KR102231649B1 - 3d데이터를 이용하여 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 장치 및 방법 - Google Patents
3d데이터를 이용하여 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 장치 및 방법에 관한 것으로, 상기 홀로그램 생성 장치는 평면 디스플레이 패널의 화면 영역을 형성하는 복수의 캔버스들과 3D 객체를 적어도 3개의 방향들 각각에서 분해한 전개도 방식의 평면 분해체들로 구성된 홀로그램 대상 객체를 생성하는 홀로그램 객체 생성부, 상기 평면 디스플레이 패널을 통해 상기 홀로그램 대상 객체를 상기 적어도 3개의 방향들 각각에 대응하여 형성되는 반사면들을 향해 출력하여 상기 3D 객체에 관한 3차원 홀로그램을 생성하는 홀로그램 생성부 및 사용자 단말과 연동하여 상기 3차원 홀로그램과의 쌍방향 인터랙션(interaction)을 제공하는 인터랙션 제공부를 포함한다.
Description
본 발명은 3D데이터를 이용한 홀로그램 생성 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 홀로그램 대상 객체(3D데이터)를 다면체에 반사시켜 생성한 홀로그램과의 상호작용을 제공할 수 있는 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 3D 입체 영상을 제공하는 기술이 발전하여, 3D TV나 홀로그램 공연 같은 다양한 형태의 실감 영상을 제공하는 제품이나 서비스가 등장하고 있다. 영상을 좌안과 우안이 바라보는 시각의 차이를 고려하여 제공되기도 하고, 3D TV의 경우와 같이 특수안경을 통해 좌우안이 인식하는 영상을 달리하여 제공될 수도 있다. 홀로그램 기술을 이용해 3D 효과를 제공하는 형태는 플로팅 이미지(floating image) 방식이 최근 상용화되고 있다.
한국공개특허 제10-2007-0093523(2007.09.19)호는 홀로그램을 사용한 자동광고장치에 관한 것으로, 종래의 광고장치보다 좀 더 화려하고, 호기심을 자극하여 주변 사람들의 이목을 끌 수 있는 광고장치를 제공하기 위하여 일정한 속도로 천천히 회전하는 광고장치에 입체영상이 촬영된 감광판과 레이저로 등의 광원장치를 사용하여 홀로그램을 재생해 입체적인 영상이나 문자 등을 보여주도록 하는 기술을 개시하고 있다.
한국공개특허 제10-2009-0103575(2009.10.01)호는 광고용 홀로그램 영상장치에 관한 것으로, 종래 발명과 달리 입체영상부의 측면을 따라 홀로그램을 이용한 스크린부재가 연이어 설치된 것에 의하여 어느 방향에 있는 사람에게도 영상이 노출됨으로 광고효과가 현저히 향상될 수 있고 스크린부재에 영상을 조사하는 프로젝터를 회전체에 의하여 회전시키는 것에 의하여 스크린부재 보다 적은 개수의 프로젝터로도 영상을 구현할 수 있게 되므로 설치 및 유지보수 비용이 감소할 수 있는 기술을 개시하고 있다.
일반적인 플로팅 이미지 방식의 홀로그램은 2D영상을 만들고 이를 홀로그램용 영상으로 만들어 홀로그램 장치를 통해 홀로그램을 구현한다. 가장 대표적인 것으로는 홀로그램 공연 등이 있으며 박물관이나 전시관 등에 피라미드형 홀로그램 등이 있다.
그러나, 이런 홀로그램 등은 2D영상을 제작하는데 들어가는 시간적 비용적인 문제와 단순히 보기만 하는 것에 의한 식상함으로 인해 이벤트 행사 등에 이용되기는 하지만 보편화 되지 못하고 있다.
AR/VR, 홀로그램 등 실감서비스와 3D프린팅에 이용되는 3D데이터와 이를 볼 수 있는 3D뷰어 기술을 이용한 홀로그램 장치가 있으면 홀로그램용 콘텐츠 제작을 쉽게 하며 또한 상호작용이 가능한 인터랙션 기능을 추가하면 실물을 만지지 않더라도 실제 실물을 만져서 보는 효과를 가질 수 있어 박물관 전시 외 일반 전시, 교육, 실감서비스 등에 활용이 가능하다.
그래서, 본 발명의 일 실시예는 3D데이터의 평면분해체를 다면체에 반사시켜 생성한 홀로그램과의 상호작용을 제공할 수 있는 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 3D데이터의 평면분해체의 크기를 최대화하여 홀로그램 장치의 평면 디스플레이 패널 상에서 화면 공간 낭비를 최소화할 수 있는 3D데이터를 이용한 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 홀로그램 기술 활용의 보편화를 위해 모바일 디스플레이 기기를 통해 홀로그램을 생성하는 과정에서 기기 간의 동기화를 제공하여 홀로그램에 대한 인터랙션을 제공할 수 있는 3D데이터를 이용한 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 3D데이터를 이용한 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 장치는 평면 디스플레이 패널의 화면 영역을 형성하는 복수의 캔버스들과 3D 객체를 적어도 3개의 방향들 각각에서 분해한 전개도 방식의 평면 분해체들로 구성된 홀로그램 대상 객체를 생성하는 홀로그램 객체 생성부, 상기 평면 디스플레이 패널을 통해 상기 홀로그램 대상 객체를 상기 적어도 3개의 방향들 각각에 대응하여 형성되는 반사면들을 향해 출력하여 상기 3D 객체에 관한 3차원 홀로그램을 생성하는 홀로그램 생성부 및 사용자 단말과 연동하여 상기 3차원 홀로그램과의 쌍방향 인터랙션(interaction)을 제공하는 인터랙션 제공부, 이를 홀로그램으로 구현 시 홀로그램의 크기, 색상, 음향, 회전여부, 방향 등을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 홀로그램 객체 생성부는 사용자의 선택에 의해 네트워크를 통해 3D 데이터를 수신하거나 또는 로컬에 있는 3D 객체에 대한 3D 데이터를 기초로 상기 홀로그램 대상 객체를 생성할 수 있다.
상기 홀로그램 객체 생성부는 적어도 하나의 중앙 캔버스 및 중앙 캔버스의 양쪽에 대칭적으로 형성되는 좌우 캔버스들을 상기 전개도 방식으로 생성하는 단계, 상기 중앙 캔버스 및 좌우 캔버스들 각각에 평면 분해체들을 배치하는 과정에서 각 평면 분해체의 제1 중심과 각 캔버스에 내접하는 원의 제2 중심을 서로 매칭시켜 배치하는 단계, 상기 중앙 캔버스에 배치되는 평면 분해체에 대해, 상기 3D 객체의 가로 길이가 세로 길이보다 더 큰 경우 상기 제1 중심을 아래로 특정 거리만큼 이동시키거나 또는 상기 3D 객체의 세로 길이가 가로 길이보다 더 큰 경우 상기 제1 중심을 위로 특정 거리만큼 이동시키는 단계 및 상기 제1 중심을 기준으로 상기 평면 분해체의 크기를 상기 중앙 캔버스의 경계 방향으로 확대시키는 단계를 수행할 수 있다.
상기 홀로그램 객체 생성부는 상기 홀로그램 대상 객체가 3개의 평면 분해체들을 포함하는 경우 상기 중앙 캔버스에 배치되는 평면 분해체에 대응되도록 상기 좌우 캔버스들 각각에 배치되는 좌우 평면 분해체들의 크기와 위치를 결정하고 상기 좌우 평면 분해체들의 수평 중심축을 아래로 소정의 거리만큼 이동시키는 단계를 더 수행할 수 있다.
