KR100546865B1 - 경사 벡터를 이용하여 표면의 경사를 나타내는 이미지프로세싱 방법 및 그 시스템 - Google Patents

경사 벡터를 이용하여 표면의 경사를 나타내는 이미지프로세싱 방법 및 그 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표면의 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법 및 그 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 표면의 경사 방향에 상응하는 경사 벡터를 생성하여 텍스처를 이동하도록 렌더링하여 표면의 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 표면의 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법은 표면을 렌더링 하는 단계; 상기 표면의 경사를 나타내는 경사 벡터를 생성하는 단계; 및 소정의 두께 및 길이를 가지는 텍스처를 상기 경사 벡터의 방향으로 이동하도록 렌더링(rendering)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 사용자가 지표의 경사를 보다 쉽고 직관적으로 파악할 수 있다.
게임, 이미지 프로세싱, 골프 게임, 경사, 텍스처

Description

경사 벡터를 이용하여 표면의 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법 및 그 시스템{THE METHOD AND SYSTEM FOR RENDERING SURFACE SLOPE USING A SLOPE VECTOR}
도 1은 일본 특허 출원 제2002-59985호에서 경사의 방향을 나타내는 이미지 프로세싱 방법을 이용한 골프 게임 과정의 일례를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 표면의 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 시스템의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법에서 수행되는 과정들을 도시한 흐름도이다.
도 4a, 4b, 4c, 및 4d는 본 발명의 일실시예에 따라, 표면의 법선 벡터를 구하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 경사 벡터를 구하고, 텍스처를 표면에 렌더링하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 프로세싱 법 및 그 시스템에서 텍스처를 경사 벡터의 방향으로 이동하도록 도시하는 과정을 도시한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 표면에 경사를 나타내는 이미 지 프로세싱 방법 및 그 시스템에 채용될 수 있는 데이터베이스의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 표면에 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법 및 그 시스템의 응용예인 골프 게임에서 경사를 나타내는 텍스처의 이동을 도시한 도면이다.
도 8c 및 8d는 본 발명의 일실시예에 따른 표면에 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법 및 그 시스템의 응용예인 골프 게임에서 텍스처의 불투명도와 색상을 조절하여 경사를 나타내는 것을 도시한 도면이다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 일실시예에 따른 표면에 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법 및 그 시스템의 응용예인 골프 게임에서 경사를 나타내는 텍스처를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 표면의 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법 및 그 시스템에서 채용될 수 있는 범용 컴퓨터 장치의 내부 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
201: 경사 벡터 생성부
202: 텍스처 제어부
203: 데이터베이스
204: 사용자 인터페이스
본 발명은 경사 벡터를 이용하여 표면의 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법 및 그 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 표면의 경사 방향에 상응하는 경사 벡터를 생성하여 텍스처를 이동하도록 렌더링하여 표면의 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법 및 시스템에 관한 것이다.
오늘날 정보 통신 기술의 발전으로, 비디오 게임이나 컴퓨터 게임 등이 다양하게 출시되고 있으며, 이러한 비디오 게임이나 컴퓨터 게임 등은 기존의 2D 그래픽뿐만 아니라 3D 그래픽 기술을 이용하여 더욱 화려하고 현실감 있는 이미지 프로세싱 방법을 통하여 구현되고 있다.
특히, 캐릭터를 이용하여 골프 게임을 할 수 있도록 하는 비디오 게임이나 컴퓨터 게임에서 그린 표면의 경사는 골프 게임을 진행하는데 아주 중요한 요소이므로 보다 정교하게 묘사할 필요가 있다. 또한, 캐릭터가 그린 위에서 퍼팅을 하는 단계에서는 그린의 경사도를 사용자가 직관적으로 인지할 수 있도록 표현하는 것이 매우 중요하다.
종래, 사용자들에게 경사를 인식할 수 있도록 하기 위해 표면의 경사를 나타내는 여러 가지 방법이 이용되어 왔다. 예를 들면, 표면을 격자 단위로 나누고 각각의 격자점에서의 경사도를 계산한 후 평균 경사도보다 경사도가 높은 곳의 격자간 간격은 촘촘하게, 평균 경사도보다 경사도가 낮은 격자점에서의 격자간 간격은 넓게 하여 사용자가 경사를 인식할 수 있게 하는 방법이 있다.
그러나, 종래의 이러한 방법은 사용자에게 경사를 즉각적으로 인식시키지 못 하여 사용자가 게임을 이용할 때 느끼는 현실감을 떨어뜨리는 단점이 있었다. 또한 종래 기술에 의한 이미지 프로세싱 방법은, 구현하고자 하는 비디오 게임이나 컴퓨터 게임이 3D 게임이라 하더라도, 결국 사용자에게 보이는 출력 수단(예를 들어 스크린, 모니터 화면)상에서는 2D로 보여지기 때문에 정확한 경사도를 나타내기가 어려운 점이 있었다.
이 같은 문제점에 대한 해결책으로서, 일본 특허 출원 제2002-59985호는 표면에 격자를 도시하고, 격자를 이루는 점을 잇는 선분 사이로 경사도에 비례하는 속도로 입자(object)를 이동시키는 새로운 이미지 프로세싱 방법을 개시하고 있다.
