KR20160035503A - 홀로그래픽 3차원 영상 표시 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
홀로그래픽 3차원 영상표시장치 및 홀로그래픽 3차원 영상표시방법이 개시된다. 개시된 홀로그래픽 3차원 영상표시장치는, 오리지널 영상을 복수의 분할영역으로 분할하는 영상 분할부와, 상기 복수의 분할영역 각각을 3차원 홀로그래픽 영상으로 표시하기 위한 회절 프린지 패턴 정보를 계산하는 계산부를 포함한다. 또한 상기 영상 분할부는 복수의 분할영역의 개수를 조절할 수 있다.
Description
본 개시는 홀로그래픽 3차원 영상 표시 장치 및 방법에 관한 것이다.
원래의 3차원 입체상을 공간상에 정확히 재현할 수 있는 이상적인 입체 시각 시스템이 홀로그램이다. 최근 많은 사람들은 3차원 입체 비디오처리 기술의 최종목표를 홀로그램 서비스로 생각하고 있다. 홀로그래피 방식은 정해진 범위내의 어떤 시점에서도 관찰이 가능하도록 깊이감을 표현함으로써 관찰위치의 제약이 없고 자연스런 화상표현이 가능하다. 홀로그래픽 영상은 안경을 착용할 필요없이 자연영상을 보듯이 시청할 수 있어 3D 영상에서 발생되는 여러 문제들이 제거될 수 있다.
홀로그래픽 서비스의 형태는 다양할 것으로 예상되고, 홀로그래픽 기술은 다양한 응용분야에서 활용이 가능할 것으로 예측되고 있다. 그 응용 분야에는 광고, 화상통신, 화상회의, 방송서비스, 교육, 모의실험, 그리고 군사용 훈련 등이 포함될 수 있다. 또한 쇼핑 등에서는 실물을 눈앞에 동일한 크기로 보여줌으로써 선택을 도울 수 있다.
이러한 홀로그래픽 기술 구현을 위해 빛의 진폭과 위상을 동시에 제어할 수 있는 복합 공간 광변조기(Complex Spatial Light Modulator, SLM)가 이용되고 있다. 이러한 복합 공간 광변조기는 표현하고자 하는 3차원 물체에 따라 입사되는 빛의 진폭과 위상을 변경하여 3차원 영상을 구현할 수 있다.
복합 공간 광변조기는 빛의 진폭과 위상의 변경을 위해 3차원 영상에 대응하는 회절 프린지 패턴을 형성한다. 그런데 이러한 회절 프린지 패턴을 형성하기 위해서는 매우 많은 양의 정보처리가 요구된다. 이렇게 높은 계산량 때문에 현재 홀로그래픽 기술은 3차원 영상을 제공하는데 많은 어려움이 있다.
본 개시는 홀로그래픽 3차원 영상 표시 장치 및 방법을 제공한다.
일 측면에 있어서,
오리지널 영상을 복수의 분할영역으로 분할하되, 단위 부피당 상기 분할영역의 개수 또는 단위 면적당 상기 분할영역의 개수를 조절하여 분할하는 영상 분할부;
상기 복수의 분할영역 각각을 3차원 홀로그래픽 영상으로 표시하기 위한 회절 프린지 패턴 정보를 계산하는 계산부; 및
상기 회절 프린지 패턴 정보에 기초하여 회절 프린지 패턴을 형성하고, 상기 회절 프린지 패턴에 입사된 광을 변조함으로써 상기 오리지널 영상에 대응하는 홀로그래픽 3차원 영상을 생성하는 광 변조기;를 포함하는 홀로그래픽 3차원 영상표시장치가 제공된다.
상기 영상 분할부는 상기 오리지널 영상에 포함된 대상체의 형상, 위치 및 상기 오리지널 영상을 표시하는 광의 특성 중 적어도 하나에 따라 분할 영역의 개수를 조절할 수 있다.
상기 오리지널 영상을 표시하는 광의 특성은 광의 명암 및 광의 파장 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 영상 분할부는, 상기 오리지널 영상을 영상의 깊이(depth)에 따라 복수의 층(layer)으로 분할하는 방식, 복수의 점들로 분할하는 방식, 상기 오리지널 영상에 포함된 대상체대상체의 표면을 복수의 다각형(polygon)들로 분할하는 방식 및 이들의 조합 중 어느 하나를 이용하여 분할할 수 있다.
상기 영상 분할부는, 상기 대상체의 표면의 곡률반경 및 상기 표면의 곡률반경의 변화율 중 적어도 하나에 따라 상기 대상체의 영상을 분할할 수 있다.
상기 영상 분할부는 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율에 따른 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 포함하고, 상기 곡률반경이 큰 영역 또는 상기 곡률반경의 변화율이 작은 영역에 대해서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 기준 개수보다 작게 설정할 수 있다.
상기 영상 분할부는 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율에 따른 분할 영역의 기준두께에 대한 정보를 포함하고, 상기 영상 분할부는 상기 깊이에 따라 복수의 층으로 상기 오리지널 영상을 분할하되, 상기 표면의 곡률반경이 큰 영역 또는 상기 표면의 곡률반경의 변화율이 작은 영역에 대해서는 상기 복수의 층 각각의 두께를 상기 기준 두께보다 크게 설정할 수 있다.
상기 영상 분할부는 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율에 따른 분할 영역의 기준 부피 또는 기준 면적에 대한 정보를 포함하고, 상기 영상 분할부는 복수의 점들로 상기 3차원 영상을 분할하되, 상기 표면의 곡률반경이 큰 영역 또는 상기 표면의 곡률반경의 변화율이 작은 영역에 대해서는 상기 복수의 점들 각각이 커버(cover)하는 영역의 부피 또는 면적을 상기 기준 부피 또는 기준 면적보다 크게 설정할 수 있다.
상기 영상 분할부는, 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율에 따른 분할 영역의 기준 넓이에 대한 정보를 포함하고, 상기 영상 분할부는 상기 대상체의 표면을 복수의 다각형(polygon)으로 분할하되, 상기 표면의 곡률반경이 큰 영역 또는 상기 표면의 곡률반경의 변화율이 작은 영역에 대해서는 상기 다각형의 넓이를 상기 기준 넓이보다 크게 설정할 수 있다.
