KR101463778B1 - 다수의 카메라를 이용하여 입체 영상을 제작하는 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 다수의 독립된 카메라를 이용하여 입체 영상을 제작하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 각 카메라의 영상을 획득하는 단계와; 각 카메라의 영상들 간에 컬러 일치를 위해 보정을 수행하는 단계와; 각 카메라의 영상들 간에 위치 오프셋을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

다수의 카메라를 이용하여 입체 영상을 제작하는 방법 및 시스템{METHOD FOR GENERATING STEREOSCOPIC IMAGE USING MULTIPLE CAMERAS AND SYSTEM THEREOF}

본 발명은 입체 영상 제작에 관한 것이다.

최근 입체 영상 서비스에 대한 관심이 점점 증대되면서 입체영상을 제공하는 장치들이 계속 개발되고 있다. 이러한 입체영상을 구현하는 방식 중에 스테레오스코픽(Stereoscopic) 방식과 오토스테레오스코픽(Auto-Stereoscopic) 방식이 있다.

스테레오스코픽 방식의 기본 원리는, 사람의 좌안과 우안에 서로 직교하도록 배열된 영상을 분리하여 입력하고, 사람의 두뇌에서 좌안과 우안에 각각 입력된 영상이 결합되어 입체 영상이 생성되는 방식이다. 이때, 영상이 서로 직교하도록 배열된다는 것은 각 영상이 서로 간섭을 일으키지 않는다는 것을 의미한다. 상기 오토스테레오스코픽(Auto-Stereoscopic) 방식은 무안경 방식으로 불리기도 한다.

즉, 입체 영상 디스플레이 장치를 구현하는 방법은, 안경 방식과 무안경 방식으로 크게 나뉠수 있다.

도 1은 안경 방식의 입체 영상 디스플레이를 나타낸 예시도이다.

도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 안경(2)을 착용한 사용자는 화면 상에서 깊이감(d1)을 가지는 오브젝트, 예컨대 축구공을 시청할 수 있다.

이러한 안경 방식으로는 편광 방식, 시분할(time-sequential) 방식, 및 스펙트럼(spectral) 방식이 있다.

먼저, 편광 방식은 편광 필터를 이용하여 각 영상을 분리하는 것이다. 즉, 좌안(left eye)를 이용한 영상과 우안(right eye)를 위한 영상에 서로 직교하는 편광 필터를 적용함으로써, 좌우의 시야에 편광 필터에 의해 필터링된 각기 다른 영상이 입력되게 하는 것이다.

다음으로, 시분할 방식은 좌우 영상을 교대로 표시하고, 사용자가 착용하는 능동형 안경(active glasses)이 교대로 표시되는 영상과 동기화되어 각 영상을 분리하는 방법이다. 즉, 영상이 교대로 표시될 때, 이와 동기된 능동형 안경의 셔터가 해당 영상이 입력되어야 하는 시야만 개방하고 다른 시야는 차단함으로써, 좌우 영상을 분리하여 입력한다.

마지막으로, 스펙트럼 방식은 RGB 스펙트럼이 서로 중첩되지 않는 스펙트럼 대역을 갖는 스펙트럼 필터를 통해 좌우 영상을 투사(projection)하는 방법이다. 이렇게 투사된 좌우 영상에 대해, 사용자는 좌우 영상에 대해 설정된 스펙트럼 영역만 통과하는 스펙트럼 필터(spectral filter)를 장착한 수동형 안경(passive glasses)을 착용함으로써, 좌우 영상을 분리하여 입력받는 것이다.

정리하면, 안경 타입은 편광 안경 타입 등의 수동형(passive) 방식과, 셔터 글래스(ShutterGlass) 타입 등의 능동형(active) 방식으로 구분될 수 있다.

도 2은 안경 방식의 입체 영상을 위한 신호 포맷을 나타낸다.