상기 홀로그램 생성부는 적어도 3개의 반사면들을 포함하는 미러 다면체 모듈 및 상기 미러 다면체 모듈의 상부에 배치되는 평면 디스플레이 패널을 통해 상기 홀로그램 대상 객체를 상기 적어도 3개의 반사면들을 향해 투사하는 평면 디스플레이 패널 모듈을 포함할 수 있다.
상기 평면 디스플레이 패널 모듈은 상기 평면 디스플레이 패널을 포함하는 모바일 디스플레이 기기를 분리 가능하게 결합할 수 있는 모바일 기기 하우징을 포함할 수 있다.
상기 인터랙션 제공부는 상기 사용자 단말 간 연결을 통해 사용자의 요구(홀로그램확대, 축소, 회전방향, 색상, 음향, 음성, 텍스트 표기, 회전 정지 및 플레이 등)를 수신하여 제어부로 전달하는 기능을 포함할 수 있다
상기 제어부의 역할은 인터랙션 제공부를 통해 수신되는 사용자 제어 신호에 따라 상기 사용자 요구 사용자의 요구(홀로그램확대, 축소, 회전방향, 음향, 음성, 텍스트 표기, 회전 정지 및 플레이 등) 중 적어도 하나를 실시간 변경할 수 있다.
실시예들 중에서, 3D데이터를 이용한 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 방법은 평면 디스플레이 패널의 화면 영역을 형성하는 복수의 캔버스들과 3D 객체를 적어도 3개의 방향들 각각에서 분해한 전개도 방식의 평면 분해체들로 구성된 홀로그램 대상 객체를 생성하는 단계, 평면 디스플레이 패널을 통해 상기 홀로그램 대상 객체를 상기 적어도 3개의 방향들 각각에 대응하여 형성되는 반사면들을 향해 출력하여 상기 3D 객체에 관한 3차원 홀로그램을 생성하는 단계 및 사용자 단말과 연동하는 인터랙션 제공부와 사용자의 요구로 홀로그램 장치를 제어하는 기능을 제공하는 단계를 포함한다.
실감서비스를 제공하는 방법에는 AR, VR, 홀로그램, MR 등 여러 다양한 기술 등이 개발되고 있다. 그중 AR/VR/MR 등은 1인 시점으로 이를 즐기기 위한 특별한 장치가 필요하지만 홀로그램 방식은 특별한 장치없이 실감서비스를 즐길 수 있는 장치이다. 하지만, 이제까지는 만들어진 2D영상으로 만들어진 홀로그램 영상을 일방적으로 관람하거나 또는 제한적인 기능의 인터랙션으로 보편화를 하기가 쉽지 않았다.
개시된 홀로그램 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 3D데이터를 이용한 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 장치 및 방법은 캔버스 영역과 해당 영역 내 홀로그램 대상 객체의 크기를 최대화하고 평면 디스플레이 패널 상에서 화면 공간 낭비를 최소화하여 단위 홀로그램 장치에서 홀로그램 영상의 크기를 최대화 할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 3D데이터를 이용한 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 장치 및 방법은 모바일 디스플레이 기기를 통해 홀로그램을 생성하는 과정에서 기기 간의 연동을 제공하여 홀로그램에 대한 인터랙션을 제공할 수 있다.
개시된 기술은 실제 생활에서 전시, 광고나 교육 방면에서 크게 효과를 가질 수 있다. 전시, 광고 방면에서 크기가 너무 크거나, 작거나, 너무 비싸거나, 수량이 한정되어 있거나, 등 기타 여러가지 사유로 실제 만져가며 보기 어려운 것들을 모바일을 통해 리모콘의 역할로 홀로그램을 자유로이 확대, 축소, 정지화면, 음향 플레이, 음성 플레이, 회전시켜 다양한 전시를 제공할 수 있다.
교육 방면에서는 역사 유물을 자유로이 회전시켜 위, 아래, 속 등을 볼 수 있을 뿐 아니라 보거나 만지기 어려운 생물들을 원하는 각도와 크기로 자세히 볼 수 있는 장점이 있다. 또한, 여러 홀로그램 장비를 1개의 모바일로 동시에 조정할 수 있고 1개의 장비를 여러 모바일로 조정할 수 있기에 선생님 뿐만 아니라 아이들이 직접 자신의 모바일이나 태블릿으로 조절함으로써 초등교육의 모둠 교육(조별 교육)에 실용적이면서 디지털교육에 효과적인 실감서비스가 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램 생성 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 홀로그램 생성 장치의 물리적 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 있는 홀로그램 생성 장치의 기능적 구성을 설명하는 블록도이다.
도 4는 도 1에 있는 홀로그램 생성 장치에서 수행되는 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 과정을 설명하는 순서도이다.
도 5는 도 3에 있는 홀로그램 생성부의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 6은 3D 객체의 중심을 기준으로 평면 분해체들을 배치하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 7은 평면 분해체의 크기를 최적화하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 8은 캔버스가 3면으로 구성된 경우에 있어서 좌우측 평면 분해체들의 수평 중심축을 정렬하여 홀로그램 영상을 최대화 하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 9는 도 1에 있는 홀로그램 생성 장치의 다양한 실시예들과 생성되는 홀로그램의 화면 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 홀로그램 생성 장치의 물리적 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 있는 홀로그램 생성 장치의 기능적 구성을 설명하는 블록도이다.
도 4는 도 1에 있는 홀로그램 생성 장치에서 수행되는 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 과정을 설명하는 순서도이다.
도 5는 도 3에 있는 홀로그램 생성부의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 6은 3D 객체의 중심을 기준으로 평면 분해체들을 배치하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 7은 평면 분해체의 크기를 최적화하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 8은 캔버스가 3면으로 구성된 경우에 있어서 좌우측 평면 분해체들의 수평 중심축을 정렬하여 홀로그램 영상을 최대화 하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 9는 도 1에 있는 홀로그램 생성 장치의 다양한 실시예들과 생성되는 홀로그램의 화면 구성을 설명하는 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램 생성 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 홀로그램 생성 시스템(100)은 외부 시스템(110), 홀로그램 생성 장치(130), 데이터베이스(150) 및 사용자 단말(170)을 포함할 수 있다.
외부 시스템(110)은 홀로그램 생성 장치(130)의 홀로그램 생성을 지원하는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있고, 스마트폰, 노트북 또는 컴퓨터로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 태블릿 PC 등 다양한 디바이스로도 구현될 수 있다.
외부 시스템(110)은 홀로그램 생성 장치(130)와 네트워크를 통해 연결될 수 있고, 복수의 외부 시스템(110)들은 홀로그램 생성 장치(130)와 동시에 연결되어 동작할 수 있다. 네트워크(인터넷) 환경에서 외부 시스템(110)의 컨텐츠는 홀로그램 생성 장치(130)를 통해 데이터베이스(150)에 저장될 수 있고, 사용자 단말(170)은 홀로그램 생성 장치(130)를 통해 데이터베이스(150)에 저장된 컨텐츠에 접근할 수 있다.