상기 영상 분할부는 상기 오리지널 영상에서 가시광선 파장을 갖는 빛으로 표시되는 영역에 관련된 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 포함하고, 상기 오리지널 영상 가운데 가시광선 영역 밖의 파장을 갖는 빛으로 표현되는 영역에서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정할 수 있다.
상기 영상 분할부는 상기 오리지널 영상의 명암에 관련된 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 포함하고, 상기 오리지널 영상에서 어두운 영역에서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정할 수 있다.
상기 영상 분할부는 상기 오리지널 영상의 시청 영역에 관련된 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 포함하고, 상기 오리지널 영상의 시청 시점에서 표시되지 않는 영역에 대해서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정할 수 있다.
상기 영상 분할부는 상기 오리지널 영상의 깊이에 따른 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 포함하고, 상기 3차원 영상에서 깊이가 큰 영역에서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정할 수 있다.
상기 영상 분할부는 상기 오리지널 영상의 깊이에 따른 분할 영역의 기준 두께에 대한 정보를 포함하고, 상기 깊이에 따라 복수의 층으로 상기 오리지널 영상을 분할하되, 상기 오리지널 영상 가운데 깊이가 큰 영역에 대해서는 상기 복수의 층 각각의 두께를 상기 기준 두께보다 크게 설정할 수 있다.
다른 측면에 있어서,
오리지널 영상을 복수의 분할영역으로 분할하되, 단위 부피당 상기 분할영역의 개수 또는 단위 면적당 상기 분할영역의 개수가 다르게 복수의 분할영역으로 분할하는 3차원 영상 분할단계;
상기 복수의 분할영역 각각을 3차원 홀로그래픽 영상으로 표현하기 위한 회절 프린지 패턴 정보를 계산하는 단계; 및
상기 회절 프린지 패턴 정보에 기초하여 회절 프린지 패턴을 형성하고, 상기 회절 프린지 패턴에 입사된 광을 변조함으로써 상기 오리지널 영상에 대응하는 홀로그래픽 3차원 영상을 생성하는 단계;를 포함하는 홀로그래픽 3차원 영상표시방법이 제공된다.
상기 3차원 영상 분할단계는 상기 오리지널 영상에 포함된 대상체의 형상, 위치 및 상기 오리지널 영상을 표시하는 광의 특성 중 적어도 하나에 따라 분할 영역의 개수를 조절할 수 있다.
상기 오리지널 영상을 표시하는 광의 특성은 광의 명암 및 광의 파장 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 3차원 영상 분할단계는, 깊이(depth)에 따라 복수의 층(layer)으로 분할하는 방식, 복수의 점들로 분할하는 방식, 상기 대상체의 표면을 복수의 다각형(polygon)으로 분할하는 방식 및 이들의 조합 중 어느 하나를 이용하여 상기 3차원 영상을 분할할 수 있다.
상기 3차원 영상 분할단계는, 상기 대상체의 표면의 곡률반경 및 상기 표면의 곡률반경의 변화율 중 적어도 하나에 따라 상기 대상체의 영상을 분할할 수 있다.
상기 3차원 영상 분할단계는, 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율에 따른 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 저장하는 단계 및 기 곡률반경이 큰 영역 또는 상기 곡률반경의 변화율이 작은 영역에 대해서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 기준 개수보다 작게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 3차원 영상 분할단계는, 깊이에 따라 복수의 층으로 상기 3차원 영상을 분할하되, 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율에 따른 분할 영역의 기준두께에 대한 정보를 저장하는 단계 및 상기 표면의 곡률반경이 큰 영역 또는 상기 표면의 곡률반경의 변화율이 작은 영역에 대해서는 상기 복수의 층 각각의 두께를 상기 기준 두께보다 크게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 3차원 영상 분할단계는, 상기 오리지널 영상에서 가시광선 파장을 갖는 빛으로 표시되는 영역에 관련된 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 저장하는 단계 및 기 오리지널 영상 가운데 가시광선 영역 밖의 파장을 갖는 빛으로 표현되는 영역에서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 3차원 영상 분할단계는, 상기 오리지널 영상의 명암에 관련된 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 저장하는 단계 및 상기 오리지널 영상에서 어두운 영역에서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정할 수 있다.
상기 3차원 영상 분할단계는 상기 오리지널 영상의 시청 영역에 관련된 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 저장하는 단계 및 상기 오리지널 영상의 시청 시점에서 표시되지 않는 영역에 대해서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 3차원 영상 분할단계는 상기 오리지널 3차원 영상의 깊이에 따른 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 저장하는 단계 및 상기 오리지널 영상에서 깊이가 큰 영역에서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 3차원 영상 분할단계는 상기 깊이에 따라 복수의 층으로 상기 오리지널 영상을 분할하되, 상기 오리지널 영상의 깊이에 따른 분할 영역의 기준 두께에 대한 정보를 저장하는 단계 및 상기 오리지널 영상 가운데 깊이가 큰 영역에 대해서는 상기 복수의 층 각각의 두께를 상기 기준 두께보다 크게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 홀로그래픽 3차원 영상 표시 장치 및 방법은 오리지널 영상을 복수의 분할영역으로 분할할 수 있다. 홀로그래픽 3차원 영상 표시 장치는 오리지널 영상 분할 시 분할영역의 개수를 조절함으로써 회절 프린지 패턴 정보의 계산량을 감소시킬 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른, 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치의 블록도이다.
도 2 내지 도 4는 영상 분할부가 오리지널 영상을 분할하는 예들을 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7은 대상체의 형상에 따라 3차원 영상을 달리 분할하는 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 오리지널 영상에서 명암이 달라지는 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 오리지널 영상에서 나타난 대상체의 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 3차원 영상을 깊이에 따라 분할한 예를 나타낸다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 홀로그래픽 3차원 영상표시방법의 흐름도이다.
도 2 내지 도 4는 영상 분할부가 오리지널 영상을 분할하는 예들을 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7은 대상체의 형상에 따라 3차원 영상을 달리 분할하는 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 오리지널 영상에서 명암이 달라지는 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 오리지널 영상에서 나타난 대상체의 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 3차원 영상을 깊이에 따라 분할한 예를 나타낸다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 홀로그래픽 3차원 영상표시방법의 흐름도이다.