도 1은 상기 특허 출원에서 경사의 방향을 나타내는 이미지 프로세싱 방법을 이용한 골프 게임 과정의 일례를 도시한 것이다. 그러나, 상기 특허 출원에서는 표면의 경사를 표시함에 있어 격자를 기본 단위로 하여 격자의 각 성분(X축 성분, Y축 성분)으로 이동하는 입자의 속도만 도시하므로, 사용자가 격자의 각 성분 사이(X축과 인접 X축 사이의 공간, Y축과 인접 Y축 사이의 공간)의 공간을 비롯하여 그린 전체의 경사를 한 눈에 파악하기 어렵다는 문제점을 여전히 내포하고 있다. 또한, 경사에 대한 정보가 격자 위를 이동하는 입자를 통해 표현되므로, 결국 경사가 불연속적이고 단절적으로 표현되는 한계를 가지고 있다.
이에, 경사에 대한 정보를 전체적이고 직관적으로 제공하여 사용자로 하여금 이미지를 현실감 있게 느낄 수 있도록 하기 위한 새로운 이미지 프로세싱 방법 및 시스템이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자가 지표의 경사를 보다 쉽고 직관적으로 파악할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 지표의 경사를 다양한 표현 방법을 통하여 사용자에게제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 사용자에게 지표 경사에 대한 시각적으로 편안한 화면 구성을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 사용자가 지표 경사에 대한 체계적이고 종합적인 정보를 용이하게 획득할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 현실감 있는 게임 화면을 사용자에게 제공하여 게임에 대한 흥미를 배가시키고 게임 참여도를 높일 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 표면의 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법은 표면을 렌더링 하는 단계; 상기 표면의 경사를 나타내는 경사 벡터를 생성하는 단계; 및 소정의 두께 및 길이를 가지는 텍스처를 상기 경사 벡터의 방향으로 이동하도록 렌더링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 표면의 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 시스템은 표면에 대한 고도 정보를 영역별로 데이터베이스에 저장하고 유지하는 단계;
사용자로부터 영역 선택 정보를 수신하는 단계; 상기 영역 선택 정보 수신에 응답하여, 상기 선택된 영역에 상응하는 고도 정보를 상기 데이터베이스로부터 추출하는 단계;
상기 추출된 고도 정보에 기초하여 경사 벡터를 생성하는 단계; 소정의 두께 및 길이를 가지는 텍스처를 상기 경사 벡터의 방향으로 이동하도록 렌더링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 일실시예에 의한 표면에 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 시스템은 상기 표면상의 임의의 점에서 법선 벡터를 계산하고, 상기 임의의 점을 기준으로 중력 방향과 수직인 평면을 설정하고, 상기 법선 벡터를 상기 설정된 평면에 상기 중력 방향으로 정사영하여 상기 경사 벡터를 생성하는 경사 벡터 생성부; 및 소정의 두께 및 길이를 가지는 텍스처를 상기 경사 벡터의 방향으로 이동하도록 제어하는 텍스처 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 표면에 경사를 나타내는 이미지 프로세싱시스템은 표면에 대한 고도 정보를 영역별로 저장하고 유지하는 데이터베이스; 사용자로부터 영역 선택 정보를 수신하는 사용자 인터페이스; 상기 영역 선택 정보 수신에 응답하여, 상기 선택된 영역에 상응하는 고도 정보를 상기 데이터베이스로 추출하고, 상기 추출된 고도 정보에 기초하여 경사 벡터를 생성하는 경사 벡터 생성부; 소정의 두께 및 길이를 가지는 텍스처를 상기 경사 벡터의 방향으로 이동하도록 제어하는 텍스처 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 "텍스처(texture)"라는 용어는 표면의 경사를 나타내기 위하여 화면에 표시되는 가늘고 긴 모양의 물결 형태로서, 당업자가 속하는 기 술 분야의 종사자에게는 얼마든지 다양하게 변형된 형태를 가질 수 있음은 자명하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법 및 시스템에 대하여 상술한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 표면의 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 시스템의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시에 따른 표면의 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 시스템은 크게 경사 벡터 생성부(201), 텍스처 제어부(202), 데이터베이스(203), 사용자 인터페이스(204)를 포함하여 구성될 수 있다.
사용자 인터페이스(204)는 사용자로부터 영역 선택 정보를 수신한다. 사용자가 유무선 통신망을 통하여 본 시스템에 접속하는 경우, 사용자 인터페이스(204)는 통신망 접속 수단을 포함할 수 있다. 또달리, 사용자 인터페이스는 별도의 통신망을 통하지 않고 마우스, 키보드 등의 입력 수단을 직접 구비하고 사용자로부터 상기 입력 수단을 통하여 영역 선택 정보를 수신할 수 있다.
데이터베이스(203)는 표면에 대한 고도 정보를 영역별로 저장하고 유지한다. 일례로서, 고도 정보는 각 지점들에 좌표값으로 표시될 수도 있고, 각 지점들의 상대적 또는 절대적 고도값으로 표시될 수도 있다.
경사 벡터 생성부(201)는 사용자 인터페이스(204)의 영역 선택 정보 수신에 응답하여, 상기 선택된 영역에 상응하는 고도 정보를 상기 데이터베이스(203)로부터 추출하고, 상기 추출된 고도 정보에 기초하여, 상기 영역상의 임의의 점에서 법 선 벡터를 계산하고, 상기 임의의 점을 기준으로 중력 방향과 수직인 평면을 설정하고, 상기 법선 벡터를 상기 설정된 평면에 상기 중력 방향으로 투영하여 상기 경사 벡터를 생성한다.