일 실시예에서, 외부 시스템(110)은 홀로그램 생성 대상이 되는 3D 객체의 3D 데이터 또는 텍스트 데이터를 저장하고 관리하는 서버로서 동작할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 외부 시스템(110)에 접속하여 홀로그램 생성 장치(130)를 통해 생성하고자 하는 홀로그램의 대상이 되는 3D 객체를 선택할 수 있고, 해당 3D 객체에 대한 3D뷰를 미리 감상할 수 있다. 또한, 사용자는 외부 시스템(110)을 통해 3D 객체에 대한 3D 데이터를 홀로그램 생성 장치(130)에게 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 외부 시스템(110)은 홀로그램 생성 장치(130)와 사용자 단말(170) 간의 연결을 관리할 수 있다. 보다 구체적으로, 외부 시스템(110)은 복수의 홀로그램 생성 장치(130)들과 복수의 사용자 단말(170)들 간의 매칭을 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(170)은 외부 시스템(110)을 통해 연결 가능한 홀로그램 생성 장치(130)를 확인할 수 있고, 특정 홀로그램 생성 장치(130)를 선택하여 연결을 시도할 수 있다. 이 경우, 외부 시스템(110)은 사용자 단말(170)과 해당 특정 홀로그램 생성 장치(130) 간의 연결을 처리할 수 있다.
결과적으로, 외부 시스템(110)은 네트워크 환경 하에서 홀로그램 생성 장치(130)와 사용자 단말(170) 간의 1:N 연결 또는 N:1 연결을 제공하고 관리하는 동작을 처리할 수 있다. 즉, 외부 시스템(110)은 홀로그램 생성 장치(130)와 사용자 단말(170) 간의 매칭을 통해 사전 승인된 사용자 만이 각 홀로그램 생성 장치(130)와 연결되어 쌍방향 인터랙션을 수행하도록 제어할 수 있다.
홀로그램 생성 장치(130)는 3차원 객체에 관한 3차원 홀로그램을 생성할 수 있는 컴퓨터 또는 프로그램에 해당하는 서버로 구현될 수 있다. 홀로그램 생성 장치(130)는 외부 시스템(110) 및 사용자 단말(170)과 블루투스, WiFi, 통신망 등을 통해 무선으로 연결될 수 있고, 네트워크를 통해 외부 시스템(110) 및 사용자 단말(170)과 데이터를 각각 주고받을 수 있다.
일 실시예에서, 홀로그램 생성 장치(130)는 데이터베이스(150)와 연동하여 홀로그램 생성 및 쌍방향 인터랙션 제공 과정에서 필요한 정보를 저장할 수 있다. 한편, 홀로그램 생성 장치(130)는 도 1과 달리, 데이터베이스(150)를 내부에 포함하여 구현될 수 있다. 홀로그램 생성 장치(130)는 프로세서, 메모리, 사용자 입출력부 및 네트워크 입출력부를 포함하여 구현될 수 있으며, 이에 대해서는 도 2에서 보다 자세히 설명한다.
일 실시예에서, 홀로그램 생성 장치(130)는 외부 시스템(110)과 독립적으로 사용자 단말(170)과의 연결 동작을 처리할 수 있다. 즉, 외부 시스템(110)이 제공하는 연결 기능을 홀로그램 생성 장치(130)가 자체적으로 처리할 수 있다. 보다 구체적으로, 홀로그램 생성 장치(130)는 네트워크 통신이 단절된 경우에도 연결 요청에 따라 직접 사용자 단말(170)과의 연결을 제공할 수 있다. 이 때, 홀로그램 생성 장치(130)는 특정 사용자 단말(170)과의 1:1 연결을 제공하거나 또는 복수의 사용자 단말(170)들과의 일대다 1:N 연결을 제공할 수 있다.
데이터베이스(150)는 홀로그램 생성 과정에서 필요한 다양한 정보들을 저장하는 저장장치에 해당할 수 있다. 데이터베이스(150)는 3D 객체의 3D 데이터를 저장할 수 있고, 3D 객체의 홀로그램 대상 객체에 관한 정보를 저장할 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 홀로그램 생성 장치(130)가 3차원 홀로그램을 생성하고 쌍방향 인터랙션을 제공하는 과정에서 다양한 형태로 수집 또는 가공된 정보들을 저장할 수 있다.
사용자 단말(170)은 3차원 홀로그램과의 쌍방향 인터랙션을 수행할 수 있는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있고, 스마트폰, 노트북 또는 컴퓨터로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 태블릿 PC 등 다양한 디바이스로도 구현될 수 있다. 사용자 단말(170)은 홀로그램 생성 장치(130)와 네트워크를 통해 연결될 수 있고, 복수의 사용자 단말(170)들은 홀로그램 생성 장치(130)와 동시에 연결될 수 있다. 즉, 하나의 사용자 단말(170)은 복수의 홀로그램 생성 장치(130)와 연결되어 동작할 수 있고, 하나의 홀로그램 생성 장치(130)는 복수의 사용자 단말(170)들과 동시에 연결되어 3차원 홀로그램에 관한 쌍방향 인터랙션을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자 단말(170)은 네트워크 통신이 불가능한 경우에도 홀로그램 생성 장치(130)와 블루투스나 Wifi 등 무선통신으로 직접 연결되어 3차원 홀로그램에 관한 쌍방향 인터랙션을 수행할 수 있다. 이 경우, 홀로그램 생성 장치(130)는 직접 연결된 데이터베이스(150)에 저장된 정보만을 이용하여 홀로그램을 생성하고 사용자 단말(170)과의 쌍방향 인터랙션을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자 단말(170)은 홀로그램 생성 장치(130)와 연동하여 홀로그램 대상 객체를 재생할 수 있다. 이 경우, 사용자 단말(170)은 모바일 디스플레이 기기의 역할을 수행할 수 있고, 홀로그램 생성 장치(130)의 일 구성요소로서 동작할 수 있으며, 홀로그램 생성 장치(130)와의 연동을 위한 애플리케이션이 설치될 수 있다. 한편, 사용자 단말(170)이 모바일 디스플레이 기기로서 동작하는 경우 다른 사용자 단말(170)과 연결되어 3차원 홀로그램에 관한 쌍방향 인터랙션을 수행할 수 있다.
도 2는 도 1에 있는 홀로그램 생성 장치의 물리적 구성을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 홀로그램 생성 장치(130)는 프로세서(210), 메모리(230), 사용자 입출력부(250) 및 네트워크 입출력부(270)를 포함하여 구현될 수 있다.
프로세서(210)는 3차원 홀로그램이 생성되어 쌍방향 인터랙션을 제공하는 홀로그램 생성 장치(130)의 각 동작을 처리하는 프로시저를 실행할 수 있고, 그 과정 전반에서 읽혀지거나 작성되는 메모리(230)를 관리할 수 있으며, 메모리(230)에 있는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리 간의 동기화 시간을 스케줄할 수 있다. 프로세서(210)는 홀로그램 생성 장치(130)의 동작 전반을 제어할 수 있고, 메모리(230), 사용자 입출력부(250) 및 네트워크 입출력부(270)와 전기적으로 연결되어 이들 간의 데이터 흐름을 제어할 수 있다. 프로세서(210)는 홀로그램 생성 장치(130)의 GPU(Graphic Processing Unit)로 구현될 수 있으나, 필요에 따라 CPU(Central Processing Unit)로 구현될 수도 있다.
메모리(230)는 SSD(Solid State Drive) 또는 HDD(Hard Disk Drive)와 같은 비휘발성 메모리로 구현되어 홀로그램 생성 장치(130)에 필요한 데이터 전반을 저장하는데 사용되는 보조기억장치를 포함할 수 있고, RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리로 구현된 주기억장치를 포함할 수 있다.