이하, 예시적인 실시예에 따른 격자패턴 소자, 표적물질 측정장치 및 표적물질 측정방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른, 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치(100)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치(100)는, 오리지널 영상을 복수의 분할영역으로 분할하는 영상 분할부(110)와, 복수의 분할영역 각각을 3차원 홀로그래픽 영상으로 표현하기 위한 회절 프린지 패턴 정보를 계산하는 계산부(120)를 포함할 수 있다. 또한 홀로그래픽 3차원 영상표시장치(100)는 상기 회절 프린지 패턴 정보에 기초하여 회절 프린지 패턴을 형성하고, 회절 프린지 패턴에 입사된 광을 변조함으로써 상기 3차원 영상에 대응하는 홀로그래픽 3차원 영상을 생성하는 광 변조기(130)를 포함할 수 있다. 영상 분할부(110)는 단위 부피당 상기 분할영역의 개수 또는 단위 면적당 상기 분할영역의 개수가 달라지도록 조절하여 오리지널 영상을 분할할 수 있다.
영상 분할부(110)는 오리지널 영상 정보를 입력받을 수 있다. 예를 들어 도면에 도시된 바와 같이 입력부(10)로부터 오리지널 영상 정보를 입력받을 수 있다. 입력부(10)는 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치(100)에 포함된 장치일 수 있다. 또는 입력부(10)는 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치(100)와 분리된 장치일 수 있다. 입력부(10)를 통해서 재생하고자 하는 오리지널 영상에 대한 정보가 입력될 수 있다. 오리지널 영상은 미리 촬영된 영상일 수 있다. 또는 오리지널 영상은 에니메이션 영상과 같이 가상으로 제작된 영상일 수도 있다. 홀로그래픽 3차원 영상표시장치(100)는 이러한 오리지널 영상으로부터 홀로그래픽 3차원 영상을 생성할 수 있다.
영상 분할부(110)는 오리지널 영상을 복수의 분할영역들로 분할할 수 있다. 도 2 내지 도 4는 영상 분할부(110)가 오리지널 영상을 분할하는 예들을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 오리지널 영상은 깊이(depth)에 따라 복수의 층(layer)들로 분할될 수 있다. 깊이(depth)는 3차원 영상의 원근감을 나타내는 좌표일 수 있다. 즉 깊이가 큰 영역일 수록 시청자는 그 영역이 자신으로부터 멀리 있다고 느낄 수 있다. 깊이는 기준면에서 시청자로부터 멀어지는 방향으로 크기가 커지도록 설정될 수 있다. 기준면은 시청자 전면에 있는 임의의 면이 될 수 있다. 도 3을 참조하면, 오리지널 영상은 복수의 점들로 분할될 수 있다. 오리지널 영상에 포함된 대상체들은 복수의 점들(points)로 표현될 수 있다. 복수의 점들이 커버하는 부피 또는 면적은 후술하는 바와 같이 점들 각각 마다 서로 달라질 수 있다. 도 4를 참조하면, 오리지널 영상에 포함된 대상체의 표면이 복수의 다각형(polygon)들로 분할될 수 있다. 다각형의 모양은 임의의 n각형(n은 3보다 크거나 같은 자연수)일 수 있다. 이러한 다각형의 모양과 크기는 대상체마다 달라질 수 있다. 또한 다각형의 모양과 크기는 동일한 대상안에서도 대상의 각 영역마다 달라질 수 있다. 도 2 내지 도 4를 통해 나타낸 분할방식들은 예시적인 것에 불과할 뿐 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 영상 분할부(110)는 도 2 내지 도 4의 분할방식의 조합 또는 다른 분할방식에 의해서도 3차원 영상을 분할할 수 있다.
분할영역의 개수가 많아질수록 생성되는 홀로그래픽 3차원 영상의 해상도가 높아질 수 있다. 하지만 분할영역의 개수가 많아질수록 계산부(120)의 계산량이 많아질 수 있다. 그리고 이로 인해 홀로그래픽 3차원 영상의 생성시간이 길어질 수 있다. 따라서 영상 분할부(110)는 오리지널 영상에서 분할영역의 개수를 필요에 따라 적절히 조절할 필요가 있다. 이를 위해 영상 분할부(110)는 오리지널 영상에 포함된 대상체의 형상, 위치 및 오리지널 영상을 표시하는 광 특성 중 적어도 하나에 따라 단위 부피당 상기 분할영역의 개수를 조절할 수 있다.
영상 분할부(110)에서 상기 대상체의 형상을 고려하는 경우, 영상 분할부(110)는 대상체의 표면의 곡률반경 및 상기 표면의 곡률반경의 변화율 중 적어도 하나에 따라 대상체의 영상을 다르게 분할할 수 있다. 영상 분할부(110)는 대상체의 표면에서 곡률반경이 큰 영역 또는 곡률반경의 변화율이 작은 영역에서는 대상체의 형상이 복잡하지 않다고 판단할 수 있다. 그리고 영상 분할부(110)는 대상체의 형상이 복잡하지 않은 영역에서 홀로그래픽 3차원 영상의 해상도를 낮추어도 좋다고 판단할 수 있다. 영상 분할부(110)는 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율에 따른 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 포함할 수 있다. 기준 개수는 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율이 소정의 표준 값을 가질 때의 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 단위 면적당 분할영역의 개수를 의미할 수 있다. 이러한 기준 개수 정보는 영상 분할부(110)에 미리 저장되어 있을 수 있다. 상기 대상체의 표면의 곡률반경이 상기 소정의 표준 값보다 큰 영역 또는 상기 곡률반경의 변화율이 상기 소정의 표준 값보다 작은 영역에 대해서는 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 단위 면적당 분할영역의 개수를 기준 개수보다 작게 설정할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 대상체의 형상에 따라 3차원 영상을 달리 분할하는 예를 나타낸 도면이다.
