KR102197315B1 - 한대의 프로젝터로 경사스크린과 벽스크린에 투사하는 스크린골프 시스템 - Google Patents

한대의 프로젝터로 경사스크린과 벽스크린에 투사하는 스크린골프 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 한대의 프로젝터로 바닥 경사스크린과 벽스크린에 투사하는 스크린골프 시스템으로 바닥 경사스크린의 영상왜곡을 피하기위해 사전 보정하여 출력하는 방법을 통해 원본 영상에 가까운 화면을 표시하여주는 멀티스크린 골프 시스템이다.

Description

한대의 프로젝터로 경사스크린과 벽스크린에 투사하는 스크린골프 시스템{ Screen Golf System that projects on a bottom slope screen and wall screen simutaneously with a single projector }
스크린골프, 영상스크린, 퍼팅스크린
본 발명은 스크린골프 시스템의 화면구성 개선에 대한것으로 하나의 프로젝터로 멀티화면을 구성한것과 같은 효과를 내는 스크린골프 시스템에 관한것이다.
스크린 골프 시스템은 3D VR기술을 이용해 현실의 골프장과 유사한 VR 골프장 코스 데이터를 게임엔진을 이용해 진행속도에따라 표현하고 활용하여 실제 골프공을 클럽으로 치면서 진행하는것과 유사한 골프 시뮬레이션 시스템이다.
초기의 저해상도 스크린에서 현재의 FHD(Full HD)해상도까지 3D VR 데이터의 빠른 발전으로 스크린골프 시스템의 발전도 빠르게 이루어져왔다. 현재는 프로젝터를 추가하여 바닥에 페어웨이를 표시하여 몰입감을 높이고 그린을 표시해 퍼팅의 느낌을 증대시키는 수준까지 발전하였다.
위와 같이, 두개의 프로젝터를 이용해 화면을 구성하는 경우 프로젝터에 따라 색감이 달라 느끼게되는 어색함이 골프게임에 대한 게임 참여자의 몰입도를 떨어트리게되는 요인이된다. 즉, 프로젝터가 같은회사, 같은시기에 도입한 제품이라고 하더라도 제품에 따라 시간이 지나면 밝기, 색온도, 알파 등 투사되는 화면의 품질이 달라지는 문제에 의해 벽면스크린과 바닥스크린의 페어웨이 색깔이 달라지는등 가상현실의 완성도를 떨어트리는 원인으로 작용한다.
또한 프로젝터의 숫자가 늘어남에따라 관리비용도 함께 증가하게된다. 주기적으로 교환해야하는 헤드램프는 과거에 비해 저렴해지기는 하였지만 아직도 수십만원에 달하는 고가의 교환품이다. 두개의 프로젝터를 운영하며 하나의 스크린골프시스템을 운영하는 경우 두개의 프로젝터가 동일한 색상을 표시하지 못할수도 있으며 이때 하나의 프로젝터 램프만의 교환으로는 원하는 수준의 품질을 기대할 수 없다. 따라서 두개의 독립적인 프로젝터를 도입함으로서 바닥스크린을 간단히 구성할 수 있게되는 구성의 장점을 든다고 하더라도 관리와 운영의 문제점이 큰점은 해결해야할 단점으로 들수밖에없다.
더불어 현재의 FHD해상도는 16:9 의 가로세로비를 제공하므로 상대적으로 가로비가 길어서 스크린골프 화면을 구성하는데 있어 넓은 공간을 확보해야하는 공간상의 문제도 존재한다.
