KR101489356B1 - 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디지털 홀로그램 콘텐츠를 네트워크상에서 제공하여 디스플레이하기 위한 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 시스템에 관한 것으로, 특히 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 시스템에 있어서, 영상 콘텐츠 획득 수단을 구비하여, 카메라로부터 영상 콘텐츠를 생성하는 콘텐츠 제작 장치; 상기 콘텐츠 제작 장치로부터 영상 콘텐츠를 제공받고, 상기 제공된 영상 콘텐츠로부터 3차원 정보 추출 수단에 의해 3차원 정보를 추출하며, 추출된 3차원 정보를 데이터베이스에 저장하는 3차원 콘텐츠 관리 서버; 및 상기 3차원 콘텐츠 관리 서버에 접속하여 데이터베이스에 저장된 3차원 콘텐츠를 검색하여 전송을 요청하는 디스플레이 장치를 포함하며, 상기 3차원 콘텐츠 관리 서버는 상기 디스플레이 장치의 3차원 콘텐츠 전송 요청에 따라 상기 디스플레이 장치에 맞는 형식으로 부호화하여 제공한다.
Description
본 발명은 디지털 홀로그램에 관한 것으로서, 상세하게는 CGH(Computer Generated Hologram) 기반의 디지털 홀로그램 콘텐츠를 네트워크상에서 제공하여 디스플레이하기 위한 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 시스템에 관한 것이다.
홀로그램은 물체의 표면에서 반사된 빛의 위상변화를 프린지 패턴(fringe pattern) 형태로 기록한 것이다.
종래의 아날로그 방식의 홀로그램은 레이저에서 나온 빛을 물체에 투사한 후 반사되어 홀로그램 저장 매체에 입사되는 물체파와 홀로그램 저장 매체에 직접 입사되는 기준파가 서로 간섭을 일으켜 프린지 패턴이 생성되며, 이것을 홀로그램 저장 매체에 기록하는 방법이다.
이와 같이 기록된 홀로그램 정보를 재생하기 위해서는 홀로그램 기록 과정에서 사용한 기준파를 동일한 방향으로 입사시켜 회절을 일으키게 하면 본래 물체가 있었던 위치에 물체와 동일한 홀로그램 영상이 재현된다.
이와 같은 아날로그 방식으로 생성된 홀로그램은 한번 생성하면 변경을 못하여 물체가 변경될 때마다 새롭게 홀로그램 기록 과정이 필요하게 되며, 광학적인 방식으로 재생되는 홀로그램 영상의 해상도와 관찰자의 가시 부피의 제약이 있게 된다. 따라서, 홀로그램 디스플레이가 기존 디스플레이 수준의 크기와 시야각을 제공하기 위해서는 대용량의 공간 대역폭이 요구된다.
한편, 디지털 홀로그램을 생성하는 경우에는 물체에 대한 물체파와 기준파의 간섭에 의한 홀로그램 프린지 패턴의 생성 원리를 컴퓨터 모델링을 통하여 계산식을 처리하게 된다.
상기 디지털 홀로그램 방식은 새로운 디지털 홀로그램 영상을 생성하기 위해 컴퓨터 계산을 통하여 재생성할 수 있으며, 광학식 홀로그램 디스플레이 방식이 아닌 프로젝션 방식으로 디지털 홀로그램 데이터를 가시화함으로써 재생된 홀로그램 영상의 크기와 시야각을 개선할 수 있다.
한편, 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공과 관련된 기술로서 대한민국공개특허공보 제2012-0118622호 "디지털 홀로그램 콘텐츠 서비스 방법 및 장치(전자부품연구원)"(문헌 1)에는 디지털 홀로그램 콘텐츠를 생성하여 디스플레이하는 방법이 개시된다.
도 1은 종래 기술에 따른 2차원 영상 콘텐츠 제공 시스템을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 2차원 영상 콘텐츠 제공 시스템은 2차원 콘텐츠 획득부(100), 2차원 콘텐츠 부호화부(110), 콘텐츠 전송부(120), 2차원 콘텐츠 복호화부(130), 2차원 콘텐츠 디스플레이부(140)를 포함한다.
2차원 콘텐츠 획득부(100)는 특정 사물에 대한 2차원 영상을 획득한다. 2차원 콘텐츠 부호화부(110)는 2차원 콘텐츠 획득부(100)에 의해 획득된 2차원 영상을 설정된 부호화 방식에 따라 부호화한다. 콘텐츠 전송부(120)는 부호화된 2차원 영상을 재생장치로 전송한다. 2차원 콘텐츠 복호화부(130)는 2차원 콘텐츠 부호화부의 부호화 방식과 동일한 방식으로 복호화를 수행한다. 2차원 콘텐츠 디스플레이부(140)는 복호화된 2차원 콘텐츠를 디스플레이한다.