사용자 입출력부(250)는 사용자 입력을 수신하기 위한 환경 및 사용자에게 특정 정보를 출력하기 위한 환경을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입출력부(250)는 터치 패드, 터치 스크린, 화상 키보드 또는 포인팅 장치와 같은 어댑터를 포함하는 입력장치 및 모니터 또는 터치스크린과 같은 어댑터를 포함하는 출력장치를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 입출력부(250)는 원격 접속을 통해 접속되는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있고, 그러한 경우, 홀로그램 생성 장치(130)는 서버로서 수행될 수 있으며, 이 경우 사용자 입출력부(250)는 블루투스, 지그비, 와이파이 등을 이용할 수 있다.
네트워크 입출력부(270)은 네트워크를 통해 외부 장치 또는 시스템과 연결하기 위한 환경을 포함하고, 예를 들어, LAN(Local Area Network), MAN(Metropolitan Area Network), WAN(Wide Area Network) 및 VAN(Value Added Network) 등의 통신을 위한 어댑터를 포함할 수 있다.
도 3은 도 1에 있는 홀로그램 생성 장치의 기능적 구성을 설명하는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 홀로그램 생성 장치(130)는 홀로그램 객체 생성부(310), 홀로그램 생성부(330), 인터랙션 제공부(350) 및 제어부(370)를 포함할 수 있다.
홀로그램 객체 생성부(310)는 평면 디스플레이 패널의 화면 영역을 형성하는 복수의 캔버스들과 3D 객체를 적어도 3개의 방향들 각각에서 분해한 전개도 방식의 평면 분해체들로 구성된 홀로그램 대상 객체를 생성할 수 있다. 여기에서, 평면 분해체는 3D 객체를 특정 방향에서 바라본 2D 이미지에 대응될 수 있다. 예를 들어, 평면 분해체는 3D 객체에 대한 전, 후, 좌 및 우방향 이미지들에 해당할 수 있다.
또한, 홀로그램 대상 객체는 3D 객체에 관한 3D데이터를 기초로 생성되는 객체로서 3D 객체를 다양한 방향에서 바라본 이미지 형태로 표현될 수 있다. 즉, 홀로그램 대상 객체는 3D 객체에 대한 홀로그램 구현을 위해 특정 구간 동안 재생되도록 연속되는 복수의 이미지들 또는 동영상 내에 포함되어 출력될 수 있다. 결과적으로, 홀로그램 대상 객체는 홀로그램 생성 장치(130)에서 생성되는 평면 분해체들이 화면 영역을 구성하는 캔버스 내에 배치되어 생성되는 결과물에 해당할 수 있다.
한편, 본 발명은 홀로그램 대상 객체를 홀로그램 생성에 사용되는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 3D 객체를 화면 영역으로 대응시켜 변환하거나 또는 출력하는 다양한 분야에서 활용될 수 있다.
보다 구체적으로, 홀로그램 객체 생성부(310)는 평면 디스플레이 패널의 화면 영역을 형성하는 복수의 캔버스들을 생성할 수 있으며, 평면 디스플레이 패널은 3D 객체에 관한 이미지 또는 영상을 출력하는 디스플레이 장치에 해당할 수 있다. 홀로그램 객체 생성부(310)는 3D 객체에 대한 3D 데이터를 기초로 미리 설정된 방향에 대응하는 평면 분해체들을 생성한 다음 각 캔버스 내에서 평면 분해체들의 위치와 크기를 최적화하여 홀로그램 대상 객체를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 홀로그램 객체 생성부(310)는 네트워크를 통해 사용자의 선택에 의해 결정된 3D 객체에 대한 3D 데이터를 수신하고 3D 데이터를 기초로 홀로그램 대상 객체를 생성할 수 있다. 홀로그램 생성에 필요한 데이터 양이 상대적으로 많고 홀로그램 생성 장치(130)의 내부 저장 장치의 저장 공간은 제한적인 점을 고려하여 홀로그램 생성 장치(130)는 홀로그램 객체 생성부(310)를 통해 네트워크로 연결된 외부 시스템(110)으로부터 3D 데이터를 수신할 수 있다.
한편, 외부 시스템(110)은 3D 객체의 3D 데이터 또는 텍스트 데이터를 저장하고 관리하는 서버로서 동작할 수 있으며, 홀로그램 객체 생성부(310)와 연동하거나 또는 논리적 일 구성요소로 홀로그램 객체 생성부(310)의 내부에 포함되어 동작할 수 있다.
일 실시예에서, 홀로그램 객체 생성부(310)는 적어도 하나의 중앙 캔버스 및 중앙 캔버스의 양쪽에 대칭적으로 형성되는 좌우 캔버스들을 전개도 방식으로 생성하는 단계, 중앙 캔버스 및 좌우 캔버스들 각각에 평면 분해체들을 배치하는 과정에서 각 평면 분해체의 제1 중심과 각 캔버스에 내접하는 원의 제2 중심을 서로 매칭시켜 배치하는 단계, 중앙 캔버스에 배치되는 평면 분해체에 대해, 3D 객체의 가로 길이가 세로 길이보다 더 큰 경우 제1 중심을 아래로 특정 거리만큼 이동시키거나 또는 3D 객체의 세로 길이가 가로 길이보다 더 큰 경우 제1 중심을 위로 특정 거리만큼 이동시키는 단계 및 제1 중심을 기준으로 평면 분해체의 크기를 중앙 캔버스의 경계 방향으로 확대시키는 단계를 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 홀로그램 객체 생성부(310)는 3개의 반사면으로 구성된 홀로그램 장치에 사용될 수 있도록 3면의 캔버스들을 전개도 방식으로 생성할 수 있고, 이 경우 중앙 캔버스는 삼각형 또는 사다리꼴로 형성될 수 있고, 좌우 캔버스들은 중앙 캔버스에 대응되어 삼각형 또는 사다리꼴로 형성될 수 있으며, 1개의 중앙 캔버스와 좌우 캔버스들로 구성될 수 있다. 한편, 적어도 하나의 중앙 캔버스와 좌우 캔버스들은 동일 평면 상에 배치되어 사각형 형태의 평면 디스플레이 화면을 형성할 수 있다.
중앙 캔버스와 좌우 캔버스들은 각각 평면 분해체가 배치되는 영역에 해당할 수 있고, 각 캔버스들이 결합되면 하나의 홀로그램 대상 객체를 형성할 수 있다. 각 캔버스들의 크기와 형태는 반사면의 개수, 홀로그램 대상 객체의 크기에 따라 다양하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 홀로그램 객체 생성부(310)는 4개의 반사면으로 구성된 홀로그램 장치에 사용될 수 있도록 4면의 캔버스들을 전개도 방식으로 생성할 수 있고, 이 경우 각 캔버스는 모두 동일한 형태의 삼각형으로 생성될 수 있으며, 대칭적으로 형성되는 2개의 중앙 캔버스와 좌우 캔버스들로 구성될 수 있다.
또한, 홀로그램 객체 생성부(310)는 중앙 캔버스 및 좌우 캔버스들 각각에 평면 분해체들을 배치하는 과정에서 각 평면 분해체의 제1 중심과 각 캔버스에 내접하는 원의 제2 중심을 서로 매칭시켜 배치할 수 있다. 중앙의 평면 분해체는 일반적으로 3D 객체의 전방향 이미지에 해당할 수 있고, 따라서 제1 중심은 3D 객체의 중심에 해당할 수 있다.