전술한 문제점을 해결하기 위한, 본 발명의 구현에 따른 한대의 프로젝터로 경사스크린과 벽스크린에 투사하는 스크린골프 시스템은 골프코스정보를 저장하고 있는 골프 Course Data부(1), Course Data를 기반으로 스크린 골프게임의 화면을 구성하기위한 알고리즘을 포함하고 있으며 다양한 부가정보를 구현하여주는 게임프로그램부(2), 게임프로그램에서 만들어진 골프게임 화면중 벽스크린에 표시할 정보를 구성하는 벽스크린 화면구성부(3), 또한 바닥(경사)스크린에 표시할 정보를 구성하는 바닥(경사)스크린 화면구성부(5), 그리고 벽과 바닥(경사) 스크린의 영상을 세로로 출력하기위한 영상 90도 회전부(4, 6), 바닥(경사)스크린영상의 바닥(경사)스크린 투사시 발생하는 화면의왜곡을 방지하기위한 바닥(경사)스크린 영상 조정부(7), 마지막으로 벽스크린 영상과 바닥(경사)스크린 영상을 합성하는 화면 합성부(8)와 화면출력부(9) 로 구성된다.
본 발명의 주된 차별점은 하나의 프로젝터를 통해 두개의 프로젝터로 구현한 기능의 대체와 함께 스크린골프시스템중 고가에 속하는 프로젝터의 관리를 용이하게 하며 색감이 달라질 수 있는 프로젝터를 하나로 관리하여 근본적인 해결책을 제시하고 와이드 16:9의 화면에 의한 넓은 공간을 확보해야하는 스크린골프룸의 한계를 극복하는데 있다.
본 발명에 따르면, 스크린 골프매장에서 FHD 와이드 스크린을 적용해 사용하는 한계로 넓은 공간이 필요한점, 그리고 공간의 최소화를 위해 가로 화면을 최대한 줄여 좌우로 찌그러진 형태의 왜곡된 화면을 봐야하는점, 두대의 프로젝터를 관리하며 배가하는 관리비용 그리고 별도의 프로젝터에 따른 화면 밝기/색온도/알파값의 불일치에 따른 낮은 화면 품질등에 대한 대안을 제시하여 준다.
따라서 이러한 한대의 프로젝터로 멀티스크린을 구현하는 본 발명의 방안은 스크린골프 매장마다 설치되는 장비의 숫자를 절약하고 이에따른 관리 비용을 줄이면서 프로젝터가 가진 해상도와 품질을 최대화하며 스크린골프 사용자에게 가상골프의 화면이 길게 펼처지게하여 실제 골프장 페어웨이에 가장 가까운 형태의 구현을 지원해준다고 할수 있겠다.
도 1은 시스템 구성도
도 2는 스크린 골프 구성도
도 3은 프로젝터 2대로 구성한 스크린 골프 시스템
도 4는 프로젝터 한대로 두개의 스크린 구성 예
도 5는 바닥(경사)스크린 투사를 위한 화면 보정 적용 예
도 6은 원본 영상을 두개의 스크린에 투사한 예
도 7은 바닥(경사)스크린을 퍼팅영역으로 활용한 예
본 발명은 한대의 프로젝터로 바닥(경사)스크린과 벽스크린에 투사하는 스크린골프 시스템을 구현하는방안에 대한 것이다.
기존의 전통적인 스크린 골프시스템은 그림2. 스크린 골프 구성도 와 같이 구성된다. 타격한 골프공을 받고 충격을 완화시키고 동시에 프로젝터(13)로 부터 투사된 영상을 표시하는 벽면 스크린(11)과 골프볼을 필드로 자동으로 올려주는 오토티업기(15), 골프클럽을 휘둘러 골프공을 칠때 골프볼과 클럽헤드의 움직임을 읽어 속도/방향/스핀 등을 판단하는 카메라 센서(12) 그리고 골프게임을 저장하고 있으면서 화면에 표시하고 게임을진행하는 PC콘솔(14)로 구성된다.