텍스처 제어부(202)는 소정의 두께 및 길이를 가지는 텍스처를 상기 경사 벡터의 방향으로 이동하도록 도시(렌더링: rendering)한다. 본 발명에 따른 텍스처 제어부(202)는 일반적인 이미지 프로세싱 장치 및 방법에서 사용되는 렌더링 기법을 이용하여 상기 텍스처 데이터를 디스플레이 장치에 묘화(描畵)될 수 있도록 영상화하는 렌더링 수단을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법에서 수행되는 과정들을 도시한 흐름도이다.
먼저, 이미지 프로세싱 시스템(200)은 경사를 나타내고자 하는 표면을 렌더링한다. 다음으로, 경사를 나타내고자 하는 표면을 N개의 다각형(R)으로 분할한다(단계 S1). 이와 같이, 여러 개의 다각형으로 분할하는 것은 분할 다각형을 하나의 단위로 하여 경사를 나타내기 위한 것으로, 본 발명은 다각형의 모양 및 개수에 제한되지 않는다. 또달리, 분할하지 않고 영역 전체를 하나의 다각형으로 도시하는 것 역시 가능하다.
경사 벡터 생성부(201)에서는 다각형의 임의의 점에서 법선 벡터를 생성한다. 법선 벡터의 생성 방법은 아래에서 상세히 설명한다. 경사 벡터 생성부(201)에서 법선 벡터가 생성되면 법선 벡터를 이용하여 경사 벡터를 생성한다(단계 S4).
텍스처 제어부(202)에서는 앞서 생성된 경사 벡터의 크기를 이용하여 텍스처 의 이동 속도와 텍스처의 크기를 계산한다(단계 S5). 이러한 단계는 분할된 다각형 각각에 대하여 수행된다(단계 S6, 단계 S7).
텍스처의 이동 속도와 크기가 계산되면 텍스처 제어부(202)에서 텍스처를 표면에 렌더링한다(S8). 텍스처 제어부(202)는 다각형 R의 고도가 높은 제1 영역에서 고도가 낮은 제2 영역으로 텍스처가 이동하도록 제어한다(단계 S9). 텍스처 제어부(202)에서는 텍스처가 제2 영역에 도착하면 텍스처를 삭제하고, 제1 영역에서 텍스처를 다시 생성한다(단계 S10). 이러한 단계들을 통하여 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법 및 그 시스템은 경사를 나타내고자 하는 표면에 경사를 나타내는 텍스처를 렌더링 할 수 있다.
도 4a, 4b, 4c, 4d는 본 발명의 일실시예에 따라, 표면의 법선 벡터를 구하는 과정을 도시한 도면이다. 이하, 상기 도면들을 참조하여 법선 벡터를 구하는 과정들을 순서대로 설명하기로 한다.
먼저, 도 4a에서는 경사를 나타내고자 하는 표면의 임의의 점 P(x, y, z)을 선택한다. 이 때 선택되는 점 P는 경사를 나타내고자 하는 표면을 소정의 크기의 다각형 R로 나누고, 각 구획의 꼭지점으로 할 수도 있으며, 각 구획에 포함된 임의의 점으로 할 수도 있다.
다음으로, 도 4b에서는 상기 임의의 점 P에서 수직항력에 대응하는 법선 벡터(N)를 구한다. 수직항력이라 함은 표면 위에 물체가 놓여 있을 때, 표면(또는 곡면)으로부터 물체가 받는 힘을 의미하며, 본 발명에서는 점 P에 단위 질량을 가지는 가상의 물체가 놓여 있다고 가정하고 수직항력을 계산한다. 법선 벡터란 곡 면(또는 표면)의 한 점에 대한 접평면에 수직인 벡터로서, 상기 수직항력에 상응하는 크기 및 방향을 가진 벡터로서 정의된다. 본 발명에 따르면, 데이터베이스에 저장된 고도 정보를 추출하여 법선 벡터를 생성할 수 있다.
또달리, 컴퓨터 상에서 곡면이 폴리곤(polygon)들의 집합인 메쉬로 표현되어, 정확히 점 P에서의 법선 벡터를 구할 수 없는 경우에는 도 4c 및 도 4d에 도시한 다음과 같은 방법이 사용될 수 있다.
(1) 임의의 점 P에 좌표축을 설정하고, 점 P에서 +X방향, -X방향, +Z방향, -Z방향에 있는 표면 상의 위치벡터 P1, P2, P3, P4를 구한다(도 4c).
(2) 벡터 (P3-P4)와 벡터 (P1-P2)의 벡터곱인 (P3-P4)x(P1-P2)를 정규화한 벡터를 점 P에서의 법선 벡터(N)로 근사할 수 있다(도 4d).
도 5a 내지 도 5d는 경사 벡터를 구하고, 텍스처를 표면에 렌더링하는 과정을 도시한 도면이다. 이하, 상기 도면들을 참조하여 순서대로 설명하기로 한다.
먼저, 앞서 도 4a 내지 도 4d에서 설명한 방법을 이용하여, 표면 위의 임의의 점 P에서의 법선 벡터(N)를 구한다(도 5a).
