KR100932977B1 - 입체 영상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

입체 영상 표시 장치는 복수의 좌안용 화소 및 복수의 우안용 화소를 포함하는 표시부, 상기 복수의 좌안용 화소에 대응하는 데이터를 저장하는 좌안 영상 영역 및 상기 복수의 우안용 화소에 대응하는 데이터를 저장하는 우안 영상 영역을 포함하는 메모리부, 입력되는 3D 영상 데이터를 상기 복수 좌안용 화소에 대응하는 좌안용 3D 영상 데이터 또는 상기 복수의 우안용 화소에 대응하는 우안용 3D 영상 데이터로 변환하는 지오매트릭 엔진부, 및 상기 좌안용 3D 영상 데이터의 좌표 정보 및 색상 정보 또는 상기 우안용 3D 영상 데이터의 좌표 정보 및 색상 정보를 이용하여, 상기 좌안 영상 영역 또는 우안 영상 영역에 저장할 좌표 값 및 색상 정보 값만을 계산하며, 상기 좌표 값을 기초로 상기 색상 정보 값을 상기 메모리부에 저장하는 렌더링 엔진부를 포함한다.
입체 영상, 스패닝, 랜더링 엔진

Description

입체 영상 표시 장치{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE}
도 1은 디스패러티에 따라 관찰자가 느끼는 입체 영상을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 입체 영상 표시 장치에 의해 입체 영상이 표시되는 개념을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2의 데이터 변환부의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 랜더링 엔진부의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 랜더링 엔진부가 적용하는 스패닝 방식을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예와 같은 스패닝 방식을 적용하지 않고 프레임 메모리부에 쓰이지(저장되지) 않는 3D 영상 데이터까지 좌표 및 색상 정보를 계산하는 스패닝 방식을 개념적으로 나타내는 도면이다.
본 발명은 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.
입체 영상 표시 장치는 사용자의 좌안과 우안에 서로 다른 영상을 제공하여 편광 안경과 같은 기타 장비 없이, 사용자에게 거리감과 입체감을 갖는 입체 영상을 제공한다.
입체 영상 표시 장치는 그 표시부 전면에 패럴랙스 배리어, 렌티큘러 렌즈(lenticular lens) 또는 마이크로렌즈 어레이(microlens array) 등을 구비하여 표시부에서 구현되는 좌안용 영상과 우안용 영상을 각각 사용자의 좌안 방향과 우안 방향으로 공간 분할하는 방식을 채택하고 있다.
입체 영상 표시 장치 용 영상 데이터를 구현하기 위해, 3D 데이터를 입체 영상 데이터로 전환할 필요가 있다. 이러한 3D 데이터의 입체 영상 데이터로의 전환은 입체 영상 표시 장치 외부에서 수행되는 것이 일반적이다.
한편, 일반 3D 영상의 경우에 비해 입체 영상의 경우는 같은 컨텐츠에 대해 영상 처리를 하는데 있어 보통 50% 가까운 속도 저하가 발생한다. 이는 일반 3D 영상은 하나의 눈에 보이는 영상만을 생성하여 표시하는데 반해, 입체 영상은 좌안과 우안에 의한 영상을 각각 생성하여 이를 합한 스테레오 입체 영상을 표시함으로 인해 2배 가까운 시간이 필요하게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 3D 데이터를 입체 영상 데이터로 전환하는 기능을 포함하는 입체 영상 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 영상 처리 속도를 향상시키는 입체 영상 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면 입체 영상 표시 장치가 제공된다. 이 입체 영상 표시 장치는, 입체 영상 표시 장치는 복수의 좌안용 화소 및 복수의 우안용 화소를 포함하는 표시부; 상기 복수의 좌안용 화소에 대응하는 데이터를 저장하는 좌안 영상 영역 및 상기 복수의 우안용 화소에 대응하는 데이터를 저장하는 우안 영상 영역을 포함하는 메모리부; 입력되는 3D 영상 데이터를 상기 복수 좌안용 화소에 대응하는 좌안용 3D 영상 데이터 또는 상기 복수의 우완용 화소에 대응하는 우안용 3D 영상 데이터로 변환하는 지오매트릭 엔진부; 및 상기 좌안용 3D 영상 데이터의 좌표 정보 및 색상 정보 또는 상기 우안용 3D 영상 데이터의 좌표 정보 및 색상 정보를 이용하여, 상기 좌안 영상 영역 또는 우완 영상 영역에 저장할 좌표 값 및 색상 정보 값만을 계산하며, 상기 좌표 값을 기초로 상기 색상 정보 값을 상기 메모리부에 저장하는 렌더링 엔진부를 포함한다. 여기서, 상기 좌표 정보는 소정의 영역 중 소정의 제1 라인의 시작 X좌표 및 끝 X좌표를 포함하고, 상기 렌더링 엔진부는 상기 제1 라인의 시작 X 좌표에 제1 증가치 씩 증가시켜, 상기 제1 라인에 대한 X좌표 값을 계산하며, 상기 제1 증가치에 대응하여 상기 제1 라인에 대한 색상 정보 값을 계산한다. 또한, 상기 제1 가중치는 2이다.