최근의 앞서가는 스크린골프 시스템은 스크린 골프 사용자의 경험을 최대화 하기위해 멀티스크린의 형태로 구성되어가고 있다. 그림 3. 프로젝터 2대로 구성한 스크린골프 시스템이 대표적인 예이다. 선도업체의 멀티스크린 골프시스템은 벽면 스크린(21)에 영상을 투사하는 벽 프로젝터(23)과 바닥 스크린(24)에 영상을 투사하는 바닥 프로젝터(22)로 구성된다. 이로서 바닥 프로젝터(22)가 투사하는 바닥 스크린을 통해 골프장의 잔디가 바로 발앞에 놓여있는듯한 착각을 불러일으키며 퍼팅시 잔디의 느낌을 발앞에 투사하여 보여주는등 경험치를 극대화하고 있다.
본 발명은 두대의 멀티프로젝터로 구성된 멀티스크린 골프시스템을 한대의 프로젝터로 대체하는 방안에 대한것으로 내부 구성은 그림 1. 시스템 구성도와 같다. 골프코스정보를 저장하고 있는 골프 Course Data부(1), Course Data를 기반으로 스크린 골프게임의 화면을 구성하기위한 알고리즘을 포함하고 있으며 다양한 부가정보를 구현하여주는 게임프로그램부(2), 게임프로그램에서 만들어진 골프게임 화면중 벽스크린에 표시할 정보를 구성하는 벽스크린 화면구성부(3), 또한 바닥(경사)스크린에 표시할 정보를 구성하는 바닥(경사)스크린 화면구성부(5), 그리고 벽과 바닥(경사) 스크린의 영상을 세로로 출력하기위한 영상 90도 회전부(4, 6), 바닥(경사)스크린영상의 바닥(경사)스크린 투사시 발생하는 화면의왜곡을 방지하기위한 바닥(경사)스크린 영상 보정부(7), 마지막으로 벽스크린 영상과 바닥(경사)스크린 영상을 합성하는 화면 합성부(8)와 화면출력부(9) 로 구성된다.
실제로 매장의 설치 예를 보면 그림 4. 프로젝터 한대로 두개의 스크린 구성 예와 같다. 즉, 한대의 프로젝터(31)을 세로로 투사하여 가로로 긴 화면이 아닌 세로로 긴화면을 구현하고 벽스크린(32)와 바닥(경사)스크린(33)에 영상을 투사하는 시스템이다. 영상을 녹색으로 표현하여 투사한 예를 보면 벽스크린에 투사한 영상(34)과 바닥(경사)스크린에 투사한 영상(35)과 같다.
바닥(경사)스크린에 투사한 영상(35)에서 보듯이 프로젝터와 가까운 면의 영상영역이 좁고 멀이지면서 넓어짐을 알 수 있다. 이러한 이유로 한대의 프로젝터로 두개의 멀티스크린을 구축하였을 경우 화면 영상의 왜곡이 발생한다. 따라서 이의 보정을 위해 화면투사 전에 바닥(경사)스크린의 영상을 보정하여 투사하여야한다. 이의 예가 그림 5. 바닥(경사)스크린 투사를 위한 화면 보정 적용 예이다. 벽면 스크린 원본 영상(41)과 바닥(경사)스크린 보정영상(42)을 프로젝터를 통해 투사한 영상은 벽 스크린영상(41), 바닥(경사)스크린 영상(43)과 같다. 따라서 스크린 골프 사용자가 화면을 통해 보는 영상은 왜곡없는 형태로 볼 수 있게된다. 이를 위해 실제로 게임프로그램내에서는 벽면 스크린의 원본 영상을 90도 회전시켜 와이드(16:9) 화면의 한편에 위치시키고 다른 한쪽에는 바닥(경사)스크린의 보정 영상을 위치한후 결합하여 프로젝터로 전달하여 스크린에 투사하게 된다.
실제의 골프코스 영상을 스크린에 표시한 예를 보면 그림 6. 원본 영상을 두개의 스크린에 투사한 예를 보면 알 수 있다. 먼저 골프코스의 페어웨이 원본 영상(51) 이 화면과 같다면 이를 벽 스크린과 바닥(경사)스크린에 투사하였을 경우 투사영상(52)와 같이된다. 이를 통해 스크린골프 사용자는 벽면스크린에만 표시되는 거리감이 있는 골프장의 느낌을 발앞에서 직접 눈으로 확인하며 몰입감있는 게임을 즐길수 있게된다.
