JPH0888822A - ビデオ画像の投映方法 - Google Patents

ビデオ画像の投映方法

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JPH0888822A
JPH0888822A JP24829294A JP24829294A JPH0888822A JP H0888822 A JPH0888822 A JP H0888822A JP 24829294 A JP24829294 A JP 24829294A JP 24829294 A JP24829294 A JP 24829294A JP H0888822 A JPH0888822 A JP H0888822A
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projecting
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Ryuichiro Goto
隆一郎 五藤
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Goto Optical Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 投映面に対しどのような位置に投映機を設置
しても、歪みのない映像を実現する。 【構成】 投映機の所望の設置位置から投映された映像
を該投映機の設置された位置から見たように、任意の位
置に設置された投映機による投映映像を変形して投映す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ビデオ画像を投映す
る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えばLCDやブラウン管等、電気的信
号により映像面に映像を表示し、光学系を介してこれを
スクリーンに投映するビデオ投映機が広く普及してい
る。これらは、現在では家庭用の小型のものでなく、従
来の映写機に代わるものとして映画劇場やプラネタリウ
ム劇場などの大型の映像施設においても使用されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、本来、投映
機においては物体面(映像面)と投映面は平行、言い換
えれば投映面に対し光軸が垂直でなければ、映像が正し
い形状に投映できないことはいうまでもない。即ち、投
映面に対し光軸が傾斜している場合には本来矩形に見え
なければならない映像面が、例えば台形等に歪んで見え
ることになる。
【0004】一方、現実の映像施設を想定した場合、平
面的なスクリーンに投映する場合は投映面に対し光軸が
垂直となるような位置に投映機を設置すること(以下、
本件明細書では、便宜上この位置を「理想的な投映機設
置位置」と称する。)は比較的容易ではあるが、それで
も時には映像施設の建築構造上の理由によりこの理想的
な位置に設置できない場合もあり得る。又、投映面に対
し光軸が垂直である場合に映像が最も正しい形状に投映
できるということは、裏を返せば観客にとって投映機の
設置位置から映像を見るのが最も望ましい鑑賞方法であ
ることを意味するが、この要請を満たすためには座席の
配置のために投映機の設置位置を変更しなくてはなら
ず、そうすると投映機は理想的な設置位置から外れ、映
像が歪むという二律背反が生じる。
【0005】更に、一つの映像を複数個の投映機により
分割してスクリーンに投映することを想定した場合、各
投映機を理想位置に設置することは、スクリーンと対向
する壁面いっぱいに各投映機を分布して設置しなくては
ならないことを意味し、到底現実的でなかった。そし
て、この場合、各投映機を理想位置に設置しない限り、
それぞれの歪みのために各映像を合成して一つの映像を
構成することが不可能であった。
【0006】さて、現実の映像施設においてこの種ビデ
オ投映機が多用される場面は、現況では平面的なスクリ
ーンの場合より、例えばプラネタリウム施設のようなド
ーム状のスクリーンである場合が多く、この場合にはよ
り切実な問題が生じることとなる。即ち、この場合には
スクリーンがドーム面を形成している以上、厳密には物
体面と投映面は平行になり得ないが、投映機の設置位置
をドームの中心とすることで、すべての観客に対しても
っとも歪みの少ない映像を鑑賞可能にできるが、実際に
は、他のより重要な投映機(プラネタリウム施設の場合
は恒星投映機)や観客席の配置、或いは投映機の設置環
境から、そのような位置に設置することは不可能であっ
た。このため、投映角を狭くし、変形が目立たない程度
の映像を投映するか、或いは変形自体を無視して大きな
映像をそのまま映像しているが、前者では画角が狭いこ
とによって、後者では大きな変形によって本来映像が持