도 2는 종래 기술에 따른 3차원 영상 콘텐츠 제공 시스템을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 3차원 영상 콘텐츠 제공 시스템은 영상 콘텐츠 획득부(200), 3차원 정보 추출부(210), 객체형상 정보 생성부(220), 부호화부(230), 전송부(240), 복호화부(250), 콘텐츠 렌더링부(260), 콘텐츠 디스플레이부(270)를 포함한다.
콘텐츠 획득부(200)는 특정 사물에 대한 3차원 영상을 획득한다. 3차원 정보 추출부(210)는 콘텐츠 획득부(200)에 의해 획득된 3차원 영상으로부터 3차원 정보를 추출한다. 객체형상 정보 생성부(220)는 추출한 3차원 정보를 이용하여 객체 형상 정보를 생성한다. 부호화부(230)는 생성된 객체 형상 정보를 설정된 부호화 방식에 따라 부호화한다. 전송부(240)는 부호화된 객체 형상 정보를 재생 장치로 전송한다. 복호화부(250)는 부호화부(230)의 부호화 방식과 동일한 방식으로 복호화를 수행한다. 콘텐츠 렌더링부(260)는 복호화부에 의해 복호화된 객체형상 정보를 렌더링한다. 렌더링에 대해서는 후술하기로 한다. 콘텐츠 디스플레이부(270)는 렌더링된 객체 형상정보를 디스플레이한다.
렌더링(rendering)은 물체의 모양을 그 형이나 위치, 광원 등의 외부 정보를 고려하면서 실감나는 화상을 표현하는 컴퓨터 도형 기법을 의미한다. 즉, 2D나 3D에서 컴퓨터 그래픽(CG) 영상 작성시 최종 단계로 영상을 생성하는 것을 말한다. 2D CG에서 렌더링은 동화상에 대한 화상 처리 공정의 최종 단계로 처리 완료된 화상을 생성하는 공정을 말한다. 또한, 3D CG의 경우에는 컴퓨터 내부에 기록되어 있는 모델 데이터를 디스플레이 장치에 묘화될 수 있도록 영상화하는 것을 말한다.
이와 같이 렌더링에 의한 최종 결과물은 2차원 영상 디스플레이 장치에 디스플레이를 하기 위한 2차원 영상이다. 3차원 입체 디스플레이 기기의 다양성이 확대되고, 디스플레이 방법이 다양해짐에 따라 요구되는 콘텐츠 또한 다양해진다. 예로써, Lenticular, Integral photographic display, 그리고 홀로그래픽 디스플레이는 서로 상이한 디스플레이 콘텐츠를 요구한다. 본 발명에서 렌더링은 기존의 렌더링 개념을 확대 시킨 것으로써, 해당 디스플레이 기기에 의해 묘화될 수 있도록 영상화하는 것을 그 개념으로 한다.
한편, 이와 같이 종래의 3차원 영상 콘텐츠 제공 시스템은 콘텐츠의 획득에서 디스플레이까지 1:1 매핑되어 있어 콘텐츠를 다양하게 생산 및 제공하지 못하고 있는 실정이다. 이에 따라, 홀로그램 디스플레이를 위한 콘텐츠 제공이 활성화되지 못하고 있다. 또한, 종래와 같이 특정 디스플레이 장치에 맞도록 3차원 영상 콘텐츠를 생산하여 제공하므로, 다양한 디스플레이 장치의 요구에 능동적으로 대처할 수 없다는 문제가 있다.
따라서, 홀로그램 디스플레이를 위한 3차원 데이터를 생성하고, 이를 데이터베이스화하며, 네트워크상에서 자유롭게 공유할 수 있는 방법의 필요성이 요구되고 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은, 획득한 영상 콘텐츠로부터 홀로그램 디스플레이를 위한 3차원 데이터를 생성하고, 이를 데이터베이스화함으로써 네트워크상에서 콘텐츠의 공유가 가능한 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 획득한 영상 콘텐츠로부터 홀로그램 디스플레이를 위한 3차원 데이터를 생성하여 데이터베이스화하고, 디스플레이 장치로부터의 요청에 따라 각 디스플레이 장치에 맞게 부호화하여 제공함으로써 네트워크상에서 콘텐츠의 공유가 가능한 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 배경영상과 전경영상을 제시하기 위한 컴포지트 홀로그램 어레이를 구성하고 프로젝션 방식을 사용하여 디지털 홀로그램 데이터에 대한 3차원 홀로그램 영상을 홀로그램 디스플레이 스크린에 공간 부양화 시키기 위한 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특유의 효과를 달성하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 시스템은, 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 시스템에 있어서, 영상 콘텐츠 획득 수단을 구비하여, 카메라로부터 영상 콘텐츠를 생성하는 콘텐츠 제작 장치; 상기 콘텐츠 제작 장치로부터 영상 콘텐츠를 제공받고, 상기 제공된 영상 콘텐츠로부터 3차원 정보 추출 수단에 의해 3차원 정보를 추출하며, 추출된 3차원 정보를 데이터베이스에 저장하는 3차원 콘텐츠 관리 서버; 및 상기 3차원 콘텐츠 관리 서버에 접속하여 데이터베이스에 저장된 3차원 콘텐츠를 검색하여 전송을 요청하는 디스플레이 장치를 포함하며, 상기 3차원 콘텐츠 관리 서버는 상기 디스플레이 장치의 3차원 콘텐츠 전송 요청에 따라 상기 디스플레이 장치에 맞는 형식으로 부호화하여 제공한다.
