KR20070039878A

KR20070039878A - 가상 풍경을 제공하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20070039878A
Application number: KR1020067026025A
Authority: KR
Inventors: 리트바 라이조키-푸스카
Original assignee: 리트바 라이조키-푸스카
Priority date: 2004-05-11
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2007-04-13
Also published as: ZA200609842B; WO2006005799A1; US20070242168A1; FI20040667A; RU2006143320A; JP2007536964A; EP1759371A4; FI20040667A0; EP1759371A1; CN101010708A

Abstract

본 발명은 3차원 가상 장면을 디스플레이하기 위한 방법이며, 여기서 3차원감으로서 관객(1)에게 가시화될 수 있는 연속적이며 가시적인 장면 요소들(5, 5a, 5b, 5b', 5b")은 적어도 부분적으로 투명한 평면들에서 연속적으로 발생된다. 본 발명의 범위는 또한 여러 연속적인 적어도 부분적으로 투명한 디스플레이 또는 영상 평면들(4, 4a, 4b, 4b', 4c, 4c', 4d, 4d')을 포함하는 장치를 포함할 뿐만 아니라 이들 평면들 상에서 가시적인 형태로 장면 요소들을 생성시키기 위한 장치들(7, 7', 8)을 포함한다.

장면 요소, 평면, 투명 디스플레이, 영상 평면 배열

Description

가상 풍경을 제공하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND ARRANGEMENT FOR PRESENTING A VIRTUAL LANDSCAPE}

본 발명의 주제는 한 명 이상의 관객들에게 3차원 가상 장면을 디스플레이하기 위한 특허 청구항 1의 전제부에 따른 방법 및 특허 청구항 5의 전제부에 따른 장치에 관한 것이다.

관객에게 가상 장면을 디스플레이하기 위한 종래 기술의 상이한 장치들이 이미 알려져 있다. 하나의 이러한 장치는 극장들에서 무대 장식들로 이루어진 장면인데, 여기서 통상 인공적으로 그리고 종종 단지 암시적인 방식으로 형성된 나무들, 방들, 또는 심지어 구름들과 같은 풍경의 구체적인 요소들을 묘사하는 여러 장식적인 요소들은 관객들로부터 상이한 거리를 두고 무대상에 물리적으로 배치된다. 이와 같은 경우들에서, 관객은 종종 3차원 가상 세계, 즉, 이후에 연극이 이루어지는 공간의 다소 개략적인 정신적 영상(mental image)을 형성한다.

다른, 유사한, 프리젠테이션 방법은, 특히 장면의 배경이 사진 기술들을 이용하여 "중첩" 배치된 여러 장식적인 요소들을 이용하여 형성되고, 종종 서로에 대해 움직이는, 종래의 만화 영화 기술(요즈음에는, 실제적으로 디지털 기술들과 같은 다른 방법들을 이용하여 구현됨)과 관련된다.

가상 장면, 즉 물리적인 현실성과는 다른 장면을 디스플레이하기 위한 다른 유형들의 방법들은 오랜 시간에 걸쳐서 제공되는데, 이들의 주요 원리는 상이한 요소들이 실제 물리적으로 존재한다는 사실이다. 따라서, 상이한 요소들에 의해 형성된 전체 화상만이 가상 화상이다. 이와 같은 물리적 구현 방식은 무엇보다도, 개별적인 요소들을 수정하는 것이 다소 어렵다는 결점을 갖는다. 게다가, 물리적인 요소들은 통상적으로 자신의 정확한 포지션닝을 유지하기 위한 구조들을 지원할 것을 요구한다.

