KR102173295B1

KR102173295B1 - 레이저와 프로젝션 영상 동기화 시스템

Info

Publication number: KR102173295B1
Application number: KR1020200021687A
Authority: KR
Inventors: 장계훈
Original assignee: 주식회사 바인더에이
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2020-11-03

Abstract

본 발명의 실시 형태는 스크린; 상기 스크린에 조사되는 레이저광과 연동되는 영상 이미지를 표시하는 빔프로젝터; 스크린에 레이저광을 조사하는 레이저 조사기; 상기 레이저 조사기를 제어하며, 조사되는 레이저광의 방향에 연동되는 영상이 스크린의 표면에 표시되도록 상기 빔프로젝터와 레이저 조사를 제어하는 미디어 서버;를 포함할 수 있다.

Description

레이저와 프로젝션 영상 동기화 시스템{System for synchronizing between laser and projection}

본 발명은 레이저와 프로젝션 영상의 동기화 시스템에 관한 것이다.

프로젝션 맵핑(Projection Mapping)은 대상물의 표면에 빛으로 이루어진 영상을 투사하여 변화를 줌으로써, 현실에 존재하는 대상이 다른 성격을 가진 것처럼 보이도록 하는 기술이다. 기본적으로 프로젝션 맵핑을 구현하기 위해서는 2D, 3D의 디지털 이미지 혹은 영상을 제작하거나, 사물의 실제 크기를 변환하는 소프트웨어와 프로젝터, 컴퓨터 등의 하드웨어가 필요하다.

따라서 프로젝션 맵핑은 큰 크기의 건축물, 벽면 구조물 등에 투사된 입체 영상을 통해 증강현실을 보여 주었고 영상을 제작하며 새로운 영역을 탐구하던 많은 컨텐츠 개발자들이 프로젝션 맵핑 작업에 도전하였고 이를 계기로 많은 프로젝션 맵핑 관련 소프트웨어 및 하드웨어가 개발되어 별도의 연구 및 개발기간이 필요없이 쉽게 프로젝션 맵핑을 할수 있게 되었고 수많은 컨텐츠들이 전세계에 많은 사람들에게 새로운 영역의 빛을 통한 예술 표현 매체로 자리 매김하게 되었다.

하지만 기존의 프로젝션 맵핑은 2D의 평면적인화면에 영상을 투사하는 방식의 한계로 인하여 평면적인 구성에서 벗어나지 못한다는 단점을 가지고 있다.

한국공개특허 제10-2017-0142089호

본 발명의 기술적 과제는 기존의 평면적인 프로젝션 맵핑을 벗어나서 레이저빔이 무대를 가로지르며 입체적인 공간감을 만들어낸다.

또한 레이저빔과 영상이 동기화되어 마치 실시간으로 레이저로 인해 영상이 그려지는 듯한 현실감을 불러 일으킨다.

본 발명의 실시 형태는 스크린; 상기 스크린에 조사되는 레이저광과 연동되는 영상 이미지를 표시하는 빔프로젝터; 스크린에 레이저광을 조사하는 레이저 조사기; 상기 레이저 조사기를 제어하며, 조사되는 레이저광의 방향에 연동되는 영상이 스크린의 표면에 표시되도록 상기 빔프로젝터와 레이저 조사를 제어함으로써, 레이저빔이 무대를 가로지르며 3차원의 입체적인 공간감을 구현하게 안내하는 미디어 서버;를 포함할 수 있다.

상기 미디어 서버는, 조사되는 레이저광과 레이저광에 연동되는 영상이 스크린의 표면에 표시되도록 할 수 있다.

상기 빔프로젝터는, 스크린의 제1영역에 제1영상을 표시하는 제1빔프로젝터; 스크린의 제1영역을 제외한 제2영역에 제2영상을 표시하는 제2빔프로젝터;를 포함할 수 있다.

상기 미디어 서버는, 상기 진행 상황에 따라서 상기 제1빔프로젝터의 제1영상과 제2빔프로젝터의 제2영상을 각각 다른 형태로 다르게 제어할 수 있다.

상기 빔프로젝터는, 상기 스크린에 영상 투사하며, 스크린에 표시되는 영상 표면에 조사되는 레이저광과 연동되는 영상 이미지를 표시할 수 있다.