っている臨場感を再現できなかった。
【0007】更に、一つの映像を複数個の投映機により
分割してスクリーンに投映することを想定した場合、各
投映機を理想位置に設置することは、ドームの中心に各
投映機を集中して設置することを意味し、前述の平面的
なスクリーンの場合以上に非現実的であった。
【0008】又、特にプラネタリウム施設においては投
映機を可動軸を持った架台に設置し、動画像を投映しな
がら投映位置を変化させることでより良い演出効果を得
ようとする要請があったが、前述の理論より移動に伴い
映像の形状が変化し、不自然な映像となるため十分な演
出効果を得ることができなかった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願発明者らは、以上の
問題点を解決するためにこの発明を創作したものであ
り、ここでは以下の各発明を開示する。
【0010】投映機の所望の設置位置から投映された
映像を該投映機の設置された位置から見たように、任意
の位置に設置された投映機による投映映像を変形して投
映することを特徴とするビデオ画像の投映方法。
【0011】投映機を所望の位置に設置した場合の投
映映像の各画素の位置を仮定し、現実の設置位置におけ
る投映機による各画素の位置をこれに合致するように補
正して投映することを特徴とするビデオ画像の投映方
法。
【0012】投映機をその光軸がスクリーン上の投映
面と垂直となる位置に設置した場合の投映映像の各画素
の位置を仮定し、現実の設置位置における投映機による
各画素の位置をこれに合致するように補正して投映する
ことを特徴とするビデオ画像の投映方法。
【0013】ドーム状のスクリーンに投映するに際
し、投映機をドームの中心に設置した場合の投映映像の
各画素の位置を仮定し、現実の設置位置における投映機
による各画素の位置をこれに合致するように補正して投
映することを特徴とするビデオ画像の投映方法。
【0014】一つの映像を複数個の投映機により分割
してスクリーンに投映するに際し、各投映機をその光軸
がスクリーン上の投映面と垂直となる位置に設置した場
合の投映映像の各画素の位置を仮定し、現実の設置位置
における各投映機による各画素の位置をこれに合致する
ように補正して投映することを特徴とするビデオ画像の
投映方法。
【0015】一つの映像を複数個の投映機により分割
してドーム状のスクリーンに投映するに際し、各投映機
をドームの中心に設置した場合の投映映像の各画素の位
置を仮定し、現実の設置位置における各投映機による各
画素の位置をこれに合致するように補正して投映するこ
とを特徴とするビデオ画像の投映方法。
【0016】投映機を所望の位置に設置した場合の投
映映像の各画素の位置を仮定し、現実の設置位置におけ
る投映機による各画素の位置をこれに合致するように補
正して投映することを特徴とするビデオ画像の投映方法
において、投映機が単数或いは複数の可動軸により投映
位置が変化するものである場合に、可動軸の位置情報を
参照して、変化する投映位置を求めることを特徴とする
ビデオ画像の投映方法。
【0017】
【作用】よって、上記の乃至の発明によれば、投映
機が理想位置に設置されておらず、投映面に対し光軸が
垂直でないにもかかわらず、垂直の場合と同様な歪みの
ない完全な映像を得られるので、投映機を任意の位置に
設置することが可能となる作用を生じる。
【0018】次に、上記の及びの発明によれば、歪
みのない完全な映像を保ったまま、投映機を任意の位置
に設置することが可能となるので、投映機の設置位置の
問題から実現が困難であった、一つの映像を複数個の投
映機により分割してスクリーンに投映することを容易に
実現できる作用を生じる。
【0019】又、上記のの発明によれば、投映機を可
動軸を持った架台に設置し、動画像を投映しながら投映
位置を変化させても、歪みのない完全な映像を得られる
作用を生じる。
【0020】
【実施例】以下、この発明の具体的実施例を説明する。
【0021】(第1実施例)この実施例は、ドーム状の
スクリーンに投映する場合を例にとっている。
【0022】ドーム状投映面(図3、図5、図6にお
いてドーム面1として図示)では、ドーム中心を原点と
した3次元座標(X、Y、Z)と投映面上の位置を表す
為の極座標(α、δ)で位置を表現する。
【0023】ドーム状投映面では、理想設置位置をド
ーム状投映面の中心に設定する。多くの場合、この位置
には何らかの投映装置(映写機やプラネタリウム)が設
置されており、実際に他の投映装置を設置することは困
難である。
【0024】実際の投映機の位置を(Xp、Yp、Z
p)とする。又、設置された投映機の光軸がドーム面1
と交わる点の座標を(αi、δi)、または(Xi、Y
i、Zi)とする。
【0025】投映機の映像面4(LCDまたはブラウ
