KR20220126598A - 라이트필드 디스플레이 모듈을 통해 입체 영상을 제공하는 멀티 비전 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

라이트필드 디스플레이 모듈을 통해 입체 영상을 제공하는 멀티 비전 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램 Download PDF

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김승철
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주식회사 케이티
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Abstract

라이트필드(Light Field) 디스플레이를 통해 입체 영상을 제공하는 멀티 비전 장치는 인접한 라이트필드 디스플레이 모듈과 베젤 영역이 중첩되도록 시청 지점으로부터 서로 다른 깊이를 갖게 설치된 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈을 포함하고, 상기 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈 각각은 상기 라이트필드 컨텐츠를 표시하는 디스플레이용 패널, 상기 디스플레이 패널을 둘러싸는 상기 베젤 영역을 포함하는 케이스, 상기 디스플레이용 패널 전방에 위치하고 상기 라이트필드 컨텐츠를 통해 입체 영상을 재생하기 위한 광학 소자 및 상기 광학 소자의 전방에 위치하고 상기 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈 간의 깊이 차이를 보정하기 위한 굴절 부재를 포함하고, 상기 굴절 부재의 사양(仕樣)은 상기 시청 지점으로부터 상기 각 라이트필드 디스플레이 모듈의 위치에 기초하여 결정된다.

