KR20010016169A - 컬러필터를 이용한 입체영상 구현방법 및 그 시청용렌즈필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컬러필터를 이용한 입체영상 구현방법 및 그 시청용 렌즈필터에 관한 것으로서, 더 상세하게는 트루 컬러 3D 입체영상물을 제작하고 트루 컬러 필터렌즈를 사용한 입체안경을 통하여 입체영상물을 시청할 때 눈에 피로감 없이 색과 입체감을 완벽히 재현할 수 있는 컬러필터를 이용한 입체영상 구현방법 및 그 시청용 렌즈필터에 관한 것이다.

본 발명은 2개의 렌즈를 가진 2안 렌즈 카메라로 대상물을 촬영하여 2개의 영상을 생성하는 제1단계와,

상기 2개의 영상중 우측 영상은 적색과 녹색을 감소시키고, 좌측 영상은 청색을 감소시키는 제2단계와,

상기 우측 영상에서 필터링한 영상 정보와 좌측 영상에서 필터링한 영상 정보를 양 또는 음의 시차가 나도록 한 영상으로 합성하는 제3단계를 포함하여 구성된다.

Description

컬러필터를 이용한 입체영상 구현방법 및 그 시청용 렌즈필터 {3D Image Implementating Method ＆ Lens Filter for View}

본 발명은 컬러필터를 이용한 입체영상 구현방법 및 그 시청용 렌즈필터에 관한 것으로서, 더 상세하게는 트루 컬러 3D 입체영상물을 제작하고 트루 컬러 필터렌즈를 사용한 입체 안경을 통하여 입체영상물을 시청할 때 눈에 피로감 없이 색과 입체감을 완벽히 재현할 수 있는 컬러필터를 이용한 입체영상 구현방법 및 그 시청용 렌즈필터에 관한 것이다.

일반적으로, 입체영상은 이차원적 평면이미지를 삼차원적 실상과 비슷한 느낌과 감각이 오도록 기타 부수적인 도구를 병합 사용하거나 물리적, 기계적 힘으로 그 영상을 조작 동형시켜 그 이미지의 원근감이나 공간성이 착시나, 착각에 의해 사람에게 느껴지도록 하는 영상방법이다.

이러한 3차원 입체영상을 실현하는데는 근본적으로 인간이 두 개의 눈을 가지고 있다는 사실에 근거하며, 인간이 사물을 입체로 인식하는 원리는 수평적으로 이격되어(약 6.5cm-어른, 5cm-어린이) 위치한 인간의 두 눈이 각기 다른 각도에서 망막을 통하여 사물을 받아들이고 당해 두 개의 상이 전기신호화 하여 대뇌로 전달되어 합성됨으로써 가능한 것이다.

평상적인 사람의 시력은 색깔과 3차원(3D)라는 관찰에 있어서 공간의 인식을 제공한다.

관찰자에게 3차원의 입체영상이나 스테레오 모델을 제공하는 시진 시스템에 대한 광학적 요구사항의 양호한 실현은 입체영상이나 공간의 시각 인식에 의해 이루어진다.

공간 인식에 대한 자극 조건은 계시(cue)로 불리워지며, 2개의 집단으로 분류된다.

단안(單眼) 집단은 한쪽 눈으로 입체 영상을 허용하며, 피사체(subject)의 상대적 크기와, 간섭과, 선형 및 공간형 투시와, 빛과 어둠의 분배와, 피사체와 배경과 시각 인식의 이동 시차(parallax) 등을 포함한다.

쌍안 집단은 양쪽 눈의 2개의 좌표형 이동성을 사용하는데, 이것은 광학축이 원격 비젼(distant vision)을 위한 평행으로부터 150㎜의 가까운 점에서 23°의 수렴각으로 강하게 수렴하는 시각적 수렴과, 2개의 상이한 시각적 관찰점으로 인하여 기하학적 영상이 좌우측 눈에 대해 2개의 다른 망막 영상을 제공하는 입체영상 시각이다.

체감은 사람의 양쪽 눈이 실세계를 볼 때, 두 눈 사이의 거리(약 2.5인치)로 인해 망막에 맺히는 상이 서로 다르므로 해서 지각된다.

망막에서 발생하는 상의 불일치란 망막에 투사된 이미지에서 동일한 대상점에 대한 수평거리를 말하는 데 이거리로 인해 사람은 입체감을 느끼게 된다.

반면, 시차라는 것은 모니터상에 투사된 이미지의 두 지점사이의 수평거리를 말하는 데 불일치의 폭을 결정하는 중요한 요소이다.

양(+)의 시차는 관측점이 입체평면보다 멀리 있는 경우를 양의 시차라 하고 눈사이의 거리와 같거나 작을 때 발생되며 즉 시차가 0보다 큰 경우를 말하며 안쪽으로 들어간 깊이 효과를 보게 된다.