상기 프로젝션 맵핑 시스템은, 상기 스크린 주변에 연기를 발생시키는 포그 머신;을 포함하며, 상기 미디어 서버는, 진행 상황에 따라서 연기 발생 형태를 다르게 제어할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 기존의 새로운 많은 프로젝션 맵핑 시도들이 예술적 기술적 결과물로만 남고 실제 사업화로 이어지지 못한 단점을 극복함으로써, 예술적, 상업적 부분 이 두 가지 가치를 충족시킬 수 있다.

또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 레이저와 완벽하게 연동되는 영상매체를 통해 프로젝션 맵핑 영상의 공감각적 영역을 확장할뿐만 아니라, 무대를 가로지르는 레이저와 그 레이저로 인해 영상에 표현되는 효과에 의해 관람객들에게 더욱 크게 공간이 확장되는 감각을 느낄 수 있게 할 수 있다.

그로 인해 기존의 매체를 어떻게 결합하여 사용하느냐에 따라 완전히 새로운 컨텐츠로 만들어지고 시연장 및 기타 영상 채널을 통해 관람을 한 컨텐츠 개발자들에게 자극을 주어 혼합 매체를 통한 새로운 융복합 컨텐츠 개발에 영감을 주고 지속적 발전에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저와 프로젝션 영상 동기화 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 1개의 빔프로젝터를 가지는 프로젝션 맵핑 시스템의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 1개의 빔프로젝터를 가지는 프로젝션 맵핑 시스템의 단면도.
도 4a,4b,4c,4d는 본 발명의 실시예에 따른 레이저광과 연동하여 영상이 표시되는 실제 사진을 도시한 그림.

이하, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저와 프로젝션 영상 동기화 시스템의 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따라 1개의 빔프로젝터를 가지는 프로젝션 맵핑 시스템의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 1개의 빔프로젝터를 가지는 프로젝션 맵핑 시스템의 단면도이며, 도 4a,4b,4c,4d는 본 발명의 실시예에 따른 레이저광과 연동하여 영상이 표시되는 실제 사진을 도시한 그림이다.

기존의 프로젝션 맵핑은 프로젝터를 이용하여 파사드 면에 변화가 일어나는 영상을 투사하여 화상이 맺힌 파사드 2D의 면에 3D 화상을 보여줌으로서 착시를 유발하는 기법을 사용하였기 때문에 평면에 투사되는 영상이라는 한계점을 보인다.

이에 반해, 본 발명은 실제 공연장 공간 내부를 가로지르는 선을 그리며 지나가는 레이저광을 이용하여 공간에서의 입체적 공간감을 배가하고 레이저가 포인팅되는 부분부터 파사드면의 동기화된 변화가 일어나 실제 레이저가 변화를 일으키는 매체로 보이도록 한다.

따라서 본 발명은 프로젝션영상과 레이저가 함께 동기화된 컨텐츠를 통하여 과거 프로젝션 맵핑의 개념을 뛰어넘는 새로운 프로젝트로서, 이를 통해 해외의 새로운 많은 시도들이 예술적 기술적 결과물로만 남고 실제 사업화로 이어지지 못한 단점을 극복하여 예술, 상업적 부분 이 두 가지 가치를 충족시키는 컨텐츠를 제공할 수 있게 된다.

본 발명은, 현대의 기술을 상징하는 레이저빔으로 공간을 가로지르는 빛을 쏘고, 빔프로젝터로 스크린에 투사된 영상에 레이저 빛이 연동하여 스토리에 대한 영상 컨텐츠를 표현한다. 따라서 관람자는 한 단계 발전된 융복합 컨텐츠의 공감각적인 경험을 체험하게 된다.

이를 위하여 본 발명의 레이저와 프로젝션 영상 동기화 시스템은, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 스크린(300)과, 스크린(300)에 조사되는 레이저광과 연동되는 영상 이미지를 표시하는 빔프로젝터(200)와, 스크린(300)에 레이저광을 조사하는 레이저 조사기(100)와, 레이저 조사기(100)를 제어하며, 조사되는 레이저광의 방향에 연동되는 영상이 스크린(300)의 표면에 표시되도록 상기 빔프로젝터를 제어하는 미디어 서버(미도시)를 포함할 수 있다. 이하 상술한다.