Description

라이트필드 디스플레이 모듈을 통해 입체 영상을 제공하는 멀티 비전 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램{MULTIVISION APPARATUS, METHOD AND COMPUTER PROGRAM FOR PROVIDING STEREOSCOPIC IMAGE THROUGH LIGHTFIELD DISPLAY MODULE}
본 발명은 라이트필드 디스플레이 모듈을 통해 입체 영상을 제공하는 멀티 비전 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
멀티 비전(multivision) 장치란 대화면 디스플레이 서비스를 제공하기 위해 다수의 디스플레이 모듈을 연결하여 하나의 영상이 출력되도록 하는 장치를 의미한다. 멀티 비전 장치는 최근 디지털 사이니지용 스크린을 이용한 광고, 전시 홍보 등에 널리 사용되고 있으며, N 스크린 서비스와 같이 다양한 스크린 단말에서의 연동 서비스로도 활용되고 있다.
이하에서는, 잠시 도 1a 및 도 1b를 통해 종래의 멀티 비전 장치에 대해 설명하도록 한다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 멀티 비전 장치를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 1a를 참조하면, 일반적으로 멀티 비전 장치는 전시 사업자의 요구에 따라 박물관(110), 지하철 승강장(120), 전시장(130) 등에 설치되며, 2대 이상의 디스플레이 모듈을 통해 전시, 지하철 이용 안내, 광고 안내 등과 관련된 대화면 디스플레이 서비스를 제공한다.
이러한 멀티 비전 장치는 복수의 디스플레이 모듈을 배치하여 구성되므로, 이에 이용되는 디스플레이 모듈은 영상 시청의 방해가 최소화되도록 베젤(bezel) 영역이 좁다는 특징을 가지고 있다.
한편, 최근에는 3D 컨텐츠를 통해 입체 영상을 볼 수 있도록 하는 라이트필드 디스플레이 모듈을 이용한 멀티 비전 장치가 개발되기 시작하였다. 라이트필드 디스플레이 모듈이란 디스플레이와 광학 소자를 이용하여 빛의 방향을 달리함으로써 입체 영상을 재생하는 디스플레이를 의미한다.
도 1b는 종래의 라이트필드 디스플레이 모듈을 이용한 멀티 비전 장치의 사시도 및 측면도를 도시한 것이다.
도 1b를 참조하면, 종래의 멀티 비전 장치(140)는 디스플레이용 패널 전방에 광학 소자인 렌티큘러 렌즈 필름(141)이 위치하고, 렌티큘러 렌즈 필름(141)에 의해 라이트필드 컨텐츠로부터 입체 영상(142)이 재생된다.
그런데, 저해상도 디스플레이 모듈로 구성된 멀티 비전 장치를 이용하여 3차원 이미지를 제공할 경우, 다수의 시점 정보를 동시에 표시하는 라이트필드 디스플레이 모듈의 특성 상 3차원 이미지를 이루고 있는 복셀(voxel)의 수가 적어지므로, 3차원 이미지의 화질이 떨어진다는 문제점이 있다.
이에, 종래의 라이트필드 디스플레이 모듈은 주로 31.5" 8K 디스플레이 패널, 15.6" 4K 디스플레이 패널을 이용하지만, 멀티비전용 디스플레이 패널이 아닌 상술한 고해상도 디스플레이 패널로 멀티 비전을 구성하는 경우, 디스플레이의 베젤 영역이 넓어 디스플레이 모듈 간의 경계 상에 위치한 베젤 영역이 노출됨에 따라, 사용자가 입체 영상을 시청할 시, 베젤 영역에 의해 입체 영상에 대한 몰입에 방해된다는 단점을 가지고 있었다.
선행문헌: 한국등록특허 제 10-1603596호(등록: 2016.03.09) 선행문헌: 한국등록특허 제 10-1852271호(등록: 2018.04.19)
인접한 라이트필드 디스플레이 모듈과 베젤 영역이 중첩되도록 시청 지점으로부터 서로 다른 깊이를 갖게 설치된 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈을 포함하는 멀티 비전 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공하고자 한다.
복수의 라이트필드 디스플레이 모듈 각각은 라이트필드 컨텐츠를 표시하는 디스플레이 패널, 디스플레이 패널을 둘러싸는 베젤 영역을 포함하는 케이스, 디스플레이 패널 전방에 위치하고 라이트필드 컨텐츠를 통해 입체 영상을 재생하기 위한 광학 소자, 광학 소자의 전방에 위치하고, 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈 간의 깊이 차이를 보정하기 위한 굴절 부재를 포함하는 멀티 비전 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공하고자 한다.
시청 지점으로부터 각 라이트필드 디스플레이 모듈의 위치에 기초하여 굴절 부재의 사양이 결정되도록 하는 것인 멀티 비전 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는, 라이트필드(Light Field) 디스플레이를 통해 입체 영상을 제공하는 멀티 비전 장치에 있어서, 인접한 라이트필드 디스플레이 모듈과 베젤 영역이 중첩되도록 시청 지점으로부터 서로 다른 깊이를 갖게 설치된 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈을 포함하고, 상기 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈 각각은 상기 라이트필드 컨텐츠를 표시하는 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널을 둘러싸는 상기 베젤 영역을 포함하는 케이스, 상기 디스플레이 패널 전방에 위치하고 상기 라이트필드 컨텐츠를 통해 입체 영상을 재생하기 위한 광학 소자 및 상기 광학 소자의 전방에 위치하고 상기 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈 간의 깊이 차이를 보정하기 위한 굴절 부재를 포함하고, 상기 굴절 부재의 사양(仕樣)은 상기 시청 지점으로부터 상기 각 라이트필드 디스플레이 모듈의 위치에 기초하여 결정된 것인 멀티 비전 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 인접한 라이트필드 디스플레이 모듈과 베젤 영역이 중첩되도록 시청 지점으로부터 서로 다른 깊이를 갖게 설치된 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈을 포함하는 멀티 비전 장치에서 라이트필드 컨텐츠를 통해 입체 영상을 제공하는 방법에 있어서, 상기 시청 지점으로부터 각 라이트필드 디스플레이 모듈의 위치를 포함하는 설치 조건을 입력받는 단계, 상기 라이트필드 컨텐츠를 생성하기 위한 복수의 시점 영상을 수신하는 단계, 상기 설치 조건에 기초하여 상기 각 시점 영상을 이동시킬 시프트(Shift) 값을 설정하는 단계, 상기 각 시점 영상 영역의 시프트 값에 기초하여 시차(Disparity)가 보정된 상기 복수의 시점 영상으로 상기 라이트필드 컨텐츠를 생성하는 단계; 및 상기 라이트필드 컨텐츠를 통해 상기 입체 영상을 재생하는 단계를 포함하는 멀티 비전 장치에서 입체 영상을 제공하는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 라이트필드(Light Field) 디스플레이를 이용하여 라이트필드 컨텐츠를 통해 입체 영상을 제공하는 멀티 비전 장치는 인접한 라이트필드 디스플레이 모듈과 베젤 영역이 중첩되도록 시청 지점으로부터 서로 다른 깊이를 갖게 설치된 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈 및 제어 장치를 포함하고, 상기 제어 장치에 의해 상기 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈이 제어되는 명령어들의 시퀀스를 포함하는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 경우, 상기 시청 지점으로부터 상기 각 라이트필드 디스플레이 모듈의 위치를 포함하는 설치 조건을 입력받고, 상기 라이트필드 컨텐츠를 생성하기 위한 복수의 시점 영상을 수신하고, 상기 설치 조건에 기초하여 상기 각 시점 영상을 이동시킬 시프트 값을 설정하고, 상기 각 시점 영상 영역의 시프트 값에 기초하여 시차가 보정된 상기 복수의 시점 영상으로 상기 라이트필드 컨텐츠를 생성하고, 상기 라이트필드 컨텐츠를 통해 상기 입체 영상을 재생하도록 하는 명령어들의 시퀀스를 포함하는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 멀티 비전용 디스플레이 모듈이 아닌 고해상도 라이트필드 디스플레이 모듈을 이용하여 대화면 디스플레이 서비스를 제공하는 멀티 비전 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.