바람직하게는, 상기 디스플레이 장치는, 프린지 패턴의 홀로그램 데이터를 제공받고, 상기 제공된 프린지 패턴을 배경 이미지 및 전경 이미지와 합성하여 홀로그램 어레이를 생성하는 홀로그램 합성부; 상기 홀로그램 합성부로부터 생성된 상기 홀로그램 어레이에 광원 소스를 인가하여 광각렌즈를 통해 홀로그램 영상을 투사하는 홀로그램 투사부; 및 상기 홀로그램 투사부에서 투사된 홀로그램 영상을 3차원 홀로그램 디스플레이 스크린에 공간 부양화시키는 홀로그램 디스플레이부;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 홀로그램 합성부는, 상기 배경 이미지 및 전경 이미지를 디지털카메라의 전하결합소자 및 공간광변조기의 배열에 의해 홀로그램 어레이를 생성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 홀로그램 디스플레이부는, 스피어리컬 미러를 이용하여 상기 홀로그램 디스플레이 스크린에 홀로그램 영상을 공간 부양화시키는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 홀로그램 합성부는, 변화 없는 배경 이미지와 실시간 변화하는 전경 이미지를 조합하여 구성하는 컴포지트 홀로그램 어레이에 의해 홀로그램 영상의 크기를 확대하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 방법은, 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 방법에 있어서, 영상 콘텐츠 획득 수단이 구비된 콘텐츠 제작 장치에서 카메라로부터 영상 콘텐츠를 생성하는 단계; 상기 생성된 영상 콘텐츠를 3차원 콘텐츠 관리 서버로 전송하는 단계; 3차원 콘텐츠 관리 서버에서 상기 콘텐츠 제작 장치로부터 제공된 영상 콘텐츠로부터 3차원 정보 추출 수단에 의해 3차원 정보를 추출하는 단계; 상기 추출된 3차원 정보를 데이터베이스에 저장하는 단계; 디스플레이 장치에서 상기 3차원 콘텐츠 관리 서버에 접속하여 데이터베이스에 저장된 3차원 콘텐츠를 검색하여 전송을 요청하는 단계; 및 상기 3차원 콘텐츠 관리 서버에서 상기 디스플레이 장치의 3차원 콘텐츠 전송 요청에 따라 상기 디스플레이 장치에 맞는 형식으로 부호화하여 제공하는 단계;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은, 상기 디스플레이 장치의 홀로그램 합성부에서 프린지 패턴의 홀로그램 데이터를 제공받고, 상기 제공된 프린지 패턴을 배경 이미지 및 전경 이미지와 합성하여 홀로그램 어레이를 생성하는 단계; 상기 디스플레이 장치의 홀로그램 투사부에서 상기 홀로그램 합성부로부터 생성된 상기 홀로그램 어레이에 광원 소스를 인가하여 광각렌즈를 통해 홀로그램 영상을 투사하는 단계; 및 상기 디스플레이 장치의 홀로그램 디스플레이부에서 상기 홀로그램 투사부에서 투사된 홀로그램 영상을 3차원 홀로그램 디스플레이 스크린에 공간 부양화시키는 단계;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 홀로그램 어레이를 생성하는 단계는, 상기 배경 이미지 및 전경 이미지를 디지털카메라의 전하결합소자 및 공간광변조기의 배열에 의해 홀로그램 어레이를 생성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 공간 부양화시키는 단계는, 스피어리컬 미러를 이용하여 상기 홀로그램 디스플레이 스크린에 홀로그램 영상을 공간 부양화시키는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 홀로그램 어레이를 생성하는 단계는, 변화없는 배경 이미지와 실시간 변화하는 전경 이미지를 조합하여 구성하는 컴포지트 홀로그램 어레이에 의해 홀로그램 영상의 크기를 확대하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 본 발명에 따르면, 획득한 영상 콘텐츠로부터 홀로그램 디스플레이를 위한 3차원 데이터를 생성하고, 이를 데이터베이스화하여 네트워크상에서 콘텐츠의 공유가 가능하도록 함으로써 다양한 3차원 영상 콘텐츠를 생산 및 제공할 수 있는 장점이 있다. 이에 따라, 홀로그램 디스플레이를 위한 콘텐츠 제공이 활성화될 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 홀로그램 디스플레이를 위한 디스플레이 장치로부터의 요청에 따라 각 디스플레이 장치에 맞게 부호화하여 제공함으로써 네트워크상에서 3차원 영상 콘텐츠의 공유가 자유롭게 가능한 장점이 있다.