ン管等の映像を表示している面)からレンズ2のレンズ
主点3までの距離(図4参照)、或いはレンズ主点3か
ら任意の距離における投映画像5を用いて、画像サイズ
から(図5参照)映像を構成する画素の間隔を求める
(前者に対しては実際の、後者に対しては仮想的な間隔
となる。)。
【0026】以上の情報から、全画素について、演算
装置により次の手順による演算を用いて画像を変形す
る。尚、図1はこの場合の手順を示すフローチャートで
ある。
【0027】(a)選択された画素(Xdot、Ydo
t)を画素の間隔を用いて、理想設置位置にレンズ主点
があると仮定して、選択された画素の投映面上の光軸と
なす角度(αk、δk)を求める(手順S1)。
【0028】(b)ドーム上の投映面における光軸位置
が(R、O、O)となるように、(αi、δi)を用い
て座標を回転させ、投映機の設置位置座標を(Xp’、
O、Zp’)とする。これにより、画素の投映位置が
(αk、δk)で表現される(手順S2)。
【0029】(c)理想設置位置から投映された画素の
投映位置(αk、δk)と実際の投映位置のレンズ主点
を結ぶ直線が、レンズ主点から任意の距離だけ離れた仮
想平面との交点の座標(X’、Y’、Z’)を求める。
また、実際の投映位置からの光軸がこの仮想平面と交わ
る点を(XO’、YO’、ZO’)とする(手順S
3)。
【0030】(d)求めた座標(X’、Y’、Z’)
が、仮想平面上の位置を示すXY座標と重なるように、
まず、(XO’、YO’、ZO’)を用いて座標の原点
を平面上に移動し、更に平面の法線ベクトルを用いて座
標を回転し、光軸をZ軸と重ね、このときの(X’、
Y’、O)を求める(手順S4)。
【0031】(e)求めた座標を画素間隔を用いて、画
素位置(Xdot’、Ydot’)に換算する(手順S
5)。
【0032】(f)求めた画素位置(Xdot’、Yd
ot’)に、元の画素(Xdot、Ydot)を移動す
る(手順S6)。
【0033】(第2実施例)この実施例は、一つの映像
を複数個の投映機により分割してドーム状のスクリーン
に投映する場合を例にとっている。
【0034】即ち、ここでは各投映機毎に上記の第1実
施例で示した内容の処理を施すことで、各投映機の映像
を合成可能とした。
【0035】(第3実施例)この実施例は、単数或いは
複数の可動軸10により投映位置が変化する投映機によ
りドーム状のスクリーンに投映する場合を例にとってい
る。
【0036】第1実施例で示した方法では、この実施
例のように刻々と投映位置が変化するようなシステムに
おける変形処理装置が非常に大がかりなものとなってし
まうことから、ここでは以下の3つのブロックに分解し
て処理を行い、簡素化を図る。
【0037】(a)機器によりあらかじめ定めることの
できる数値 (1)全画素の位置情報を画素単位から、レンズ主点から
の角度(αk、δk)に変換する。
【0038】(b)投映方向によって定まる定数 (1)ドーム上の投映面における光軸位置が(R、O、
O)となるように座標を回転させ、投映機の設置位置座
標を変換する。 (2)求めた座標(X’、Y’、Z’)が、仮想平面上の
位置を示すXY座標と重なるための回転角を求める。
【0039】(c)画素毎に演算を必要とする数値 (1)理想設置位置から投映された画素の投映位置(α
k、δk)と実際の投映位置のレンズ主点を結ぶ直線
が、レンズ主点から任意の距離だけ離れた仮想平面との
交点の座標(X’、Y’、Z’)を求める。 (2)求めた座標(X’、Y’、Z’)が、仮想平面上の
位置を示すXY座標と重なるように座標を回転する。 (3)求めた座標を画素位置の単位に換算する。 (4)求めた画素位置に、元の画素を移動する。
【0040】図2は以上の処理を行うためのシステムの
ブロック図である。図中符号13は記憶装置であり、上
記(a)の数値に関しては、計算によって求めた値を基
準データとしてこの記憶装置13に保存する。
【0041】図中符号11は処理装置であり、上記
(b)の定数に関しては、投映位置情報の入力されるコ
ンピューター或いは処理装置11によって単純な演算処
理によって求め、結果を演算装置12に与える。
【0042】図中符号12は演算装置であり、上記
(c)の数値に関しては、専用の演算装置12で演算を
行う。
【0043】図中符号14は画像変換装置であり、以上
の処理により与えられた変換画素位置に基づき、入力映
像を補正して出力し、刻々と変わる投映位置に対して投
映機を理想の位置に設置した場合の投映映像を実時間で
得る。
【0044】
【発明の効果】以上の構成よりなるこの発明は次の特有
の効果を奏する。 投映機をどのような位置に設置しても、理想の位置に
設置した場合と同様の歪みのない完全な映像を得られる
ので、従来設置位置の関係から歪みを少なくするために