경사 벡터 생성부(201)는 표면 위의 임의의 점 P에서 중력 방향에 수직인 평면을 설정한다(도 5b). 점 P에서의 법선 벡터를 상기 중력 방향에 수직인 평면으로 투영시킨다(도 5c). 상기 투영시킨 벡터를 경사 벡터(501)로 정의한다. 이 때 경사 벡터의 방향은 n(x, 0, z)라는 벡터 형태로 나타내거나 또는 경사 벡터가 x축 과 이루는 각도인 θ로 나타낼 수 있다. 또한, 경사 벡터의 크기는 √(x^2 + z^2)로 나타낼 수 있다. 이때, 경사의 정도가 클수록 평면에 투영되는 경사 벡터의 크기는 커지게 되고, 따라서 경사 벡터의 크기는 경사의 정도(경사도)를 나타낼 수 있게 된다.
텍스처 제어부(202)는 이러한 경사 벡터의 방향과 크기를 이용하여 경사를 나타내는 텍스처를 렌더링할 수 있다(도 5d). 상기 텍스처는 경사 벡터의 방향으로 배열시켜 도시될 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따르면, 표면의 경사에 상응하는 경사 벡터를 계산하고 상기 계산된 경사 벡터에 기초하여 텍스처를 도시함으로써 경사를 표시할 수 있게 된다. 따라서, 경사 방향과 직접적으로 일치하고, 경사의 크기에 비례하는 텍스처를 렌더링함으로써 사용자가 표면의 경사를 보다 용이하고 직관적으로 경사를 인지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 프로세싱 법 및 그 시스템에서 텍스처를 경사 벡터의 방향으로 이동하도록 도시하는 과정을 도시한 도면이다.
앞서 구한 경사벡터의 크기에 비례하여 텍스처의 이동 속도를 결정할 수 있다.일례로서, 텍스처의 이동 속도(V) = c * (경사벡터의 크기) (c: 경사 벡터 및 기타 변수에 의해 결정되는 상수)로 계산될 수 있다.
도 6a에서는 앞서 X, Y 축을 기준으로 도시되어 있던 도 5d의 다각형을 점 P를 중심으로 θ만큼 회전함으로써 새로운 좌표축 u, v에 대응시킨다.
도 6b에서는 새로운 좌표축 u,v 에 기초하여 설정된 다각형을 u 방향으로 이 동하여 다시 도시하게 된다. 즉, u 방향으로 상기한 텍스처의 이동 속도로 단위 시간(Δt) 당 텍스처가 이동하는 거리만큼 다각형을 u 방향으로 옮겨서 도시할 수 있다. 즉, c * (경사 벡터의 크기)*Δt만큼 옮겨서 도시함으로써 결국 경사 방향으로 경사 벡터의 크기에 비례하는 속도로 텍스처가 이동하는 것으로 사용자에게 보여지게 된다. 분할된 평면 다각형들에 대해 상기 단계들을 반복한다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 경사 벡터의 방향에 따라 텍스처의 이동을 도시함으로써 사용자가 경사 방향을 용이하게 파악할 수 있게 하고, 또한 경사 벡터의 크기에 따라 텍스처의 이동 속도를 결정함으로써 사용자가 경사의 정도(경사도)를 직관적으로 인지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에서는 경사도를 사용자에게 다양하게 표시할 수 있는 추가 실시예를 제공한다.
일례로서, 경사 벡터의 크기에 비례하여 텍스처의 크기를 결정할 수 있고, 이 때 텍스처의 크기는 두께 및 길이로 표현될 수 있다. 즉, 경사 벡터의 크기가 큰 점에서의 텍스처는 길게 도시하고, 경사 벡터의 크기가 작은 점에서의 텍스처는 길이를 짧게 하여 도시할 수 있다. 또달리, 경사 벡터의 크기가 큰 점에서의 텍스처는 두껍게 도시하고, 경사 벡터의 크기가 작은 점 P에서의 텍스처는 얇게 하여 도시할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따르면 텍스처의 크기로서 길이 또는 두께를 달리 표현함으로써 경사도를 사용자가 한 눈에 파악할 수 있도록 할 수 있게 된다.
경사도 표시에 관한 또다른 실시예로서, 표면의 고도를 소정 개수의 복수 구 간으로 분할하고, 분할된 구간 각각에 대하여 소정의 색상을 할당하여, 상기 P점이 속하는 고도가 속한 구간에 따라 텍스처의 색상을 달리 도시할 수 있다. 고도에 따른 텍스처의 색상 변화 역시 사용자에게 경사를 직감시키는 효과가 있다. 예를 들면, 평균 고도보다 위쪽으로 갈수록 텍스처에 할당된 RGB(Red, Green, Blue) 중에서 Red 값을 높여 빨간색 성분이 두드러져 보이도록 하고, 평균 보다 아래쪽으로 갈수록 도시되는 텍스처의 색상은 Blue 값을 높여 파란색 성분이 두드려져 보이도록 도시할 수 있다.
겅사도 표시에 관한 또다른 실시예로서, 본 발명에 따른 이미지 프로세싱 시스템은 경사벡터의 크기에 따라서, 텍스처의 불투명도를 결정하여 상기 텍스처에 결정된 불투명도(opacity)를 적용하여 도시하도록 할 수 있다. 불투명도란 표면의 배경색 및 상기 텍스처 색상이 혼합되는 정도로 결정된다.