이와 같이, 디지털 홀로그램 콘텐츠의 제작 공정 관리를 통하여 디지털 홀로그램 콘텐츠의 대규모 제작 및 다양한 활용으로 홀로그램 콘텐츠 시장을 확장시켜 나갈 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 2차원 영상 콘텐츠 제공 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 3차원 영상 콘텐츠 제공 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 홀로그램 디스플레이 장치의 세부 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 3차원 영상 콘텐츠 제공 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 홀로그램 디스플레이 장치의 세부 구조를 나타내는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 발명은 디지털 홀로그램 콘텐츠를 네트워크상에서 제공하여 디스플레이하기 위한 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 시스템 및 방법을 개시한다.
이를 위해 본 발명의 실시예에 따라 획득한 영상 콘텐츠로부터 홀로그램 디스플레이를 위한 3차원 데이터를 생성하고, 이를 데이터베이스화함으로써 네트워크상에서 콘텐츠의 공유가 가능하게 된다. 또한, 본 발명의 실시예에 따라 디스플레이 장치로부터의 요청이 있을 경우 3차원 콘텐츠 관리 서버에서는 각 디스플레이 장치에 맞게 부호화하여 제공함으로써 네트워크상에서 콘텐츠의 공유가 가능하게 ㄷ된다.
아울러, 본 발명의 실시예에 따라 배경영상과 전경영상을 제시하기 위한 컴포지트 홀로그램 어레이를 구성하고 프로젝션 방식을 사용하여 디지털 홀로그램 데이터에 대한 3차원 홀로그램 영상을 홀로그램 디스플레이 스크린에 공간 부양화 시킴으로써 홀로그램 영상을 디스플레이시킨다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 시스템을 설명하며, 다음으로 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 절차를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 시스템을 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 다른 시스템은 3차원 콘텐츠 관리 서버(310), 통신 네트워크(320), 디스플레이 장치(330) 및 콘텐츠 제작 장치(340) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
콘텐츠 제작 장치(340)는 영상 콘텐츠 획득 수단을 구비할 수 있다. 예컨대, 2개의 카메라로 구성된 양안식 카메라, 적어도 3개의 카메라로 구성된 다시점 카메라, 깊이 영상 및 2차원 영상을 획득할 수 있는 깊이 카메라, 디지털 홀로그램을 획득할 수 있는 홀로그래픽 카메라, 집적 영상을 획득할 수 있는 집적 영상 카메라 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 카메라가 영상 콘텐츠 획득 수단으로서 포함될 수 있다.
이와 같이, 콘텐츠 제작 장치(340)에서 획득한 영상 콘텐츠는 통신 네트워크(320)를 통해 3차원 콘텐츠 관리 서버(310)로 전송된다.
상기 3차원 콘텐츠 관리 서버(310)에서는 상기 콘텐츠 제작 장치(340)로부터 제공된 영상에서 3차원 정보 추출 수단에 의해 3차원 정보를 추출한다. 예컨대, 상기 3차원 콘텐츠 관리 서버(310)는 상기 콘텐츠 제작 장치(340)로부터 제공된 영상콘텐츠가 양안식 카메라로부터 획득한 콘텐츠일 경우 촬영된 좌우 영상 간의 시차 정보를 이용하여 깊이 정보를 추출한다. 또한, 상기 콘텐츠 제작 장치(340)로부터 제공된 영상 콘텐츠가 다시점 카메라로부터 획득한 콘텐츠일 경우 양안식 카메라에서 사용된 깊이 정보 추출 방법을 사용하지만, 좀 더 넓은 범위에 카메라가 위치하고 있으므로, 가려짐 현상(occlusion)을 최소화할 수 있다.
이와 같이, 추출된 3차원 정보는 3차원 콘텐츠 관리 서버(310) 내의 데이터베이스에 저장되고, 디스플레이 장치(330)의 요청에 따라 각 콘텐츠를 디스플레이 장치(330)의 디스플레이 형식에 맞게 부호화하여 제공할 수 있다.
또한, 3차원 콘텐츠 관리 서버(310)는 네트워크 시스템을 통하여 분산 저장하는 홀로그램 스토리지 서버를 통하여 본 발명의 실시예에 따라 대규모 디지털 홀로그램 데이터를 관리하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 3차원 콘텐츠 관리 서버(310)는 디스플레이 장치(330)의 로컬지역 환경에 따라 홀로그램 영상 데이터를 차별화하여 디스플레이할 수 있도록 콘텐츠를 변환시켜 제공하게 된다.
따라서, 상기 3차원 콘텐츠 관리 서버(310)는 디지털 홀로그램 콘텐츠를 로컬지역 환경에 적합한 홀로그램 영상 정보로 변환하여 통신 네트워크(320)를 통해 디스플레이 장치(330)로 전송 및 관리함으로써 지역 상황에 맞는 적응형 미디어 채널을 역할을 수행한다. 한편, 상기 3차원 콘텐츠 관리 서버(310)에서 디지털 홀로그램 데이터의 제작 공정에 대한 관리를 하기 위해서는 홀로그램 제작 파라미터를 생성하여 홀로그램 영상 제작관리를 수행하는 것이 바람직하다.
