KR20180069622A - 홀로그램 실감 콘텐츠 제작 방법 및 장치 - Google Patents

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    • G03H2001/0866—
    • G03H2001/2286—

Abstract

홀로그램 실감 콘텐츠 제작 방법 및 장치가 제공된다. 홀로그램 실감 콘텐츠를 제작하기 위하여, 실사 객체 기반의 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득하고, 획득된 데이터를 처리하여 영상 데이터를 획득하며, 영상 데이터를 토대로 복소수 홀로그램을 계산하여 홀로그램 콘텐츠를 생성한다.

Description

홀로그램 실감 콘텐츠 제작 방법 및 장치{Method and apparatus for authoring hologram content}
본 발명은 완전 입체 영상 처리 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 홀로그램 실감 콘텐츠 제작 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근에는 3차원 디스플레이 기술이 발전함에 따라 완벽한 시차와 깊이로 물체를 표현함으로써, 조절-폭주(accommodation-convergence) 불일치 문제에 따른 눈의 피로감과 어지러움 증상이 없게 되었다. 더 나아가, 홀로그래픽 디스플레이 기술은 시점의 이동에 따라 서로 다른 영상을 관찰할 수 있으며, 시청을 위한 부수적인 장치(예, 안경)가 필요 없는 다수의 시청이 가능한 궁극의 3차원 디스플레이 기술로까지 발전했다. 구체적으로, 홀로그래픽 디스플레이 기술은 주어진 물체로 발생되는 파면(wave-front)을 그대로 재생함에 따라 사람의 눈에 실제로 그 물체가 존재하는 것과 동일한 효과를 주는 기술이다.
그러나 이러한 홀로그래픽 디스플레이 기술을 구현하기 위해서는 몇 가지 요구 사항들이 있다.
첫째, 다양한 실물을 기반으로 촬영된 홀로그래피용 영상 콘텐츠가 거의 존재하지 않는다. 비록 실사를 이용하여 제작된 홀로그래피용 콘텐츠가 있더라도 정지 영상이거나 또는 제한된 시청 영역을 제공하는 것들이 대부분이다. 둘째, 이러한 종류의 홀로그래피용 콘텐츠는 소수의 콘텐츠 개발 업자나 전문 연구가 그룹들의 연구 개발용으로만 제작 및 공유되고 있기 때문에 실질적으로 매우 제한적으로만 사용되고 있는 실정이다. 셋째, 실물로부터 홀로그램을 제작하기 위해서는 진동이 거의 없는 안정된 환경에서 복잡한 광학 장치들을 요구하고 있다.
종래의 실사 기반 홀로그래픽 콘텐츠 제작 기술의 한 예로서, 광 스캐닝 홀로그래피 (optical scanning hologram)는 광학 테이블 위에서 복잡한 광전자 기기, 음파 신호 발생기 및 광세기 신호 처리 장치, 그리고 RGB 레이저 광학계 등을 이용하여서 홀로그램 콘텐츠를 획득하는 방법이다. 이러한 장치에서 물체 사이즈에 비례하는 스캐닝 시간이 요구되기 때문에, 현재까지 2cm 미만 크기의 물체에 대해서만 활용되고 있으며, 이 경우에도 스캐닝 시간이 수시간이 소요된다. 또한, 물체의 표면 재질에 매우 민감한 특징이 있다. 주사위 같은 표면이 반들반들한 조건에서 획득하는 것이 적합하기 때문에 사용할 수 있는 실물의 종류에 매우 제한적일 수 밖에 없다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보다 용이하게 홀로그램 실감 콘텐츠를 제작할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 특징에 따른 방법은, 홀로그램 실감 콘텐츠를 제작하는 방법으로서, 실사 객체 기반의 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득된 데이터를 처리하여 영상 데이터를 획득하는 단계; 및 상기 영상 데이터를 토대로 복소수 홀로그램을 계산하여 홀로그램 콘텐츠를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 정보를 가지는 데이터를 획득하는 단계는, 설정 각도 단위별로 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득하여 최종적으로 복수의 각도별 데이터를 포함하는 3D(three dimension) 데이터를 획득하는 단계를 포함한다.
