧状に拡散された前記粒子群に対して、別方向から画像を投影する複数のプロジェクタ装置と、
    前記複数のプロジェクタ装置が投影する各画像を制御する制御装置と
    を有することを特徴とする画像投影システム。
  2. 前記制御装置は、前記複数のプロジェクタ装置それぞれの位置関係に基づいて、多方向から被写体を撮影した複数の画像の中から前記複数のプロジェクタ装置それぞれが投影する投影対象の画像を特定し、特定した各画像を前記複数のプロジェクタ装置それぞれに投影させることを特徴とする請求項1に記載の画像投影システム。
  3. 前記制御装置は、前記多方向から撮影された被写体が一連の動きを行うように、前記複数のプロジェクタ装置それぞれの投影順序を決定して、順次投影させることを特徴とする請求項2に記載の画像投影システム。
  4. 前記制御装置は、前記発生装置が発生させる前記粒子群に関する情報に基づいて、前記複数のプロジェクタ装置それぞれの投影環境を設定することを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の画像投影システム。
  5. 画像投影方法において、
    発生装置が、霧状に拡散される粒子群を発生させ、
    複数のプロジェクタ装置それぞれが、前記発生装置により発生される霧状に拡散された前記粒子群に対して、別方向から画像を投影し、
    制御装置が、前記複数のプロジェクタ装置が投影する各画像を制御する
    処理を実行することを特徴とする画像投影方法。
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