본 발명의 다른 특징에 따르면 입력되는 3D 영상 데이터를 스테레오스코픽 영상 데이터로 변환하는 3D 영상-스테레오스코픽 영상 변환기가 제공된다. 이 3D 영상-스테레오스코픽 영상 변환기는, 상기 3D 영상 데이터를 좌안 또는 우안 각각에 대한 모델뷰 매트릭스 및 프로젝션 매트릭스와 곱셈 연산을 수행하여 좌안용 3D 영상 데이터 또는 우안용 3D 영상 데이터를 생성하는 지오매트릭 엔진부; 상기 좌안용 3D 영상 데이터 또는 상기 우안용 3D 영상 데이터 중 소정의 영역에 대응하는 제1 라인에 대하여, 상기 제1 라인의 시작 X좌표에 제1 증가치 씩 증가시켜 상기 제1 라인에 대응하는 X 좌표 값을 생성하는 X 좌표 증가부; 상기 제1 가중치에 대응하여 제1 색상 정보 증가치를 계산하며, 상기 제1 라인의 색상 정보 시작 값에 상기 제1 색상 정보 증가치 씩 증가시키며 상기 제1 라인에 대응하는 색상 정보 값을 계산하는 색상 정보 증가부; 및 상기 X 좌표 증가부에서 생성된 상기 X 좌표 값에 기초하여 상기 색상 증가부에서 생성되는 상기 색상 정보 값을 메모리에 저장하도록 제어하는 메모리 제어부를 포함한다. 여기서, 상기 제1 증가치는 2이다. 그리고, 상기 제1 색상 정보 증가치는, 상기 제1 라인의 시작 X좌표와 상기 제1 라인의 끝 X 좌표간의 거리, 상기 제1 라인의 색상 정보 시작 값과 상기 제1 라인의 색상 정보 끝 값을 이용하여 결정된 가중치에 2배한 값이다.
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 붙였 다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 설명하기 전에, 입체 영상 표시의 원리에 대해서 개략적으로 설명한다.
일반적으로 사람의 좌, 우안은 하나의 입체 대상물을 관찰할 때 서로 다른 위치에서 보게 되므로, 관찰자는 좌, 우완을 통해 서로 다른 영사 정보를 인식하게 된다. 관찰자는 이렇게 서로 다른 영상 정보를 조합하여 입체 대상물에 대한 깊이 정보를 획득하며, 입체감을 느끼게 된다.
입체 영상 표시 장치는 관찰자가 실제로 입체 대상물을 관찰할 때 관찰자의 좌, 우안이 보게 되는 영상을 관찰자에게 제공함으로써 관찰자로 하여금 입체 영상을 느끼게 한다.
이때, 관찰자의 좌, 우안이 보게 되는 영상의 차이를 디스패러티(disparity)라 한다. 이때, 디스패러티가 양(+)의 값을 갖는 경우 관찰자는 입체 대상물의 소정의 기준면보다 관찰자 방향으로 가까운 위치하는 것으로 느끼게 되며, 디스패러티가 음(-)의 값을 갖는 경우 관찰자는 입체 대상물이 상기 기준면보다 관찰자 반대 방향으로 멀리 위치하는 것으로 느끼게 된다.
도 1은 디스패러티에 따라 관찰자가 느끼는 입체 영상을 보여준다. 도 1에나타낸 바와 같이, 양(+)의 디스패러티를 갖는 원통형 영상은 기준면으로부터 관찰자에게 가깝게 위치하는 것으로 느껴지며, 음(-)의 디스패러티를 갖는 사각형 영상은 기준면으로부터 관찰자에게 멀게 위치하는 것으로 느껴지게 된다. 반면에 영(0)의 디스패러티를 갖는 하트 영상은 기준면에 위치하는 것으로 느껴지게 된다. 아래에서 본 발명의 명세서에서 사용하는 용어에서, '입체 영상'은 표시되는 영상이 소정의 표시 장치의 일면을 기준면으로 하였을 경우, 표시되는 영상이 기준면으로부터 관찰자 방향으로 다가서서 위치하는 것으로 느껴지거나 기준면에서 관찰자 반대 방향으로 멀어져서 위치하는 것으로 느껴지는 영상을 의미한다. 반면에, '평면 영상'은 표시되는 영상이 기준면 상에 위치하는 것으로 느껴지는 영상을 의미한다. 그리고 '입체 영상 표시 장치'는 상기에서 정의되는 입체 영상을 표시할 수 있는 표시 장치를 의미한다.