예를 들어, 3D 객체의 중심은 3D 객체를 포함하는 최소 경계 사각형의 중심에 해당할 수 있다. 제2 중심은 중앙 캔버스에 내접하는 원의 중심으로서 중앙 캔버스의 크기와 형태에 따라 결정될 수 있다. 홀로그램 객체 생성부(310)는 중앙 캔버스 및 좌우 캔버스들 각각에 대해 각 캔버스에 내접하는 원의 중심에 각 평면 분해체들의 중심을 일치시켜 캔버스 내에서 평면 분해체의 기본 위치를 결정할 수 있다.
또한, 홀로그램 객체 생성부(310)는 중앙 캔버스에 배치되는 평면 분해체에 대해, 3D 객체의 가로 길이가 세로 길이보다 더 큰 경우 제1 중심을 아래로 특정 거리만큼 이동시키거나 또는 3D 객체의 세로 길이가 가로 길이보다 더 큰 경우 제1 중심을 위로 특정 거리만큼 이동시킬 수 있다. 홀로그램 객체 생성부(310)는 캔버스 내에 낭비되는 공간을 최대한 활용하기 위하여 평면 분해체의 중심을 이동시킬 수 있으며, 중심의 이동 방향은 3D 객체의 가로 길이와 세로 길이 간의 비율에 따라 결정될 수 있다. 즉, 홀로그램 객체 생성부(310)는 가로 길이가 세로 길이보다 더 큰 경우 제1 중심을 아래로 이동시킬 수 있고, 세로 길이가 가로 길이보다 더 큰 경우 제1 중심을 위로 이동시킬 수 있다.
또한, 홀로그램 객체 생성부(310)는 제1 중심을 기준으로 평면 분해체의 크기를 중앙 캔버스의 경계 방향으로 확대시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 3D 객체의 가로 길이가 세로 길이보다 더 긴 경우 제1 중심이 아래로 이동함에 따라 캔버스 내에서 평면 분해체에 대한 공간이 확보될 수 있고, 홀로그램 객체 생성부(310)는 캔버스의 가로 및 세로 길이를 고려하여 평면 분해체의 크기를 확대시켜 화면 이용률을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에서, 홀로그램 객체 생성부(310)는 홀로그램 대상 객체가 3개의 평면 분해체들을 포함하는 경우 중앙 캔버스에 배치되는 평면 분해체에 대응되도록 좌우 캔버스들 각각에 배치되는 좌우 평면 분해체들의 크기와 위치를 결정하고 좌우 평면 분해체들의 수평 중심축을 아래로 소정의 거리만큼 이동시키는 단계를 더 수행할 수 있다. 좌우 캔버스들에 배치되는 좌우 평면 분해체들은 중앙 캔버스에 배치되는 평면 분해체의 위치와 크기에 대응되어 형성될 수 있고, 중앙의 평면 분해체에 대응되어 배치될 경우 좌우 평면 분해체들이 캔버스 경계를 벗어나 배치될 수 있다.
즉, 홀로그램 객체 생성부(310)는 좌우 평면 분해체들의 수평 중심축을 아래로 소정의 거리만큼 이동시킬 수 있고, 이를 통해 좌우측에 배치된 반사면들에서 홀로그램의 일부가 형성되지 않는 현상을 예방할 수 있다. 홀로그램 생성 장치(130)는 평면 분해체의 확대 비율에 따른 좌우 평면 분해체들의 수평 중심축에 관한 이동 거리를 사전에 설정하여 활용할 수 있다.
홀로그램 생성부(330)는 평면 디스플레이 패널을 통해 홀로그램 대상 객체를 적어도 3개의 방향들 각각에 대응하여 형성되는 반사면들을 향해 출력하여 3D 객체에 관한 3차원 홀로그램을 생성할 수 있다. 평면 디스플레이 패널은 반사면의 상부에 배치되면 피라미드형이 될 수 있고 하부에 배치되면 역피라미드형이 될 수 있으며 평면 디스플레이 패널을 통해 재생되는 영상은 반사면을 향해 자동으로 출력될 수 있다. 출력되는 영상은 반사면에 반사되거나 통과될 수 있고, 적어도 3개의 반사면으로 형성되는 미러 다면체 모듈의 내부에 홀로그램을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 홀로그램 생성부(330)는 적어도 3개의 반사면들을 포함하는 미러 다면체 모듈 및 미러 다면체 모듈의 상하부에 배치되는 평면 디스플레이 패널을 통해 홀로그램 대상 객체를 적어도 3개의 반사면들을 향해 출력하는 평면 디스플레이 패널 모듈을 포함할 수 있다. 홀로그램 생성부(330)는 3차원 홀로그램을 생성하기 위하여 홀로그램에 관한 영상을 재생하는 재생 모듈로서 평면 디스플레이 패널 모듈을 포함할 수 있고, 평면 디스플레이 패널 모듈을 통해 출력되는 영상을 반사하거나 통과시켜 홀로그램을 형성하는 반사면을 포함하는 모듈로서 미러 다면체 모듈을 포함할 수 있다.
미러 다면체 모듈은 적어도 3개의 반사면들을 포함할 수 있고, 각 반사면들은 일정한 각도로 기울어진 형태로 형성되며 서로 연결되어 다각뿔 또는 다각뿔대를 형성할 수 있다. 미러 다면체 모듈은 평면 디스플레이 패널 상하부에 배치될 수 있고, 평면 디스플레이 패널 모듈과 하나로 결합되어 형성될 수 있다. 평면 디스플레이 패널 모듈은 평면 디스플레이 패널을 통해 홀로그램 대상 객체를 적어도 3개의 반사면들을 향해 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 평면 디스플레이 패널 모듈은 평면 디스플레이 패널을 포함하는 모바일 디스플레이 기기를 분리 가능하게 결합할 수 있는 모바일 기기 하우징을 포함할 수 있다. 평면 디스플레이 패널 모듈은 미러 다면체 모듈과 하나로 결합된 형태로 구현될 수 있으며, 이 경우 평면 디스플레이 패널 모듈은 미러 다면체 모듈과 결합되고 모바일 디스플레이 기기와의 분리 결합되는 모바일 기기 하우징을 포함하여 구현될 수 있다.
즉, 홀로그램 생성부(330)는 모바일 기기 하우징에 모바일 디스플레이 기기가 결합되면 모바일 디스플레이 기기에 포함된 평면 디스플레이 패널을 통해 홀로그램 대상 객체를 재생할 수 있다. 재생된 영상은 모바일 기기 하우징과 결합되어 구현된 미러 다면체 모듈에 의해 반사되고 반사된 이미지에 의해 3차원 홀로그램이 생성될 수 있다.