이와 같이, 가상 장면을 디스플레이하기 위한 특정한 종래 기술의 장치들이 또한 알려져 있으며, 여기서 관객들에 의해 보여지는 가상 현실은 단지 관객의 두뇌에만 형성된다. 이러한 카테고리는 관객이 관객의 두 눈으로 상이한 소스들로부터 상이한 화상들을 보기 위하여 특수한 고글들을 착용하고, 이후 이들 화상들이 관객의 두뇌에서 하나의 3차원 영상으로 결합되는 상이한 입체 화상 쇼들을 포함하는 것으로 여겨질 수 있다. 요즈음, 이와 같은 가상 쇼들은 또한 디지털 기술을 이용하여 구현될 수 있지만, 관객에게 3차원 느낌을 제공하기 위하여, 관객들의 눈으로 직접 또는 두 눈에 의해 개별적으로 보여지는 장치로 상이한 영상들을 투영하기 위한 특수한 투영 장비가 요구된다.

본 발명의 목적은 한편으로는 물리적으로 생성된 요소들을 배치하도록 하는 수단 및 다른 한편으로는 관객들에 의해 유지된 뷰잉 장치들이다. 그러므로, 본 발명의 목적은 상기 요소들을 임의의 전용 뷰잉 장치들 없이 관객들에게 3차원 영상을 제공하는 가상 요소들로 완전히 대체하는 것이다.

이들 목표들을 성취하기 위하여, 본 발명을 따른 방법은 대응하는 장치와 함께 개발되었으며, 이의 특성들은 첨부된 특허 청구항들에서 기재되어 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 방법은 연속적이고 가시적인 장면 요소들이 연속적이며, 적어도 부분적으로 투명한 평면들 및/또는 이들 평면들 간의 공간들 상에 형성되어, 이들 일련의 영상들이 가상 장면의 3차원 표현으로서 관객에게 가시화되도록 하는 데 특징이 있다.

유사하게, 본 발명에 따른 방법은 그 구성이 여러 개이고, 연속적으로 배열되며 적어도 부분적으로 투명한 디스플레이 또는 영상 평면들을 가져, 그 시스템이 이들 평면들 및/또는 이들 사이에 가상 형태로 장면 요소들을 생성시키기 위한 장비를 포함하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 임의의 바람직한 실시예들은 예로서 더욱 상세하게 후술되고 첨부된 도면들과 관련하여 설명된다.

도 1은 영상 평면들 상에 형성된 시각적 스케치들을 갖는 관객으로부터 거리를 두고 영상 평면들을 갖는 하나의 일반적인 장치의 사시도.

도 2는 또 다른 다소 상이한 공간 장치의 섹션을 도시한 도면.

도 3은 본 발명을 따른 영상 평면들이 필수적으로 연속적인 벽/천장 구조의 요소들로 컴파일되는 하나의 공간 장치의 사시도.

도 1은 3차원 공간 구조(2)가 어떻게 관객(1)에 의해 시각적으로 검출 가능한 영상 평면들의 배열(3)로 보이도록 형성되는지를 도시한다. 영상 배열(3)은 시각적 구성을 형성하는 영상들이 관객(1)이 시청하도록 투영될 수 있는 서로로부터 물리적으로 분리된 평면들(4a, 4b, 4c, 4b', 4c')을 갖는다. 본 발명에 따르면, 분리된 시각적 스케치들(5, 5a, 5b)은 이것들이 관객(1)으로부터 상이한 거리를 두는 방식으로 영상 평면들(4a, 4b, 4c, 4b', 4c')상으로 투영됨으로써, 그 결과, 관객(1)이 영상 평면 배열(3)을 3차원으로서 물리적으로 보도록 한다. 관객의 눈들에 의해 보여지고, 관객의 두뇌에 의해 형성된 3차원 뷰는 가상의 장면을 나타내는데, 이는 그 장면이 관객이 그것을 보는 형태로 물리적으로 존재하지 않기 때문이다. 이러한 가상의 장면 외에도, 공간(2)은 유사한 방식으로(개별적으로 도시되지 않음) 생성된 가상의 세부 항목들을 가질 수 있다. 게다가, 공간(2)은 예로서 도면에 도시된 기술(6)의 일부분과 같은 물리적으로 존재하는 세부 항목들을 자연적으로 포함할 수 있다.