안경 방식의 입체 영상을 위한 신호 포맷으로는 도 2(a)와 같이 좌안 영상 신호(L)와 우안 영상 신호(R)를 좌,우로 배치하는 사이드 바이 사이드(Side by Side) 방식과, 도 2(b)와 같이 상,하로 배치하는 탑 다운(Top / Down) 방식, 도 2(c)와 같이 시분할로 배치하는 프레임 시퀀셜(Frame Sequential) 방식, 도 2(d)와 같이 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 라인 별로 혼합하는 인터레이스 (Interlaced) 방식과, 그리고 도 2(e)와 같이 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 박스 별로 혼합하는 체커 박스(Checker Box) 방식등이 있다.

도 3은 셔터 글래스(ShutterGlass) 타입의 동작 예를 나타낸다.

도 3(a)는, 도 2의 포맷 중 프레임 시퀀셜 포맷으로 정렬하여 출력하는 경우, 셔터 글래스 방식의 안경(2)의 동작을 예시한다.

즉, 도 3(a)는 디스플레이에 좌안 영상(L)이 표시된 경우, 셔터 글래스 방식의 안경(2)의 좌안 글래스가 개방, 우안 글래스가 닫히는 것을 예시하며, 셔터 글래스 방식의 안경(2)의 좌안 글래스가 닫히고, 우안 글래스가 개방되는 것을 예시한다.

한편, 도 3(b)는, 도 2의 포맷 중 사이드 바이 사이드 포맷으로 정렬하여 출력하는 경우, 안경(2)의 좌안 글래스와 우안 글래스 모두가 개방된 상태를 유지하여, 편광 글래스 처럼 동작할 수 있다.

도 4은 무안경 방식의 입체 영상의 일 방식을 나타낸 예시도이다.

먼저, 무안경 방식으로는 다시점 무안경 방식이 있다. 상기 다시점 무안경 방식은 페러렉스 배리어 (Parallax Barrier) 방식과 렌티큘러 렌즈(Lenticular Lens) 방식이 있다.

상기 페러렉스 베리어 방식은 디스플레이에 배리어(막)을 입히는데, 상기 베리어(막)은 수직하는 라인들로 이루어지며, 수직 라인들 사이에 슬릿(slit)이 존재한다. 상기 슬릿에 의하여 좌안가 우안에 시차를 만들어 내는 방식이다.

렌티큘러 방식은 디스플레이에 정제된 작은 렌즈들을 디스플레이에 배열하여, 영상이 작은 렌즈들에 의해 굴절되어, 좌안과 우안에 각기 다른 영상을 보여주는 방식이다.

도 4에 도시된 방식은 일반적인 패러렉스 배리어 방식에 의한 것으로서, 입체영상표시장치(100)는 좌우 영상을 동시에 표시하는 표시패널(30) 및 패러렉스 배리어(20)로 구성된다.

이때, 상기 표시패널(30)에는 좌안(左眼)용 영상을 표시하는 좌안 화소(L)와 우안(右眼)용 영상을 표시하는 우안 화소(R)가 번갈아 정의되어 있고, 상기 표시패널(30)과 사용자(40) 사이에 상기 패러렉스 배리어(20)가 배치된다.

상기 패러렉스 배리어(20)에는 좌, 우안 화소(L, R)로부터 나오는 빛을 각각 선택적으로 통과시키는 슬릿(22)과 배리어(21)가 사용자(40)에 대해 세로방향을 향하는 스트라이프 형태로 반복 배열되어 있다.

이에 따라 상기 표시패널(30)의 좌안 화소(L)에 표시되는 좌안 영상은 패러렉스 배리어(20)의 슬릿(22)을 거쳐

사용자(40)의 좌안에 도달되고, 상기 표시패널(20)의 우안 화소(R)에 표시되는 우안 영상은 패러렉스 배리어(20)의 슬릿(22)을 거쳐 사용자(40)의 우안에 도달되는데, 이때 상기 좌, 우안 영상에는 각각 인간이 감지 가능한 시차(視差)를 고려한 별개의 영상이 담겨 있고, 사용자(40)는 이 두 가지 영상을 결합하여 3차원 영상을 인식하게 된다.

한편, 이러한 입체 영상은 전용 카메라에 의해서 제작된다. 그러나, 이러한 전용 카메라는 매우 고가이여서, 보급이 어려운 단점이 있다.