영의 시차는 관측점이 입체평면과 같은 거리에 있는 경우를 말한다.

즉, 영의 시차를 가졌다는 것은 분리된 이미지 사이에 공백이 없다는 것을 의미하며 따라서 입체감을 못느끼게 된다.

음(-)의 시차는 입체평면보다 가까이 있는 경우를 말하고 시선이 교차될 때 발생하며 돌출된 입체감을 느끼게 한다.

이상과 같은 사람 눈의 특성을 이용하여 입체영상을 실현하고자 하는 연구가 오래 전부터 꾸준히 연구되어 왔다.

3D 영상을 발생하기 위한 널리 공지된 보다 다른 복잡한 기법으로는 홀로그래피이다.

상기 홀로그래피는 매우 현실적인3D 영상을 생성하는 반면에, 그 사용은 응집성 광원(예를 들어, 레이저)과 암실, 또는 홀로그램을 발생하는데 요구되는 암실 조건 등을 필요로 하기 때문에 매우 한정된다.

일반적으로 상용화되어 보급되고 있는 입체영상은 안경을 이용한 양안식 입체영상이다.

그 중에서 가장 보편화된 기술로는 적청방식(또는 적녹방식) 안경과 액정 셔터방식 안경이 있다.

적청방식은 좌측영상에서 필터링한 적색영상과 우측영상에서 필터링한 청색영상을 양 또는 음의 시차가 나도록 한 영상으로 합성하여 합성된 영상신호를 디스플레이하고 이에 시청자는 왼쪽 눈에는 적색필터, 오른쪽 눈에는 청색필터를 통하여 필터링함으로써 왼쪽눈에는 적색영상만 보이도록 하고 오른쪽 눈에는 청색영상만 보이도록 함으로써 입체영상을 즐길 수 있도록 한다.

지금까지 적청입체 영상은 필름방식의 입체 카메라로 촬영한 정지영상을 스캐너로 읽어들여 위의 변환과정을 만들거나 컴퓨터 애니메이션에 의한 그래픽으로 또는 두 대의 필름 카메라로 입체영상을 촬영한 후 두 대의 영사기를 통해 입체를 구현하는 아날로그적인 방식을 통해 입체 동영상을 즐길 수 있었다.

즉, 적청 입체영상은 방법은 특정 영상을 실사촬영을 하게 되고, 양거리 편차각도나 양시각의 편차각도가 있는 두장의 이미지 원본을 바탕으로 그 이미지를 합쳐 입체이미지의 원본을 만든 후 그 원본이나 원본의 복사본 위에 렌티큘러를 붙이거나, 적청안경을 착용하여 보거나, 편광안경으로 상기 입체이미지를 봄으로써 사용자가 입체감을 느끼도록 하는 방식이다.

상기 입체영상을 제작하기 위해서는 1대 이상의 카메라 또는 1개 이상의 렌즈가 붙은 특수카메라나 기타 영상장치로 양거리 편차각도나 양시각 편차각도가 있는 장면을 개개적 혹은 합쳐 촬영한 다음, 촬영한 이미지를 구성, 편집하거나 촬영할 때 만들어진 양거리 편차, 양시각 편차각도가 다른 이차원적 이미지를 바탕으로 다른 기자재를 이용하여 재편집하여 두개의 이차원적 이미지를 합치시켜 입체적 이미지를 만들어 내는 것이다.

상기한 적청방식은 사용자가 값싸게 입체 영상을 즐길 수 있는 반면에 색재현성이 떨어져 눈의 피로감과 색의 변질을 가져오고 흑백 내지는 불완전한 색의 입체영상을 구현할 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 트루 컬러 3D 입체영상 구현시 삼원색 모두를 사용함으로서, 입체영상 자체가 가지고 있는 고유의 색을 모두 표현할 뿐 아니라, 입체감의 증대와 입체 영상장치의 간편화를 가능케 하는 컬러필터를 이용한 입체영상 구현방법 및 그 시청용 렌즈필터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 2안 렌즈 카메라로 생성한 좌우 이미지이다.

도 2는 본 발명에 따라 색분리된 좌우 이미지이다.

도 3은 본 발명에 의해 결합된 입체영상의 이미지이다.

도 4는 본 발명에 따라 구현된 입체영상을 시청할 수 있는 렌즈필터이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10l : 좌측 생성 이미지 10r : 우측 생성 이미지

12l : 좌측 분리 이미지 12r : 우측 분리 이미지

20 : 입체영상 이미지 30 : 입체안경

32l : 좌측 렌즈필터 32r : 우측 렌즈필터

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 삼원색을 모두 표현할 수 있는 입체안경 렌즈필터 및 3D 입체영상 구현방법을 제공하고자 한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면 도 1 내지 도 4를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 2안 렌즈 카메라로 생성한 좌우 이미지이다.