이러한 문맥에서, 관객(1)은 특히 공간(2)에 물리적으로 존재하는 한 명 이상의 사람들을 나타낸다. 유사하게, 본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "평면"은 영상의 느낌이 형성될 수 있는 완전 평면의 표면들 이외의 것을 또한 포함하도록 간주된 것이다. 그러므로, 이 용어는 또한 곡면들, 분리된 홀로그램들 또는 이들의 부분들, 연막들과 같은 적어도 특정 기하학적 두께의 투영 물체들 및 개별적인 시각적 스케치들(5, 5a, 5b)이 형성될 수 있는 3차원 공간(2)의 다른 이와 같은 요소들을 포함한다.

도 1은 예로서, 가상 장면이 관객(1)에 보여질 때 서로에 인접한 평면들(4a, 4b, 및 4b) 상에 프로젝터들(7)을 이용하여, 투영되는 나무들을 스케치 요소들(5, 5a)로서 포함할 수 있다는 것을 도시한다. 유사하게, 하나 이상의 투영 평면들, 예를 들어, 도 1에 따른 배열에서 관객에 가장 근접한 평면(4c)은 스케치 요소들(5b)이 영상들로서 형성될 때 평면상, 예로써, 적어도 부분적으로 투명한 LCD 디스플레이에서 가시적인 그와 같은 기술적 구현 방식을 갖음을 예로써 도시한다. 도 1에서, LCD 디스플레이의 기술적 차이는 두꺼운 프레임(8)에 의해 도시되는데, 이는 LCD 디스플레이들의 디스플레이 제어에 의해 요구된 이러한 알려진 종래 기술을 나타낸다. 유사하게, 도 1은 이와 같은 영상 평면(4c')상에 투영할 수 있다는 것을 도시하는데, 이 영상 평면은 이미 가상 스케치(5b'), 또 다른 프로젝터(7')에 의한 투영, 또는 여기에 나타내어진 경우에 또 다른 방식으로 도시된 스케치(5b')의 상부의 영상 평면(4c')상에서 가시적인 또 다른 스케치(5b")의 등가물을 도시할 수 있다.

투영(7, 7') 및/또는 전자 디스플레이(8) 대신에 또는 이외에도, 물론 시각적 형태들(figures) 또는 영상으로서 표면상에 가상 스케치를 도입하기 위한 임의의 다른 방법을 사용할 수 있다. 이러한 관점에서, 단어 "표면"은 또한 상술된 바와 같이, 평면 및 다른 형상들 모두의 디스플레이 수단을 말하는 여러 연속적인 평면상에서 관객의 관점으로부터 가시화하는 방식으로, 외부 영향(7, 7', 8)을 통해 가상 스케치 요소 형상들이 형성되는 다른 상기 장치뿐만 아니라, 거울들, 연기 또는 액체 스크린들과 같은 가상 스케치를 형성하는데 적합한 다른 적어도 부분적으 로 투명한 매체를 말한다. 적어도 부분적으로 투명한 표면상에 이와 같은 스케치를 형성하는 것 이외에도, 물리적으로 존재하는, 즉 도 2에 보다 상세하게 도시된 바와 같이, 관객으로부터 상이한 거리에 있는 평면들(4a, 4b, 4c)의 공간들(10) 사이에 두드러지게 실재하는 장면 요소들(9)을 배치함으로써 3차원 느낌이 본 발명의 프레임워크 내에서 보완될 수 있다.

