KR20040107193A - 실시간 다화면 그래픽영상 표시방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 네트워크 분산처리를 이용하여 사용자의 상호작용에 따른 고화질의 동기화된 그래픽영상을 복수개의 다화면에 실시간으로 생성하고 표시하는 기술에 관한 것이다.

본 발명에 따른 네트워크 분산처리 영상표시는 사용자의 상호작용과 영상을 표시할 화면의 입체적 배치(위치와 각도)를 고려하여 영상을 생성하고, 3차원 모델공간을 시점을 달리하는 2차원의 화면들에 투영하여 투영된 그래픽영상들을 각각의 해당 화면에 표시한다.

이렇게 함으로써 표시되는 그래픽영상들이 서로 연결되는 일체성을 갖게 된다.

본 발명에 의하면 사용자의 상호작용과 네트워크 분산처리를 이용함으로써 종래 영상 표시시스템에서는 존재하지 않았던 동기화된 고화질 그래픽영상들을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 화면의 입체적 배치가 가능한 다화면 영상 표시시스템을 구현할 수 있다.

Description

실시간 다화면 그래픽영상 표시방법 {A Real Time Multi-view Graphic Image Display Method}

본 발명은 실시간 다화면 그래픽영상 표시방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 네트워크 분산처리를 이용하여 사용자의 상호작용에 따른 고화질의 동기화된 그래픽영상을 복수개의 다화면에 실시간으로 생성하고 표시하는 방법에 관한 것이다.

영상 표시시스템은 미래 정보화 사회를 구성하는데 있어 필수 불가결한 컴퓨터 네트워크 시스템의 일부가 될 것이다.

종래의 실시간 다화면 영상 표시시스템은 고가의 장비를 사용하는 경제적 측면의 문제점을 갖고 있다.

또한 일부는 일반 컴퓨터 사용자가 사용하기 어려운 운영체제(리눅스(Linux) 또는 유닉스(UNIX))를 채택하여 사용하고 있다.

종래의 다화면 영상 표시시스템의 경우, 2차원으로 투영된 이미지를 여러 이미지로 분할하여 마치 타일처럼 영상을 표시하였다.

2차원의 이미지를 단순히 나누어 보여주기 때문에 3차원적인 요소를 재현하는 것은 불가능하며 아주 고가의 장비를 사용하지 않는 한, 실시간으로 그래픽 영상을 생성할 때 한정된 공간 해상도만을 갖게 된다.

이때 고가의 장비는 중창처리방식을 이용하고, 중앙처리방식으로 인해 고가의 장비가 요구되며 그래픽영상의 생성을 표시하는 과정중에 비효율성을 갖게 된다.

영상 표시장치의 배치(위치와 각도)를 고려하여 3차원으로 투명된 이미지들을 각각의 화면에 표시하는 것 또한 불가능하다.

이것은 컴퓨터 내부에서 바라볼 때 나타나는 시점의 차를 고려하는 것에 해당한다.

종래의 영상 표시시스템은 체감성을 고려하지 않는 등의 문제점도 갖고 있다.

대표적으로 아케이드 게임에 있어서 영상 표시시스템은 사용자의 체감성(특히 몰입감)을 전혀 고려하지 않는 단면의 영상 표시면을 제공하고, 단지 컨텐츠에중점을 두고 있다.

하지만 다화면 그래픽영상 시스템을 사용하면 사용자의 시각보다 넓은 화각을 제공할 수 있다.

사용자가 게임의 그래픽영상과 컨텐츠에 몰입되어 더욱 실감있는 플레이를 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

아래는 다화면 영상 표시시스템에 대한 대표적인 문헌들이다.

[1] Rheingold, H. Virtual Reality. Summit, New York, 1991.

[2] Y. Ohta, H. Tamura, Mixed Reality, Ohmsha, 1999.

[3] L. C. DeSilva, Study and design of advanced visual communi. systems, Doctoral thesis, Tokyo university, 1994.

[4] C. Cruz-Neira, D. J. Sandin, T. A. Defanti, R. V, Kenyon, J. C. Hart, The cave .., Communications of the ACM, 35(6): 65-72, June 1992.

[5] T. Disz, M. Papka, M. Pellegrino, ane R. stevens, Sharing visualization experiences ·, Proc. of High Performance Computing for Computer Graphics and Visualization, July 1995.

[6] A. M. Kunz, and. C. P. Spagno, Novel shutter glass control .., Proc. of The immersive Projection Technology and Virtual Environment, pp.257-266, 2001.

[7] H. Ishi, M. Kobayashi and J. Grudin, Integration of inter ·, ACM Trans. on Info. Systems, 11(4): 349-375, 1993.

[8] J. Leigh, A. E. Johnson, T. A. DeFanti and M. Brown, A review of Tele·, Proc. of IEEE VR '99, pp.180-187, 1999

상기한 문헌들에서는 대부분 계산능력이 뛰어난 고성능의 컴퓨터와 중앙처리방식을 이용하여 개발된 시스템에 대해 기재하고 있다.