도 2는 본 발명에 따라 색분리된 좌우 이미지이다.

도 3은 본 발명에 의해 결합된 입체영상의 이미지이다.

도 4는 본 발명에 따라 구현된 입체영상을 시청할 수 있는 렌즈필터이다.

본 발명의 트루 컬러 3D 입체영상 구현방법은, 도 1에서 2개의 렌즈를 가진 2안 렌즈 카메라로 대상물을 촬영하여 2개의 영상을 생성한다.

2개의 영상중 왼쪽 영상은 좌측 생성 이미지(10l), 오른쪽 영상은 우측 생성 이미지(10r)로 구분되고, 2개의 영상은 양거리 편차각도나 양시각의 편차각도를 가지게 된다.

다음 도 2에서 우측 생성 이미지(10r)가 가지고 있는 색의 삼원소(Red,Green,Blue) 중에서 적색(Red)과 녹색(Green)을 감소시키되 바람직하게는 100% 감소시키고(적녹 필터링하고), 좌측 생성 이미지(10l)가 가지고 있는 색의 삼원소 중에서 청색(Blue)을 감소시키되 바람직하게는 100% 감소시켜(청 필터링하여), 우측 분리 이미지(12r), 좌측 분리 이미지(12l)를 만든다.

좌측 영상에서 필터링한 좌측 분리 이미지(12l)의 영상 정보와, 우측 영상에서 필터링한 우측 분리 이미지(12r)의 영상 정보를 양 또는 음의 시차가 나도록 한 영상으로 합성하여(하나의 영상정보를 합쳐,Image Combine Processing), 합성된 영상신호를 디스플레이한다.

도 3에서 상기 과정으로 인해 적색, 녹색, 청색 즉, 색의 삼원소를 모두 포함한 입체정보를 가진 입체영상 이미지(20)가 구현된다.

이에 시청자는 왼쪽 눈에는 적녹색필터, 오른쪽 눈에는 청색필터를 통하여 필터링함으로써 왼쪽눈에는 적녹색영상만 보이도록 하고 오른쪽 눈에는 청색영상만 보이도록 함으로써 입체영상을 즐길 수 있는 것이다.

즉, 도 4에서 상기 입체영상 이미지(20)를 시청가능케 하는 입체안경(30)의 렌즈필터(32l,32r)는 아래와 같은 색상정보를 가지고 있어야 한다.

우측 렌즈필터(32r)는 적색 : 0%, 녹색 : 0%, 청색 : 100%이고, 좌측 렌즈필터(32l)는 적색 : 50%, 녹색 : 50%, 청색 : 0%이다.

상기 비율은 색상 정보의 이상적인 비율이고 바람직하기로는 상기 좌측 렌즈필터(32l)의 적색과 녹색의 비율은 45-55% : 55-45%이면 된다.

본 발명의 적녹청방식은 좌측영상에서 필터링한 영상 이미지(12l)와 우측영상에서 필터링한 영상 이미지(12r)를 양 또는 음의 시차가 나도록 한 영상으로 합성하여 합성된 영상신호를 디스플레이하고, 이에 시청자는 왼쪽 눈에는 적녹색필터, 오른쪽 눈에는 청색필터를 통하여 필터링함으로써 왼쪽눈에는 적녹색영상만 보이도록 하고 오른쪽 눈에는 청색영상만 보이도록 함으로써 완전한 색의 입체영상을 눈의 피로없이 즐길 수 있는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 트루 컬러 3D 입체영상 구현시 색의 삼원색 모두를 사용함으로서, 입체영상 자체가 가지고 있는 고유의 색을 모두 표현할 뿐 아니라, 입체감의 증대와 입체 영상장치의 간편화를 가능케 하고 심한 눈의 피로없이 입체영상을 시청할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 2개의 렌즈를 가진 2안 렌즈 카메라로 대상물을 촬영하여 2개의 영상을 생성하는 제1단계와,

   상기 2개의 영상중 우측 영상은 적색과 녹색을 감소시키고, 좌측 영상은 청색을 감소시키는 제2단계와,

   상기 좌측 영상에서 필터링한 영상 정보와, 우측 영상에서 필터링한 영상 정보를 양 또는 음의 시차가 나도록 한 영상으로 합성하는 제3단계를,

   포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터를 이용한 입체영상 구현방법.
2. 청구항 1에 의해 구현된 입체영상을 시청하기 위한 입체안경의 렌즈필터에서,

   우측 렌즈필터는 청색 정보를 가지고 있고, 좌측 렌즈필터는 적색과 녹색 정보를 가지고 있음을 특징으로 하는 컬러필터를 이용한 입체영상 시청용 렌즈필터.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 좌측 렌즈필터의 적색과 녹색의 비율은 45-55% : 55-45% 임을 특징으로 하는 컬러필터를 이용한 입체영상 시청용 렌즈필터.