도 2는 적어도 하나의 평면 요소(4)가 이중 벽 구조(4d)를 갖는 장치를 부가적으로 도시한 것이다. 적절한 매체(11), 즉 연기, 적절하게 착색된 액체 또는 그물형 구조의 고체를 상기 구조의 공간의 말단에 위치된 벽들(4d', 4d") 사이에 도입하여, 요소(4)의 구조 또는 그것이 생성하는 느낌이 전체적으로 변경되도록 할 수 있다. 이와 같은 요소는 예를 들어 공간(2)에서 인공적인 밤시간 분위기를 생성하도록 하는 한편, 다른 가상 장면 요소들(5...5b")은 실질적으로 동일하거나 분위기에 적절하게 적응된 채로 있다. 밤시간 분위기는 이 경우에 달의 화상, 별빛 하늘 또는 표면(도시되지 않은) 상으로 투영되는 이와 유사한 것에 의해 더욱 향상될 수 있는 반면에, 천장 구조로서 사용된 그러한 공간(10)을 통해서 불어넣어진 연기는 예를 들어 하늘에서의 구름의 가상 영상을 생성하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예를 따른 장치는 관객에 의해 관찰된 가상 장면의 특성이 평면들상에 하나 이상의 외부 영향을 미침으로써 영향을 받는다는 것이다. 상술된 이와 같은 알려진 종래 기술의 LCD 디스플레이 이외에도, 이와 같은 외부 영향의 일 예는 디스플레이 및/또는 투영 표면의 투명도를 제어하는데 사용된 가변 자기 또는 전계이다. 유사하게, 표면의 특성들은 예를 들어 외부 태양광이 벽 또는 천장 요소의 투명도를 변화시킴으로써 공간(2)에서의 환경들을 자동으로 변화시키는 방식으로 자외선 방사를 이용하여 영향을 받을 수 있다. 이와 같은 외부 영향들의 다른 예들은, 예를 들어 온도 또는 심지어 물리적 장력의 변화가 있는데, 이들은 유리 구조들의 특정 유형들에서 광의 굴절을 변화시키고, 따라서 또한 이들로 투영된 가상 장면의 모양을 변화시킨다.

상기 프로젝터들(7, 7') 이외에 또는 이들 대신에, 가상 장면 요소들(5.. 5b")을 가상 형태로 변환시키는 장치들은 또한 투영 표면상에 물리적으로 형성된 형태, 개별적으로 활성화될 수 있는 가시성 또는 변경된 그것의 모양을 포함할 것이다. 이러한 경우에, 이 활성화는 바람직하게는, 투영 표면상에 투영 또는 그러한 표면을 지원하는 요소, 광, 전하 또는 원하는 느낌을 생성하기 위해 초점이 맞춰지거나 변경되는 유사한 외부 영향을 포함한다. 원하는 느낌을 생성 또는 변화시키는 것은 또한, 예를 들어 거울로 투영되거나 거울상에 가시화되는 영상들(5...5b")이 상이한 방식들로 및/또는 상이한 장소들에 도시된 상이한 상황들에 있도록 하는 방식으로, 바람직하게는 반투명 거울의 특성들을 변화시키는 방식으로, 거울들의 사용을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 영상 평면들(4...4d)은 적어도 부분적으로 투영 표면들이며, 적절하게는 이러한 표면들을 포함한 요소들은 바람직하게는 자체-정화 유리, 거울들 또는 플라스틱으로 이루어진 유사한 실질적으로 평면의 구조들 및/또는 종래 기술의 알려진 적어도 부분적으로 투명한 디스플레이 장치들로 이루어진다. 그 후, 이와 같은 구조들은 예를 들어 한 명 이상의 관객들(1)을 수용하는 도 3에 도시된 공간 장치를 형성하는데 사용될 수 있다. 도 3에 도시된 공간 요소는 그 후, 적절하게는 예로써, 관객(1)이 바람직하게는 모든 방향들로 확장되는 폐쇄된 공간 요소의 중심에 있고, 관객(1)에게 깊은 3차원 느낌을 제공하도록 하는 방식으로, 관객(1)이 리프트 장치(12)를 이용하여 입장할 수 있는 실질적으로 폐쇄된 공간이다.