스크린(300)은, 빔프로젝터(200)에 의하여 출사되는 영상이 표시되는 디스플레이막으로서, 스크린(300)은 반투명막 등으로 구현되어 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 스크린(300)의 후면에서 비친 영상이 스크린(300)에 투사되어 표시될 수 있다.

빔프로젝터(200)는, 스크린(300)에 영상을 표시하는 영상 출사기로서, 도 2 및 도 3에서는 스크린(300)의 후면에서 영상을 조사하여 스크린(300)에 영상이 맺히도록 하는 예시를 도시하였지만, 스크린(300)의 전면에 위치하여 스크린(300)의 전면에 영상을 조사하여 스크린(300)에 영상이 맺히도록 할 수 있다. 또는 빔프로젝터와 스크린이 일체화된 LCD, LED 디스플레이 패널 등이 모두 해당될 수 있다.

빔프로젝터는, 스크린에 조사되는 레이저광과 연동되는 영상 이미지를 표시할 수 있다. 예를 들어, 레이저광이 스크린의 제1지점을 향하여 조사되면 빔프로젝터는 해당 제1지점이 깍여 조각되는 가상의 영상 이미지를 표시하도록 한다.

따라서 빔프로젝터는, 스크린에 컨텐츠 영상(예컨대, 대리석 형상)을 투사하고, 영상의 표면에 레이저광이 조사되면, 스크린에 표시되는 영상의 표면에 조사되는 레이저광과 연동되는 이미지나 특수효과를 표시할 수 있는 것이다.

이러한 빔프로젝터(200)는, 도 2에 도시한 바와 같이 단일 개수로 구현되어 스크린(300)의 전면에 1개의 빔프로젝터(200)로서 표시할 수 있다.

또한 빔프로젝터(200)는, 도 3에 도시한 바와 같이 스크린(300)의 제1영역에 제1영상을 표시하는 제1빔프로젝터(210)와, 스크린(300)의 제1영역을 제외한 제2영역에 제2영상을 표시하는 제2빔프로젝터(220)로서 구현될 수 있다. 여기서 제1영역은 스크린(300)의 상측부, 제2영역은 스크린(300)의 하측부가 해당될 수 있으며, 또는 제1영역은 스크린(300)의 좌측부, 제2영역은 스크린(300)의 우측부가 해당될 수 있다.

레이저 조사기(100)는, 스크린 표면에 레이저광을 조사하는 레이저광 조사모듈이다. 레이저 조사기는, 내부에 레이저 조사 방향을 조절할 수 있는 수단이 구비되어 있다. 또한 레이저광 조사모듈은 다양한 파장의 레이저 다이오드로서 구현될 수 있는데, 관람객이 레이저광이 스크린의 영상 표면에 쏘여지고 있다고 착각할 수 있도록 할 수 있으면 레이저광 조사모듈이 아니더라도 다른 다양한 수단이 모두 해당될 수 있다.

미디어 서버(미도시)는, 하드웨어적으로는 통상적인 서버와 동일한 구성을 가지며, 소프트웨어적으로는 C, C++, Java, Visual Basic, Visual C 등과 같은 다양한 형태의 언어를 통해 구현되어 여러 가지 기능을 하는 프로그램 모듈을 포함한다. 또한, 일반적인 서버용 하드웨어에 도스(dos), 윈도우(window), 리눅스(linux), 유닉스(unix), 매킨토시(macintosh) 등의 운영 체제에 따라 다양하게 제공되고 있는 서버 프로그램을 이용하여 구현될 수 있다.

이러한 하드웨어 및 소프트웨어를 가지는 미디어 서버(미도시)는, 조사되는 레이저광의 방향에 연동되는 영상의 형상이 스크린(300)의 표면에 표시되도록 빔프로젝터(200)를 제어한다. 따라서 레이저빔으로 공간을 가로지르는 빛을 쏘고, 빔프로젝터로 스크린에 투사된 영상에 레이저빔에 연동되는 스토리에 대한 영상 컨텐츠가 스크린(300)의 표면에 표시된다. 따라서 관람자는 한 단계 발전된 융복합 컨텐츠의 공감각적인 경험을 체험하게 된다.

나아가 미디어 서버(미도시)는, 레이저 조사기를 제어하여, 레이저광의 조사위치, 깜밖임, 세기, 색깔 등을 조절할 수 있다.