도 5에서는 직육면체 형상의 제 1 대상체(510)과 사람 얼굴 형상의 제 2 대상체(520)에 대해 복수의 층 각각의 두께가 달라지는 예를 나타내었다. 도 5를 참조하면, 영상 분할부(110)는 깊이에 따라 복수의 층으로 오리지널 영상을 분할할 수 있다. 그리고 영상 분할부(110)는 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율에 따른 분할 영역의 기준두께에 대한 정보를 포함할 수 있다. 여기서 기준두께는 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율이 소정의 표준 값을 가지는 경우의 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 단위 면적당 분할영역의 개수를 의미할 수 있다. 이러한 기준두께 정보는 영상 분할부(110)에 미리 저장되어 있을 수 있다. 대상체 표면의 곡률반경이 상기 소정의 표준 값보다 큰 영역 또는 표면의 곡률반경의 변화율이 상기 소정의 표준 값보다 작은 영역에 대해서는 복수의 층 각각의 두께를 기준두께보다 크게 설정할 수 있다.
도 5에서 나타낸 직육면체 형상의 제 1 대상체(510)는 각 표면의 곡률반경이 무한대에 가까울 정도로 크다. 또한 모서리 부분을 제외하면 표면 곡률반경의 변화도 거의 없다. 따라서 제 1 대상체(510)를 분할하는 복수의 층 각각은 상대적으로 큰 두께를 가질 수 있다. 사람의 얼굴형상인 제 2 대상체(520)는 각 지점에서 곡률반경이 작을 뿐만 아니라 곡률반경의 변화율도 크다. 따라서 전술한 제 1 대상체(510)에 비해 복수의 층 각각의 두께가 상대적으로 작아질 수 있다. 즉 대상체의 형상이 얼마나 복잡한가에 따라 대상체 별로 분할되는 복수의 층 각각의 두께가 달라질 수 있다. 또한 하나의 대상체 안에서도 형상이 더 복잡한 영역 즉 곡률반경이 작거나 곡률반경의 변화율이 큰 영역에서는 복수의 층 각각의 두께가 더 작아질 수 있다. 예를 들어 제 2 대상체(520) 가운데 형상이 복잡하게 변하는 영역에서는 다른 영역에 비해 복수의 층 각각의 두께가 더 작아질 수 있다.
도 6에서는 구 형상의 제 1 대상체(610)와 사람 얼굴 형상의 제 2 대상체(620)에 대해 복수의 점들 각각이 커버하는 부피 또는 면적이 달라지는 예를 나타내었다. 도 6을 참조하면, 영상 분할부(110)는 복수의 점들로 3차원 영상을 분할할 수 있다. 영상 분할부(110)는, 상기 영상 분할부는 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율에 따른 분할영역의 기준 부피 또는 기준 면적에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한 영상 분할부(110)는, 상기 표면의 곡률반경이 큰 영역 또는 표면의 곡률반경의 변화율이 작은 영역에 대해서는 상기 복수의 점들 각각이 커버(cover)하는 영역의 부피 또는 면적을 상기 기준 부피 또는 기준 면적보다 크게 설정할 수 있다. 여기서 기준 부피 또는 기준 면적은 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율이 소정의 표준 값을 가지는 경우의 분할영역의 부피 또는 면적에 대한 정보일 수 있다. 이러한 기준 부피 또는 기준 면적에 대한 정보는 영상 분할부(110)에 미리 저장되어 있을 수 있다.
도 6에서 나타낸 구 형상의 제 1 대상체(610)는 곡률반경의 크기가 변하지 않는다. 즉 곡률반경의 변화율이 0이다. 따라서 영상 분할부(110)는 제 1 대상체(610)의 형상이 복잡하지 않다고 판단하여 제 1 대상체(610)를 나타내는 점들의 개수를 줄일 수 있다. 영상 분할부(110)는 제 1 대상체(610)에 대해서는 복수의 점들 각각이 커버하는 영역의 부피 또는 면적을 상대적으로 크게 설정할 수 있다. 제 2 대상체(620)에 대해서는 복수의 점들 각각이 커버하는 영역의 부피 또는 면적을 상대적으로 작게 설정할 수 있다. 또한 제 2 대상체(620)에서 눈(624)이나 코(628)와 같이 형상이 복잡한 영역에서는 복수의 점들 각각이 커버하는 영역의 부피 또는 면적이 더 작아질 수 있다. 반면 이마(622)나 볼(626)과 같이 형상이 비교적 복잡하지 않은 영역에서는 복수의 점들 각각이 커버하는 영역의 부피 또는 면적이 상대적으로 커질 수 있다.
도 7에서는 구 형상의 제 1 대상체(710)과 사람 얼굴 형상의 제 2 대상체(720)에 대해 다각형의 면적이 달라지는 예를 나타내었다. 도 7을 참조하면, 영상 분할부(110)는, 대상체의 표면을 복수의 다각형으로 분할할 수 있다. 영상 분할부(110)는 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율에 따른 분할 영역의 기준 넓이에 대한 정보를 포함하고, 상기 표면의 곡률반경이 큰 영역 또는 상기 표면의 곡률반경의 변화율이 작은 영역에 대해서는 상기 다각형의 넓이를 상기 기준 넓이보다 크게 설정할 수 있다. 여기서 기준 넓이는 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율이 소정의 표준 값을 가지는 경우의 분할영역의 면적에 대한 정보일 수 있다. 그리고 상기 분할영역 면적에 대한 정보는 상기 다각형의 넓이에 관한 것일 수 있다. 이러한 기준 넓이는 영상 분할부(110)에 미리 저장되어 있을 수 있다.
표면의 곡률반경이 큰 영역 또는 상기 곡률반경의 변화율이 작은 영역에 대해서는 상기 다각형의 넓이를 기준 면적보다 크게 설정할 수 있다. 기준 면적은 대상체의 형상 등을 고려하지 않았을 때의 다각형의 면적일 수 있다. 도 7에서 나타낸 구 형상의 제 1 대상체(710)는 곡률반경의 크기가 변하지 않는다. 즉 곡률반경의 변화율이 0이다. 따라서 영상 분할부(110)는 제 1 대상체(710)의 표면을 분할하는 다각형들의 개수를 줄일 수 있다. 반면 제 2 대상체(720)의 표면을 분할하는 다각형의 개수는 상대적으로 크게 할 수 있다. 또한 제 2 대상체(720)에서 눈이나 코와 같이 형상이 복잡한 영역에서는 다각형의 면적을 더 작게 할 수 있다.