이와 같은 공간 요소 또는 공간(2)은 그 후 상이한 가상 장면들에 의해 둘러싸여진, 예를 들어 카페, 수영장 등과 같은 알려진 종래 기술의 활동도들을 수용할 수 있다. 이들 가상 장면들은 영상 평면들의 편집들(compilations)로부터 형성되는데, 이들 중 단지 하나가 간결성을 위하여 도3에 도시된다. 참조기호들 (A... D)는 공간(2)의 바닥 상에 상이한 섹터들을 표시하는데, 여기서 벽-천장 구조는 예를 들어 가상 장면의 형태로 상이한 계절들 및 이를 보충하는 구조들 및 현상들을 도시할 수 있다.

따라서, 섹터(A)(이 섹터들의 벽들은 도3에 도시되지 않음)는 동물들 및 식물들을 포함하는, 동물원의 요소들조차도 포함할 수 있는 여름 장면을 묘사할 수 있다. 섹터(B)에서, 동일하거나 상이한 가상 장면이 가을 상태로 묘사될 수 있다. 마찬가지로, 섹터(C)에서, 겨울 장면은 표면들(4a...4c) 상에 투영된 겨울 조건들에 의해 인공적으로 유지되고, 지지되며 또는 그렇지 않다면, 언 나무, 눈더미 등으로 묘사되는데, 이들 중 일부는 진짜 언 요소들일 수 있으며, 한편 섹터 D는 봄시간과 관련된 환경들을 디스플레이한다.

대안적으로 또는 보충적으로, 상이한 섹터들은 상이한 지리학적 지역들을 유 사하게 묘사할 수 있다. 그 해 계절들 이외에, 도 3의 공간(2)은 또한 공간 주위를 움직이는 적절하게 조명하는 요소(13)들이 "태양" 및 "달"로서 모두 작용할 수 있도록 그날의 상이한 시간들을 묘사할 수 있고, 여기서 가상 천체의 특성은 발광체에 대해서뿐만 아니라 디스플레이되는 그날의 시간 또는 그 해의 달에 따라서 비투명에서 투명에 이르기까지 투영 평면들(4a...4d) 중 하나의 투명도를 변경시킴으로써 변화될 수 있다.

첨부된 도면들이 주로 관객의 시야가 섹터들로 분할되는 이와같은 실시예들을 도시하였지만, 시야가 몇몇 다른 방식으로 분할되거나, 또는 시야가 가시적 분할 없이 하나의 연속체를 형성하는 이와 같은 장치들 또한 본 발명의 범위가 포함한다는 것이 명백하다. 다른 실시예들은 또한 첨부된 특허 청구항들의 프레임워크 내에서 본 발명에 따른 장치의 범위에 포함된다. 상기 사용된 바와 같은 "장면"의 개념은 지리적 풍경을 포함할 뿐만 아니라 광범위하게 인지된 다른 이와 같은 가시적 엔티티들을 포함하며, 여기서 3차원 뷰의 양상은 관객을 위해 생성된 느낌에 중요한 것이다.

유사하게, 본 발명을 따른 일반적인 장치는 또한 동물들을 묘사하는 세부 항목들, 디스플레이되는 주제들과 관련된 실제 정보, 또는 심지어 상업 광고들과 같은 하나 이상의 평면들 또는 표면들 상에 장면과 다른 주제들을 디스플레이할 수 있다.