한편, 도 3의 디지털 홀로그램 디스플레이 장치(330)를 통하여 홀로그램 영상을 홀로그램 디스플레이 스크린에 가시화를 수행한 후 3차원 콘텐츠 관리 서버(310)에서는 서버 관리 상태로 이동할 수 있으며, 이때 홀로그램 영상 데이터의 공간 부양화 상태에서 사용자의 상호작용에 대한 액션이 발생함에 따라 사용자 공간인식 및 인터랙션 관리를 통하여 사용자의 다중 공간 인식 및 공간 정합이 수행되며, 또한 사용자의 멀티모달 인터페이스 처리가 수행된다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 3차원 콘텐츠 관리 서버(310)는 디지털 홀로그램 미디어 서버 관리 기능으로서, 로컬 지역 홀딩 미디어 서버를 관리하고, 컴퓨터 생성 홀로그램을 프로세싱한다. 또한, 디지털 홀로그램 스토리지 서버 관리 기능으로서, 홀로그램 데이터의 상황을 검색하고, 디지털 홀로그램 데이터를 전송하며, 대용량의 홀로그램 데이터를 분산 관리한다.
다음으로, 디지털 홀로그램 데이터 제작 공정 관리의 기능으로서 디지털 홀로그램의 제작 파라미터를 생성하고, 홀로그램 영상을 제작 및 관리한다.
한편, 디스플레이 장치(330)는 컴포지트 홀로그램 구성 기능으로서 배경 영상 및 전경 영상을 생성하고, SLM 및 CCD를 활용하여 홀로그램 어레이를 구성한다. 그런다음, 디지털 홀로그램을 프로젝션하는 단계로서, 홀로그램 어레이에 광원 소스를 인가하고 광각렌즈에 홀로그램 영상을 통과시킨다.
또한, 상기 디스플레이 장치(330)는 홀로그램을 디스플레이 스크린에 가시화시킨다. 즉, 홀로그램 영상을 공간 부양화하고, 관찰자의 시야각을 확보하며, 관찰자의 공간 인식 및 홀로그램 인터렉션 기능을 수행한다.
상기 절차가 처리되고, 상기 홀로그램 디스플레이 장치(330)는 사용자 인터렉션이 있을 경우, 사용자 공간 인식 및 인터렉션 관리 기능을 수행한다. 즉, 다중 공간을 인식하여 공간 정합을 수행하고, 멀티모달 사용자 입력 처리를 수행한다.
통신 네트워크(320)는 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 단거리 통신망(PAN; Personal Area Network), 근거리 통신망(LAN; Local Area Network), 도시권 통신망(MAN; Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WAN; Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 통신 네트워크(320)는 공지의 월드와이드웹(WWW; World Wide Web)일 수 있으며, 적외선(Infrared Data Association; IrDA) 또는 블루투스(Bluetooth)와 같이 단거리 통신에 이용되는 무선전송기술을 이용할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 절차를 나타내는 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 도 3의 설명에서 상술한 바와 같이 먼저 콘텐츠 제작 장치(340)에서 영상 콘텐츠를 생성(401)하고, 생성된 영상 콘텐츠를 전송(S402)한다.
3차원 콘텐츠 관리 서버(310)에서는 각 콘텐츠 제작 장치(340)로부터 영상 콘텐츠를 제공받고, 상술한 바와 같이 제공된 영상 콘텐츠의 유형에 맞게 그에 적합한 3차원 콘텐츠를 생성(S403)한다. 예컨대, 상기 3차원 콘텐츠 관리 서버(310)는 상기 콘텐츠 제작 장치(340)로부터 제공된 영상콘텐츠가 양안식 카메라로부터 획득한 콘텐츠일 경우 촬영된 좌우 영상 간의 시차 정보를 이용하여 깊이 정보를 추출한다. 상기 변환된 3차원 콘텐츠는 데이터베이스에 저장되어 관리된다.
한편, 디스플레이 장치(330)에서 3차원 콘텐츠 관리 서버(310)에 접속하여 데이터베이스에 저장된 3차원 콘텐츠를 검색하여 전송을 요청(S404)하면, 3차원 콘텐츠 관리 서버(310)에서는 디스플레이 장치(330)로 장치에 대한 정보를 요청(S405)한다. 이에 따라, 디스플레이 장치(330)에서는 3차원 콘텐츠 관리 서버(310)로 장치 정보를 전송(S406)한다.
상기 디스플레이 장치(330)로부터 장치 정보를 수신한 3차원 콘텐츠 관리 서버(310)는 요청된 3차원 콘텐츠를 상기 수신된 장치 정보에 따라 해당 형식으로 부호화(S407)한다. 상기 부호화된 3차원 콘텐츠는 디스플레이 장치(330)로 전송(S408)된다.