텍스처의 불투명도는 경사 벡터의 크기에 비례하여 도시할 수도 있고, 반비례하여 도시할 수도 있다. 경사 벡터의 크기에 비례하여 텍스처의 불투명도를 도시할 경우, 경사 벡터의 크기가 큰 곳, 즉 경사가 급한 곳에서는 텍스처가 불투명하게 도시되어 텍스처 색상이 배경색에 비하여 상대적으로 뚜렷하게 나타나고, 경사 벡터의 크기가 작은 곳, 즉 경사가 완만한 곳에서는 텍스처가 비교적 투명하게 도시되어 배경색이 오히려 뚜렷하게 나타나게 된다.
경사 벡터의 크기에 따라 불투명도를 적용하여 실제 렌더링되는 텍스처의 색상(A)은 다음과 같은 식으로 표현될 수 있다.
A = 배경색 * (1 - a) + A'*a
(단, a= 불투명도, A' = 불투명도 적용 전의 텍스쳐 색상)
상기 식에 따를 경우, a 값이 작을수록 텍스처는 뚜렷하게 보이고 a 값이 클수록 텍스처는 투명하게 보인다. 즉, 텍스처의 불투명도 조절을 통해 경사도가 큰 곳의 텍스처의 이동을 사용자가 더 직감적으로 분명하게 인식할 수 있다. 또한 이미지 프로세싱 시스템은 이러한 텍스처의 불투명도 조절을 통해 사용자에게 텍스처의 흐름을 시각적으로 어지럽지 않게 인식시킬 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 표면에 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법 및 그 시스템에 채용될 수 있는 데이터베이스의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 7a을 참조하면, 표면에 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 시스템(200)의 데이터베이스(203)는 경사를 나타내고자 하는 영역을 N개의 다각형 R로 분할하여 각각의 다각형 영역 R(701)에 대하여 고도 정보(702), 경사 벡터 크기(703), 경사 벡터 방향(704), 텍스처 속도와 크기(705) 필드를 포함할 수 있다.
고도 정보(702)는 각 다각형 R(701)에 대한 고도 정보를 저장한다. 예를 들어 골프 게임에서 퍼팅 그린의 경사를 나타내고자 할 때, 각 코스별, 홀 별로 퍼팅 그린에 대한 고도 정보를 다각형 영역에 대하여 유지할 수 있다. 일례로서, 다각형의 크기가 작을수록 보다 조밀한 고도 정보를 유지할 수 있을 것이다.
경사 벡터 크기(703)는 각 다각형 R별로 경사 벡터 생성부(201)에서 생성한 경사 벡터의 크기(703) 정보를 유지할 수 있다.
경사 벡터 방향(704)은 각 다각형 R별로 경사 벡터 생성부(201)에서 생성한 경사 벡터의 방향에 대한 정보를 유지할 수 있다. 일례로서, 경사 벡터 방향은 좌표값으로 표시될 수 있다.
텍스처의 속도와 크기(705)는 텍스처 제어부(202)에서 경사 벡터의 크기(703) 정보를 이용하여 계산한 속도와 크기 정보를 유지할 수 있다.
도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 표면에 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법 및 그 시스템에 채용될 수 있는 데이터베이스의 또다른 일실시예를 도시한 도면이다.
도 7b를 참조하면, 표면에 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 시스템(200)의 데이터베이스(203)는 경사를 나타내고자 하는 영역을 N개의 다각형 R로 분할하여 각각의 다각형 영역 R(706)에 대하여 다각형 영역 R에 속하는 정점 P의 (x, y, z) 좌표값(707)을 기록하고, 유지할 수 있다. 또한 실시예에 따라서는 상기 점 P에서의 법선 벡터값(normal vector,708)을 기록하고, 유지할 수 있다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 표면에 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법 및 그 시스템의 응용예인 골프 게임에서 경사를 나타내는 텍스처의 이동을 도시한 도면이다.
도 8a를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 표면에 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법 및 그 시스템이 응용될 수 있는 예로 골프 게임이 있다. 골프 게임 시스템에 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 프로세싱 방법을 구현하는 단계 또는 이미지 프로세싱 시스템이 적용될 수 있다.
사용자가 사용자 인터페이스를 통하여 골프 게임을 시작하고, 게임을 플레이 할 캐릭터를 선택하면 게임이 시작된다. 사용자가 캐릭터를 이용하여 골프 공을 스트로크하여 골프공이 퍼팅 그린에 접촉하게 되면 사용자의 캐릭터는 퍼팅 그린으로 진입하게 된다.
골프 게임에서 "퍼팅 그린"이란 현재 플레이를 하고 있는 홀의 퍼팅을 위하여 특별히 정비한 전(全) 구역을 말한다. 골프 게임에서는 골프공의 일부가 퍼팅 그린에 접촉하고 있으면 퍼팅 그린이 도시된다. 이러한 퍼팅 그린 위에서는 경미한 경사라도 게임에 큰 영향을 미치게 되므로 사용자가 경사를 정확하게 인식하고, 게임을 플레이 할 것이 요구된다. 따라서 사용자에게 경사를 직감적이고도 정확하게 인식할 수 있도록 할 필요가 있다.