본 발명의 실시예에서는 패럴렉스 배리어를 이용하여 좌안과 우안 영상을 분리하여 입체 효과를 구현하는 입체 영상 표시 장치에 대해서 설명한다. 그러나, 본 발명은 패럴렉스 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치에 한정되는 것은 아니며, 렌티 큘러 랜즈 방식의 입체 영상 표시 장치 등에도 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 도 2에서 나타낸 바와 같이 액정 표시 장치로 구현된 입체 영상 표시 장치를 예를 들어 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명의 입체 영상 표시 장치는 액정 표시 장치 이외의 유기 발광 표시 장치, 플라즈마 표시 장치 또는 전계 표시 장치 등에 적용 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 표시부(100), 배리어(100'), 주사 구동부(200), 데이터 구동부(300), 광원(400), 광원 제어부(500), 타이밍 제어부(600) 및 데이터 변환부(700)를 포함한다. 광원 (400)은 면 광원으로 형성되어 표시부(100)의 후면에 형성되나, 도 2에서는 편의상 광원(400)이 표시부(100)의 하단에 형성되는 것으로 나타내었다.
표시부(100)는 선택 신호를 전달하는 복수의 주사선(도시하지 않았음), 복수의 주사선과 절여되어 교차하도록 형성되고 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(도시하지 않았음) 및 주사선과 데이터선의 교차점에 형성된 복수의 부화소(도시하지 않았음)를 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 적색(R) 표시를 위한 적색 부화소, 녹색(G) 표시를 위한 녹색 부화소 및 청색(B) 표시를 위한 청색 부화소가 함께 하나의 화소를 형성하는 것으로 가정한다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 표시부(100)의 복수의 화소들은 좌안용 영상에 대응하는 화소(이하, '좌안용 화소'라 함) 및 우완용 영상에 대응하는 화소(이하, '우완용 화소'라 함)를 포함한다. 여기서, 좌안용 화소 및 우안용 화소는 서로 반복되어 배열되도록 형성된다. 구체적으로 좌안용 화소 및 우안용 화소는 서로 평행하게 반복되도록 배열되어 스트라이프 형태 또는 지그 재그 형태를 형성할 수 있다. 이러한 좌안용 화소 및 우안용 화소의 배열은 배리어(100')에 따라 적합하게 변경될 수 있다.
배리어(100')는 표시부(100)의 어느 일면에 배치되며, 표시부(100)의 좌안용 화소 및 우안용 화소의 배열 방법에 대응하도록 형성된 불투명 영역(도시하지 않았음)들과 투명 영역(도시하지 않았음)들을 포함한다. 배리어(100')는 불투명 영역들과 투명 영역들을 이용하여 표시부(100)의 좌안용 화소 및 우안용 화소에서 각각 투사되는 좌안 영상과 우안 영상을 각각 관찰자의 좌안 방향과 우안 방향으로 분리 하여 제공한다. 배리어(100')의 불투명 영역들과 투명 영역들은 표시부(100)의 좌안용 화소 및 우안용 하소의 배열 방법에 따라 스트라이프 형태 또는 지그재그 형태로 형성될 수 있다.
도 2의 표시부(100) 및 배리어(100')를 통해 관찰자가 입체 영상을 느끼는 방법을 도 3을 참조하여 개략적으로 설명한다. 도 3은 도 2의 표시부(100) 및 배리어(100')의 I-I' 방향으로 절단한 단면을 통해 관찰자가 좌안 화소 및 우안 화소를 통해 입체 영상을 관찰하는 모습을 보여준다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 표시부(100)는 반복하여 배열된 복수의 좌안용 화소(150) 및 복수의 우안용 화소(160)를 포함하며, 배리어(100')는 복수의 좌안용 화소(150) 및 복수의 우안용 화소(160)의 배열 방향과 동일한 방향으로 반복하여 평행하게 배열된 불투명 영역(150')과 투명 영역(160')을 포함한다. 표시부(100)의 좌안용 화소(150)는 투명 영역(160')을 통해 좌안 영상을 좌안(180)에 투사하며, 표시부(100)의 우안용 화소(160)는 배리어(100')의 투명 영역(160')을 통해 우안 영상을 우안(170)에 투사한다. 배리어(100')의 불투명 영역(150')은 표시부(100)의 좌안용 화소(150) 및 우안용 하소(160)가 투명 영역(160')을 통해 각각 좌안 및 우안에 영상을 투사할 수 있도록 광 투사 경로를 형성한다.