마지막으로, 상기 디스플레이 장치(330) 장치에서는 수신된 부호화된 3차원 콘텐츠를 복호화하여 홀로그램 영상을 디스플레이(S409)한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프로젝션 기반의 디지털 홀로그램 디스플레이 시스템을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(330)는, 콘텐츠 수신부(510), 홀로그램 합성부(Composite Hologram Unit)(520), 홀로그램 투사부(Hologram Projection Unit)(530) 및 홀로그램 디스플레이부(Hologram Display Unit)(540) 등으로 구성될 수 있다.
이때, 홀로그램 디스플레이 장치(330)의 콘텐츠 수신부(510)에서는 디지털 홀로그램 데이터를 상기 3차원 콘텐츠 관리 서버(310)로부터 제공받아 홀로그램 합성부(520)에 인가하게 된다.
상기 홀로그램 합성부(520)에서는 홀로그램 투사부(530)를 통해 3차원 홀로그램 디스플레이부(540)를 구성하는 스크린 상에 공간 부양화(space buoyance)하게 된다.
도 5에 도시된 바와 같이 디지털 홀로그램 디스플레이 장치(330)는 크게 3개의 구성부(unit)로 구성될 수 있다.
먼저, 홀로그램 합성부(520)에서는 변화되지 않는 배경 이미지(background image)(550)와 실시간 변화되는 전경 이미지(foreground image)(560)를 디지털카메라의 전하결합소자(Charge Coupled Device; CCD)와 공간광변조기(Spatial Light Molulator; SLM)의 배열에 의해 홀로그램 영상의 크기를 크게 하기 위한 컴포지트 홀로그램 어레이(composite hologram array)로 구성하게 된다.
상기 컴포지트 홀로그램 어레이는 홀로그램 투사부(530)에서 광원 소스(Point Light Source)를 인가 받아 광각렌즈를 통하여 홀로그램 영상을 프로젝션한다. 홀로그램 디스플레이부(540)에서는 스피어리컬 미러 등을 이용하는 3차원 홀로그램 디스플레이 스크린에 홀로그램 투사부(530)에서 영사되는 3차원 홀로그램 영상을 공간 부양화(space buoyance)시키게 된다.
여기에서 다양한 방법들에 관해 설명된 바와 같은 다양한 동작들 및 기능들은 특정 프로세싱 기능부 및/또는 그 안에 구현된 프로세싱 기능부, 및/또는 그 안의 다른 구성요소들과 같은 많은 유형의 기능부들 중 어느 것 내에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 그러한 기능부들은 여기에 설명된 바와 같은 다양한 동작들 및 처리들, 또는 여기에 설명된 바와 같은 어느 다른 동작들 및 기능들, 등 또는 그 각 등가물들을 수행하는 것뿐만 아니라 여기에 설명된 바와 같은 그러한 정보들을 생성하고 그러한 동작들, 처리들 등을 수행할 수 있다.
일부 실시예들에서, 그러한 기능부들(동일한 장치 또는 구별된 장치들상에서 구현될 수 있는)은 본 발명의 다양한 측면들에 따른 그러한 처리 및 동작들, 등, 및/또는 여기에 개시된 바와 같은 어느 다른 동작들 및 기능들, 및 그 각 등가물들을 수행할 수 있다. 일부 실시예들에서, 그러한 처리는 제1 장치에서의 제1 기능부, 및 제2 장치 내의 제2 기능부에 의해 함께 수행된다. 다른 실시예들에서, 그러한 프로세싱, 동작들 등은 하나의 특정 장치 내에서 처리부들에 의해 전적으로 수행된다. 심지어 다른 실시예들에서는, 그러한 프로세싱, 동작들이 하나의 단일 디바이스내에서 적어도 제1 기능부 및 제2 기능부를 사용하여 수행된다.