한편, 최근에는 일반 사용자의 호기심을 자극하기 위하여, 저렴한 가격의 입체 영상 카메라가 출시되고는 있으나, 이와 같은 카메라는 상업용 컨텐츠를 제작하기에는 부족한 측면이 없지 않다.

전술한 문제점을 감안하여, 본 명세서의 일 실시예는 상업용 입체 영상을 제작할 수 있는 정도의 카메라를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 광학적 성능이 우수한 일반적인 카메라를 이용하여 입체 영상을 제작할 수 있게 하는 방안을 제공한다.

구체적으로, 전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 다수의 독립된 카메라를 이용하여 입체 영상을 제작하는 시스템을 제공한다. 상기 시스템은 다수의 카메라와; 상기 다수의 카메라로부터 영상을 획득하는 인터페이스부와; 상기 다수의 카메라들로부터 획득된 영상들 간에 컬러 일치를 위해 보정을 수행함과 아울러 영상들 간에 위치 오프셋을 보정하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 다수의 독립된 카메라를 이용하여 입체 영상을 제작하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 각 카메라의 영상을 획득하는 단계와; 각 카메라의 영상들 간에 컬러 일치를 위해 보정을 수행하는 단계와; 각 카메라의 영상들 간에 위치 오프셋을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 컬러 일치 보정은 다수의 카메라들 간에 화이트밸런스, 색온도, 컨트라스트, 명함, 및 색조 중 어느 하나 이상이 불일치하여 발생하는 이미지 차이를 보정하는 것일 수 있다.

상기 오프셋 보정은 상기 다수의 카메라들의 정렬 오차로 기인한 각 이미지의 상하 또는 좌우 오차를 보정하는 것일 수 있다.

상기 다수의 카메라는 DSLR(digital single-lens reflex camera), DSLT(Digital Single-Lens Translucent), 혹은 미러리스(Mirror-less) 카메라일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 광학적 성능이 우수하면서 동영상을 촬영할 수 있는 일반적인 카메라를 이용하여 입체 영상을 제작할 수 있도록 한다. 따라서, 입체 영상을 저비용으로 제작할 수 있도록 한다.

도 1은 안경 방식의 입체 영상 디스플레이를 나타낸 예시도이다.
도 2은 안경 방식의 입체 영상을 위한 신호 포맷을 나타낸다.
도 3은 셔터 글래스(ShutterGlass) 타입의 동작 예를 나타낸다.
도 4은 무안경 방식의 입체 영상의 일 방식을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 입체 영상 제작 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 영상 제작 시스템을 제어하는 방안을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 도 6의 변형예를 나타낸 흐름도이다.
도 8 내지 도 10은 입체 영상의 개념을 이해하기 위해 나타낸 예시도이다.
도 11은 도 5에 도시된 영상 제작 시스템을 통해 입체 영상을 제작하는 방법을 나타낸 흐름도이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 입체 영상 제작 시스템을 나타낸 예시도이다.

도 5를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 본 명세서의 일 실시예에 따르면, 레일(160)에 의해 지지된 다수의 카메라(151, 152, 153: 이하, ‘150’으로 통침함)을 이용하여 촬영된 이미지들을 이용하여, 컨텐츠 제작 장치(100)가 입체 영상을 제작할 수 있다. 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 다수의 카메라(150)는 일반적인 사진 이미지, 즉 2D 이미지를 촬영할 수 있는 카메라이다. 이러한 상기 카메라(150)는 DSLR(digital single-lens reflex camera), DSLT(Digital Single-Lens Translucent), 혹은 미러리스(Mirror-less) 카메라일 수 있다. 또한, 상기 카메라(150)는 렌즈 장착형 카메라일 수도 있고 혹은 렌즈 교환식 카메라일 수 있다. 즉, 각 카메라(150)에는 예컨대 광각 렌즈, 표준 렌즈, 망원 렌즈 등이 교환 장착될 수 있다. 상기 표준 렌즈라 함은 예컨대 35mm~85mm 초점 거리를 가지는 렌즈를 의미할 수 있다. 그리고 상기 광각 렌즈라 함은 상기 35mm 보다 낮은 초점 거리를 가지는 렌즈를 의미할 수 있다. 또한, 상기 망원 렌즈라 함은 70mm 이상의 초점 거리를 가지는 렌즈를 의미할 수 있다.