좌안용 화소(150)로부터 투사되는 좌안용 영상은 우안용 영상에 대하여 소정의 디스패러티를 갖는 영상으로 형성되며, 우안용 화소(160)로부터 투사되는 우안용 영상은 좌안용 영상에 대하여 소정의 디스패러티를 갖는 영상으로 형성된다. 따라서, 관찰자는 좌안용 화소(150)로부터 좌안용 영상 및 우안용 화소(160)로부터 투사되는 우안용 영상을 각각 관찰자의 좌안 및 우안에서 인식할 때, 실체 입체 대상물을 좌안 우안을 통해 보는 것과 같은 깊이 정보를 얻게 되어 입체감을 느끼게 된다.
다시 도 2를 참조하면, 주사 구동부(200)는 타이밍 제어부(600)로부터 출력되는 제어 신호(Sg)에 응답하여 선택 신호를 순차적으로 생성하여 표시부(100)의 주사선(S1~Sn)에 각각 인가한다.
데이터 구동부(300)는 인가되는 입체 영상 데이터를 표시부(100)의 데이터선(D1~Dm)에 인가하기 위한 아날로그 데이터 전압으로 변환하고, 타이밍 제어부(600)로부터 입력되는 제어 신호(Sd)에 응답하여 변환된 아날로그 데이터 전압을 데이터선(D1~Dm)에 인가한다.
광원(400)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광 다이오드(도시하지 않았음)를 포함하며, 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)에 해당하는 광을 표시부(100)에 출력한다. 광원(500)의 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광 다이오드는 각각 표시부(100)의 R 부화소, G 부화소 및 B 부화소로 광을 출력한다.
광원 제어부(500)는 타이밍 제어부(600)로부터 출력되는 제어 신호(Sb)에 응답하여 광원(500)의 발광 다이오드의 점등 시기를 제어한다. 이때, 데이터 구동부(300)로부터 데이터 신호를 데이터선에 공급하는 기간과 광원 제어부(500)에 의해 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광 다이오드를 점등하는 기간은 타이밍 제어부(600)에 의해 제공되는 제어 신호에 의해 동기 될 수 있다.
타이밍 제어부(600)는 외부로부터 입력되는 수평 동기 신호(Hsync) 및 수직 동기 신호(Vsync), 데이터 변환부(700)로부터 입력되는 입체 영상 신호 데이터에 대응하여 , 입체 영상 신호 데이터 및 생성된 제어 신호(Sg, Sd, Sb)를 각각 주사 구동부(200), 데이터 구동부(300) 및 광원 제어부(500)에 공급한다.
데이터 변환부(700)는 입력되는 데이터(DATA)를 입체 영상 데이터로 변환하여 타이밍 제어부(600)에 전달한다. 본 발명의 실시예에서는 데이터 변환부(700)에 입력되는 데이터(DATA)는 3D 영상 콘텐츠를 포함하는 데이터(이하, '3D 영상 데이터'라 함)이며, 입체 영상 데이터는 표시부(100)의 좌안용 하소 및 우안용 화소에 각각 대응하는 좌안 영상 데이터 및 우안 영상 데이터를 포함한다. 또한, 본 실시예에서는 3D 영상 데이터는 좌표 정보(즉, X좌표 및 Y좌표) 및 해당 좌표에 대응하는 색상 정보를 포함한다. 여기서, 색상 정보는 색 정보 또는 텍스처 좌표 값 등을 포함한다. 한편, 이와 같이 평면 영상용 3D 영상 데이터를 입체 영상 데이터로 변환하는 데이터 변환부(700)는 그래픽 가속칩 등의 형태로 구현될 수 있다.
이하에서는 데이터 변환부(700)를 도 4를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 4는 도 2의 데이터 변환부(700)의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환부(700)는 지오매트릭 엔진부(710), 랜더링 엔진부(720) 및 프레임 메모리부(730)를 포함한다.