인터랙션 제공부(350)는 사용자 단말(170)과 연동하여 3차원 홀로그램과의 쌍방향 인터랙션을 제공할 수 있다. 사용자는 사용자 단말(170)을 통해 홀로그램 생성 장치(130)를 통해 생성되는 홀로그램과의 상호작용을 수행할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 사용자 단말(170)을 통해 단말 화면에 재생되는 홀로그램의 크기, 위치 및 방향 중 어느 하나를 조정할 수 있고, 이에 따라 홀로그램 생성 장치(130)에서 생성되는 홀로그램이 실시간으로 변경될 수 있다. 인터랙션 제공부(350)는 사용자와의 상호작용을 위하여 사용자 단말(170)에게 인터페이스를 제공할 수 있고, 해당 인터페이스는 사용자 단말(170)에 설치되어 동작하는 별도의 애플리케이션 형태로 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 인터랙션 제공부(350)는 모바일 디스플레이 기기와 사용자 단말(170) 간의 동기화를 제공하고 동기화 과정에서 사용자 단말(170)로부터 수신되는 제어 신호에 따라 3차원 홀로그램의 크기, 회전방향 및 색상, 음향, 텍스트, 회전여부 중 적어도 하나를 실시간 변경할 수 있다. 이 때, 사용자 단말(170)로부터 수신되는 제어 신호는 단말의 종류에 따라 사용자의 터치 또는 제스쳐(gesture) 신호에 해당할 수 있다.
예를 들어, 사용자는 사용자 단말(170)을 통해 터치 동작을 입력함으로써 홀로그램 생성 장치(130)에 의해 생성되는 홀로그램의 크기나 방향, 색상 등을 자유롭게 조절할 수 있다. 다만, 홀로그램 생성 장치(130)는 사용자의 제어 신호가 현재 생성된 홀로그램에 적용하기 어려운 경우 사용자 단말(170)을 통해 해당 정보를 알릴 수 있다.
또한, 인터랙션 제공부(350)는 모바일 디스플레이 기기와 사용자 단말(170) 간의 동기화를 제공하기 전 단계에서 사용자 단말(170)에 대한 인증을 수행할 수 있다. 이를 통해, 홀로그램 생성 장치(130)는 현재 생성되어 있는 홀로그램에 대한 인터랙션 권한을 인증된 사용자에게만 부여함으로써 홀로그램에 대한 무분별한 변경을 방지할 수 있다.
한편, 인터랙션 제공부(350)는 동기화 과정에서 사용자 단말(170)로부터 수신되는 제어 신호에 따라 3차원 홀로그램에 관한 음향이나 텍스트, 회전여부를 실시간 변경할 수 있다.
일 실시예에서, 인터랙션 제공부(350)는 사용자 단말(170)과의 동기화 시간을 제한할 수 있다. 다양한 사용자들한테 홀로그램과의 인터랙션을 제공하기 위하여 인터랙션 제공부(350)는 단말 별로 인터랙션을 위한 동기화 시간을 설정하여 해당 시간이 경과된 경우 자동으로 동기화를 해제할 수 있다.
제어부(370)는 홀로그램 생성 장치(130)의 전체적인 동작을 제어하고, 홀로그램 객체 생성부(310), 홀로그램 생성부(330) 및 인터랙션 제공부(350) 간의 제어 흐름 또는 데이터 흐름을 관리할 수 있다.
도 4는 도 1에 있는 홀로그램 생성 장치에서 수행되는 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 과정을 설명하는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 홀로그램 생성 장치(130)는 홀로그램 객체 생성부(310)를 통해 평면 디스플레이 패널의 화면 영역을 형성하는 복수의 캔버스들과 3D 객체를 적어도 3개의 방향들 각각에서 분해한 전개도 방식의 평면 분해체들로 구성된 홀로그램 대상 객체를 생성할 수 있다(단계 S410). 홀로그램 생성 장치(130)는 홀로그램 생성부(330)를 통해 평면 디스플레이 패널을 통해 홀로그램 대상 객체를 적어도 3개의 방향들 각각에 대응하여 형성되는 반사면들을 향해 출력하여 3D 객체에 관한 3차원 홀로그램을 생성할 수 있다(단계 S430).
또한, 홀로그램 생성 장치(130)는 인터랙션 제공부(350)를 통해 사용자 단말(170)과 연동하여 3차원 홀로그램과의 쌍방향 인터랙션을 제공할 수 있다(단계 S450). 홀로그램 생성 장치(130)는 인터랙션 제공부(350)를 통해 인터랙션에 따라 홀로그램의 크기, 방향 및 색상의 변경과 음향, 음성 및 텍스트의 추가/재생을 제공할 수 있다(단계 S470).
도 5는 도 3에 있는 홀로그램 생성부의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 홀로그램 생성부(330)는 적어도 3개의 반사면(510)들을 포함하는 미러 다면체 모듈(그림 (a)) 및 미러 다면체 모듈의 상하부에 배치되는 평면 디스플레이 패널을 통해 홀로그램 대상 객체를 적어도 3개의 반사면(510)들을 향해 투사하는 평면 디스플레이 패널 모듈(그림(b))을 포함할 수 있다. 이 경우, 미러 다면체 모듈과 평면 디스플레이 패널 모듈은 결합되어 하나의 장치로서 구현될 수 있고, 홀로그램 생성부(330)는 이를 통해 3차원 홀로그램을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 평면 디스플레이 패널 모듈은 평면 디스플레이 패널을 포함하는 모바일 디스플레이 기기(550)를 분리 가능하게 결합할 수 있는 모바일 기기 하우징(530)을 포함할 수 있다. 모바일 기기 하우징(530)은 미러 다면체 모듈과 결합할 수 있고, 미러 다면체 모듈의 상부에 모바일 디스플레이 기기를 지지할 수 있는 구조체를 포함하여 구현될 수 있다.
도 5에서, 모바일 기기 하우징은 모바일 디스플레이 기기의 형태에 맞춰 직사각형 형상으로 표현되어 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 필요에 따라 다양한 형상 및 구조로 구현될 수 있음은 물론이다. 사용자는 자신이 소유한 모바일 디스플레이 기기(550)(예를 들어, 스마트폰)를 모바일 기기 하우징(530)에 결합시켜 홀로그램 대상 객체를 출력할 수 있고, 미러 다면체 모듈의 내부에 형성된 3D 객체에 대한 홀로그램을 관람할 수 있다.
도 6은 3D 객체의 중심을 기준으로 평면 분해체들을 배치하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 그림 (a)의 왼쪽 그림은 3D 객체를 정면에서 바라볼 때 객체의 중심과 크기를 나타낸 도면에 해당하고, 오른쪽 그림은 3D 객체를 위에서 바라볼 때 객체의 중심과 크기를 나타낸 도면에 해당한다.
홀로그램 생성 장치(130)는 홀로그램 객체 생성부(310)를 통해 중앙 캔버스에 중앙의 평면 분해체를 배치할 수 있으며, 3D 객체를 포함하는 박스(box) 영역(610)을 전체 객체 영역으로 설정하여 잡고 그 가운데를 객체의 중심으로 설정할 수 있다.
그림 (b)에서, 홀로그램 객체 생성부(310)는 중앙 평면 분해체(635)의 중심과 중앙 캔버스(615)에 내접하는 원의 중심을 서로 매칭시켜 중앙 평면 분해체(635)를 중앙 캔버스(615)에 배치할 수 있다. 또한, 홀로그램 객체 생성부(310)는 중앙 평면 분해체(635)에 대응되도록 좌측 및 우측 평면 분해체들(631, 633)을 좌측 및 우측 캔버스들(611, 613) 각각에 배치할 수 있다.