도 5내지 도 7을 참조하여서는 오리지널 영상에 포함된 대상체의 형상에 따라 영상 분할부(110)의 동작이 달라지는 것을 설명했다. 영상 분할부(110)는 오리지널 영상을 표시하는 광 특성에 따라 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 단위 면적당 분할영역의 개수를 다르게 설정할 수 있다. 상기 광 특성은 광의 명암, 파장 등을 포함할 수 있다. 예를 들어 3차원 영상 가운데 가시광선 영역 밖의 파장을 갖는 빛으로 표현되는 영역이 있을 수 있다. 이러한 영역은 시청자가 인식하기 어려운 영역인 바 해상도를 높일 필요가 없다. 따라서 영상 분할부(110)는 상기 오리지널 영상에서 가시광선 파장을 갖는 빛으로 표시되는 영역에 관련된 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 포함하고, 가시광선 영역 밖의 파장을 갖는 빛으로 표현되는 영역에서는 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 단위 면적당 분할영역의 개수를 기준 개수보다 크게 설정할 수 있다. 상기 가시광선 파장을 갖는 빛으로 표시되는 영역에 관련된 분할 영역의 기준 개수는 영상 분할부(110)에 미리 저장되어 있을 수 있다.
도 8은 오리지널 영상에서 명암이 달라지는 예를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 오리지널 영상은 명암이 밝은 영역(810)과 명암이 어두운 영역(820)을 포함할 수 있다. 어두운 영역(820)은 시청자가 잘 인식하지 못하므로 해상도를 높일 필요가 없다. 따라서 영상 분할부(110)는 오리지널 영상의 명암에 관련된 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 포함하고, 상기 오리지널 영상에서 어두운 영역에서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정할 수 있다. 상기 기준 개수는 상기 명암이 소정의 표준 값을 가지는 경우의 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 단위 면적당 분할영역의 개수를 의미할 수 있다. 이러한 기준 개수 정보는 영상 분할부(110)에 미리 저장되어 있을 수 있다.
도 9는 오리지널 영상에서 나타난 대상체의 예를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 새 모양의 대상체가 3차원 영상에서 나타난다. 이 때 새의 등 뒤 영역(910)은 날개에 가려있는데다 후면을 향하고 있다. 따라서 새의 등 뒤 영역(910)은 시청자의 시청시점에서 보이지 않는 영역이다. 영상 분할부(110)는 이렇게 시청자의 시청시점에서 보이지 않는 영역은 해상도를 높일 필요가 없다고 판단할 수 있다. 따라서 영상 분할부(110)는 상기 오리지널 영상의 시청 영역에 관련된 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 포함하고, 상기 오리지널 영상의 시청 시점에서 표시되지 않는 영역에 대해서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정할 수 있다. 상기 시청 영역과 관련된 분할 영역의 기준 개수는 시청 시점에서 일반적으로 표시 가능한 경우의 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 단위 면적당 분할영역의 개수를 의미할 수 있다.
영상 분할부(110)는 오리지널 영상에서 깊이를 고려하여 분할영역을 나눌 수도 있다. 예를 들어, 깊이가 큰 영역은 시청자가 자신으로부터 멀리있다고 느낄 수 있다. 따라서 영상 분할부(110)는 깊이가 큰 영역은 해상도를 상대적으로 낮게 해도 좋다고 판단할 수 있다. 그리고 영상 분할부(110)는 상기 오리지널 3차원 영상의 깊이에 따른 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 포함하고, 상기 3차원 영상에서 깊이가 큰 영역에서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정할 수 있다. 상기 깊이에 따른 분할 영역의 기준 개수는 깊이 값이 오리지널 영상에서의 평균 값을 가지는 경우에서의 분할 영역의 개수를 의미할 수 있다. 이러한 기준 개수는 영상 분할부(110)에 미리 저장되어 있을 수 있다.
도 10은 3차원 영상을 깊이에 따라 분할한 예를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 3차원 영상에는 깊이가 작은 영역에 있는 제 1 대상체(1010)와 깊이가 큰 영역에 있는 제 2 대상체(1020)가 있을 수 있다. 시청자(2)는 제 1 대상체(1010)가 자신에게 가깝게 있다고 느끼고 제 2 대상체(1020)는 자신으로부터 멀리 있다고 느낄 수 있다. 영상 분할부(110)는 깊이에 따라 복수의 층으로 3차원 영상을 분할할 수 있다. 그리고 영상 분할부(110)는 3차원 영상 가운데 깊이가 큰 영역에 대해서는 복수의 층 각각의 두께를 기준두께보다 크게 설정할 수 있다. 따라서 깊이가 큰 영역의 대상체(1020)는 적은 수의 분할영역으로 분할될 수 있다. 그리고 이를 통해 계산부(120)의 계산량을 줄일 수 있다.
영상 분할부(110)에서 3차원 영상을 복수의 분할영역으로 분할하면 계산부(120)는 복수의 분할영역 각각을 홀로그래픽 영상으로 표현하기 위한 회절 프린지 패턴 정보를 계산할 수 있다. 계산부(120)는 회절 프린지 패턴 정보의 계산을 위해 다양한 알고리즘을 적용할 수 있다. 예를 들어, 영상 분할부(110)가 깊이에 따라 3차원 영상을 복수의 층으로 분할하면, 계산부(120)는 프레넬 변환(Fresnel transformation)을 이용하여 각 분할영역에 대응하는 회절 프린지 패턴 정보를 계산할 수 있다. 또한 영상 분할부(110)가 복수의 점들로 3차원 영상을 분할하면, 계산부(120)는 점상 강도 분포함수(Point Spread Function; PSF)의 합(sum)을 이용하여 각 분할영역에 대응하는 회절 프린지 패턴 정보를 계산할 수 있다. 또한 영상 분할부(110)가 대상체의 표면을 복수의 다각형으로 분할하면, 계산부(120)는 각 스펙트럼(angular spectrum) 계산을 이용해 회절 프린지 패턴 정보를 계산할 수 있다.