이하에서는, 렌즈 교환식 카메라를 가정하여 설명하기로 하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 다수의 카메라(150)는 동영상을 촬영할 수 있으면 바람직하나, 동영상을 촬영할 수 없더라도, 초당 몇 프레임의 속도로 이미지를 촬영할 수 있으면 무방하다.

이러한, 상기 다수의 카메라(150)는 상기 레일(160)에 의하여 지지되는데, 상기 레일(160)은 각 카메라(150)가 도시된 x, y, z 축 방향으로 미세하게 이동 조절 될 수 있도록 한다. 즉, 상기 레일(160)은 각 카메라(150)가 x축 방향으로 직선 이동될 수 있도록 하고, y축을 따라서는 회전 또는 직선 이동될 수 있도록 하고, z축을 따라서는 회전 또는 직선 이동될 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 레일(160)에는 각 카메라(150)를 x, y, z축 방향으로 조정할 수 있게 하는 모터 혹은 액추에이터가 설치될 수 있다.

한편, 도 5에는 상기 다수의 카메라(150)는 3개의 카메라인 것으로 도시되었으나, 적어도 2개 이상의 카메라로 구현될 수도 있다. 이와 같은 카메라의 대수는 각 카메라가 초당 몇 프레임의 이미지를 촬영할 수 있는지 의존할 수 있다. 예를 들어, 입체 영상을 초당 60프레임으로 제작할 때, 각 카메라(150)가 초당 30프레임 촬영이 가능하면, 2대의 카메라만으로도 입체 영상을 촬영할 수 도 있다. 한편, 입체 영상을 초당 60프레임으로 제작할 때, 각 카메라(150)가 초당 20프레임 촬영이 가능하면, 적어도 3대의 카메라가 필요할 수도 있다. 이때, 추가적인 1대의 카메라가 더 있다면, 이러한 추가적인 카메라는 미리보기를 위한 용도 혹은 피사체(200)와의 거리를 측정하기 위한 용도로 사용될 수 있다. 즉, 상기 추가적인 카메라는 기준 카메라로서, 피사체에 대해 포커싱을 수행한다. 상기 기준 카메라에 의한 포커싱 결과에 따라, 나머지 카메라들은 상기 기준 카메라를 기준으로 포커싱을 수행한다.

따라서, 도시된 카메라(150)의 대수는 (목표 입체 영상의 초당 프레임 수/각 카메라의 최대 초당 프레임 수)+1로 정의될 수 있다.

한편, 컨텐츠 제작 장치(100)는 인터페이스부(110), 컨트롤러(120), 저장 수단(130)을 포함할 수 있다.

상기 인터페이스부(110)는 상기 레일(160)과 연결되어, 상기 각 카메라(150)를 x,y,z축 방향으로 미세 이동될 수 있도록 한다. 또한, 상기 인터페이스부(110)는 상기 각 카메라(150)와의 연결을 제공할 수 있다. 이때, 각 카메라(150)의 연결은 유선 또는 무선으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 인터페이스부(110)는 유선의 접속을 위해, 이더넷(Ethernet) 단자 또는 USB 단자 등을 구비할 수 있으며, 무선 네트워크와의 접속을 위해, WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi) 통신 규격 등이 이용될 수 있다.

한편, 상기 인터페이스부(110)는 A/V 입출력부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 A/V 입출력부(미도시)는 CVBS(Composite Video Banking Sync) 단자, 컴포넌트 단자, S-비디오 단자(아날로그), DVI(Digital Visual Interface) 단자, HDMI(High Definition Multimedia Interface) 단자, RGB 단자, D-SUB 단자 등을 포함할 수 있다.