Claims

한 명 이상의 관객들(1)에게 3차원 가상 장면을 디스플레이하는 방법에 있어서,

연속적이며 가시적인 장면 요소들(5, 5a, 5b, 5b', 5b")은, 일련의 이들 영상들이 가상 장면의 3차원 느낌으로서 상기 관객(1)에게 가시화되도록 하는 방식으로, 연속적이며, 적어도 부분적으로 투명한 평면들(4, 4a, 4b, 4b', 4c, 4c', 4d, 4d") 및/또는 그러한 평면들 간의 공간들(10)에 생성되는 것을 특징으로 하는, 3차원 가상 장면 디스플레이 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 연속적인 장면 요소들(5, 5a, 5b, 5b', 5b")은 하나 이상의 평면들(4, 4a, 4b, 4b', 4c, 4c', 4d, 4d') 상에 장면 요소 영상을 반사 또는 투영시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, 3차원 가상 장면 디스플레이 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 연속적인 장면 요소들(5, 5a, 5b, 5b', 5b")은 상기 관객(1)으로부터 상이한 거리에 위치된 평면들(4, 4a, 4b, 4b', 4c, 4c', 4d, 4d') 간의 공간들(10)에 대해 물리적인 형태로 장면 요소들을 취함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, 3차원 가상 장면 디스플레이 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가시적인 가상 장면의 특성은 상기 평면들(4, 4a, 4b, 4b', 4c, 4c', 4d, 4d")이 상기 평면의 적어도 하나의 특성 또는 파라미터를 변화시키는, 바람직하게는 가변 전계(8), 방사, 온도 변화 및/또는 물리적 장력과 같은 외부 영향을 받도록 함으로써 영향받는 것을 특징으로 하는, 3차원 가상 장면 디스플레이 방법.
3차원 가상 장면을 디스플레이하는 장치에 있어서,

상기 장치는 여러 연속적이며, 적어도 부분적으로 투명한 디스플레이 또는 영상 평면들(4, 4a, 4b, 4b', 4c, 4c', 4d, 4d") 뿐만 아니라 이들 평면들(4, 4a, 4b, 4b', 4c, 4c', 4d, 4d") 및/또는 이들 간에 가상 형태로 시각적으로 검출가능한 장면 요소들(5, 5a, 5b, 5b', 5b")을 생성하는 장치들(7, 7', 8)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 3차원 가상 장면 디스플레이 장치.
제 5 항에 있어서,

가시적 형태로 상기 장면 요소들을 생성하는 상기 장치들은 상기 장면 요소(5, 5a, 5b, 5b', 5b")의 화상 또는 영상이 부분적으로 투명한 평면(4, 4a, 4b, 4b', 4c, 4c', 4d, 4d"), 바람직하게는 투영 표면상의 적절한 지점에 투영되도록 하는 프로젝터들(7, 7') 또는 장치들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 3차원 가상 장면 디스플레이 장치.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

가시적 형태로 상기 장면 요소들을 생성하는 상기 장치들은 하나 이상의 디스플레이 및/또는 투영 표면들(4, 4a, 4b, 4b', 4c, 4c', 4d, 4d") 상에 물리적으로 형성된 형태(8)를 포함하고, 이의 가시성은 활성화될 수 있거나 이의 모양은 광, 전하 또는 상기 표면(4, 4a, 4b, 4b', 4c, 4c', 4d, 4d")을 지원하는 요소로 확장되는 유사한 외부 영향에 초점을 맞추거나 변화시킴으로써 또는 장력과 같은 물리적 특성 또는 투영 및/또는 디스플레이 표면을 포함하는 요소의 디스플레이 제어 신호들을 변화시킴으로써 변화될 수 있는, 3차원 가상 장면 디스플레이 배열.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

적어도 하나의 디스플레이 및 투영 장치(4c)는 적어도 부분적으로 투명한 전자적으로 제어된 디스플레이 장치(8), 바람직하게는 액정 디스플레이인, 3차원 가상 장면 디스플레이 장치.
제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 영상 평면들은 적절하게는 이와 같은 표면들(4, 4a, 4b, 4b', 4c, 4c', 4d, 4d")을 포함하는 요소들이 바람직하게는 자체-정화 유리, 거울들 또는 유사한 플라스틱으로 이루어진 실질적으로 평면의 구조들 및/또는 액정 디스플레이(8)를 포함하는 디스플레이 구조가 되도록 하는 투영 표면들인 것을 특징으로 하는, 3차 원 가상 장면 디스플레이 장치.
제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

공간 요소는 바람직하게는 한 명 이상의 관객들(1)이 상기 요소 내에 수용될 수 있도록 하는 방식으로, 영상 평면을 포함한 하나 이상의 요소들로 형성되는 것을 특징으로 하는, 3차원 가상 장면 디스플레이 장치.