후에 비용상의 문제점을 해결하려고 일부에서 운영체제를 리눅스로 전환하여 사용되고 있다.

리눅스와 유닉스 바탕의 운영체제를 이용한 가상현실 시스템은 이들 운영체제의 안정된 네트워크 시스템 때문에 개발 초기단계에서는 이점이 많지만, 사용자층을 일반 사용자들을 대상으로 확장하면 결국에 가서는 운영체제에 전문적인 지식이 요구되어 결국에는 사용할 수 있는 사용자 수가 줄게 된다.

또한 네트워크 분산처리 방식이 아닌 중앙처리 방식을 사용하고 있다.

그러나 사용자의 편의성, 확장성, 비용대비 효율성, 체감성 등의 여러 요소들을 감안하면 윈도우즈 운영체제를 기반으로 하는 네트워크 분산처리 방식의 다화면 영상 표시시스템이 고려되어야 한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기존의 게임과 전시분야의 그래픽영상 표시시스템에서 구현할 수 없었던 고화질의 그래픽영상을, 사용자의 상호작용과 영상 표시면들의 입체적 배치(위치와 각도)를 고려하여 실시간으로 생성하도록 하고, 다화면 그래픽영상의 생성과 표시, 네트워크와 분산처리를 위한 기본 운영체제로서 윈도우즈를 사용한다.

이것은 사용자에게 사용의 용이성을 제공하고 본 발명에 따른 영상 표시시스템의 확장성과 호환성을 높일 수 있게 한다.

그래픽영상들은 네트워크 분산처리를 기법으로 이용하여 영상표시장치에 해당하는 중앙처리장치(CPU)에서 병렬적으로 생성된다.

이와 동시에 생성된 그래픽 영상들이 동기화를 이루어 해당 영상 표시면들에 마치 하나의 영상처럼 보일 수 있도록 하여 고화질의 그래픽영상을, 체감성과 사용의 용이성을 갖춘 저가의 장비를 사용하여 사용자에게 제공할 수 있도록 하는 것이 본 발명의 목적이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 여러 개의 클라이언트 컴퓨터가 3차원 모델공간을 공유하고 동기화된 그래픽영상을 생성하는 방법을 보여주는 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 다화면 그래픽영상 표시를 위한 네트워크 분산처리에 대한 기본 개념도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 그래픽영상을 표시하는 화면의 입체적 배치에 대한 도면이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

본 발명에서는 네트워크 분산처리 기법을 이용하여 사용자의 상호작용을 통하여 고화질의 동기화된 그래픽영상을 복수개의 다화면에 실시간으로 생성하고 표시하는 기술에 대해 설명한다.

여기서 영상표시는 기존의 2차원으로 투영된 이미지를 분할하여 표시하는 기법과 다르게 화면의 배치(위치와 각도)를 고려하여 3차원으로 투영된 이미지들을 각각 해당의 화면에 표시하는 것을 의미한다.

제공된 그래픽영상을 표시할 때 비용대비 최적의 효과(체감성)을 얻을 수 있는 환경을 제공하기 위해 모니터를 입체적으로 구성하여 게임이나 전시데모 참여자가 모니터가 제공하는 물리적 공간 속에서 몰입감을 느끼면서 컨텐츠(게임이나 전시내용)를 체감할 수 있도록 한다.

이를 위해 다화면(복수개의 모니터)에 표시되는 그래픽 영상들이 서로 연동되어 표시될 수 있도록 동기를 맞추는 네트워크 기술이 요구된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 여러 개의 클라이언트 컴퓨터가 3차원 모델공간을 공유하고 동기화된 그래픽영상을 생성하는 방법을 보여주는 도면이다.

다화면 그래픽영상 표시시스템은 서버와 클라이언트 개념을 이용하여 네트워크화 된다.

영상 표시시스템이 3개의 화면들로 구성되는 경우, 각 화면에서 그래픽영상 표시를 위한 컴퓨터(클라이언트)들은 먼저 메인 컴퓨터(서버)로부터 전달받은 3차원 모델공간을 공유하는 초기화처리를 하게 된다.

그후 사용자의 상호작용에 따라 상호작용의 정보가 각 클라이언트들에게 전달되고 상호작용의 정보에 따라 각 클라이언트 컴퓨터에서 해당 그래픽영상들을 생성하게 된다.

이것은 여러 개의 중앙처리장치(CPU)가 네트워크로 연결되어 각 컴퓨터에서 분산처리 하게 되는 것을 의미한다.

상기 3차원 모델공간을 시점을 달리하는 2차원의 화면들에 투영하여 투영된 그래픽영상들을 각각의 해당 화면에 표시한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 다화면 그래픽영상 표시를 위한 네트워크 분산처리에 대한 기본 개념도이다.