또한 상술한 설명에서, 용어들 '시스템', '장치', '~부'는 단일 프로세싱 디바이스 또는 복수의 프로세싱 디바이스들일 수 있다. 그러한 프로세싱 디바이스는 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러, 디지털 신호 처리기, 마이크로 컴퓨터, 중앙 처리 유닛, 필드 프로그래머블 게이트 어레이, 프로그래머블 로직 디바이스, 스테이트 머신, 로직 회로, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 상기 회로 및/또는 동작 지시들의 하드 코딩에 기반하여 신호들(아날로그 및/또는 디지털)을 조작하는 소정의 디바이스일 수 있다. 상기 프로세싱 모듈, 모듈, 프로세싱 회로, 및/또는 프로세싱 유닛은 단일 메모리 디바이스, 복수의 메모리 디바이스들, 및/또는 상기 프로세싱 모듈, 모듈, 프로세싱 회로, 및/또는 프로세싱 유닛의 내장된 회로일 수 있는 결합된 메모리 및/또는 집적된 메모리 엘리먼트를 가질 수 있다. 그러한, 메모리 디바이스는 읽기 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 정적 메모리, 동적 메모리, 플래시 메모리, 캐시 메모리, 및/또는 디지털 정보를 저장하는 소정의 디바이스일 수 있다. 만약, 상기 프로세싱 모듈, 모듈, 프로세싱 회로, 및/또는 프로세싱 유닛이 하나 이상의 프로세싱 디바이스를 포함한다면, 상기 프로세싱 디바이스들은 집중적으로 위치될 수 있거나(즉, 유선 및/또는 무선 버스 구조를 통해 함께 직접적으로 연결된), 분산되어 위치될 수 있음(예컨대, 근거리 통신망 및/또는 광역 네트워크를 통한 간접적인 연결을 통한 클라우드 컴퓨팅)을 주목하여야 한다. 만약, 상기 프로세싱 모듈, 모듈, 프로세싱 회로, 및/또는 프로세싱 유닛이 정적 머신, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 회로, 저장하는 메모리 및/또는 메모리 구성요소를 통해 하나 이상의 그 기능들을 구현한다면, 그 대응하는 동작 지시들은 상기 정적 머신, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 논리 회로를 포함하는 회로의 내부에 내장되거나 외부에 있을 수 있음을 더 주목하여야 한다. 상기 메모리 엘리먼트는 저장할 수 있으며, 상기 프로세싱 모듈, 모듈, 프로세싱 회로, 및/또는 프로세싱 유닛은 상기 도면들 중 하나 이상에서 나타내는 단계들 및/또는 기능들 중 적어도 일부에 대응하는 하드 코딩된 및/또는 동작 지시들을 실행한다는 것을 여전히 더 주목하여야 한다. 그러한 메모리 디바이스 또는 메모리 엘리먼트는 제조의 부품 내에서 포함될 수 있다.
본 발명은 특정 기능들 및 그의 관계들의 성능을 나타내는 방법 단계들의 목적을 가지고 위에서 설명되었다. 이러한 기능적 구성 요소들 및 방법 단계들의 경계들 및 순서는 설명의 편의를 위해 여기에서 임의로 정의되었다. 상기 특정 기능들 및 관계들이 적절히 수행되는 한 대안적인 경계들 및 순서들이 정의될 수 있다. 임의의 그러한 대안적인 경계들 및 순서들은 그러므로 상기 청구된 발명의 범위 및 사상 내에 있다. 추가로, 이러한 기능적 구성 요소들의 경계들은 설명의 편의를 위해 임의로 정의되었다. 어떠한 중요한 기능들이 적절히 수행되는 한 대안적인 경계들이 정의될 수 있다. 마찬가지로, 흐름도 블록들은 또한 어떠한 중요한 기능성을 나타내기 위해 여기에서 임의로 정의되었을 수 있다. 확장된 사용을 위해, 상기 흐름도 블록 경계들 및 순서는 정의되었을 수 있으며 여전히 어떠한 중요한 기능을 수행한다. 기능적 구성 요소들 및 흐름도 블록들 및 순서들 둘 다의 대안적인 정의들은 그러므로 청구된 본 발명의 범위 및 사상 내에 있다. 당업자는 또한 여기에서의 상기 기능적 구성 요소들 및 다른 도시된 블록들, 모듈들, 및 구성요소들이 도시된 바와 같이 또는 분리된 구성요소들, 반도체 집적 회로(ASIC)들, 적절한 소프트웨어를 실행하는 프로세서들 및 그와 유사한 또는 임의의 조합에 의해 구현될 수 있음을 인지할 것이다.
본 발명은 또한 하나 이상의 실시예들의 용어로, 적어도 부분적으로 설명되었을 수 있다. 본 발명의 실시예는 본 발명, 그 측면, 그 특징, 그 개념, 및/또는 그 예를 나타내기 위해 여기에서 사용된다. 본 발명을 구현하는 장치, 제조의 물건, 머신, 및/또는 프로세스의 물리적인 실시예는 여기에 설명된 하나 이상의 실시예들을 참조하여 설명된 하나 이상의 측면들, 특징들, 개념들, 예들 등을 포함할 수 있다. 더구나, 전체 도면에서, 실시예들은 상기 동일한 또는 상이한 참조 번호들을 사용할 수 있는 상기 동일하게 또는 유사하게 명명된 기능들, 단계들, 모듈들 등을 통합할 수 있으며, 그와 같이, 상기 기능들, 단계들, 모듈들 등은 상기 동일한 또는 유사한 기능들, 단계들, 모듈들 등 또는 다른 것들일 수 있다.
한편, 용어 "~처리부"는 본 발명의 다양한 실시예들의 설명에서 사용된다. 모듈은 하나 이상의 출력 신호들을 생성하기 위해 하나 이상의 입력 신호들의 처리와 같은 하나 이상의 기능들을 수행하기 위해 하드웨어를 통해 구현되는 기능적 블록을 포함한다. 상기 기능적 블록을 구현하는 하드웨어는 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 결합하여 직접 동작할 수 있다. 여기에서 사용된 바와 같이, 모듈은 자체적으로 모듈인 하나 이상의 서브-모듈들을 포함할 수 있다.