앞서 설명한 데이터베이스(203)는 상기 퍼팅 그린 표면에 대한 고도 정보를 영역별로 저장하고 유지한다. 즉 각 코스별, 홀 별로 퍼팅 그린에 대한 고도 정보를 유지하고 있다
사용자의 골프 게임 속 캐릭터가 퍼팅 그린으로 진입하게 되면 사용자 인터페이스(204)는 사용자로부터 영역 선택 정보를 수신하게 된다. 영역 선택 정보는 골프 게임의 경우 캐릭터가 골프공을 스트로크하여 퍼팅 그린에 접촉하게 하는 입력일 수 있다.
경사 벡터 생성부(201)는 상기 선택된 영역에 상응하는 고도 정보를 데이터베이스(203)에서 추출한다. 즉, 경사 벡터 생성부(201)에서 퍼팅 그린을 수 개의 평면 다각형으로 분할하여 각 평면 다각형의 임의의 점에서 상기 추출된 고도 정보에 기초하여 경사 벡터를 생성한다.
텍스처 제어부(202)는 소정의 두께 및 길이를 가지는 텍스처를 상기 경사 벡터의 방향으로 이동하도록 렌더링한다. 텍스처 제어부(202)는 상기 고도 정보를 이용하여 상기 평면 다각형을 고도가 높은 제1 영역과 고도가 낮은 제2 영역으로 분할한 다음, 고도가 높은 제1 영역에서 고도가 낮은 제2 영역으로 상기 텍스처를 경사의 방향으로 이동 시킨다.
이 때, 고도가 높은 영역과 고도가 낮은 영역은 상기 경사 벡터의 방향에 따라 결정될 수 있다. 이동하는 속도는 경사 벡터의 크기에 비례하므로, 경사 벡터의 크기가 큰 평면 다각형에서는 텍스처의 이동이 빠르게 도시되고, 경사 벡터의 크기가 작은 평면 다각형에서는 텍스처의 이동이 느리게 도시될 수 있다. 도 8 및 도 8b에서 각 텍스처의 속도는 텍스처가 속한 평면 다각형의 경사에 따라 다르게 계산되므로 퍼팅 그린의 일부에서는 텍스처의 이동이 빠르고 일부에서는 느리게 도시된다.
상기 텍스처는 평면 다각형의 제1 영역에서 생성되어 제2 영역으로 이동한다. 골프 게임 시스템은 상기 텍스처가 제1 영역을 출발하여 제2 영역에 도착하면 상기 도착한 텍스처는 삭제되고, 상기 제1 영역에서 텍스처가 다시 생성되어 이동하도록 할 수 있다.
이때, 텍스처의 흐름은 연속적이므로 텍스처를 생성하는데 사용되는 다각형 R은 퍼팅 그린 위에 도시하지 않아도 무방하다. 다각형 R의 경계 중 고도가 높은 구역인 제1 영역에서 경사 벡터의 방향과 크기를 이용하여 텍스처가 다시 생성된다(801).
도 8b는 도 8a에 도시한 골프 게임에서 도 8a에 이은 경사 벡터의 방향으로 텍스처의 연속 이동을 도시한 도면이다.
도 8b를 참조하면 도 8a에 도시된 골프 게임에서 형성된 텍스처(801)가 경사 벡터의 방향으로 경사 벡터의 크기에 비례하는 속도로 이동되었음(802)을 알 수 있다. 여기서, 경사 벡터의 크기가 클수록 경사 방향으로의 텍스처 이동 속도가 빨라지도록 도시할 수 있다.
도 8c 및 8d는 본 발명의 일실시예에 따른 표면에 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법 및 그 시스템의 응용예인 골프 게임에서 텍스처의 불투명도와 색상을 조절하여 경사를 나타내는 것을 도시한 도면이다.
도 8c를 참조하면, 퍼팅 그린의 경사도가 높은 값을 가져 경사 벡터의 크기가 큰 영역(803)에서는 텍스처의 불투명도를 높여 텍스처가 주변 배경에 비해서 뚜렷하게 나타나도록 함으로서 사용자가 경사를 확실하게 인식할 수 있도록 하고, 퍼팅 그린의 경사도가 낮은 값을 가져 경사 벡터의 크기가 작은 영역(804)에서는 텍스처의 불투명도를 작게 하여 텍스처가 투명하게 도시되도록 함으로서, 사용자가 상대적으로 경사도가 큰 영역을 더 명확하게 인식할 수 있도록 할 수 있다.
도 8d를 참조하면, 평균 고도보다 높은 고도 영역에서의 텍스처(805)는 텍스처에 할당된 RGB(Red, Green, Blue) 중에서 Red 값을 높여 빨간색 성분이 두드러져 보이도록 하고, 평균 고도보다 낮은 고도 영역에서의 텍스처(806)는 텍스처에 할당 된 RGB(Red, Green, Blue) 중에서 Blue 값을 높여 파란색 성분이 두드려져 보이도록 도시한 것을 알 수 있다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 일실시예에 따른 표면에 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법 및 그 시스템의 응용예인 골프 게임에서 경사를 나타내는 텍스처를 도시한 도면이다.