상기 저장부(130)는 각 카메라(150)로부터 촬영된 이미지를 저장하고, 상기 이미지에 기초하여 제작된 입체 영상을 저장할 수 있다. 상기 저장부(130)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램, 롬(EEPROM 등) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

상기 컨트롤러(120)는 상기 레일(160) 및 각 카메라(150)를 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 컨트롤러(120)는 상기 레일(160)을 제어하여, 상기 다수의 카메라(150)들이 x축 방향으로 서로 근접하게 하거나 이격되도록 조절할 수 있다. 상기 다수의 카메라(150)들 간에 x축 방향 거리는 도 10과 같이 렌즈 축간 거리로 나타낼 수 있다. 이때, 상기 다수의 카메라(150)들 간에 축간 거리는 인간의 양안시차 평균거리와 렌즈의 초점 거리(L)에 맞춰 조절될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 3개의 카메라(151, 152, 153)이 이용될 경우, 제1 카메라(151)와 제3 카메라(153)의 축간 거리는 인간의 양안시차 평균거리와 렌즈의 초점 거리(L)를 이용하여 조절되고, 제2 카메라(152)는 상기 제1 카메라(151)와 제3 카메라(153)의 중앙에 배치되어, 전술한 바와 같이 기준 포커싱 역할을 하거나, 혹은 미리보기를 위해 이용될 수 있다.

또한, 상기 컨트롤러(120)는 상기 각 카메라(150)를 통해 촬영된 이미지들을 이용하여 입체 영상을 제작할 수 있다.

또한, 상기 컨트롤러(120)는 상기 다수의 카메라들(150) 중 임의 카메라에 의한 영상을 디스플레이부(140)에 표시할 수 있다. 예를 들어, 3대의 카메라(151, 152, 153)가 있다면, 2대의 카메라(151, 153)은 촬영을 위해 이용되고, 나머지 1대의 카메라(152)는 상기 디스플레이부(140)에 미리 보기 영상을 제공하기 위한 용도로 이용될 수 있다.

도 6은 도 5에 도시된 영상 제작 시스템을 제어하는 방안을 나타낸 흐름도이고, 도 7은 도 6의 변형예를 나타낸 흐름도이다. 그리고 도 8 내지 도 10은 입체 영상의 개념을 이해하기 위해 나타낸 예시도이다.

도 6 및 도 7에 도시된 방안들은 상기 카메라(150)가 렌즈 교환식 카메라인 것으로 가정하여 설명되나, 이에만 한정되는 것이 아니다.

먼저, 전술한 바와 같이 각 카메라(150)에는 예컨대 광각 렌즈, 표준 렌즈, 망원 렌즈 등이 교환 장착될 수 있다. 따라서, 상기 컨텐츠 제작 장치(100)의 컨트롤러(120)는 각 카메라(150)에 장착된 렌즈의 초점 거리(L)에 대한 정보를 획득한다(S111).

이어서, 상기 컨트롤러(120)는 컨텐츠 제작자가 의도한 컨버젼스 포인트까지의 거리 정보를 획득한다(S113). 컨버젼스 포인트라 함은 입체감이 0인 지점을 말한다. 구체적으로, 도 8(a)을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 제1 카메라와 제2 카메라의 초점이 서로 일치하는 지점이 컨버젼스 포인트이다. 이러한 컨버젼스 포인트는 거리 조절이 가능하다. 따라서, 촬영 대상물인 주 피사체를 컨버젼스 포인트 맞추게 되면, 상기 주 피사체는 입체감이 없이, 즉 상기 도가 0이 되어 촬영된다.

도 8(a)를 참조하면, 육면체와 원기둥이 있고, 이를 촬영한다고 가정하자. 육면체 보다 더 멀리 있는 지점에 컨버젼스 포인트를 맞춘 후, 상기 육면체와 상기 원기둥을 촬영하면, 도 8(b)와 같이 상기 정육면체가 배경보다 앞에 위치하고, 원기둥은 정육면체보다 앞에 위치하는 것으로 표현된다.

한편, 도 9(a)을 참조하면, 컨버젼스 포인트를 조절하여, 육면체에 맞춘 후, 촬영을 하게 되면, 도 9(b)에 나타난 바와 같이 상기 육면체는 입체도가 없이 2D로 표현되는 반면, 상기 원기둥은 상기 육면체보다 전방에 위치하는 것처럼 입체도가 표현될 수 있다.