画角を狭くせざるを得なかった映像を広い画角で投映す
ることが可能となり、映像が持っている臨場感を充分再
現できることができる。
【0045】上記と同様の理由より、従来技術では
不可能であった投映機の理想の設置位置に観客の座席を
配して完全な映像を鑑賞することが可能となる。
【0046】投映機をどのような位置に設置しても、
理想の位置に設置した場合と同様の歪みのない完全な映
像を得られるので、映像の接続部分が連続となり、投映
機の設置位置の問題から実現が困難であった、一つの映
像を複数個の投映機により分割してスクリーンに投映す
ることが可能となる。
【0047】投映機を可動軸を持った架台に設置し、
動画像を投映しながら投映位置を変化させても、歪みの
ない完全な映像を得られる作用を生じるので、十分な演
出効果が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の要部のフローチャート。
【図2】同上、ブロック図。
【図3】同上、処理を説明するための図。
【図4】同上、処理を説明するための図。
【図5】同上、処理を説明するための図。
【図6】同上、処理を説明するための図。
【図7】同上、処理を説明するための図。
【符号の説明】
1 ドーム面

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 投映機の所望の設置位置から投映された
    映像を該投映機の設置された位置から見たように、任意
    の位置に設置された投映機による投映映像を変形して投
    映することを特徴とするビデオ画像の投映方法。
  2. 【請求項2】 投映機を所望の位置に設置した場合の投
    映映像の各画素の位置を仮定し、現実の設置位置におけ
    る投映機による各画素の位置をこれに合致するように補
    正して投映することを特徴とするビデオ画像の投映方
    法。
  3. 【請求項3】 投映機をその光軸がスクリーン上の投映
    面と垂直となる位置に設置した場合の投映映像の各画素
    の位置を仮定し、現実の設置位置における投映機による
    各画素の位置をこれに合致するように補正して投映する
    ことを特徴とするビデオ画像の投映方法。
  4. 【請求項4】 ドーム状のスクリーンに投映するに際
    し、投映機をドームの中心に設置した場合の投映映像の
    各画素の位置を仮定し、現実の設置位置における投映機
    による各画素の位置をこれに合致するように補正して投
    映することを特徴とするビデオ画像の投映方法。
  5. 【請求項5】 一つの映像を複数個の投映機により分割
    してスクリーンに投映するに際し、各投映機をその光軸
    がスクリーン上の投映面と垂直となる位置に設置した場
    合の投映映像の各画素の位置を仮定し、現実の設置位置
    における各投映機による各画素の位置をこれに合致する
    ように補正して投映することを特徴とするビデオ画像の
    投映方法。
  6. 【請求項6】 一つの映像を複数個の投映機により分割
    してドーム状のスクリーンに投映するに際し、各投映機
    をドームの中心に設置した場合の投映映像の各画素の位
    置を仮定し、現実の設置位置における各投映機による各
    画素の位置をこれに合致するように補正して投映するこ
    とを特徴とするビデオ画像の投映方法。
  7. 【請求項7】 投映機を所望の位置に設置した場合の投
    映映像の各画素の位置を仮定し、現実の設置位置におけ
    る投映機による各画素の位置をこれに合致するように補
    正して投映することを特徴とするビデオ画像の投映方法
    において、投映機が単数或いは複数の可動軸により投映
    位置が変化するものである場合に、可動軸の位置情報を
    参照して、変化する投映位置を求めることを特徴とする
    ビデオ画像の投映方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0974863A1 (en) * 1998-07-23 2000-01-26 Kabushikigaisya Goto Kogaku Kenkyujyo Image projection system for dome surface
JP2002014611A (ja) * 2000-04-28 2002-01-18 Minoruta Puranetariumu Kk プラネタリウムのまたは球面スクリーンへのビデオ投映方法と装置
JP2002131835A (ja) * 2000-10-23 2002-05-09 Takenaka Komuten Co Ltd 曲面投影型表示装置

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