지오매트릭 엔진부(Geometric Engine)(710)는 입체 영상 활성화 신호에 응답하여, 3D 영상 데이터를 좌안 또는 우안의 위치에 대응하는 변수와 연산하여 각각 좌안용 3D 영상 데이터 또는 우안용 3D 영상데이터로 변환하고, 각 좌안용 3D 영상 데이터 또는 우안용 3D 영상데이터에 대응하는 좌표 정보 및 색상 정보를 랜더링 엔진부(Rendering Engine)(720)로 전달한다. 여기서, 랜더링 엔진부(720)로 전달되는 좌표 정보에는 소정의 영역(예를 들면, 하나의 폴리곤(polygon)을 의미함)의 각 라인(도 6 및 도 7 참조)에 대응하는 시작 X 좌표, 끝 X 좌표, Y 좌표(각 라인에 대응하여 Y 좌표는 일정함)가 포함되어 있으며, 랜더링 엔진부(720)로부터 전달되는 색상 정보에도 소정의 영역(예를 들면, 하나의 폴리곤(polygon)을 의미함)의 각 라인(도 6 및 도 7 참조)에 대응하는 색상 정보 시작 값, 색상 정보 끝 값이 포함되어 있다. 한편, 좌안 또는 우안의 위치에 대응하는 변수는 좌안 또는 우안 각각에 대한 모델뷰 매트릭스 및 프로젝션 매트릭스 등을 포함한다. 모델뷰 매트릭스는 3D 영상을 관찰하는 지점(좌안 또는 우안)에 대응하는 파라미터들이 배열되는 있는 매트릭스를 의미하며, 프로젝션 매트릭스는 3D 영상에 대한 원근감에 대응하는 파라미터들이 배열되어 있는 매트릭스를 의미한다. 구체적으로 지오매트릭 엔진부(710)는 입력되는 3D 영상 데이터를 좌안 또는 우안 각각에 대한 모델뷰 매트릭스 및 프로젝션 매트릭스 등과 매트릭스 곱셈 연산을 수행하여 각각 좌안용 3D 영상 데이터 또는 우안용 3D 영상 데이터를 생성한다.
한편, 입체 영상 활성화 신호가 인가되지 않는 경우, 지오매트릭 엔진부(710)는 입력되는 3D 영상 데이터를 좌안 또는 우안으로 구별하지 않고 하나의 위치(좌안 또는 우안과 구별되는 '일안')에 대응하는 변수와 연산하여 일안용 3D 영상으로 변환하고, 일안용 3D 영상 데이터에 대응하는 좌표 정보 및 색상 정보를 랜더링 엔진부(720)로 전달한다. 이 경우 일안용 3D 영상 데이이터는 렌더링 엔진 부(720)를 거쳐 프레임 메모리부(730)의 좌안 영상 영역 및 우안 영상 영역에 중복되게 기록되어 평면 영상 데이터로 생성될 수 있다.
랜더링 엔진부(720)는 지오매트릭 엔진부(710)로부터 좌안용 3D 영상 데이터 또는 우안용 3D 영상 데이터에 포함된 좌표 정보(즉, 시작 X 좌표, 끝 X 좌표, Y 좌표) 및 색상 정보(즉, 색상 정보 끝 값, 색상 정보 시작 값)를 입력받아, 스패닝(spanning)방식을 적용하여 좌표 정보를 기초로 하여 색상 정보를 프레임 메모리부(730)의 좌안 영상 영역 또는 우안 영상 영역에 저장한다. 한편, 랜더링 엔진부(720)는 지오매트릭 엔진부(710)로부터 좌안용 3D 데이터가 입력되는지 우안용 3D 데이터가 입력되는지 여부를 알려주는 좌/우안 선택신호를 입력받는다. 일반적으로 스패닝(spanning) 방식이라 함은 소정의 Y 좌표에 대한 X 좌표의 시작과 끝점을 계산한 뒤 X 좌표를 하나씩 증가시키면서 그에 따른 색상 정보(즉, 색 정보 또는 텍스처 좌표 값)도 증가를 시키면서 프레임 메모리에 색상 정보를 저장하는 것을 말한다. 아래에서 설명하는 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 랜더링 엔진부(720)는 스패닝(spanning)을 적용함에 있어 프레임 메모리에 쓰여지는(저장되는) 좌표에 대한 값만을 계산하여 프레임 메모리에 쓰는(저장하는) 방식을 사용한다.
프레임 메모리부(730)는 좌안 영상 영역 및 우안 영상 영역으로 나뉘어져 랜더링 엔진부(720)에 의해 각 영역에 색상 정보가 저장되며, 프레임 메모리부(730)에 저장된 입체 영상 신호 데이터가 타이밍 제어부(600)로 전송된다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 랜더링 엔진부(720)에 대해서 상세하게 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 랜더링 엔 진부(720)의 내부 구성을 나타내는 블록도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 랜더링 엔진부(720)가 적용하는 스패닝 방식을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 5에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 랜더링 엔진부(720)는 시작 X좌표 계산부(721), X좌표 증가부(722), 시작 값 계산부(723), 색상 정보 증가부(724) 및 메모리 제어부(725)를 포함한다.