다시 도 6을 참조하면, 상기 컨트롤러(120)는 컨버젼스 포인트에서 스테이지의 횡폭 정보를 획득한다(S115). 상기 컨버젼스 포인트에서 스테이지의 횡폭이라 함은 도 10에 나타난 바와 같이, 컨버젼스 포인트의 거리(Y)가 스테이지 중앙으로 조절되었을 때, 상기 스테이지에서 상기 컨버젼스 포인트의 가로 횡폭(X)을 의미한다. 이때, 상기 컨버젼스 포인트 보다 전면에 위치한 사물들은 입체 영상에서 돌출되는 깊이감을 가지고 표현되고, 컨버젼스 포인트 보다 후면에 위치한 사물은 입체 영상에서 후퇴하는 깊이감을 가지고 표현될 수 있다.

전술한 바와 같은 정보들이 획득되면, 상기 컨트롤러(120)는 표현 가능한 깊이감을 산출할 수 있다(S117). 즉, 상기 컨트롤러(120)는 도 10에서 나타난 바와 같이, 표현 가능한 깊이감(d)을 산출할 수 있다.

전술한 각 과정에 대해 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

전술한 S113 과정에서, 렌즈 축간 거리(x)는 다음과 같이 산출될 수 있다.

[수학식 1]

렌즈축간거리(x) = 컨버젼스 포인트까지의 거리(Y)/(피사체까지의 거리/인간의 양안시차 평균 거리)

여기서, 피사체까지의 거리는 시청에 최적인 4,000mm일 수 있다. 그리고 인간의 양안시차 평균거리는 예를 들어, 64.5mm일 수 있다.

따라서, 수학식1을 다시 쓰면, 예를 들어, 렌즈 축간 거리(x)=Y/(4000mm/64.5mm)로 나타낼 수 있다.

한편, S115 과정에서 컨버젼스 포인트에서 스테이지의 횡폭 정보는 다음과 같은 수학식으로 획득될 수 있다.

[수학식 2]

컨버젼스 포인트에서 스테이지의 횡폭 (X) = (카메라 이미미 센서 크기/L)*Y

여기서, 상기 L은 렌즈의 초점 거리이고, Y는 컨버젼스 포인트까지의 거리이다. 그리고, 상기 카메라 이미미 센서 크기는 필름 카메라 기준으로 36mm일 수 있다.

그러면, S117 과정에서 상기 표현 가능한 깊이감(d)는 아래의 수학식으로 획득될 수 있다.

[수학식 3]

표현가능한 깊이감(d)=(TAN(ATAN((화면에 표시되는 최대 입체감-최소 입체감)/(렌즈의 최장 초점거리-렌즈의 최단 초점 거리)))*(렌즈의 최장 초점거리 - 실제 렌즈의 초점거리)+(렌즈의 최단 초점 거리))*(Y/최적의 시청거리)

여기서, 렌즈의 최장 초점거리는 예컨대 55mm일 수 있고, 렌즈의 최단 초점 거리는 18mm일 수 있다.

그리고, 만약 입체 영상을 디스플레이하는 방식이 렌티큘러 렌즈(Lenticular Lens) 방식일 경우, 상기 화면에 표시되는 최대 입체감은 최적의 시청거리인 4,000mm에서 최대 1,600mm(실제 1,626mm)이고, 최소 800mm(실제 775mm)일 수 있다.

즉, 렌즈의 초점 거리가 18mm일 때, 최대 1,600mm의 깊이감이 표현될 수 있고, 렌즈의 초점 거리가 55mm 일 때, 800mm의 깊이감이 표현될 수 있다.

전술한 내용을 표로 정리하면 다음과 같을 수 있다

		컨버젼스 포인트까지의 거리(Y)	4,000	7,000	10,000
렌즈촛점거리(L)	55	컨버젼스 포인트에서 스테이지의 횡폭(X)	2,618	4,582	6,545
		깊이감(d)	800	1,400	2,000
		축간거리(x)	64.5	112.9	161.3
	18	컨버젼스 포인트에서 스테이지의 횡폭(X)	8,000	14,000	20,000
		깊이감(d)	1,600	2,800	4,000
		축간거리(x)	64.5	112.9	161.3
	28	컨버젼스 포인트에서 스테이지의 횡폭(X)	5,143	9,000	12,857
		깊이감(d)	1,384	2,422	3,459
		축간거리(x)	64.5	112.9	161.3

이상과 같이, 상기 컨텐츠 제작 장치(100)의 컨트롤러(120)는 획득한 정보들에 기반하여, 표현 가능한 깊이감을 산출할 수 있다.