도 9a에서 보는 바와 같이, 골프 게임의 퍼팅 그린은 N개의 다각형(901,902 포함)으로 구성될 수 있고, 각 다각형에서 경사 벡터의 방향으로 경사 벡터의 크기를 고려한 길이나 두께의 텍스처를 이동시켜 경사를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 다각형 1(901)의 영역은 다각형(2)의 영역보다 경사도가 작고 또한상이한 경사 방향을 가지고 있다. 따라서, 다각형 1(901)에 상응하는 경사 벡터의 크기가 다각형 2(902)에서 보다 작은 값을 가져 텍스처의 길이가 짧고 이동 속도도 느리게 렌더링 될 수 있다. 반대로 다각형 2(902)에 도시된 텍스처는 경사 벡터의 크기가 다각형 1(901)에서 보다 큰 값을 가져 길이가 길고 이동 속도도 빠르게 렌더링 될 수 있다. 또달리, 다각형(902)의 텍스처는 다각형(901)의 텍스처보다 두께가 더 두꺼운 형태로 도시될 수 있다.
도 9a에서 보는 바와 같이, 골프 게임에서는 퍼팅 그린 전체에 대하여 소정의 두께 및 길이를 가지고 경사 벡터의 방향으로 이동하는 텍스처를 도시함으로써, 골프 게임을 이용하는 사용자가 보다 퍼팅 그린의 전체적인 경사와 부분적인 굴곡까지도 직감적으로 인식하여 보다 현실적인 게임을 즐기게 할 수 있다.
도 9b는 도 9a 중에서 하나의 다각형에 도시된 텍스처를 나타내는 도면이다.
도 9b를 참조하면 골프 게임에서 퍼팅 그린에 도시된 하나의 다각형은 텍스처가 생성되는 제1 영역(903)과 텍스처가 삭제되는 제2 영역(904)로 구성 될 수 있다.
골프 게임 시스템은 상기 텍스처가 제1 영역(903)을 출발하여 제2 영역(904)에 도착하면 상기 도착한 텍스처는 삭제되고, 상기 제1 영역(903)에서 텍스처가 다시 생성되어 이동하도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 이미지 프로세싱 시스템은 유, 무선 통신망을 통하여 사용자 단말기와 접속할 수 있고, 사용자의 단말기에 본 발명에 따른 텍스처를 디스플레이할 수 있도록 텍스처를 렌더링할 수 있다. 사용자 단말기는 데스크탑 PC, 노트북 PC, PDA, 휴대 전화 등과 같이 유무선 망에서 접속할 수 있는 하드웨어 및 소프트웨어를 구비한 장치로서, 현재 일반적으로 사용되고 있는 장치뿐만 아니라 유무선 망에 접속할 수 있는 기능을 가진 앞으로 사용될 장치를 모두 포함하는 개념으로 해석된다.
또한 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 본 발명에 따른 이미지 프로세싱 방법을 수행할 수 있는 프로그램은 사용자의 단말기에 설치되어 동작할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 표면의 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법 및 그 시스템에서 채용될 수 있는 범용 컴퓨터 장치의 내부 블록도이다.
컴퓨터 장치(1000)는 램(RAM: Random Access Memory)(1020)과 롬(ROM: Read Only Memory)(1030)을 포함하는 주기억장치와 연결되는 하나 이상의 프로세서(1010)를 포함한다. 프로세서(1010)는 중앙처리장치(CPU)로 불리기도 한다. 본 기술분야에서 널리 알려져 있는 바와 같이, 롬(1030)은 데이터(data)와 명령(instruction)을 단방향성으로 CPU에 전송하는 역할을 하며, 램(1020)은 통상적으로 데이터와 명령을 양방향성으로 전송하는 데 사용된다. 램(1020) 및 롬(1030)은 컴퓨터 판독 가능 매체의 어떠한 적절한 형태를 포함할 수 있다. 대용량 기억장치(Mass Storage)(1040)는 양방향성으로 프로세서(1010)와 연결되어 추가적인 데이터 저장 능력을 제공하며, 상기된 컴퓨터 판독 가능 기록 매체 중 어떠한 것일 수 있다. 대용량 기억장치(1040)는 프로그램, 데이터 등을 저장하는데 사용되며, 통상적으로 주기억장치보다 속도가 느린 하드 디스크와 같은 보조기억장치이다. CD 롬(1060)과 같은 특정 대용량 기억장치가 사용될 수도 있다. 프로세서(1010)는 비디오 모니터, 트랙볼, 마우스, 키보드, 마이크로폰, 터치스크린 형 디스플레이, 카드 판독기, 자기 또는 종이 테이프 판독기, 음성 또는 필기 인식기, 조이스틱, 또는 기타 공지된 컴퓨터 입출력장치와 같은 하나 이상의 입출력 인터페이스(1050)와 연결된다. 마지막으로, 프로세서(1010)는 네트워크 인터페이스(1070)를 통하여 유선 또는 무선 통신 네트워크에 연결될 수 있다. 이러한 네트워크 연결을 통하여 상기된 방법의 절차를 수행할 수 있다. 상기된 장치 및 도구는 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어 기술 분야의 당업자에게 잘 알려져 있다.