상기 방법은, 상기 홀로그램 콘텐츠를 단말 특성을 토대로 보정하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 단말 특성은, 홀로그램 콘텐츠 디스플레이 시에 사용되는 광원의 파장, 해상도, 그리고 단말로 전송되는 데이터의 변조 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 3D 데이터를 획득하는 단계는, 상기 획득되는 데이터에 대하여 노이즈 제거를 포함하는 영상 데이터 처리를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 3D 데이터를 획득하는 단계는, 객체 회전 모듈을 이용하여 객체를 설정 각도 별로 회전시키면서 카메라 모듈을 이용하여 설정 각도 단위별로 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득하며, 상기 객체 회전 모듈과 상기 카메라 모듈이 서로 동기화되어 동작될 수 있다.
상기 3D 데이터를 획득하는 단계는, 상기 객체 회전 모듈의 회전 시간과 획득하고자 하는 데이터의 뷰(view) 수에 따라 산출되는 촬영 간격에 따라 상기 카메라 모듈이 동작하면서 상기 3D 데이터를 획득할 수 있다.
상기 3D 데이터를 획득하는 단계는, 객체를 중심으로 설정 간격별로 복수의 카메라 모듈을 설치하여, 각 카메라 모듈을 통하여 서로 다른 각도에서 촬영된 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득할 수 있다.
상기 3D 데이터를 획득하는 단계는, 객체를 중심으로 설정 각도만큼 회전되는 카메라 모듈을 이용하여, 서로 다른 각도에서 촬영된 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득할 수 있다.
상기 홀로그램 콘텐츠를 생성하는 단계는, 설정 포맷의 영상 데이터를 토대로 복소수 홀로그램을 계산하여 홀로그램 콘텐츠를 생성할 수 있으며, 상기 설정 포맷은, 점구름(point cloud) 형태의 제1 포맷 및 RGB-깊이 형태의 포맷 중 하나의 포맷일 수 있다.
상기 방법은, 상기 홀로그램 콘텐츠에 대응하는 홀로그램 데이터를 단말로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 단말에 수신된 홀로그램 데이터에 따라 광이 조명되면서 홀로그램 이미지가 3차원 공간 상에 복원될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 장치는, 홀로그램 실감 콘텐츠를 제작하는 장치로서, 실사 객체 기반의 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득하는 데이터 획득부; 상기 획득된 데이터를 처리하여 영상 데이터를 획득하는 영상 처리부; 및 상기 영상 데이터를 토대로 복소수 홀로그램을 계산하여 홀로그램 콘텐츠를 생성하는 홀로그램 콘텐츠 생성부를 포함하며, 상기 데이터 획득부는 설정 각도 단위별로 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득하여 최종적으로 복수의 각도별로 데이터를 포함하는 3D 데이터를 획득한다.
상기 홀로그램 콘텐츠 생성부는, 홀로그램 콘텐츠를 단말 특성을 토대로 보정할 수 있으며, 상기 단말 특성은, 홀로그램 콘텐츠 디스플레이 시에 사용되는 광원의 파장, 해상도, 그리고 단말로 전송되는 데이터의 변조 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 데이터 획득부는, 설정 각도 단위별로 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득하는 적어도 하나의 카메라 모듈을 포함할 수 있다.
상기 데이터 획득부는, 객체를 설정 각도별로 회전시키는 객체 회전 모듈을 더 포함할 수 있으며, 상기 객체 회전 모듈이 상기 객체를 설정 각도만큼 회전시키는 동작에 동기하여, 상기 카메라 모듈이 해당 각도에서 상기 객체를 촬영하여, 설정 각도 단위별로 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득할 수 있다.
여기서, 상기 객체 회전 모듈의 회전 시간과 획득하고자 하는 데이터의 뷰 수에 따라 산출되는 촬영 간격에 따라 상기 카메라 모듈이 동작하면서 데이터를 획득할 수 있다.
상기 데이터 획득부는 상기 객체를 중심으로 설정 간격별로 위치되어 있는 복수의 카메라 모듈을 포함하며, 상기 복수의 카메라 모듈의 각 카메라 모듈을 통하여 서로 다른 각도에서 촬영된 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터가 획득되어, 최종적으로 복수의 각도별로 데이터를 포함하는 3D 데이터가 획득될 수 있다.
상기 카메라 모듈은 객체의 깊이 정보 추출 센서로 이루어질 수 있다.
상기 장치는, 상기 홀로그램 콘텐츠에 대응하는 홀로그램 데이터를, 홀로그램 콘텐츠를 디스플레이하는 단말로 전달하는 데이터 전달부를 더 포함할 수 있다.
상기 데이터 획득부는, 상기 획득되는 데이터에 대하여 노이즈 제거를 포함하는 영상 데이터 처리를 수행할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 실물의 360도 3D(three dimension) 정보를 이용하여 고속으로 홀로그래피용 콘텐츠를 용이하게 제작할 수 있다.
또한, 실사 기반으로 3D 데이터를 획득하여 홀로그램 콘텐츠를 제작함으로써, 컴퓨터 그래픽 기반의 컴퓨터 홀로그램 생성에 의한 홀로그래픽 콘텐츠 제작 중심의 한계를 극복할 수 있다.
또한, 기존의 실물 홀로그램을 만들기 위한 복잡한 장치 및 프로세스 없이 홀로그램 콘텐츠를 제작함으로써, 다양한 종류의 실물을 사용하여 360도 홀로그램 콘텐츠를 용이하게 만들 수 있다. 특히, 회전 테이블과 동기화된 카메라 모듈을 이용하여 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득함으로써, 실사 기반의 3D 데이터를 획득하는데 소요되는 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 홀로그램 실감 콘텐츠 제작 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 홀로그램 실감 콘텐츠 제작 장치의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 획득부의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 홀로그램 실감 콘텐츠 제작 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 홀로그램 콘텐츠 제작 과정을 나타낸 예시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 홀로그램 실감 콘텐츠 제작 방법 및 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 홀로그램 실감 콘텐츠 제작 개념도이다.
본 발명의 실시 예에서는 첨부한 도 1에서와 같이, 실사 기반으로 객체의 3D(three dimension) 데이터를 획득하고 이를 토대로 완전 입체 영상을 디스플레이할 수 있는 홀로그램 콘텐츠를 제작한다. 실사 객체(real object) 기반의 데이터를 획득하며, 특히, R(Red), G(green), B(Blue)의 칼라 및 깊이(depth) 정보를 가지는 3D 데이터를 획득하고, 이에 대한 영상 처리를 수행하여 영상 데이터를 획득한다.
획득된 영상 데이터를 토대로, 복소수 (complex values) 홀로그램(CGH, computer-generating hologram)을 계산하여 홀로그램 콘텐츠를 생성하고, 이를 최적화하며, 최적화된 홀로그램 콘텐츠에 대응하는 홀로그램 데이터를, 홀로그램 콘텐츠를 디스플레이하는 단말로 전달한다. 이후, 단말에서 홀로그램 콘텐츠가 처리되어 홀로그램 영상으로 복원된다.
이러한 홀로그램 콘텐츠 제작을 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 홀로그램 실감 콘텐츠 제작 장치는 다음과 같은 구조로 이루어진다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 홀로그램 실감 콘텐츠 제작 장치의 구조도이다.
첨부한 도 2에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 홀로그램 실감 콘텐츠 제작 장치(1)는, 데이터 획득부(10), 영상 처리부(20), 홀로그램 콘텐츠 생성부(30), 그리고 데이터 전달부(40)를 포함한다.
데이터 획득부(10)는 실사 객체 기반의 데이터, 특히, R, G, B의 칼라 및 깊이 정보를 가지는 3D 데이터를 획득한다. 이를 위하여, 데이터 획득부(10)는 칼라 및 깊이 정보를 가지는 3D 데이터를 획득하는 적어도 하나의 카메라 모듈(11)을 포함한다. 카메라 모듈(11)은 키넥트(Kinect) 센서(또는 객체의 깊이 정보 추출 센서)로 이루어질 수 있다. 데이터 획득부(10)에 대해서는 추후에 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
영상 처리부(20)는 데이터 획득부(10)로부터 제공되는 칼라 및 깊이 정보를 가지는 3D 데이터에 대한 영상 처리(image processing)을 수행한다. 구체적으로, 영상 처리부(20)는 입력되는 데이터에 대하여, 원하는 영상 영역을 선택하고, 원하지 않는 영상 영역은 제거하는 과정을 수행한다. 선택된 영상 영역에서 원하지 않는 데이터 또는 노이즈를 제거한다. 이러한 선택된 영상 영역에서 객체 영상의 방향, 위치, 특징을 포함하는 영상 파라미터를 추출하고, 추출된 영상 파라미터를 수정하는 등의 과정을 수행한다. 이러한 영상 처리 과정을 통과한 영상 데이터는 특정 포맷을 갖는 파일로 저장될 수 있다. 예를 들어, 점구름 (point cloud) 형태의 포맷으로 저장되거나 또는 RGB-깊이 형태의 정보로 포맷에 따라 저장될 수 있다.
홀로그램 콘텐츠 생성부(30)는 영상 처리부(20)로부터 제공되는 영상 데이터를 토대로 홀로그램 콘텐츠를 생성한다. 홀로그램 콘텐츠 생성부(30)는, 컴퓨터 기반의 복소수 (complex values) 홀로그램(CGH, computer-generating hologram)을 계산하여 홀로그램 콘텐츠를 생성한다. 이 경우, RGB-깊이 형태의 포맷으로 저장된 영상 데이터에 대하여 복소수 홀로그램을 계산하거나, 또는 점구름 형태의 포맷으로 저장된 영상 데이터에 대하여 복소수 홀로그램을 계산하여, 홀로그램 콘텐츠를 생성할 수 있다. 복소수 홀로그램 계산에 따라 생성된 홀로그램 콘텐츠는 CGH 파일 형태로 저장되어 관리될 수 있다. 영상 데이터를 기반으로 복소수 홀로그램을 계산하는 방법은 공지된 기술임으로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
홀로그램 콘텐츠 생성부(30)는 또한, 홀로그램 콘텐츠를 디스플레이할 단말의 특성에 따라 보정할 수 있다. 이때, 단말에서 홀로그램 콘텐츠 디스플레이 시에 사용되는 광원의 파장, 해상도, 그리고 단말로 전송되는 데이터의 변조 방식을 포함하는 단말의 특성을 고려하여 홀로그램 콘텐츠를 보정할 수 있다. 또한, 이러한 홀로그램 콘텐츠를 전송하기에 용이한 형태로 취합할 수 있다.
홀로그램 콘텐츠 보정에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
홀로그램 영상 복원은 홀로그램 콘텐츠 디스플레이 시에 사용되는 광원 즉, 조명광의 파장, 디스플레이 장치의 해상도 및 그레이 레벨(grey level) 값의 특성을 고려해야 한다. 본 발명의 실시 예에서, 홀로그램 콘텐츠를 디스플레이 할 단말(홀로그래픽 단말이라고도 명명함)로 제공되는 홀로그램 콘텐츠에 대하여, 다음과 같이 단말의 특성을 고려하여, 홀로그램 콘텐츠를 생성한다.
첫째, 사용될 홀로그래픽 단말의 광학적 특성을 고려하여 홀로그램 콘텐츠를 제작한다. 일반적으로 컬러 홀로그램은 R/G/B 삼원색을 제공하는 레이저 또는 LED 광원을 사용한다. 예를 들어, R/ G/B의 중심 파장은 각각 660 nm, 530nm, 460nm일 수 있다. 이러한 각 색상의 중심 파장 값을 이용하여 홀로그램 콘텐츠를 제작한다. 즉, 복소수 홀로그램 계산에 따라 생성된 홀로그램 콘텐츠를 홀로그래픽 단말에 사용된 광원의 색상의 중심 파장값을 이용하여 보정한다. 광원의 각 색상별 중심 파장 이외에, 홀로그래픽 단말 내에 렌즈와 같은 광학 부품이 삽입될 경우, 삽입된 광학 부품의 광학 특성을 고려하여 홀로그램 콘텐츠를 보정할 수 있다.
둘째, 단말의 해상도를 고려하여 홀로그램 콘텐츠를 제작한다. 예를 들어, 홀로그래픽 단말의 픽셀 해상도가 QHD(quad high definition)일 경우에, QHD의 해상도(예: 2560 x 1440의 해상도)와 같은 해상도를 가지도록, 복소수 홀로그램 계산에 따라 생성된 홀로그램 콘텐츠의 해상도를 보정한다. 예를 들어, 단말의 해상도에 따라 홀로그램 콘텐츠에 대하여 해상도 확장 과정 또는 해상도 축소 과정을 적용하여, 해상도 보정을 수행한다.
셋째, 디스플레이 장치에 사용되는 계조값 범위에 따른 그레이 레벨을 고려하여 홀로그램 콘텐츠를 제작한다.
디스플레이 장치에 사용되는 LCD(liquid crystal display) 패널은 8비트 그레이 레벨을 사용하고 있다. LCD를 홀로그래픽 단말로 사용할 경우, 0~255 단계를 갖는 그레이 레벨을 갖는 홀로그램 콘텐츠를 계산한다. 이에 비해 DMD(digital micromirror device) 소자는 1비트 그레이 레벨(0과 1 단계)을 사용하게 된다. 따라서 DMD를 홀로그래픽 단말로 사용할 경우. 계산된 8비트 타입의 홀로그램 콘텐츠를 1비트로 보정해 주는 계조의 이진화(binarization) 처리를 수행한다. 이와 같이, 홀로그래픽 단말의 디스플레이 장치의 그레이 레벨을 토대로, 복소수 홀로그램 계산에 따라 생성된 홀로그램 콘텐츠의 그레이 레벨 보정 처리를 수행한다.
넷째, 홀로그래픽 단말의 변조 방식을 고려하여 홀로그램 콘텐츠를 제작한다.
홀로그래픽 단말의 변조 방식은 위상 변조, 진폭 변조, 그리고 복소 변조 방식으로 나누어진다. 기본적으로 홀로그램 콘텐츠 생성시, 광파의 필드를 계산하기 때문에 복소수 값으로 결과가 나타난다. 홀로그래픽 단말의 변조 방식이 진폭 변조인 경우, 홀로그램 콘텐츠에 해당하는 복소수 값에서 실수 값을 취하는 변조 방법과 인접한 설정 개수(3개 또는 4개)의 픽셀을 단위로 하여 빛의 세기를 변조하는 방법 등을 사용하여, 홀로그램 콘텐츠를 보정한다. 홀로그래픽 단말의 변조 방식이 위상 변조인 경우, 인접한 설정 개수(예: 2개)의 픽셀이 갖는 위상을 사용하여 광 결합 방법으로 변조하는 방법을 사용하여, 홀로그래픽 콘텐츠를 보정할 수 있다.
이와 같이, 홀로그래픽 단말에서 사용하는 조명 광원의 각 색상의 중심 파장, 디스플레이 장치의 픽셀 해상도, 그레이 레벨 특성, 그리고 변조 방식을 고려하여, 홀로그램 콘텐츠 생성시, 홀로그램 콘텐츠를 보정하여 적합한 홀로그램 콘텐츠를 생성한다.
한편, 데이터 전달부(40)는 홀로그램 콘텐츠 생성부(30)로부터 제공되는 홀로그램 데이터를 전달한다. 데이터 전달부(40)는 홀로그램 콘텐츠 생성부(30)에 의해 생성된 홀로그램 콘텐츠에 대응하는 홀로그램 데이터를, 홀로그램 콘텐츠를 디스플레이하는 단말로 전달한다.
한편, 이러한 구조로 이루어지는 홀로그램 실감 콘텐츠 제작 장치(1)로부터 전달되는 홀로그램 데이터를 수신하여 대응하는 홀로그램 콘텐츠를 디스플레이하는 단말(2)은, 데이터 수신부(21)와 광학 재구성부(22)를 포함한다.
데이터 수신부(21)는 홀로그램 실감 콘텐츠 제작 장치(1)로부터 전달되는 홀로그램 데이터를 수신한다. 데이터 수신부(21)는 홀로그램 데이터가 사용될 디스플레이 단말에 적합하도록 변환하거나 또는 인코딩(encoding)하는 과정을 수행할 수 있다.
광학 재구성부(22)는 데이터 수신부(21)로부터 전달되는 홀로그램 데이터에 따라 광을 조명하여 홀로그램 이미지를 3차원 공간 상에 복원한다. 즉, 홀로그램 데이터에 따른 전기 신호를 광 신호로 변조하여 디스플레이하여 홀로그램 이미지를 복원한다.
이러한 구조로 이루어지는 단말(2)은 데이터 전달부(40)로부터 전달되는 홀로그램 데이터를 수신 및 업로드하여 광 신호로 변조하여 홀로그램 이미지를 재구성하며, 홀로그램 실감 콘텐츠 제작 장치(1)와 함께 홀로그램 실감 콘텐츠를 제작하고 디스플레이하는 시스템을 구현할 수 있다. 또한 단말(2)의 데이터 수신부(21)와 광학 재구성부(22)는 개별적인 장치로 구현될 수도 있다.
한편, 홀로그램 실감 콘텐츠 제작 장치(1)의 데이터 획득부(10)는 실물의 360도 3D 데이터를 획득하며, 설정 각도 단위별로 칼라 및 깊이 정보를 가지는 3D 데이터를 획득하여 최종적으로 360도 내의 소정 각도별 3D 데이터를 획득한다. 이를 위하여, 데이터 획득부(10)는 객체 회전 모듈(12)을 더 포함할 수 있다.
객체 회전 모듈(12)은 실감 콘텐츠를 제작하고자 하는 대상인 객체를 회전시키도록 구성되며, 특히, 카메라 모듈(11)의 동작과 동기되어 설정 각도 단위로 객체를 회전시키도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 획득부의 구조를 나타낸 예시도이다.
예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 획득부(10)는 카메라 모듈(11)과 객체 회전 모듈(12)을 포함한다. 객체 회전 모듈(12)은 도 3에서와 같이, 인가되는 제어 신호에 따라 소정 각도 회전되는 회전 테이블로 구성될 수 있다. 객체 회전 모듈(12)인 회전 테이블 상에 객체가 위치되어 있는 상태에서, 회전 테이블이 회전하고 카메라 모듈(11)이 객체를 촬영하여 객체의 RGB 컬러 및 깊이 정보를 포함하는 데이터를 획득한다. 이때, 객체 회전 모듈(12)과 카메라 모듈(11)이 서로 동기화되어 작동되면서, 회전 및 촬영 동작이 수행될 수 있다. 예를 들어, 기준 위치에서 촬영이 수행된 다음에 객체 회전 모듈(12)이 소정 방향으로 미리 설정된 각도만큼 회전되며, 이에 동기하여 카메라 모듈(11)이 촬영을 수행한다. 이러한 과정이 설정 각도 단위로 다수회 수행되면서 객체 회전 모듈(12)이 다시 기준 위치로 복귀되면, 칼라 및 깊이 정보를 가지는 360도 3D 데이터를 획득할 수 있다.
카메라 모듈(11)과 객체 회전 모듈(12)을 동기화시키는데 있어서, 객체 회전 모듈(12)이 설정 각도만큼 회전된 이후, 설정 시간이 경과된 다음에 카메라 모듈(11)에 촬영을 수행할 수 있다.
구체적으로, 카메라 모듈(11)과 객체 회전 모듈(12)을 동기화시키기 위하여, 객체 회전 모듈(12)인 회전 테이블이 1회전을 하는 동안 걸리는 시간을 설정한다. 예를 들어, 3분(180 초)에 1회전이 되는 조건을 설정하면, 객체 회전 모듈(12)은 반복적으로 동일한 각속도로 회전하는 모드로 움직이게 된다. 카메라 모듈(11)이 동일한 1회전 시간 동안 예를 들어 1,024 뷰(views)를 갖는 RGB-깊이 데이터를 획득하고자 할 경우, 카메라 모듈(11)과 객체 회전 모듈(12)의 동기화 조건을 다음과 같이 한다. 객체 회전 모듈(12)의 회전 시간과 획득하고자 하는 뷰 수를 토대로 산출되는 촬영 간격(예: 180 초/1024 = 0.17578125 초)마다, 카메라 모듈(11)의 카메라의 셔터가 동작되면서 원하는 3D 테이터를 획득하도록, 카메라 모듈(11)의 동기 촬영을 설정한다. 이러한 동기 촬영 설정은, 카메라 모듈(11)에 대한, 첫번째 셔터 명령 시작 이후 마지막 1,024번째 셔터 수행 명령 후에는 셔터가 더 이상 작동되지 않도록 하는 셔터 정지 조건 설정을 포함한다. 따라서, 이러한 카메라 모듈-객체 회전 모듈 간의 동기화 과정을 통하여, 각 셔터 동작에 따라 획득된 1,024개의 RGB-길이 데이터 세트가 획득되며, 이러한 데이터 세트는 는 설정 저장 공간(예를 들어, 데이터 획득부(10)의 저장소의 임의 폴더 등에 저장된다. 카메라 모듈과 객체 회전 모듈의 기계적인 작동 범위 내에서, 임의의 원하는 회전 시간과 임의의 뷰 수에 대하여 위와 같은 동기화 방법을 사용하여 3D 데이터를 획득할 수 있다.
이러한 360도 3D 데이터를 획득하기 위하여, 객체 회전 모듈(12)을 사용하는 대신에, 복수의 카메라 모듈(11)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 객체를 중심으로 설정 간격별로 복수의 카메라 모듈을 설치하여, 각 카메라 모듈을 통하여 서로 다른 각도에서 촬영된 복수의 3D 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 객체 회전 모듈(12) 없이, 카메라 모듈(11)을 회전 가능하게 구성하여 360도 3D 데이터를 획득할 수도 있다. 객체를 중심으로 카메라 모듈(11)에 회전되도록 구성하여, 카메라 모듈(11)을 설정 각도 단위로 회전시키면서 해당 각도에서 객체를 촬영하여 서로 다른 각도에서 촬영된 복수의 3D 데이터를 획득할 수 있다.
다음에는 이러한 구조를 토대로 본 발명의 실시 예에 따른 홀로그램 실감 콘텐츠 제작 방법에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 홀로그램 실감 콘텐츠 제작 방법의 흐름도이다.
홀로그램 실감 콘텐츠 제작 장치(1)는, 홀로그램 영상으로 디스플레이하기 위한 객체에 대한 RGB 칼라 및 깊이 정보를 포함하는 3D 데이터를 획득한다(S100). 홀로그램 영상으로 디스플레이하기 위한 객체를 촬영하기 위하여, 예를 들어, 도 3에서와 같이, 객체가 회전 테이블에 위치되고, 회전 테이블이 설정 각도만큼 회전되면서 촬영이 수행되는 것을 예로 하여, RGB 칼라 및 깊이 정보를 포함하는 3D 데이터를 획득한다. 그러나 본 발명은 이러한 것에 한정되지 않는다.
홀로그램 실감 콘텐츠 제작 장치(1)는, 객체에 대하여 설정 각도별로 촬영된 RGB 칼라 및 깊이 정보를 포함하는 3D 데이터를 획득하고, 획득한 3D 데이터에 대한 영상 처리를 수행한다(S110).
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 홀로그램 콘텐츠 제작 과정을 나타낸 예시도이다.
도 5에 예시된 바와 같이, RGB 칼라 정보를 가지는 데이터와 깊이 정보를 가지는 데이터를 포함하는 3D 데이터가 획득되며(도 5의 (a)), 이러한 3D 데이터에 대하여, 원하는 영역만을 선택하고 노이즈 제거 등을 수행하여 영상 데이터를 획득한다(도 5의 (b)).
이후, 홀로그램 실감 콘텐츠 제작 장치(1)는 영상 처리에 따라 획득된 영상 데이터를 토대로 복소수 홀로그램(CGH)을 계산하여 홀로그램 콘텐츠를 생성한다(S120)(도 5의 (c) 참조). 복소수 홀로그램 계산에 따라 생성된 홀로그램 콘텐츠는 CGH 파일 형태로 저장되어 관리될 수 있다.
또한, 홀로그램 실감 콘텐츠 제작 장치(1)는 홀로그램 콘텐츠를 디스플레이 할 단말의 특성에 따라 보정한다(S130). 여기서, 홀로그램 콘텐츠 디스플레이 시에 사용되는 광원의 파장, 해상도, 그리고 단말로 전송되는 데이터의 변조 방식을 포함하는 단말의 특성을 고려하여 홀로그램 콘텐츠를 보정한다. 이러한 과정을 통하여, 본 발명의 실시 예에서는, 실물의 360도 3D 데이터를 고속으로 홀로그래피용 콘텐츠로 용이하게 제작할 수 있다.
이와 같이, 생성된 홀로그램 콘텐츠에 대응하는 홀로그램 데이터를, 홀로그램 콘텐츠를 디스플레이하는 단말(2)로 전달한다(S140).
이후, 단말(2)은 홀로그램 데이터를 수신하고, 수신된 홀로그램 데이터를 처리하여 홀로그램 데이터에 따라 전기 신호를 광 신호로 변조하여 홀로그램 이미지를 3차원 공간 상에 복원한다(도 5의 (d) 참조).
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (18)

  1. 홀로그램 실감 콘텐츠를 제작하는 방법으로서,
    실사 객체 기반의 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득하는 단계;
    상기 획득된 데이터를 처리하여 영상 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 영상 데이터를 토대로 복소수 홀로그램을 계산하여 홀로그램 콘텐츠를 생성하는 단계
    를 포함하며,
    상기 정보를 가지는 데이터를 획득하는 단계는,
    설정 각도 단위별로 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득하여 최종적으로 복수의 각도별 데이터를 포함하는 3D(three dimension) 데이터를 획득하는 단계
    를 포함하는, 제작 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀로그램 콘텐츠를 단말 특성을 토대로 보정하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 단말 특성은, 홀로그램 콘텐츠 디스플레이 시에 사용되는 광원의 파장, 해상도, 그리고 단말로 전송되는 데이터의 변조 방식 중 적어도 하나를 포함하는, 제작 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 3D 데이터를 획득하는 단계는,
    상기 획득되는 데이터에 대하여 노이즈 제거를 포함하는 영상 데이터 처리를 수행하는 단계
    를 더 포함하는, 제작 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 3D 데이터를 획득하는 단계는,
    객체 회전 모듈을 이용하여 객체를 설정 각도 별로 회전시키면서 카메라 모듈을 이용하여 설정 각도 단위별로 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득하며, 상기 객체 회전 모듈과 상기 카메라 모듈이 서로 동기화되어 동작되는, 제작 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 3D 데이터를 획득하는 단계는,
    상기 객체 회전 모듈의 회전 시간과 획득하고자 하는 데이터의 뷰(view) 수에 따라 산출되는 촬영 간격에 따라 상기 카메라 모듈이 동작하면서 상기 3D 데이터를 획득하는, 제작 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 3D 데이터를 획득하는 단계는,
    객체를 중심으로 설정 간격별로 복수의 카메라 모듈을 설치하여, 각 카메라 모듈을 통하여 서로 다른 각도에서 촬영된 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득하는, 제작 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 3D 데이터를 획득하는 단계는,
    객체를 중심으로 설정 각도만큼 회전되는 카메라 모듈을 이용하여, 서로 다른 각도에서 촬영된 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득하는, 제작 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 홀로그램 콘텐츠를 생성하는 단계는,
    설정 포맷의 영상 데이터를 토대로 복소수 홀로그램을 계산하여 홀로그램 콘텐츠를 생성하고, 상기 설정 포맷은, 점구름(point cloud) 형태의 제1 포맷 및 RGB-깊이 형태의 포맷 중 하나의 포맷인, 제작 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 홀로그램 콘텐츠에 대응하는 홀로그램 데이터를 단말로 전달하는 단계를 더 포함하고,
    상기 단말에 수신된 홀로그램 데이터에 따라 광이 조명되면서 홀로그램 이미지가 3차원 공간 상에 복원되는, 제작 방법.
  10. 홀로그램 실감 콘텐츠를 제작하는 장치로서,
    실사 객체 기반의 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
    상기 획득된 데이터를 처리하여 영상 데이터를 획득하는 영상 처리부; 및
    상기 영상 데이터를 토대로 복소수 홀로그램을 계산하여 홀로그램 콘텐츠를 생성하는 홀로그램 콘텐츠 생성부
    를 포함하며,
    상기 데이터 획득부는
    설정 각도 단위별로 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득하여 최종적으로 복수의 각도별로 데이터를 포함하는 3D(three dimension) 데이터를 획득하는, 제작 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 홀로그램 콘텐츠 생성부는, 홀로그램 콘텐츠를 단말 특성을 토대로 보정하며, 상기 단말 특성은, 홀로그램 콘텐츠 디스플레이 시에 사용되는 광원의 파장, 해상도, 그리고 단말로 전송되는 데이터의 변조 방식 중 적어도 하나를 포함하는, 제작 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 데이터 획득부는,
    설정 각도 단위별로 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득하는 적어도 하나의 카메라 모듈을 포함하는, 제작 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 데이터 획득부는,
    객체를 설정 각도 별로 회전시키는 객체 회전 모듈을 더 포함하고,
    상기 객체 회전 모듈이 상기 객체를 설정 각도만큼 회전시키는 동작에 동기하여, 상기 카메라 모듈이 해당 각도에서 상기 객체를 촬영하여, 설정 각도 단위별로 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터를 획득하는, 제작 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 객체 회전 모듈의 회전 시간과 획득하고자 하는 데이터의 뷰 수에 따라 산출되는 촬영 간격에 따라 상기 카메라 모듈이 동작하면서 데이터를 획득하는, 제작 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 데이터 획득부는 상기 객체를 중심으로 설정 간격별로 위치되어 있는 복수의 카메라 모듈을 포함하며, 상기 복수의 카메라 모듈의 각 카메라 모듈을 통하여 서로 다른 각도에서 촬영된 칼라 및 깊이 정보를 가지는 데이터가 획득되어, 최종적으로 복수의 각도별로 데이터를 포함하는 3D 데이터가 획득되는, 제작 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 카메라 모듈은 객체의 깊이 정보 추출 센서로 이루어지는, 제작 장치.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 홀로그램 콘텐츠에 대응하는 홀로그램 데이터를, 홀로그램 콘텐츠를 디스플레이하는 단말로 전달하는 데이터 전달부를 더 포함하는, 제작 장치.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 데이터 획득부는, 상기 획득되는 데이터에 대하여 노이즈 제거를 포함하는 영상 데이터 처리를 수행하는, 제작 장치.
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