한편, 도 7과 같이, 상기 컨텐츠 제작 장치(100)의 컨트롤러(120)는 도 6에 도시된 순서와 달리 각 과정을 수행함으로써, 렌즈의 초점거리를 산출함으로써, 각 카메라에 장착할 렌즈를 선택할 수 있도록 할 수도 있다. 이러한 도 7의 순서는 전술한 내용을 기반하여, 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 바, 상세하게 설명하지 않기로 한다.

도 11은 도 5에 도시된 영상 제작 시스템을 통해 입체 영상을 제작하는 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 11을 참조하면, 상기 컨텐츠 제작 장치(100)의 컨트롤러(120)는 상기 다수의 카메라(150)로부터의 영상을 획득한다(S211).

상기 영상이 획득되면, 상기 컨텐츠 제작 장치(100)의 컨트롤러(120)는 각 카메라 영상의 컬러를 보정한다(S213). 즉, 상기 다수의 카메라(151, 152, 153)은 화이트밸런스, 색온도, 컨트라스트, 명함, 색조 등이 서로 불일치할 수 있으므로, 각 카메라에서 획득된 영상 들간에 이를 일치시킨다.

다음으로, 상기 컨텐츠 제작 장치(100)의 컨트롤러(120)는 각 카메라의 이미지 프레임의 위치 오프셋을 보정한다(S214). 예를 들어, 상기 카메라(150)가 상기 레일(160) 상에서 y축 방향 및 z축 방향으로 미세 정렬이 잘 안되어, 서로 차이가 있는 경우, 촬영된 이미지들 간에 오프셋이 존재할 수 있다. 따라서, 상기 컨텐츠 제작 장치(100)의 컨트롤러(120)는 각 카메라에서 촬영된 이미지들 간에 오프셋을 보정한다.

위와 같이, 컬러 보정 및 오프셋 보정이 완료되면, 상기 컨텐츠 제작 장치(100)의 컨트롤러(120)는 각 카메라로부터 획득된 영상을 합성하여, 입체 영상을 생성한다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다.

따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.

100: 컨텐츠 제작 장치
110: 인터페이스부
120: 컨트롤러
130: 저장 수단
140: 디스플레이부
150: 다수의 카메라
160: 레일

Claims (14)