계산부(120)에서 회절 프린지 패턴 정보를 계산하면, 광 변조기(130)에서는 그에 대응하는 회절 프린지 패턴을 형성할 수 있다. 그리고 회절 프린지 패턴에 입사된 광을 변조함으로써 3차원 영상에 대응하는 홀로그래픽 3차원 영상을 생성할 수 있다. 도 1 에서는 광 변조기(130)가 두 개의 회절 프린지 패턴 층을 포함한 예를 나타내었다. 이는 예시적인 것에 불과할 뿐 회절 프린지 패턴 층은 하나 혹은 셋 이상이 될 수도 있다. 광 변조기(130)는 백라이트 유닛(Back light unit; 20)으로부터 입사된 광을 변조한다. 변조과정에서 광 변조기(130)는 입사광의 강도, 컬러, 및/또는 위상을 제어할 수 있다. 이를 위해 광 변조기(130)는 제어가능한 복수의 화소들의 매트릭스로 이루어질 수 있다. 광 변조기(130)는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 도면에서는 투과형으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않는다. 투과형 공간 광 변조기의 예로서, 투명 기판 상에 액정 셀들 또는 전기 습윤 셀들이 어레이된 변조기가 있다. 반사형 공간 광 변조기로는 예를 들어, LCOS 소자 (Liquid Crystal on Silicon)가 있다.
광 변조기(130)에서 변조된 광은 능동 광학 소자(Active Optical Element; 30)를 통과할 수 있다. 능동 광학 소자(30)는 광 변조기(130)에서 변조된 광의 진행방향을 제어할 수 있다. 이를 통해 능동 광학 소자(30)는 홀로그래픽 3차원 영상표시장치(100)의 시야각을 넓혀줄 수 있다.
이상에서는 도 1내지 도 10을 참조하여, 예시적인 실시예에 따른 홀로그래픽 3차원 영상표시장치(100)에 관하여 설명하였다. 이하에서는 홀로그래픽 3차원 영상표시장치(100)를 이용한 홀로그래픽 3차원 영상표시방법에 관하여 설명한다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 홀로그래픽 3차원 영상표시방법(1100)의 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 홀로그래픽 3차원 영상표시방법(1100)은, 오리지널 영상을 복수의 분할영역으로 분할하되, 단위 부피당 상기 분할영역의 개수 또는 단위 면적당 상기 분할영역의 개수가 다르게 복수의 분할영역으로 분할하는 3차원 영상 분할단계(S1110), 상기 복수의 분할영역 각각을 3차원 홀로그래픽 영상으로 표현하기 위한 회절 프린지 패턴 정보를 계산하는 단계(S1120) 및 회절 프린지 패턴 정보에 기초하여 회절 프린지 패턴을 형성하고, 상기 회절 프린지 패턴에 입사된 광을 변조함으로써 상기 오리지널 영상에 대응하는 홀로그래픽 3차원 영상을 생성하는 단계(S1130)를 포함할 수 있다.
3차원 영상 분할단계(S1110)는 상기 오리지널 영상에 포함된 대상체의 형상, 위치 및 상기 오리지널 영상을 표시하는 광의 특성 중 적어도 하나에 따라 분할 영역의 개수를 조절할 수 있다. 상기 오리지널 영상을 표시하는 광의 특성은 광의 명암 및 광의 파장 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
3차원 영상 분할단계(S1110)는, 깊이(depth)에 따라 복수의 층(layer)으로 분할하는 방식, 복수의 점들로 분할하는 방식, 상기 대상체의 표면을 복수의 다각형(polygon)으로 분할하는 방식 및 이들의 조합 중 어느 하나를 이용하여 상기 3차원 영상을 분할할 수 있다.
상기 3차원 영상 분할단계(S1110)는, 상기 대상체의 표면의 곡률반경 및 상기 표면의 곡률반경의 변화율 중 적어도 하나에 따라 상기 대상체의 영상을 분할할 수 있다. 3차원 영상 분할단계(S1110)는, 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율에 따른 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 저장하는 단계 및 상기 곡률반경이 큰 영역 또는 곡률반경의 변화율이 작은 영역에 대해서는 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 단위 면적당 분할영역의 개수를 기준 개수보다 작게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
3차원 영상 분할단계(S1110)는, 깊이에 따라 복수의 층으로 상기 3차원 영상을 분할하되, 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율에 따른 분할 영역의 기준두께에 대한 정보를 저장하는 단계 및 표면의 곡률반경이 큰 영역 또는 상기 표면의 곡률반경의 변화율이 작은 영역에 대해서는 상기 복수의 층 각각의 두께를 상기 기준 두께보다 크게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
3차원 영상 분할단계(S1110)는, 오리지널 영상에서 가시광선 파장을 갖는 빛으로 표시되는 영역에 관련된 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 저장하는 단계 및 오리지널 영상 가운데 가시광선 영역 밖의 파장을 갖는 빛으로 표현되는 영역에서는 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
3차원 영상 분할단계(S1110)는, 오리지널 영상의 명암에 관련된 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 저장하는 단계 및 오리지널 영상에서 어두운 영역에서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
3차원 영상 분할단계(S1110)는 상기 오리지널 영상의 시청 영역에 관련된 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 저장하는 단계 및 오리지널 영상의 시청 시점에서 표시되지 않는 영역에 대해서는 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 3차원 영상 분할단계는 상기 오리지널 3차원 영상의 깊이에 따른 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 저장하는 단계 및 오리지널 영상에서 깊이가 큰 영역에서는 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
3차원 영상 분할단계(S1110)는 상기 깊이에 따라 복수의 층으로 상기 오리지널 영상을 분할하되, 오리지널 영상의 깊이에 따른 분할 영역의 기준 두께에 대한 정보를 포함하는 단계 및 오리지널 영상 가운데 깊이 큰 영역에 대해서는 복수의 층 각각의 두께를 상기 기준 두께보다 크게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 홀로그래픽 3차원 영상 표시 장치 및 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
상술한 홀로그래픽 3차원 영상 표시 방법 및 장치는 다양한 전자 기기, 예를 들어, 모니터, TV, 모바일 디스플레이 장치, 또는 모바일 이동 통신 기기 등에 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 홀로그래픽 3차원 영상 표시 방법은 홀로그래픽 3차원 영상 표시 장치에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이러한 본원 발명인 홀로그래픽 3차원 영상 표시 장치 및 방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100 ... 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치
10 ... 3차원 영상정보 입력부
20 ... 백라이트 유닛
30 ... 능동 광학 소자
110 ... 영상 분할부
120 ... 계산부
130 ... 광 변조기
10 ... 3차원 영상정보 입력부
20 ... 백라이트 유닛
30 ... 능동 광학 소자
110 ... 영상 분할부
120 ... 계산부
130 ... 광 변조기
Claims (19)
- 오리지널 영상을 복수의 분할영역으로 분할하되, 단위 부피당 상기 분할영역의 개수 또는 단위 면적당 상기 분할영역의 개수를 조절하여 분할하는 영상 분할부;