그림 7. 바닥(경사)스크린을 퍼팅영역으로 활용 예를 보면 바닥스크린에 퍼팅을 위한 퍼팅그리드를 표시하여 감에만 의지해 진행하던 퍼팅을 실제화면상으로 굴리고 표시할 수 있어 재미를 배가할 수 있다.
1 : 골프 코스정보부
2 : 게임프로그램부
3 : 벽스크린 화면 구성부
4 : 벽 영상 회전부
5 : 바닥(경사) 스크린 화면 구성부
6 : 바닥(경사) 영상 회전부
7 : 바닥(경사) 스크린 영상 보정부
8 : 화면 합성부
9 : 화면 출력부
11 : 벽 스크린
12 : 카메라 센서
13 : 프로젝터
14 : PC콘솔
15 : 오토티업기
21 : 벽스크린
22 : 바닥(경사)스크린
23 : 벽 프로젝터
24 : 바닥(경사) 스크린
31 : 프로젝터
32 : 벽 스크린
33 : 바닥(경사) 스크린
34 : 벽 스크린 프로젝터 투사 영역
35 : 바닥(경사) 스크린 프로젝터 투사 영역
41 : 벽 스크린 영상
42 : 바닥(경사) 스크린 처리 영상
43 : 바닥(경사) 스크린 투사 영상
44 : 벽스크린 90도 회전 영상
45 : 바닥(경사) 스크린 90도 회전 영상
46 : 와이드 화면(16:9)
51 : 원본 영상
52 : 벽 스크린 + 바닥(경사) 스크린 투사 영상
61 : 벽 스크린 홀정보 표시 예
62 : 바닥(경사)스크린 퍼팅 정보 표시 예

Claims (4)

  1. 스크린 골프시스템에서 멀티스크린을 구현하는 방법으로서,
    골프 코스데이터를 저장하고 있는 골프코스데이터부;
    골프코스데이터를 이용해 게임을 진행하며 게임화면을 만드는 게임엔진기반 게임프로그램부;
    벽스크린 영상을 구현하는 벽영상화면 구성부와 영상 회전부;
    바닥(경사)영상화면구성부와 영상 회전부;
    바닥(경사)영상회전부 영상을 보정하여 영상의 바닥(경사)스크린 출력시 원형을 유지하도록 돕는 바닥 영상보정부;
    벽스크린 영상회전부 출력과 바닥(경사)스크린 영상회전부 출력을 합성하는 화면 합성부;
    합성된 화면을 출력하는 화면 출력부;를 포함하고
    바닥(경사) 스크린 영상을 바닥(경사)스크린에 표시하는 바닥(경사) 스크린골프시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 바닥 영상 보정부는 하단 바닥영상부를 2D변환을 통해 바닥(경사)스크린) 투사영상을 바닥(경사)처리 영상으로 확대보정하여 바닥(경사)스크린 출력시 원본과 같이 왜곡이 없도록 출력하는 바닥(경사) 스크린골프시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    합성된 화면을 출력하는 출력부에 프로젝터를 세로로 투사하여 가로로 긴 영상을 위아래가 긴 영상으로 변경하여 출력하는 영상 출력부를 포함하는 바닥(경사) 스크린골프시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    바닥(경사) 스크린에 퍼팅라인을 표시하여 스크린 골프 사용자가 그린위에서 퍼팅을 하는것과 같은 느낌이 들게 하는 바닥(경사) 스크린골프시스템.
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KR20220136574A (ko) 2021-03-31 2022-10-11 홍동기 실제 필드를 체감할 수 있는 4d형 스크린 골프 모션 시뮬레이터

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