1. 다수의 카메라, 레일 및 컨트롤러를 포함하는 입체 영상 제작 시스템을 이용하여 입체 영상을 제작하는 입체 영상 제작 방법에 있어서,
   상기 다수의 카메라가 이미지를 촬영하는 단계;
   상기 컨트롤러가 다수의 카메라로부터 영상을 획득하는 단계;
   상기 컨트롤러가 상기 다수의 카메라로부터 획득된 영상들 간에 컬러 일치를 위한 보정을 수행하는 단계;
   상기 컨트롤러가 획득된 영상들 간의 위치 오프셋을 보정하는 단계; 및
   상기 컨트롤러가 획득된 영상들을 합성하여 입체 영상을 생성하는 단계;
   를 포함하되,
   상기 입체 영상을 생성하는 단계에서,
   상기 컨트롤러는 상기 레일을 제어하여 다수의 카메라 간의 x축 방향 거리인 렌즈축간거리를 조절하여 각 카메라에 장착된 렌즈의 초점 거리에 대한 정보를 획득하고, 상기 다수의 카메라로부터 상기 다수의 카메라의 초점이 서로 일치하는 지점을 나타내는 컨버젼스 포인트까지의 거리 정보를 획득하며, 상기 컨버젼스 포인트가 스테이지 중앙으로 조절되었을 때 상기 스테이지에서 상기 컨버젼스 포인트의 가로 횡폭을 나타내는 스테이지의 횡폭 정보를 획득한 후, 획득된 정보에 기반하여 표현 가능한 깊이감을 산출하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 컬러 일치를 위한 보정을 수행하는 단계에서,
   상기 컨트롤러는 상기 다수의 카메라들 간에 화이트밸런스, 색온도, 컨트라스트, 명암 및 색조 중 적어도 하나가 불일치하여 발생하는 이미지 차이를 보정하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 위치 오프셋을 보정하는 단계에서,
   상기 컨트롤러는 상기 다수의 카메라들의 정렬 오차에서 기인하는 각 이미지의 상하 또는 좌우 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 카메라는 DSLR(Digital Single-Lens Reflex) 카메라, DSLT(Digital Single-Lens Translucent) 카메라 및 미러리스(Mirror-less) 카메라 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 카메라는 렌즈 교환식 카메라인 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작 방법.
6. 이미지를 촬영하는 다수의 카메라;
   상기 다수의 카메라를 지지하고, 각 카메라를 x, y, z축 방향으로 조정하기 위한 구동수단을 구비하는 레일;
   상기 레일과 연결되며, 상기 각 카메라로부터 영상을 획득하는 인터페이스부;
   상기 각 카메라로부터 촬영된 이미지를 저장하고, 저장된 이미지에 기초하여 생성된 입체 영상을 저장하는 저장부;
   상기 각 카메라로부터 획득된 영상들 간에 컬러 일치를 위한 보정을 수행하고, 상기 획득된 영상들 간의 위치 오프셋을 보정한 후, 획득된 영상들을 합성하여 입체 영상을 생성하는 컨트롤러; 및
   상기 다수의 카메라 중 적어도 하나의 카메라에 의해 촬영된 영상을 표시하는 디스플레이부;
   를 포함하되,
   상기 컨트롤러는 상기 레일을 제어하여 다수의 카메라 간의 x축 방향 거리인 렌즈축간거리를 조절하여 각 카메라에 장착된 렌즈의 초점 거리에 대한 정보를 획득하고, 상기 다수의 카메라로부터 상기 다수의 카메라의 초점이 서로 일치하는 지점을 나타내는 컨버젼스 포인트까지의 거리 정보를 획득하며, 상기 컨버젼스 포인트가 스테이지 중앙으로 조절되었을 때 상기 스테이지에서 상기 컨버젼스 포인트의 가로 횡폭을 나타내는 스테이지의 횡폭 정보를 획득한 후, 획득된 정보에 기반하여 표현 가능한 깊이감을 산출하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 하기 수학식 2를 통해 상기 컨버젼스 포인트까지의 거리 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작 시스템.
   [수학식 2]
   렌즈축간거리= 컨버젼스 포인트까지의 거리/(피사체까지의 거리/인간의 양안시차 평균 거리)
8. 제6항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 하기 수학식 3을 통해 상기 렌즈의 초점 거리에 상응하는 표현 가능한 깊이감을 산출하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작 시스템.
   [수학식 3]
   표현 가능한 깊이감=(TAN(ATAN((화면에 표시되는 최대 입체감-최소 입체감)/(렌즈의 최장 초점거리-렌즈의 최단 초점 거리)))*(렌즈의 최장 초점거리 - 실제 렌즈의 초점거리)+(렌즈의 최단 초점 거리))*(컨버젼스 포인트까지의 거리/최적의 시청거리)
9. 제6항에 있어서,
   상기 다수의 카메라의 대수는 각 카메라의 초당 프레임 수에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 다수의 카메라의 대수는 (목표 입체 영상의 초당 프레임 수/각 카메라의 최대 초당 프레임 수)+1로 정의되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작 시스템.
11. 제6항에 있어서,
    상기 다수의 카메라는 미리보기를 위한 용도 혹은 피사체와의 거리를 측정하기 위한 용도로 사용되는 기준 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작 시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 기준 카메라는 피사체에 대해 포커싱을 수행하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작 시스템.
13. 제12항에 있어서,
    상기 기준 카메라를 제외한 나머지 카메라들은 상기 기준 카메라를 기준으로 포커싱을 수행하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작 시스템.
14. 제6항에 있어서,
    상기 레일은 각 카메라가 x축 방향으로 직선 이동되도록 하고, y축 방향으로 회전 또는 직선 이동되도록 하며, z축 방향으로 회전 또는 직선 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작 시스템.
    
    

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