시작 X좌표 계산부(721)는 좌/우안 선택 신호 및 소정의 라인(즉, 일정한 Y 좌표를 가짐)에 대한 시작 X좌표(이하, '시작 X 좌표'라 함)를 입력받아, 좌안 선택 신호에 대응하는 시작 X좌표 또는 우안 선택 신호에 대응하는 시작 X좌표를 생성하여 X 좌표 증가부(722)에 전송한다.
X좌표 증가부(722)는 시작 X좌표 계산부(721)로부터 전송되는 시작 X좌표를 기준으로 2씩 증가시키면서 X좌표를 출력한다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 프레임 메모리부(730)에 쓰여지는(저장되는) 좌표에 대한 값만을 프레임 메모리부(730)에 저장하기 위해 X좌표를 2씩 증가시킨다.
시작 값 계산부(723)는 좌/우안 선택 신호 및 소정의 라인(즉, 일정한 Y좌표)에 대한 색상 정보 시작 값(즉, 색 정보 시작 값 또는 텍스처 좌표 시작 값)(이하, '색상 정보 시작 값'이라 함)을 입력받아, 좌안 선택 신호에 대응하는 색상 정보 시작 값 또는 우안 선택 신호에 대응하는 색상 정보 시작 값을 생성하여 색상 정보 증가부(724)에 전송한다.
색상 정보 증가부(724)는 시작 X좌표, 끝 X좌표(소정의 한 라인에 대한 끝 X 좌표를 말함, 이하 동일함), 색상 정보 시작 값 및 소정의 한 라인에 대한 색상 정 보 끝 값(즉, 색 정보 시작 값 또는 텍스처 좌표 끝 값)(이하, '색상 정보 끝 값'이라 함)을 입력받아 색상 정보 증가치를 계산하며, 이 색상 정보 증가치를 색상 정보 시작 값에 더하여 색상 정보를 생성한다. 여기서, 입력받은 시작 X좌표 및 끝 X좌표를 이용하여 시작 X좌표와 끝 X좌표간의 거리를 계산하고, 입력받은 색상 정보 시작 값 및 색상 정보 끝 값을 이용하여 색상 정보 시작 값과 색상 정보 끝 값간의 값 차이를 계산하며, 이 두 계산 값과 X 좌표 증가부(722)에서 X 좌표가 2씩 증가하는 것을 고려하여 최종적으로 색상 정보 증가치(즉, 색 정보 증가치, 텍스터 좌표 증가치)를 계산한다. 즉, X 좌표 증가부(722)에서는 X 좌표가 2씩 증가하므로, 색상 정보 증가부(724)는 시작 X 좌표와 끝 X 좌표간의 거리 및 색상 정보 시작 값과 색상 정보 끝 값간의 값 차이를 이용하여 계산된 증가치에 2배하여, 최종적으로 색상 정보 증가치를 계산한다. 그리고, 색상 정보 증가부(724)는 색상 정보 시작 값에 상기 계산된 색장 정보 증가치를 더하여 색상 정보를 생성하여 출력한다. 여기서, 시작 X 좌표와 끝 X 좌표간의 거리 및 색상 정보 시작 값과 색상 정보 끝 값간의 값 차이를 이용하여 증가치를 계산하는 방법은 당업자라면 상기 설명을 바탕으로 용이하게 알 수 있으므로 이하 구체적 설명은 생략한다.
다음으로, 메모리 제어부(725)는 소정의 Y 좌표, X 좌표 증가부(722)로부터 출력되는 X 좌표 및 색상 정보 증가부(724)로부터 출력되는 색상 정보를 입력받으며, 입력받은 Y 좌표, X 좌표를 기초로 하여 색상 정보를 프레임 메모리부(730)에 저장되도록 제어한다. 이때, 입력받은 Y 좌표, X 좌표 및 색상 정보는 프레임 메모리부(730)에 쓰일(저장될) 값들이므로, 메모리 제어부(725)는 쓰기 활성화 신호 (W)를 연속적으로 생성하여 프레임 메모리부(730)에 고속으로 색상 정보가 저장될 수 있다.