도 7은 평면 분해체의 크기를 최적화하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 홀로그램 생성 장치(130)는 홀로그램 객체 생성부(310)를 통해 각 캔버스에 배치된 평면 분해체들의 크기를 최적화할 수 있다. 그림 (a)에서, 홀로그램 객체 생성부(310)는 3D 객체의 가로 길이가 세로 길이보다 어느 정도 비율이상 더 큰 경우 중앙 평면 분해체의 중심을 아래로 특정 거리만큼 이동시킬 수 있고, 중앙 평면 분해체의 중심을 기준으로 중앙 평면 분해체의 크기를 중앙 캔버스의 좌우 경계 방향으로 확대시킬 수 있다.
일반적으로 중앙 캔버스를 내접하는 원의 중심을 객체의 중심과 매칭시켜 배치하는 경우 그림 (a)의 왼쪽과 같이 가로의 길이가 세로의 길이에 비해 크면 생성되는 홀로그램의 크기가 너무 작아지거나 또는 좌우 끝부분이 잘릴 수 있다. 따라서, 가로와 세로의 길이 간의 차이가 큰 경우 객체의 중심을 아래로 이동시키면 확대된 홀로그램을 생성할 수 있다. 그 이유는 홀로그램으로 투영될 영역인 캔버스의 모양이 아래가 크고 위로 갈수록 작아지는 사다리꼴(삼각형 포함)형 이기 때문에 중심축을 아래로 이동하면 양 옆의 폭을 더 크게 할 수 있다.
그림 (b)에서, 홀로그램 객체 생성부(310)는 3D 객체의 세로 길이가 가로 길이보다 더 큰 경우 중앙 평면 분해체의 중심을 위로 특정 거리만큼 이동시킬 수 있고, 중앙 평면 분해체의 중심을 기준으로 중앙 평면 분해체의 크기를 중앙 캔버스의 상하 경계 방향으로 확대시킬 수 있다. 이 때, 홀로그램 객체 생성부(310)는 중앙 평면 분해체에 대응되도록 좌우 평면 분해체들의 위치 및 크기를 동시에 조정할 수 있다.
일반적으로 중앙 캔버스에 내접하는 원의 중심을 객체의 중심과 매칭시켜 배치하는 경우 그림 (b)의 왼쪽과 같이 캔버스내의 평면 분해체를 360도 어느 방향으로 회전을 하여도 홀로그램 내 다 표기되는 장점이 있으나 위로 여유 공간이 아직 존재하는 것을 알 수 있다. 만약에 그림 (b)의 오른쪽처럼 평면 분해체의 중심을 위로 이동하고 확대를 하면 더 큰 홀로그램 영상을 가질 수 있다, 이 경우는 홀로그램 객체의 회전이 가운데 중심축을 중심으로 옆으로 회전만 하는 경우나 360도 회전을 하더라도 객체의 일부가 잘려서 표시되지 않는 순간을 무시해도 되는 경우에 홀로그램 영상을 크게 얻는 장점이 있다.
도 8은 캔버스가 3면으로 구성된 경우에 있어서 좌우측 평면 분해체들의 수평 중심축을 정렬하여 홀로그램 영상을 최대화 하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 홀로그램 생성 장치(130)는 홀로그램 객체 생성부(310)를 통해 좌우 캔버스들에 배치된 좌우 평면 분해체들의 위치를 조정하여 더 큰 홀로그램 영상을 얻을 수 있다.
도 8의 그림(a)에서, 홀로그램 객체 생성부(310)는 좌측 및 우측 평면 분해체들(810, 830)의 중심을 중앙의 캔버스의 좌우측 모서리에서 각각 45도로 올라가 만나는 곳을 수평 축으로 하여 좌우 캔버스의 중심을 잡고 좌우 캔버스 내의 평면 분해체의 중심을 잡을 경우 좌우 캔버스 내의 평면 분해체는 실제 디스플레이 영역을 벗어나는 부분이 많아 실제 홀로그램의 좌측 및 우측 영역이 표시되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
도 8의 그림 (b)에서, 3면으로 분해된 캔버스의 좌, 우측 캔버스는 대칭되지 않고 한쪽은 크고 다른 쪽은 작은 것을 알 수 있다. 즉, 가능한 큰 홀로그램 영상을 얻기 위해서는 캔버스 공간이 큰 쪽을 많이 확보하는 것이 좋다. 그래서, 홀로그램 객체 생성부(310)는 좌측 및 우측 평면 분해체들(810, 830)의 수평 중심축(850)을 아래로 소정의 거리만큼 이동시킴으로써 실제 홀로그램의 좌측 및 우측 영역이 표시되지 않는 문제를 최소화할 수 있다.
홀로그램 생성 장치(130)는 홀로그램 대상 객체의 크기를 고려하여 좌측 및 우측 평면 분해체들(810, 830)의 이동 거리를 사전에 설정하여 활용할 수 있다. 따라서, 그림 (a)와 그림 (b)를 비교하면 그림 (b)가 그림 (a)에 비해 홀로그램 영상이 더 커짐을 알 수 있다. 이는 일반적인 디스플레이는 가로로 긴 직사각형 형태를 가지고 있기에 직사각형 패널에서 사다리꼴 캔버스를 만들고 캔버스에 최적화되는 평면 분해체를 만들 때 평면 분해체가 캔버스의 영역 또는 디스플레이 패널 영역을 벗어나 홀로그램 영상이 잘리는 부분을 최소화할 수 있다.
도 9는 도 1에 있는 홀로그램 생성 장치의 다양한 실시예들과 생성되는 홀로그램의 화면 구성을 설명하는 도면이다.
도 9를 참조하면, 홀로그램 생성 장치(130)는 홀로그램을 생성하기 위하여 다양한 형태로 구현될 수 있다. 홀로그램 생성 장치(130)는 평면 분해체를 기초로 홀로그램 대상 객체(930)를 생성하여 평면 디스플레이 패널(910)을 통해 출력할 수 있다. 홀로그램 대상 객체(930)는 반사면(950)을 통해 반사됨으로써 홀로그램(970)을 형성할 수 있다.
홀로그램 생성 장치(130)는 3개의 반사면을 향해 출력되는 홀로그램 대상 객체를 생성할 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 도 9와 같이 4개의 반사면으로 구성되는 경우 해당 반사면을 향해 출력되는 홀로그램 대상 객체를 생성할 수도 있다.
홀로그램 생성 장치(130)는 홀로그램 대상 객체(930)를 다양한 형태로 생성할 수 있으며, 그림 (a)와 같이 구현하고자 하는 화면이 정사각형 피라미드 형태일 경우 화면 영역이 모두 삼각형 형태로만 이루어질 수 있다. 또한, 그림 (b)와 같이 구현하고자 하는 화면이 사다리꼴 피라미드 형태일 경우 화면 영역이 모두 사다리꼴 형태로만 이루어질 수 있으며, 그림 (c)와 같이 직사각형의 디스플레이 전체를 화면으로 이용하고자 하는 경우 일부는 삼각형 화면 영역과 일부는 사다리꼴 화면 영역의 조합으로 이루어질 수 있다.