도시된 바와 같이 그래픽영상을 표시하기 위해 기존의 중앙처리 방식을 이용하는 대용량 초고속 컴퓨터를 이용하지 않고, 상대적으로 저용량의 일반 컴퓨터 여러 개를 네트워크를 통해 연결하여 같은 효과를 이끌어내는 것이 본 발명의 한 요소이다.

이와 같이 그래픽영상 표시시스템을 구성하게 되면 고비용의 대용량 초고속 컴퓨터를 사용하지 않고도, 사용이 요구되는 만큼의 즉 화면의 개수만큼 저용량 저속의 컴퓨터들을 네트워크로 연결하고 분산처리하여 원하는 결과를 얻어낼 수 있다.

또한 표시하고자하는 그래픽영상을 네트워크 분산처리를 이용하여 사용자의 상호작용에 따라 병렬적으로 생성하는 점이 종래 영상 표시시스템과 차별된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 그래픽영상을 표시하는 화면의 입체적 배치에 대한 도면이다.

종래의 화면 배치가 평면적인 것이 비해 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 화면의 입체적 배치를 가능하게 한다.

이때 화면에 표시되는 그래픽영상은 미리 컴퓨터 내부에서 화면의 입체적 배치를 계산해서 3차원 공간 속에서 만들어지게 되어 화면이 입체적으로 구성되더라도 화면간 그래픽 동영상이 자연스럽게 이어지게 된다.

예를 들어 5개의 화면으로 구성되는 시스템의 경우, 천장과 바닥의 화면에 표시되는 영상이 정면과 측면의 두 화면, 즉 3개의 화면에 연결되는 영상을 표시할 수 있다.

예을 들자면, 비행기나 헬기와 같은 시뮬레이션(게임)의 경우 조종석 공간에서 정면, 양 측면(왼쪽, 오른쪽), 천장, 바닥의 화면을 모두 볼 수 있게 되어 사용자의 체감성을 한층 높일 수 있게 된다.

화면의 개수가 늘어날수록 고해상도의 그래픽 영상의 디스플레이가 가능하다.

즉, 10개의 화면으로 구성되는 시스템의 경우 5개의 화면으로 구성되는 시스템의 2배에 해당하는 해상도를 갖게 된다.

따라서 본 발명은 화면의 개수를 3개나 5개에 국한시키지 않고 필요에 따라 N개의 화면으로 구성할 수가 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 동기화된 고화질의 그래픽 영상을 사용자의 상호작용을 통하여 다화면에 실시간으로 생성하고 표시할 수 있게 됨으로써 몰입감 등의 체감성과 실시간 고화질의 입체적 그래픽영상 표시가 요구되는 게임과 전시산업 분야 등에서의 요구조건을 충족할 수 있게 되었다.

또한 체감성을 증감시키고 표시장치의 배치(위치와 각도)에 상응하는 입체적 영상을 제공함으로써 기존의 그래픽영상 표시시스템에 차별화된 경쟁력과 서비스를 제공할 수 있다.

사용자(게임 참여자 및 소비자)들에게 지금까지 경험할 수 없었던 새로운 유형의 영상 표시시스템을 제공함으로써, 컨텐츠에 대한 사용자들의 관심을 더욱 높일 수가 있고, 다양한 형태의 영상표시가 가능하여 침체된 게임과 전시산업 분야의 발전에 기여할 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 메인 서버와 다수의 클라이언트 컴퓨터가 네트워크로 연결되어,

   상기 클라이언트 컴퓨터가 메인 서버로부터 전달받은 3차원 모델공간을 공유하는 초기화처리를 하는 단계와,

   사용자의 상호작용에 따라 상호작용의 정보가 각 클라이언트 컴퓨터에 전달되는 단계와,

   상기 상호작용의 정보에 따라 각 클라이언트 컴퓨터에서 해당 그래픽영상들을 실시간으로 생성하여 각 클라이언트 컴퓨터의 화면에 표시하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 실시간 다화면 그래픽영상 표시방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 클라이언트 컴퓨터에 구비된 중앙처리장치(CPU)가 네트워크로 병렬 연결되어, 각 클라이언트 컴퓨터에서 분산처리를 수행하여 3차원 모델공간을 공유하고 동기화된 영상을 생성함을 특징으로 하는 실시간 다화면 그래픽영상 표시방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 3차원 모델공간을,

   시점을 달리하는 2차원의 화면들에 투영하여 투영된 그래픽영상들을 각각의 해당 화면에 표시함을 특징으로 하는 실시간 다화면 그래픽영상 표시방법.
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 그래픽영상이 표시되는 다수개의 화면의 입체적 배치(위치, 각도)를 고려하여 영상을 생성함을 특징으로 하는 실시간 다화면 그래픽영상 표시방법.