상기 복수의 분할영역 각각을 3차원 홀로그래픽 영상으로 표시하기 위한 회절 프린지 패턴 정보를 계산하는 계산부; 및
상기 회절 프린지 패턴 정보에 기초하여 회절 프린지 패턴을 형성하고, 상기 회절 프린지 패턴에 입사된 광을 변조함으로써 상기 오리지널 영상에 대응하는 홀로그래픽 3차원 영상을 생성하는 광 변조기;를 포함하는 홀로그래픽 3차원 영상표시장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 영상 분할부는 상기 오리지널 영상에 포함된 대상체의 형상, 위치 및 상기 오리지널 영상을 표시하는 광의 특성 중 적어도 하나에 따라 분할 영역의 개수를 조절하는 홀로그래픽 3차원 영상표시장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 오리지널 영상을 표시하는 광의 특성은 광의 명암 및 광의 파장 중 적어도 하나를 포함하는 홀로그래픽 3차원 영상표시장치. - 제 1 항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 영상 분할부는, 상기 오리지널 영상을 영상의 깊이(depth)에 따라 복수의 층(layer)으로 분할하는 방식, 복수의 점들로 분할하는 방식, 상기 오리지널 영상에 포함된 대상체대상체의 표면을 복수의 다각형(polygon)들로 분할하는 방식 및 이들의 조합 중 어느 하나를 이용하여 분할하는 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 영상 분할부는, 상기 대상체의 표면의 곡률반경 및 상기 표면의 곡률반경의 변화율 중 적어도 하나에 따라 상기 대상체의 영상을 분할하는 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 영상 분할부는 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율에 따른 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 포함하고, 상기 곡률반경이 큰 영역 또는 상기 곡률반경의 변화율이 작은 영역에 대해서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 기준 개수보다 작게 설정하는 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 영상 분할부는 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율에 따른 분할 영역의 기준두께에 대한 정보를 포함하고, 상기 영상 분할부는 상기 깊이에 따라 복수의 층으로 상기 오리지널 영상을 분할하되, 상기 표면의 곡률반경이 큰 영역 또는 상기 표면의 곡률반경의 변화율이 작은 영역에 대해서는 상기 복수의 층 각각의 두께를 상기 기준 두께보다 크게 설정하는 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 영상 분할부는 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율에 따른 분할 영역의 기준 부피 또는 기준 면적에 대한 정보를 포함하고, 상기 영상 분할부는 복수의 점들로 상기 3차원 영상을 분할하되, 상기 표면의 곡률반경이 큰 영역 또는 상기 표면의 곡률반경의 변화율이 작은 영역에 대해서는 상기 복수의 점들 각각이 커버(cover)하는 영역의 부피 또는 면적을 상기 기준 부피 또는 기준 면적보다 크게 설정하는 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 영상 분할부는, 상기 곡률반경 또는 상기 곡률반경의 변화율에 따른 분할 영역의 기준 넓이에 대한 정보를 포함하고, 상기 영상 분할부는 상기 대상체의 표면을 복수의 다각형(polygon)으로 분할하되, 상기 표면의 곡률반경이 큰 영역 또는 상기 표면의 곡률반경의 변화율이 작은 영역에 대해서는 상기 다각형의 넓이를 상기 기준 넓이보다 크게 설정하는 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 영상 분할부는 상기 오리지널 영상에서 가시광선 파장을 갖는 빛으로 표시되는 영역에 관련된 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 포함하고, 상기 오리지널 영상 가운데 가시광선 영역 밖의 파장을 갖는 빛으로 표현되는 영역에서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정하는 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치. - 제 3 항에 있어서
상기 영상 분할부는 상기 오리지널 영상의 명암에 관련된 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 포함하고, 상기 오리지널 영상에서 어두운 영역에서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정하는 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 영상 분할부는 상기 오리지널 영상의 시청 영역에 관련된 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 포함하고, 상기 오리지널 영상의 시청 시점에서 표시되지 않는 영역에 대해서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정하는 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 영상 분할부는 상기 오리지널 3차원 영상의 깊이에 따른 분할 영역의 기준 개수에 대한 정보를 포함하고, 상기 3차원 영상에서 깊이가 큰 영역에서는 상기 단위 부피당 분할영역의 개수 또는 상기 단위 면적당 분할영역의 개수를 상기 기준 개수보다 크게 설정하는 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 영상 분할부는 상기 오리지널 영상의 깊이에 따른 분할 영역의 기준 두께에 대한 정보를 포함하고, 상기 깊이에 따라 복수의 층으로 상기 오리지널 영상을 분할하되, 상기 오리지널 영상 가운데 깊이가 큰 영역에 대해서는 상기 복수의 층 각각의 두께를 상기 기준 두께보다 크게 설정하는 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치. - 오리지널 영상을 복수의 분할영역으로 분할하되, 단위 부피당 상기 분할영역의 개수 또는 단위 면적당 상기 분할영역의 개수가 다르게 복수의 분할영역으로 분할하는 3차원 영상 분할단계;
상기 복수의 분할영역 각각을 3차원 홀로그래픽 영상으로 표현하기 위한 회절 프린지 패턴 정보를 계산하는 단계; 및
상기 회절 프린지 패턴 정보에 기초하여 회절 프린지 패턴을 형성하고, 상기 회절 프린지 패턴에 입사된 광을 변조함으로써 상기 오리지널 영상에 대응하는 홀로그래픽 3차원 영상을 생성하는 단계;를 포함하는 홀로그래픽 3차원 영상표시방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 3차원 영상 분할단계는 상기 오리지널 영상에 포함된 대상체의 형상, 위치 및 상기 오리지널 영상을 표시하는 광의 특성 중 적어도 하나에 따라 분할 영역의 개수를 조절하는 홀로그래픽 3차원 영상표시방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 오리지널 영상을 표시하는 광의 특성은 광의 명암 및 광의 파장 중 적어도 하나를 포함하는 홀로그래픽 3차원 영상표시방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 3차원 영상 분할단계는, 깊이(depth)에 따라 복수의 층(layer)으로 분할하는 방식, 복수의 점들로 분할하는 방식, 상기 대상체의 표면을 복수의 다각형(polygon)으로 분할하는 방식 및 이들의 조합 중 어느 하나를 이용하여 상기 3차원 영상을 분할하는 홀로그래픽 3차원 영상 표시방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 3차원 영상 분할단계는, 상기 대상체의 표면의 곡률반경 및 상기 표면의 곡률반경의 변화율 중 적어도 하나에 따라 상기 대상체의 영상을 분할하는 홀로그래픽 3차원 영상 표시방법.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190100962A (ko) * | 2016-12-27 | 2019-08-29 | 유니버셜 시티 스튜디오스 엘엘씨 | 고심도 홀로그램용 홀로그래픽 이미지 장치 |