상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면 사용자가 지표의 경사를 보다 쉽고 직관적으로 파악할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 지표의 경사를 다양한 표현 방법을 통하여 사용자에게제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 사용자에게 지표 경사에 대한 시각적으로 편안한 화면 구성을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 사용자가 지표 경사에 대한 체계적이고 종합적인 정 보를 용이하게 획득할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 현실감 있는 게임 화면을 사용자에게 제공하여 게임에 대한 흥미를 배가시키고 게임 참여도를 높일 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (15)

  1. 표면의 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 방법에 있어서,
    표면을 렌더링 하는 단계;
    상기 표면의 경사를 나타내는 경사 벡터를 생성하는 단계; 및
    소정의 두께 및 길이를 가지는 텍스처를 상기 경사 벡터의 방향으로 이동하도록 렌더링(rendering)하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 프로세싱 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    경사 벡터를 생성하는 상기 단계는
    상기 표면상의 임의의 점에서 법선 벡터를 계산하는 단계;
    상기 임의의 점을 기준으로 중력 방향과 수직인 평면을 설정하는 단계; 및
    상기 법선 벡터를 상기 설정된 평면에 상기 중력 방향으로 투영하여 상기 경사 벡터를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 프로세싱 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 경사 벡터의 크기를 이용하여 속도를 계산하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 텍스처는 상기 계산된 속도로 이동하는 것을 특징으로 하는 이미지 프로세싱 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    텍스처를 경사 벡터의 방향으로 이동하도록 렌더링하는 상기 단계는
    상기 텍스처가 제1 영역으로부터 상기 제1 영역보다 고도가 낮은 제2 영역으로 이동하는 단계 - 상기 고도는 상기 경사 벡터의 방향에 따라 결정됨 - ; 및
    상기 텍스처가 상기 제1 영역으로부터 상기 제2 영역에 도착하면 상기 도착된 텍스처는 삭제되고, 상기 제1 영역에서 텍스처가 다시 생성되어 이동하도록 렌더링하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 프로세싱 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 표면의 고도를 소정 개수의 구간으로 분할하는 단계; 및
    상기 분할된 구간 각각에 대하여 소정의 색상을 할당하는 단계
    를 더 포함하고,
    텍스처를 경사 벡터의 방향으로 이동하도록 렌더링하는 상기 단계는 상기 텍스처를 상기 할당된 색상에 따라 렌더링하는 것을 특징으로 하는 이미지 프로세싱 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    소정의 색상을 할당하는 상기 단계는 상기 표면의 평균 고도와의 차이에 비례하여 특정 색상의 비율을 할당하는 것을 특징으로 하는 이미지 프로세싱 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 경사 벡터의 크기를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 경사 벡터의 크기에 따라 상기 텍스처의 불투명도를 결정하는 단계 - 상기 불투명도는 상기 표면의 배경색 및 상기 텍스쳐 색상이 혼합되는 정도로 결정됨 -
    를 더 포함하고,
    텍스처를 경사 벡터의 방향으로 이동하도록 렌더링하는 상기 단계는 상기 텍스처에 상기 결정된 불투명도를 적용하여 렌더링하는 것을 특징으로 하는 이미지 프로세싱 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 불투명도는 상기 경사 벡터의 크기에 비례하는 것을 특징으로 하는 이미지 프로세싱 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 불투명도를 적용한 텍스쳐 색상(A)는
    A = 배경색 * (1 - a) + A'*a (단, a= 불투명도, A' = 불투명도 적용 전의 텍스쳐 색상)
    로 결정되는 것을 특징으로 하는 이미지 프로세싱 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 경사 벡터의 크기를 계산하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 소정의 두께 및 길이 중 적어도 하나는 상기 경사 벡터의 크기에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 이미지 프로세싱 방법.
  11. 표면에 대한 고도 정보를 영역별로 데이터베이스에 저장하고 유지하는 단계;
    사용자로부터 영역 선택 정보를 수신하는 단계;
    상기 영역 선택 정보 수신에 응답하여, 상기 선택된 영역에 상응하는 고도 정보를 상기 데이터베이스로 추출하는 단계;
    상기 추출된 고도 정보에 기초하여 경사 벡터를 생성하는 단계; 및
    소정의 두께 및 길이를 가지는 텍스처를 상기 경사 벡터의 방향으로 이동하도록 렌더링하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 프로세싱 방법
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 따른 방법을 컴퓨터에서 구현하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  13. 표면에 경사를 나타내는 이미지 프로세싱 시스템에 있어서,
    상기 표면상의 임의의 점에서 법선 벡터를 계산하고, 상기 임의의 점을 기준으로 중력 방향과 수직인 평면을 설정하고, 상기 법선 벡터를 상기 설정된 평면에 상기 중력 방향으로 정사영하여 상기 경사 벡터를 생성하는 경사 벡터 생성부; 및
    소정의 두께 및 길이를 가지는 텍스처를 상기 경사 벡터의 방향으로 이동하도록 렌더링하는 텍스처 제어부
    를 포함하는 것을 이미지 프로세싱 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 경사 벡터 생성부는 상기 경사 벡터의 크기를 이용하여 속도를 계산하고,
    상기 텍스처 제어부는 상기 텍스처를 상기 계산된 속도로 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이미지 프로세싱 시스템.
  15. 표면에 대한 고도 정보를 영역별로 저장하고 유지하는 데이터베이스;
    사용자로부터 영역 선택 정보를 수신하는 사용자 인터페이스;
    상기 영역 선택 정보 수신에 응답하여, 상기 선택된 영역에 상응하는 고도 정보를 상기 데이터베이스로 추출하고, 상기 추출된 고도 정보에 기초하여 경사 벡 터를 생성하는 경사 벡터 생성부; 및
    소정의 두께 및 길이를 가지는 텍스처를 상기 경사 벡터의 방향으로 이동하도록 제어하는 텍스처 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 프로세싱 시스템.
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