홀로그램 생성 장치(130)는 구현되는 장치의 형태에 적합한 홀로그램 대상 객체(930)를 생성할 수 있다. 한편, 홀로그램 생성 장치(130)는 평면 디스플레이 패널(910)과 반사면(950)을 포함하여 구현될 수 있다. 평면 디스플레이 패널(910)은 홀로그램 생성 장치(130)에 포함되어 구현될 수 있고, 홀로그램 생성 장치(130)에 의해 생성된 홀로그램 대상 객체(930)를 출력함으로써 반사면(950)을 통해 3D 객체에 관한 홀로그램 영상을 반사할 수 있다. 이 때, 홀로그램 영상의 일부는 반사면(950)에 의해 반사되고 나머지는 반사면(950)을 통과할 수 있으며, 반사된 영상에 의해 반사면(950)의 내부 공간에서 홀로그램(970)이 형성될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 홀로그램 생성 시스템
110: 외부 시스템 130: 홀로그램 생성 장치
150: 데이터베이스 170: 사용자 단말
210: 프로세서 230: 메모리
250: 사용자 입출력부 270: 네트워크 입출력부
310: 홀로그램 객체 생성부 330: 홀로그램 생성부
350: 인터랙션 제공부 370: 제어부
510: 반사면 530: 모바일 기기 하우징
550: 모바일 디스플레이 기기
610: 박스 영역 611: 좌측 캔버스
613: 우측 캔버스 615: 중앙 캔버스
631: 좌측 평면 분해체 633: 우측 평면 분해체
635: 중앙 평면 분해체
810: 좌측 평면 분해체 830: 우측 평면 분해체
850: 수평 중심축
910: 평면 디스플레이 패널 930: 홀로그램 대상 객체
950: 반사면 970: 홀로그램
110: 외부 시스템 130: 홀로그램 생성 장치
150: 데이터베이스 170: 사용자 단말
210: 프로세서 230: 메모리
250: 사용자 입출력부 270: 네트워크 입출력부
310: 홀로그램 객체 생성부 330: 홀로그램 생성부
350: 인터랙션 제공부 370: 제어부
510: 반사면 530: 모바일 기기 하우징
550: 모바일 디스플레이 기기
610: 박스 영역 611: 좌측 캔버스
613: 우측 캔버스 615: 중앙 캔버스
631: 좌측 평면 분해체 633: 우측 평면 분해체
635: 중앙 평면 분해체
810: 좌측 평면 분해체 830: 우측 평면 분해체
850: 수평 중심축
910: 평면 디스플레이 패널 930: 홀로그램 대상 객체
950: 반사면 970: 홀로그램
Claims (8)
- 평면 디스플레이 패널의 화면 영역을 적어도 3개의 방향들에서 사다리꼴 또는 삼각형으로 분할한 복수의 분할된 화면 영역들에 각각 대응하고 2D 이미지인 평면 분해체가 배치되며 분할된 화면 영역의 크기 이상으로 형성되는 복수의 캔버스들과, 상기 복수의 캔버스들 상에 3D 객체를 적어도 3개의 방향들 각각에서 분해한 전개도 방식의 평면 분해체들로 구성된 홀로그램 대상 객체를 생성하는 홀로그램 객체 생성부;
상기 홀로그램 대상 객체의 평면 분해체들을 상기 복수의 캔버스들에 각각 배치하여 최적화하고, 상기 평면 디스플레이 패널을 통해 상기 복수의 캔버스들이 상기 복수의 분할된 화면 영역들과 중첩하는 영역을 디스플레이하여 상기 3D 객체에 관한 3차원 홀로그램을 생성하는 홀로그램 생성부; 및
사용자 단말과 연동하여 상기 3차원 홀로그램과의 쌍방향 인터랙션(interaction)을 제공하는 인터랙션 제공부를 포함하는 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 홀로그램 객체 생성부는
네트워크를 통해 사용자의 선택에 의해 결정된 3D 객체에 대한 3D 데이터를 수신하고 상기 3D 데이터를 기초로 상기 홀로그램 대상 객체를 생성하는 것을 특징으로 하는 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 홀로그램 객체 생성부는
적어도 하나의 중앙 캔버스 및 중앙 캔버스에 대응되고 양쪽에 대칭적으로 형성되는 좌우 캔버스들을 상기 전개도 방식으로 생성하는 단계;
상기 중앙 캔버스 및 좌우 캔버스들 각각에 평면 분해체들을 배치하는 과정에서 중앙의 평면 분해체의 제1 중심과 상기 중앙 캔버스와 연관된 상기 중첩하는 영역에 내접하는 원의 제2 중심을 서로 매칭시켜 배치하고 좌우의 평면 분해체는 상기 중앙의 평면 분해체에 대응되도록 배치하는 단계;
상기 중앙 캔버스에 배치되는 해당 평면 분해체에 대해, 상기 3D 객체의 가로 길이가 세로 길이보다 더 큰 경우 상기 제1 중심을 아래로 특정 거리만큼 이동시키거나 또는 상기 3D 객체의 세로 길이가 가로 길이보다 더 큰 경우 상기 제1 중심을 위로 특정 거리만큼 이동시키는 단계; 및
상기 제1 중심을 기준으로 상기 해당 평면 분해체의 크기를 상기 중앙 캔버스와 연관된 상기 중첩하는 영역의 경계 방향으로 확대시키는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 홀로그램 객체 생성부는
상기 홀로그램 대상 객체가 3개의 평면 분해체들을 포함하는 경우 상기 중앙 캔버스에 배치되는 평면 분해체에 대응되도록 상기 좌우 캔버스들 각각에 배치되는 좌우 평면 분해체들의 크기와 위치를 결정한 후 상기 좌우 평면 분해체들의 수평 중심축을 아래로 소정의 거리만큼 이동시키는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 홀로그램 생성부는
적어도 3개의 반사면들을 포함하는 미러 다면체 모듈; 및
상기 미러 다면체 모듈의 상부에 배치되는 평면 디스플레이 패널을 통해 상기 복수의 캔버스들이 상기 복수의 분할된 화면 영역들과 중첩하는 영역을 상기 적어도 3개의 반사면들을 향해 출력하는 평면 디스플레이 패널 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 평면 디스플레이 패널 모듈은
상기 평면 디스플레이 패널을 포함하는 모바일 디스플레이 기기를 분리 가능하게 결합할 수 있는 모바일 기기 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 인터랙션 제공부는
상기 모바일 디스플레이 기기와 상기 사용자 단말 간의 동기화를 제공하고 상기 동기화 과정에서 상기 사용자 단말로부터 수신되는 제어 신호에 따라 상기 3차원 홀로그램의 크기, 회전방향 및 색상, 음향, 텍스트, 회전여부 중 적어도 하나를 실시간 변경하는 것을 특징으로 하는 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 장치.
- 홀로그램 생성 장치에서 수행되는 방법에 있어서,
평면 디스플레이 패널의 화면 영역을 적어도 3개의 방향들에서 사다리꼴 또는 삼각형으로 분할한 복수의 분할된 화면 영역들에 각각 대응하고 2D 이미지인 평면 분해체가 배치되며 분할된 화면 영역의 크기 이상으로 형성되는 복수의 캔버스들과, 상기 복수의 캔버스들 상에 3D 객체를 적어도 3개의 방향들 각각에서 분해한 전개도 방식의 평면 분해체들로 구성된 홀로그램 대상 객체를 생성하는 단계;
상기 홀로그램 대상 객체의 평면 분해체들을 상기 복수의 캔버스들에 각각 배치하여 최적화하고, 상기 평면 디스플레이 패널을 통해 상기 복수의 캔버스들이 상기 복수의 분할된 화면 영역들과 중첩하는 영역을 디스플레이하여 상기 3D 객체에 관한 3차원 홀로그램을 생성하는 단계; 및
사용자 단말과 연동하여 상기 3차원 홀로그램과의 쌍방향 인터랙션(interaction)을 제공하는 단계를 포함하는 쌍방향 인터랙션이 가능한 홀로그램 생성 방법.
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