| US10552972B2 (en) | 2016-10-19 | 2020-02-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method with stereo image processing |
| WO2020116692A1 (ko) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | 전자부품연구원 | 세그먼테이션을 이용한 홀로그램 생성 방법 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10365833B2 (en) | 2016-01-22 | 2019-07-30 | Micron Technology, Inc. | Apparatuses and methods for encoding and decoding of signal lines for multi-level communication architectures |
| CN106940486B (zh) * | 2017-04-25 | 2022-06-24 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示装置及其显示方法 |
| US10853704B2 (en) * | 2018-12-18 | 2020-12-01 | Clarifai, Inc. | Model-based image labeling and/or segmentation |
| GB2586511B (en) * | 2019-08-23 | 2021-12-01 | Dualitas Ltd | Holographic projector |
| WO2024004739A1 (ja) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | ソニーグループ株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法、および、コンピュータ読み取り可能な非一時的記憶媒体 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002532771A (ja) * | 1998-12-09 | 2002-10-02 | コミュノテ ウーロペエヌ（セーエー） | コンピュータ支援３次元像再生方法及び装置 |
| KR101289283B1 (ko) * | 2012-03-13 | 2013-08-09 | 안양대학교 산학협력단 | 하이브리드 영상획득 장치 기반 홀로그래픽 영상 복원 방법 |
| WO2014073201A1 (ja) * | 2012-11-08 | 2014-05-15 | パナソニック株式会社 | 計算機ホログラムを用いた表示装置 |
| WO2014073611A1 (ja) * | 2012-11-12 | 2014-05-15 | 浜松ホトニクス株式会社 | 位相変調方法および位相変調装置 |
| US20140146133A1 (en) * | 2012-11-26 | 2014-05-29 | Dmitri E. Nikonov | Transparent holographic display with dynamic image control |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2999637B2 (ja) * | 1992-10-14 | 2000-01-17 | 富士通株式会社 | ホログラム情報作成方法 |
| GB2379850A (en) | 2001-09-14 | 2003-03-19 | Holographic Imaging Llc | Computation of computer generated holograms |
| DE102004063838A1 (de) * | 2004-12-23 | 2006-07-06 | Seereal Technologies Gmbh | Verfahren und Einrichtung zum Berechnen computer generierter Videohologramme |
| US20080246759A1 (en) | 2005-02-23 | 2008-10-09 | Craig Summers | Automatic Scene Modeling for the 3D Camera and 3D Video |
| US20080084592A1 (en) * | 2006-10-09 | 2008-04-10 | General Electric Company | Molded Article Incorporating Volume Hologram |
| GB0718619D0 (en) * | 2007-05-16 | 2007-10-31 | Seereal Technologies Sa | Holograms |
| US9448532B2 (en) * | 2010-04-01 | 2016-09-20 | Seereal Technologies S.A. | Method and device for encoding three-dimensional scenes which include transparent objects in a holographic system |
| KR101926547B1 (ko) | 2011-10-28 | 2018-12-10 | 삼성전자주식회사 | 고속으로 3ｄ 홀로그램을 생성하는 방법 및 장치 |
| KR101378910B1 (ko) | 2012-08-28 | 2014-03-31 | 광운대학교 산학협력단 | 임의의 가상시점 홀로그램 서비스를 위한 의사변위 기반 중간시점 영상 생성 방법 |
| KR101408719B1 (ko) | 2012-09-11 | 2014-06-18 | (주)리얼디스퀘어 | 3차원 영상의 스케일 변환 장치 및 그 방법 |
-
2014
- 2014-09-23 KR KR1020140127186A patent/KR102262214B1/ko active IP Right Grant
-
2015
- 2015-09-22 US US14/861,308 patent/US10146181B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002532771A (ja) * | 1998-12-09 | 2002-10-02 | コミュノテ ウーロペエヌ（セーエー） | コンピュータ支援３次元像再生方法及び装置 |
| US6621605B1 (en) * | 1998-12-09 | 2003-09-16 | European Community (Ec) | Computer-assisted method and device for restoring three-dimensional images |
| KR101289283B1 (ko) * | 2012-03-13 | 2013-08-09 | 안양대학교 산학협력단 | 하이브리드 영상획득 장치 기반 홀로그래픽 영상 복원 방법 |
| WO2014073201A1 (ja) * | 2012-11-08 | 2014-05-15 | パナソニック株式会社 | 計算機ホログラムを用いた表示装置 |
| WO2014073611A1 (ja) * | 2012-11-12 | 2014-05-15 | 浜松ホトニクス株式会社 | 位相変調方法および位相変調装置 |
| US20140146133A1 (en) * | 2012-11-26 | 2014-05-29 | Dmitri E. Nikonov | Transparent holographic display with dynamic image control |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10552972B2 (en) | 2016-10-19 | 2020-02-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method with stereo image processing |
| KR20190100962A (ko) * | 2016-12-27 | 2019-08-29 | 유니버셜 시티 스튜디오스 엘엘씨 | 고심도 홀로그램용 홀로그래픽 이미지 장치 |
| WO2020116692A1 (ko) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | 전자부품연구원 | 세그먼테이션을 이용한 홀로그램 생성 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10146181B2 (en) | 2018-12-04 |
| KR102262214B1 (ko) | 2021-06-08 |
| US20160085211A1 (en) | 2016-03-24 |
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