본 발명의 여러가지 기능들 및 특정들의 특별한 조합들이 여기에 분명히 설명된 반면, 이러한 특징들 및 기능들의 다른 조합들이 마찬가지로 가능하다. 본 발명은 여기에 개시된 특정한 예들에 제한되지 않으며, 이러한 다른 조합들을 명백히 통합한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 2차원 콘텐츠 획득부 110 : 2차원 콘텐츠 부호화부
120 : 콘텐츠 전송부 130 : 2차원 콘텐츠 복호화부
140 : 2차원 디스플레이부 200 : 영상 콘텐츠 획득부
210 : 3차원 정보 추출부 220 : 객체 형상 정보 생성부
230 : 부호화부 240 : 전송부
250 : 복호화부 260 : 콘텐츠 렌더링부
270 : 콘텐츠 디스플레이부 310 : 3차원 콘텐츠 관리 서버
320 : 통신 네트워크 330 : 디스플레이 장치
340 : 콘텐츠 제작 장치 510 : 콘텐츠 수신부
520 : 홀로그램 합성부 530 : 홀로그램 투사부
540 : 홀로그램 디스플레이부 550 : 배경 이미지
560 : 전경 이미지
120 : 콘텐츠 전송부 130 : 2차원 콘텐츠 복호화부
140 : 2차원 디스플레이부 200 : 영상 콘텐츠 획득부
210 : 3차원 정보 추출부 220 : 객체 형상 정보 생성부
230 : 부호화부 240 : 전송부
250 : 복호화부 260 : 콘텐츠 렌더링부
270 : 콘텐츠 디스플레이부 310 : 3차원 콘텐츠 관리 서버
320 : 통신 네트워크 330 : 디스플레이 장치
340 : 콘텐츠 제작 장치 510 : 콘텐츠 수신부
520 : 홀로그램 합성부 530 : 홀로그램 투사부
540 : 홀로그램 디스플레이부 550 : 배경 이미지
560 : 전경 이미지
Claims (10)
- 삭제
- 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 시스템에 있어서,
영상 콘텐츠 획득 수단을 구비하여, 카메라로부터 영상 콘텐츠를 생성하는 콘텐츠 제작 장치;
상기 콘텐츠 제작 장치로부터 영상 콘텐츠를 제공받고, 상기 제공된 영상 콘텐츠로부터 3차원 정보 추출 수단에 의해 3차원 정보를 추출하며, 추출된 3차원 정보를 데이터베이스에 저장하는 3차원 콘텐츠 관리 서버; 및
상기 3차원 콘텐츠 관리 서버에 접속하여 데이터베이스에 저장된 3차원 콘텐츠를 검색하여 전송을 요청하는 디스플레이 장치를 포함하며,
상기 3차원 콘텐츠 관리 서버는 상기 디스플레이 장치의 3차원 콘텐츠 전송 요청에 따라 상기 디스플레이 장치에 맞는 형식으로 부호화하여 제공하며,
상기 디스플레이 장치는,
프린지 패턴의 홀로그램 데이터를 제공받고, 상기 제공된 프린지 패턴을 배경 이미지 및 전경 이미지와 합성하여 홀로그램 어레이를 생성하는 홀로그램 합성부;
상기 홀로그램 합성부로부터 생성된 상기 홀로그램 어레이에 광원 소스를 인가하여 광각렌즈를 통해 홀로그램 영상을 투사하는 홀로그램 투사부; 및
상기 홀로그램 투사부에서 투사된 홀로그램 영상을 3차원 홀로그램 디스플레이 스크린에 공간 부양화시키는 홀로그램 디스플레이부;를 포함하는, 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 시스템.
- 청구항 2에 있어서, 상기 홀로그램 합성부는,
상기 배경 이미지 및 전경 이미지를 디지털카메라의 전하결합소자 및 공간광변조기의 배열에 의해 홀로그램 어레이를 생성하는 것을 특징으로 하는, 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 시스템.
- 청구항 2에 있어서, 상기 홀로그램 디스플레이부는,
스피어리컬 미러를 이용하여 상기 홀로그램 디스플레이 스크린에 홀로그램 영상을 공간 부양화시키는 것을 특징으로 하는, 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 시스템.
- 청구항 2에 있어서, 상기 홀로그램 합성부는,
변화 없는 배경 이미지와 실시간 변화하는 전경 이미지를 조합하여 구성하는 컴포지트 홀로그램 어레이에 의해 홀로그램 영상의 크기를 확대하는 것을 특징으로 하는, 통신 네트워크를 통한 디지털 홀로그램 콘텐츠 제공 시스템.
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| A107 | Divisional application of patent | ||
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |