KR20200065274A - 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템 - Google Patents

수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 바다나 수족관 속으로 직접 들어가지 않고 마치 물속에 있는 것과 같은 체험을 제공할 수 있는 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템은, 물속에서 수중환경을 촬영하는 카메라; 상기 카메라로부터 복수의 수중 영상을 전달받고, 상기 수중 영상을 결합하여 360° 전방위 영상을 생성하는 컴퓨터; 상기 전방위 영상 중 일부분을 실시간으로 표시하는 디스플레이부; 및 내부에 상기 디스플레이부가 설치되고, 체험자가 들어갈 수 있는 수중 체험공간을 제공하는 체험부스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템{Moving image display system for virtual reality underwater experience}
본 발명은 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 바다나 수족관 속으로 직접 들어가지 않고 마치 물속에 있는 것과 같은 체험을 제공할 수 있는 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 수족관이라 함은 바다속의 환경을 그대로 구현하고, 그 내부에 다양한 종류의 물고기를 투입하여 관람자들이 수족관 내의 물고기들을 관찰할 수 있도록 한 것이다.
특히, 대형 바다박물관의 경우에는 보다 다양한 종류의 어종을 관람자들이 관람할 수 있도록 하기 위하여 많은 종류의 물고기를 수족관 내에 투입하고 있다.
그러나 수조의 크기가 대형화되고, 물고기의 생육 환경에 따라 조명이 제한됨에 따라 수조의 외부 제한된 구역에서 수조의 내부를 관찰하는데 한계가 있다.
한편, 대한민국 등록특허공보 제10-1049470호(2011.07.19.)에는 3D 컨텐츠(영상)로 표현되는 다양한 종류의 물고기가 자유롭게 유영하는 가상현실 수족관을 제공하는 대형박물관용 가상현실 수족관장치가 개시되어 있다.
이러한 대형박물관용 가상현실 수족관장치는 크게 대형스크린, 프로젝터, 위치감지부, 제어봉 및 제어장치부로 구성된다.
대형스크린은 대형유리판의 일면 또는 양면에 필름이 부착된다.
프로젝터는 대형스크린의 후면으로 영상을 투사한다.
위치감지부는 대형스크린 앞에서 이동하는 관람자의 이동상태를 감지하거나 관람자가 대형스크린 앞에서 정지한 상태에서 손을 움직이는 상태를 감지하고, 제어봉의 움직임을 감지하여 그 감지된 관람자의 이동위치정보 및 움직임상태정보, 그리고 제어봉의 움직임정보를 제어장치부로 출력한다.
제어봉은 관람자가 가상 낚시게임을 구현할 수 있도록 봉 형태로 형성되고, 그 움직임상태를 위치감지부에서 인식할 수 있도록 IP신호를 송출한다.
제어장치부는 3D 컨텐츠로 이루어진 다양한 어종들이 랜덤하게 움직이는 가상현실 수족관영상을 프로젝터로 공급하여 대형스크린에 투사되도록 하고, 위치감지부에서 공급되는 관람자의 이동위치정보 및 움직임상태정보에 따라 가상 물고기(3D 컨텐츠) 들이 관람자를 추종하여 움직이도록 제어하며, 또한, 제어봉이 감지되었을 때에는 가상수족관 화면에 낚시줄을 표시한 후 제어봉의 급격한 움직임 변화시 낚시줄에 걸린 물고기에 대한 상세정보가 화면에 출력되도록 제어한다.
이러한 대형박물관용 가상현실 수족관장치는 관람자가 3D 컨텐츠로 이루어진 가상 물고기 및 수중환경을 관찰하거나 정보를 획득하기 용이하다. 그러나 물고기나 수중환경이 가상 3D 컨텐츠로 구현되기 때문에 현실감이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 바다나 수족관 속으로 직접 들어가지 않고 마치 물속에 있는 것과 같이 느낄 수 있도록 실제 수중 촬영 영상을 실시간으로 표시하는 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템은, 물속에서 수중환경을 촬영하는 카메라; 상기 카메라로부터 복수의 수중 영상을 전달받고, 상기 수중 영상을 결합하여 360° 전방위 영상을 생성하는 컴퓨터; 상기 전방위 영상 중 일부분을 실시간으로 표시하는 디스플레이부; 및 내부에 상기 디스플레이부가 설치되고, 체험자가 들어갈 수 있는 수중 체험공간을 제공하는 체험부스를 포함한다.
그리고 상기 카메라는 다수개로 이루어져 각각 서로 다른 방향의 수중환경을 촬영한다.
그리고 상기 체험부스 내부에는 적어도 3개의 디스플레이부가 설치되고, 상기 체험부스에는 체험자가 상기 디스플레이부에 표시되는 영상을 전환시킬 수 있는 조작부가 형성되며, 상기 조작부에 의해 상기 디스플레이부에 표시되는 영상이 좌우로 이동한다.
그리고 상기 조작부는 자이로센서, 적외선센서, IMU센서 중 어느 하나에 의해 상기 조작부의 변위 및 가속도를 측정하여 상기 디스플레이부에 표시되는 영상의 이동방향, 이동속도 및 이동량을 결정한다.
그리고 상기 체험부스 내부에는 회전가능한 구조의 잠망경이 설치되고, 상기 잠망경에는 상기 전방위 영상 중 일부분이 표시되며, 상기 잠망경이 회전하면 상기 잠망경에 표시되는 영상이 좌우로 이동한다.
본 발명의 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템은 실제 수중 촬영 영상을 실시간으로 표시함으로써 바다나 수족관 속으로 직접 들어가지 않고 마치 물속에 있는 것과 같이 느낄 수 있는 현실감을 제공할 수 있고, 물속의 물고기나 수중 환경의 관찰이 용이하다.
도 1은 종래의 대형박물관용 가상현실 수족관장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수중 촬영 카메라를 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 잠수함 모형의 체험부스를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 잠수함 모형의 체험부스의 내부구조를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이부 및 디스플레이부에 대응되는 전방위 영상을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 체험자의 조작에 의해 디스플레이부에 표시되는 영상이 이동한 상태를 나타낸 도면.
본 발명은 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 바다나 수족관 속으로 직접 들어가지 않고 마치 물속에 있는 것과 같은 체험을 제공할 수 있는 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템은 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 카메라(10), 컴퓨터(20), 체험부스(30), 디스플레이부(40), 조작부, 잠망경(60)을 포함하여 이루어진다.
카메라(10)는 물속에서 수중환경을 촬영한다. 이러한 카메라(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 복수개로 이루어져 각각 서로 다른 방향의 수중환경을 촬영한다.
본 발명의 일실시예로서, 3개 또는 4개의 카메라(10)에 각각 광각렌즈를 장착하고, 3개 또는 4개의 카메라(10)에 의해 촬영된 영상을 결합하여 360° 전방위를 커버할 수 있다. 3개의 카메라(10)를 이용할 경우 각각의 카메라(10)는 약 120° 범위의 영상을 촬영한다. 4개의 카메라(10)를 이용할 경우 각각의 카메라(10)는약 90° 범위의 영상을 촬영한다. 이에 따라 3개 또는 4개의 카메라(10)는 카메라(10)를 중심으로 360° 전방위 영상(P)을 촬영할 수 있다. 이와 같이 카메라(10)에 의해 촬영된 복수의 수중 영상은 컴퓨터(20)로 전송된다.
컴퓨터(20)는 카메라(10)로부터 복수의 수중 영상을 전달받는다. 컴퓨터(20)는 무선 또는 유선으로 카메라(10)와 연결되어 수중 영상을 전달받을 수 있다. 그리고 컴퓨터(20)는 복수의 수중 영상을 결합하여 360° 전방위 영상(P)을 생성한다.
구체적으로 전방위 영상(P)을 생성하기 위한 일실시예로서, 컴퓨터(20)는 수신된 수중 영상 파일들을 디코딩하여 프레임 단위로 영상을 획득하며, 영상 워핑(Warping)을 통해 영상을 정합하고 블렌딩(Blending)을 수행하여 전방위 영상(P)을 생성한다. 이러한 전방위 영상(P)은 디스플레이부(40)에 실시간으로 표시된다.
복수의 카메라(10)로부터 획득한 영상은 동일한 크기를 갖지만, 서로 다른 좌표계를 갖는다. 이에 따라 전방위 영상(P)을 생성하기 위하여 영상 워핑을 통해 복수의 영상들을 하나의 좌표계로 나타낼 필요가 있다. 복수의 영상들 중 어느 하나의 영상을 기준 영상으로 지정하고, 나머지 영상들은 기준 영상의 좌표계를 기준으로 하는 통일된 영상으로 변환된다.
상기와 같이 영상 워핑을 통해 영상들을 정합하여 복수의 영상을 하나의 영상으로 정렬시킨 후, 정합 영상의 경계면 주변 오버랩 영역을 시각적으로 자연스럽게 보여주기 위하여 영상 블렌딩이 이루어진다. 영상 워핑 과정을 통해 하나의 영상으로 정렬된 영상은 오버랩 영역에 대한 색상 등의 적절한 처리가 되어있지 않기 때문에 블렌딩 과정을 통해 보정이 필요하다.
체험부스(30)는 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 내부에 디스플레이부(40), 조작부 및 잠망경(60)이 설치된다. 이러한 체험부스(30)는 체험자가 들어갈 수있는 수중 체험공간을 제공한다. 본 발명의 실시예에서 체험부스(30)는 잠수함 형상으로 형성되어 잠수함을 타고 물속에서 이동하는 듯한 환경을 제공할 수 있다.
디스플레이부(40)는 도 6에 도시된 바와 같이 전방위 영상(P) 중 일부분을 표시한다. 본 발명의 실시예에서 디스플레이부(40)는 체험부스(30) 내부에 3개가 설치된다. 이러한 디스플레이부(40)는 체험부스(30)의 전방에 3개가 각도를 달리하여 연속적으로 설치될 수 있다. 3개의 디스플레이부(40)에 표시되는 수중 영상은 전방위 영상(P) 중 일부분이며, 전방위 영상(P) 중 일부분을 3개로 분할하여 3개의 디스플레이부(40)에 각각 표시한다.
조작부는 체험부스(30)에서 체험자가 조작할 수 있고, 디스플레이부(40)에 표시되는 영상을 전환할 수 있다. 즉 조작부에 의해 디스플레이부(40)에 표시되는 영상이 좌우로 이동할 수 있다.
이러한 조작부는 디스플레이부(40)와 같이 체험부스(30)의 전방에 설치되는 조향휠(50)을 포함한다. 조향휠(50)은 자이로센서, 적외선센서, IMU센서 중 어느 하나에 의해 상기 조향휠(50)의 변위 및 가속도를 측정하여 디스플레이부(40)에 표시되는 영상의 이동방향, 이동속도 및 이동량을 결정한다. 이에 따라 도 7에 도시된 바와 같이, 체험자가 조향휠(50)을 돌리면 조향휠(50)의 회전방향과 반대방향으로 디스플레이부(40)에 표시되는 영상이 이동한다. 또한, 체험자가 조향휠(50)을 돌리는 속도에 따라 영상이 이동하는 속도가 달라진다. 이와 같이 체험자가 조향휠(50)을 돌려 원하는 방향의 수중 영상을 디스플레이부(40)에 표시되도록 할 수 있으며, 디스플레이부(40)에 표시되는 영상이 체험자가 조작하는 조향휠(50)과 연동하여 이동 및 변화함으로써 실감나는 수중 체험을 제공할 수 있다.
또한, 조작부는 조향휠(50) 근처에 설치되는 레버(미도시)를 더 포함할 수 있다. 레버는 체험자의 조작에 의해 디스플레이부(40)에 표시되는 영상을 확대하거나 축소할 수 있다. 즉 체험자가 레버를 조작하여 디스플레이부(40)에 표시되는 영상이 확대되거나 축소됨으로써, 체험자가 원하는 부분을 확대하여 자세히 관찰할 수 있고, 체험자에게 전후방향으로 이동하는 듯한 느낌을 제공할 수 있다.
잠망경(60)은 체험부스(30) 내부에 회전가능한 구조로 설치된다. 또한, 잠망경(60)에는 360° 전방위 영상(P) 중 일부분이 표시된다. 이에 따라 체험부스(30) 내의 체험자가 잠망경(60)을 통해 수중 영상을 볼수 있다. 그리고 잠망경(60)이 회전하면 잠망경(60)에 표시되는 영상이 좌우로 이동하게 된다. 이에 따라 체험자의 조작에 의해 잠망경(60)에 표시되는 영상이 이동하여 다른 방향의 수중 영상이 표시됨으로써 체험자는 원하는 방향의 수중 영상을 관찰할 수 있다.
이러한 잠망경(60)에는 사용자의 동작이나 조작 행위에 연동하여 표시되는 수중 영상이 바뀌도록 하기 위하여 HMD(Head Mounted Display)기기, VR(Virtual Reality)기기 등을 탈착가능한 구조로 결합시킬 수도 있다.
본 발명에 따른 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
10 : 카메라, 20 : 컴퓨터, 30 : 체험부스, 40 : 디스플레이부, 50 : 조향휠, 60 : 잠망경,

Claims (5)

  1. 물속에서 수중환경을 촬영하는 카메라;
    상기 카메라로부터 복수의 수중 영상을 전달받고, 상기 수중 영상을 결합하여 360° 전방위 영상을 생성하는 컴퓨터;
    상기 전방위 영상 중 일부분을 실시간으로 표시하는 디스플레이부; 및
    내부에 상기 디스플레이부가 설치되고, 체험자가 들어갈 수 있는 수중 체험공간을 제공하는 체험부스를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 카메라는 다수개로 이루어져 각각 서로 다른 방향의 수중환경을 촬영하는 것을 특징으로 하는 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 체험부스 내부에는 적어도 3개의 디스플레이부가 설치되고, 상기 체험부스에는 체험자가 상기 디스플레이부에 표시되는 영상을 전환시킬 수 있는 조작부가 형성되며, 상기 조작부에 의해 상기 디스플레이부에 표시되는 영상이 좌우로 이동하는 것을 특징으로 하는 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 조작부는 자이로센서, 적외선센서, IMU센서 중 어느 하나에 의해 상기 조작부의 변위 및 가속도를 측정하여 상기 디스플레이부에 표시되는 영상의 이동방향, 이동속도 및 이동량을 결정하는 것을 특징으로 하는 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 체험부스 내부에는 회전가능한 구조의 잠망경이 설치되고, 상기 잠망경에는 상기 전방위 영상 중 일부분이 표시되며, 상기 잠망경이 회전하면 상기 잠망경에 표시되는 영상이 좌우로 이동하는 것을 특징으로 하는 수중 가상현실 체험을 위한 수중 촬영 영상 디스플레이 시스템.
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