예를 들어, 도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d는 레이저광에 의해 스크린 표면에 이미지가 형성되는 실제 사진을 도시하였는데, 레이저광의 조사방향을 적절히 제어하여 원하는 스토리를 가지는 영상을 스크린 표면에 표시할 수 있는 것이다.

나아가, 미디어 서버(미도시)는, 조사되는 레이저광의 방향에 연동되는 영상이 스크린의 표면에 표시되는 진행 상황에 따라서 제1빔프로젝터(210)의 제1영상과 제2빔프로젝터(220)의 제2영상을 각각 다른 형태로 표시할 수 있다. 예를 들어, 상측부를 비추는 제1빔프로젝터(210)는 제1이미지를 표시하며, 하측부를 비추는 제2빔프로젝터(220)는 제1이미지와 다른 제2이미지로서 표시한다. 따라서 조사되는 레이저광의 방향에 연동되는 영상이 스크린의 표면에 표시되는 진행 상황에 따라서 각 영역별로 다르게 표시하여, 관람객의 관람 즐거움을 배가시키도록 할 수 있다.

한편, 도시하지는 않았지만 프로젝션 맵핑 시스템은, 스크린(300) 주변에 연기를 발생시키는 포그 머신(미도시)을 추가로 더 포함할 수 있다. 포그 머신(미도시)(fog machine)이라 함은, 무대 위에서 연무 효과를 내도록 연기를 발생시키는 장치이다.

한편, 도시하지는 않았지만 프로젝션 맵핑 시스템은, 관객들의 호응도를 센싱하는 호응도 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서 호응도 센서(미도시)는, 관객들의 환호성 세기나 박수 소리를 센싱할 수 있는 음향 센서가 해당될 수 있다.

미디어 서버(미도시)는, 관객들의 호응도에 따라서 레이저광에 의한 부조 조각의 진행 속도를 다르게 제어한다. 예를 들어, 관객들의 환호성이나 박수 소리가 클수록 부조 조각의 진행 속도를 빠르게 함으로써, 레이저를 이용한 프로젝션 맵핑을 관람하는 관객들의 참여도를 높일 수 있게 된다.

상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.

100:레이저 조사기
200:빔프로젝터
300:스크린

Claims

스크린(300);
상기 스크린(300)의 후면 쪽에 배치되어, 상기 스크린(300)에 조사되는 레이저광과 연동되는 영상 이미지를 표시하는 빔프로젝터(200);
상기 스크린(300)의 전면 쪽에 배치되어, 상기 스크린(300)에 레이저광을 조사하는 레이저 조사기(300);
상기 레이저 조사기(300)를 제어하며, 조사되는 레이저광의 방향에 연동되는 영상이 스크린(300)의 표면에 표시되도록 상기 빔프로젝터(200)와 레이저 조사를 제어함으로써, 레이저빔이 무대를 가로지르며 3차원의 입체적인 공간감을 구현하게 안내하는 미디어 서버;를 포함하고,
상기 미디어 서버는, 조사되는 레이저광과 레이저광에 연동되는 영상이 스크린(300)의 표면에 표시되도록 하며,
상기 스크린(300)에 영상 투사하며, 스크린(300)에 표시되는 영상 표면에 조사되는 레이저광과 연동되는 영상 이미지를 표시하고,
상기 스크린(300) 주변에 연기를 발생시키는 포그 머신;을 포함하며,
상기 미디어 서버는, 진행 상황에 따라서 연기 발생 형태를 다르게 제어하는 레이저와 프로젝션 영상 동기화 시스템.
청구항 1에 있어서,
관객들의 호응도를 센싱하는 호응도 센서;를 더 포함하고,
상기 미디어 서버는, 관객들의 호응도에 따라서 레이저광의 진행 속도를 다르게 제어하는 레이저와 프로젝션 영상 동기화 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 빔프로젝터(200)는, 스크린(300)의 제1영역에 제1영상을 표시하는 제1빔프로젝터(210); 스크린(300)의 제1영역을 제외한 제2영역에 제2영상을 표시하는 제2빔프로젝터(220);를 포함하고,
상기 미디어 서버는, 조사되는 레이저광의 방향에 연동되는 영상이 스크린(300)의 표면에 표시되는 진행 상황에 따라서 상기 제1빔프로젝터(210)의 제1영상과 제2빔프로젝터(220)의 제2영상을 각각 다른 형태로 다르게 제어하는 레이저와 프로젝션 영상 동기화 시스템.
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