한편, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 렌더링 엔진부(720)가 적용하는 스패닝(spanning) 방식에 대해서 알아본다. 도 6에서 비금친 부분은 소정의 영역(예를 들면, 하나의 폴리곤(polygon)에 해당함)에서의 한 라인에 대한 좌안 3D 영상 데이터 부분이라고 가정하며, 먼저 좌안 3D 영상 데이터를 먼저 스패닝하는 것으로 가정한다. 여기서, 좌안 3D 영상 데이터 부분은 프레임 메모리부(730)의 좌안 영역에 쓰이는(저장되는) 데이터이므로 도 5에서 설명한 바와 같이 이 부분에 대한 좌표 및 색상 정보만을 계산하여 쓰기 활성화 신호(W)에 의해 프레임 메모리부(730)에 저장한다. 그리고, 우안 3D 영상 데이터 부분도 동일한 방법으로 프레임 메모리부(730)에 저장한다.
도 7은 본 발명의 실시예와 같은 스패닝(spanning) 방식을 적용하지 않고 프레임 메모리부에 쓰이지(저장되지) 않는 3D 영상 데이터까지 좌표 및 색상 정보를 계산하는 스패닝 방식을 개념적으로 나타내는 도면이다. 도 7에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시예에 같은 스패닝 방식이 적용되지 않은 경우에는 프레임 메모리부(730)에 쓰이지(저장되지) 않는 3D 영상 데이터(즉, 우완 3D 영상 데이터)까지 좌표를 계산하게 된다. 즉, 빗금 치지 않은 부분에 대해서는 쓰기 활성화 신호(W)를 생성하지 않아 프레임 메모리부(730)에 저장되지는 않으나 좌표 및 색상 정보는 동일하게 계산된다.
따라서, 도 6과 같이 본 발명의 실시예와 같은 스패닝 방식을 적용하는 경우 는 연속적으로 프레임 메모리에 색상 정보를 저장하나, 도 7은 연속하지 않게 프레임 메모리에 색상 정보가 저장되므로, 본 발명의 실시예아 같은 스패닝 방식을 적용하는 경우가 그렇치 않은 경우보다 2배에 가까운 영상 처리 속도를 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 평판형 TV, 모니터 등과 같이 대형 표시 장치뿐만 아니라, 이동 통신 단말기, 또는 PDA 등에 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 도 2에는 도시 되지 않은 모드 변환부(도시 하지 않음)를 포함할 수 있다. 이 경우 모드 변환부는 타이밍 제어부(600)로부터 입력되는 모드 신호에 응답하여 배리어(100')의 액정 배열을 제어한다. 여기서 모드 신호는 입체 영상 활성화 신호에 대응하여 생성되도록 설정될 수 있다. 구체적으로, 입체 영상 활성화 신호가 인가되는 경우, 타이밍 제어부(600)는 모드 신호를 생성하여 모드 변환부로 전달하며, 모드 변환부는 입력되는 모드 신호에 응답하여, 배리어(100')의 액정 배열을 조절하여 불투명 영역(150')를 생성한다. 이때, 데이터 변환부(700)는 입력되는 3D 영상을 좌안용 화소 및 우안용 화소의 배열에 대응하는 입체 영상 데이터로 변환하여 데이터 구동부(300)에 전달하며, 데이터 구동부(300)는 입체 영상 데이터를 대응하는 좌안용 화소 및 우안용 화소에 각각 인가하여 입체 영상을 표시하게 된다. 반면에 입체 영상 활성화 신호가 인가되지 않은 경우, 배리어(100')는 불투명 영역(150')를을 생성하지 않고, 데이터 변환부(700)는 입력되는 3D 영상을 좌안용 화소 및 우안용 화소의에 대한 구별이 없는 평면 영상 데이터 신호를 생성하여 데이터 구동부(300) 에 전달하며, 데이터 구동부(300)는 평면 영상 데이터를 대응하는 화소에 각각 인가하여 평면 영상을 표시하게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 평면 영상용 3D 영상 컨텐츠만이 입력되는 경우에도 실시간으로 입체 영상 데이터로 변환하여 입체 영상을 표시할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환부(또는 그래픽 가속칩)는 프레임 메모리에 쓰이는(저장되는) 좌표 및 색상 정보만을 계산하므로 고속의 영상 처리를 속도를 향상시킬 수 있다.

Claims (12)

  1. 복수의 좌안용 화소 및 복수의 우안용 화소를 포함하는 표시부;
    상기 복수의 좌안용 화소에 대응하는 데이터를 저장하는 좌안 영상 영역 및 상기 복수의 우안용 화소에 대응하는 데이터를 저장하는 우안 영상 영역을 포함하는 메모리부;
    입력되는 3D 영상 데이터를 상기 복수 좌안용 화소에 대응하는 좌안용 3D 영상 데이터 또는 상기 복수의 우안용 화소에 대응하는 우안용 3D 영상 데이터로 변환하는 지오매트릭 엔진부; 및
    상기 좌안용 3D 영상 데이터의 좌표 정보 및 색상 정보 또는 상기 우안용 3D 영상 데이터의 좌표 정보 및 색상 정보를 이용하여, 상기 좌안 영상 영역 또는 우안 영상 영역에 저장할 좌표 값 및 상기 좌표 값에 대응하는 색상 정보 값만을 계산하며, 상기 좌표 값을 기초로 상기 색상 정보 값을 상기 메모리부에 저장하는 렌더링 엔진부를 포함하는 입체 영상 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 좌표 정보는 소정의 영역 중 소정의 제1 라인의 시작 X좌표 및 끝 X좌표를 포함하고,
    상기 렌더링 엔진부는 상기 제1 라인의 시작 X 좌표에 제1 증가치 씩 증가시켜, 상기 제1 라인에 대한 X좌표 값을 계산하며, 상기 제1 증가치에 대응하여 상기 제1 라인에 대한 색상 정보 값을 계산하는 입체 영상 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 색상 정보는 상기 제1 라인의 색상 정보 시작 값 및 색상 정보 끝 값을 포함하며,
    상기 제1 가중치에 대응하여 제1 색상 정보 증가치를 계산하며, 상기 제1 라인에 대한 색상 정보 시작 값에 상기 제1 색상 정보 증가치 씩 증가시켜, 상기 제1 라인에 대한 색상 정보 값을 계산하는 입체 영상 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 가중치는 2인 입체 영상 표시 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 색상 정보 증가치는, 상기 제1 라인의 시작 X좌표와 상기 제1 라인의 끝 X 좌표간의 거리, 상기 제1 라인의 색상 정보 시작 값과 상기 제1 라인의 색상 정보 끝 값을 이용하여 결정된 가중치에 2배한 값인 입체 영상 표시 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 좌안용 화소에서 출력되는 영상 또는 우안용 화소에서 출력되는 영상을 각각 좌측 방향 또는 우측 방향으로 투사하도록 광 투사 경로를 설정하도록 배열되 어 있는 투명 영역 및 불투명 영역을 포함하는 배리어부를 더 포함하는 입체 영상 표시 장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입체 영상 표시 장치가 이동 통신 단말기의 디스플레이부에 해당하는 입체 영상 표시 장치.
  8. 입력되는 3D 영상 데이터를 스테레오스코픽 영상 데이터로 변환하는 3D 영상-스테레오스코픽 영상 변환기에 있어서,
    상기 3D 영상 데이터를 좌안 또는 우안 각각에 대한 모델뷰 매트릭스 및 프로젝션 매트릭스와 곱셈 연산을 수행하여 좌안용 3D 영상 데이터 또는 우안용 3D 영상 데이터를 생성하는 지오매트릭 엔진부;
    상기 좌안용 3D 영상 데이터 또는 상기 우안용 3D 영상 데이터 중 소정의 영역에 대응하는 제1 라인에 대하여, 상기 제1 라인의 시작 X좌표에 제1 증가치 씩 증가시켜 상기 제1 라인에 대응하는 X 좌표 값을 생성하는 X 좌표 증가부;
    상기 제1 가중치에 대응하여 제1 색상 정보 증가치를 계산하며, 상기 제1 라인의 색상 정보 시작 값에 상기 제1 색상 정보 증가치 씩 증가시키며 상기 제1 라인에 대응하는 색상 정보 값을 계산하는 색상 정보 증가부; 및
    상기 X 좌표 증가부에서 생성된 상기 X 좌표 값에 기초하여 상기 색상 증가부에서 생성되는 상기 색상 정보 값을 메모리에 저장하도록 제어하는 메모리 제어부를 포함하는 3D 영상-스테레오스코픽 영상 변환기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 증가치는 2인 3D 영상-스테레오스코픽 영상 변환기.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 제1 색상 정보 증가치는, 상기 제1 라인의 시작 X좌표와 상기 제1 라인의 끝 X 좌표간의 거리, 상기 제1 라인의 색상 정보 시작 값과 상기 제1 라인의 색상 정보 끝 값을 이용하여 결정된 가중치에 2배한 값인 3D 영상-스테레오스코픽 영상 변환기.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 소정의 영역은 폴리곤에 대응되는 3D 영상-스테레오스코픽 영상 변환기.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 모델뷰 매트릭스는 3D 영상을 관찰하는 지점에 대응하는 파라미터들이 배열되어 있는 매트릭스이고, 상기 프로젝션 매트릭스는 3D 영상에 대한 원근감에 대응하는 파라미터들이 배열되어 있는 매트릭스인 3D 영상-스테레오스코픽 영상 변환기.
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