라이트필드 디스플레이 모듈을 이용한 멀티 비전 장치에서 대화면 디스플레이 서비스를 제공하고자 하는 경우, 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈에 의한 베젤 영역에 대한 이슈를 최소화시키기 위해 인접한 라이트필드 디스플레이 모듈과 베젤 영역이 중첩되도록 시청 지점으로부터 서로 다른 깊이를 갖게 설치하고, 이로 인해 발생되는 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈 간의 물리적 위치 차이에 의해 발생되는 깊이 차이를 굴절 부재를 이용하여 보정하도록 하는 멀티 비전 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.
복수의 라이트필드 디스플레이 모듈의 설치 조건에 기초하여 라이트필드 컨텐츠를 생성하기 위한 복수의 시점 영상 중 각 시점 영상을 이동시킬 시프트 값을 설정함으로써, 라이트필드 컨텐츠의 깊이감을 보정하여 이질감 없는 입체 영상을 재생하는 멀티 비전 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 멀티 비전 장치를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 비전 장치를 도시한 예시적인 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴절 부재의 두께가 산출되는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈이 굴절 재료의 소재 및 굴절률에 기초하여 물리적인 깊이 차이를 보정하기 위해 요구되는 굴절 부재의 두께가 산출되는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 비전 장치에서 라이트필드 컨텐츠를 통해 입체 영상을 제공하는 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 비전 장치에서 각 시점 영상을 이동시킬 시프트 값을 설정하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 보정 방법을 통해 멀티 비전 장치에서 재생된 입체 영상의 결과를 비교한 예시적인 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 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 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 비전 장치를 도시한 예시적인 도면이다. 도 2a는 멀티 비전 장치(200)의 사시도를 도시한 것이고, 도 2b는 멀티 비전 장치(200)의 측면도를 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 멀티 비전 장치(200)는 인접한 라이트필드 디스플레이 모듈과 베젤 영역이 중첩되도록 시청 지점으로부터 서로 다른 깊이를 갖게 설치된 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈(201 내지 204)을 포함할 수 있다. 이때, 시청 지점은 관찰자가 입체 영상을 시청하기 위해 위치하는 지점을 의미할 수 있다.
여기서, 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈(201 내지 204)을 인접한 라이트필드 디스플레이 모듈과 베젤 영역이 중첩되도록 시청 지점으로부터 서로 다른 깊이를 갖게 설치하는 이유는 사용자가 시청 지점으로부터 인지하게 되는 베젤 영역이 최소화되도록 하기 위함이다.
복수의 라이트필드 디스플레이 모듈(201 내지 204) 각각은 디스플레이용 패널(210), 케이스(220), 광학 소자(230) 및 굴절 부재(240)를 포함할 수 있다.
디스플레이용 패널(210)은 입체 영상을 재생하기 위한 라이트필드 컨텐츠를 표시할 수 있다.
케이스(220)는 디스플레이용 패널(210)을 둘러싸는 베젤 영역을 포함할 수 있다.
광학 소자(230)는 디스플레이용 패널(210) 전방에 위치하고 라이트필드 컨텐츠를 통해 입체 영상(250)을 재생할 수 있다.
굴절 부재(240)는 광학 소자(230)의 전방에 위치하고 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈(201 내지 204) 간의 깊이 차이를 보정할 수 있다. 여기서, 굴절 부재(240)를 이용하는 이유는 후술하는 바와 같이 인접한 라이트필드 디스플레이 모듈과 베젤 영역이 중첩되도록 시청 지점으로부터 서로 다른 깊이를 갖게 설치된 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈(201 내지 204)에 대한 물리적 위치 차이를 굴절 부재(240)를 통해 보정하기 위함이다.
굴절 부재(240)의 사양(仕樣)은 시청 지점으로부터 각 라이트필드 디스플레이 모듈의 위치에 기초하여 결정될 수 있다. 이하에서는, 도 3a 내지 도 4b를 통해 잠시 굴절 부재(240)의 사양에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴절 부재의 두께가 산출되는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 3a를 참조하면, 각각의 굴절 부재(240)의 두께(312)는 각 라이트필드 디스플레이 모듈에 대한 광경로 및 시청 거리(310)에 기초하여 산출될 수 있다. 여기서, 각 라이트필드 디스플레이 모듈에 대한 광경로(OPL, Optical Path Length)는 빛의 입장에서 느끼는 거리를 의미하고, 시청 거리(310)는 관찰자(300)의 시청 지점으로부터 각 라이트필드 디스플레이 모듈까지의 거리를 의미할 수 있다. 굴절 부재(240)의 두께(312)는 예를 들어, 다음의 수학식 1을 통해 산출될 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1을 참조하면, V는 관찰자(300)의 시청 거리(310)를 의미하고, x는 각 라이트필드 디스플레이 모듈의 두께(311)를 의미하고, d는 굴절 부재의 두께(312)를 의미할 수 있다. 여기서, L은 예를 들어, 다음의 수학식 2를 통해 산출될 수 있다.
Figure pat00002
여기서, L은 기하학적 경로 거리를 의미하고, n은 매질의 굴절률을 의미할 수 있다.
L'은 매질에 따른 환산 거리 또는 축소 거리로서, 예를 들어, 다음의 수학식 3을 통해 산출될 수 있다.
Figure pat00003
수학식 2 및 수학식 3을 참조하면, 광경로에 기초하여 빛의 진행거리를 같은 시간 동안 진공에서의 진행거리로 환산한 값인 환산 거리 또는 축소 거리(L')가 산출될 수 있다. 예를 들어, 기하학적 경로 거리와 공기굴절률로 구성된 광경로 산출식인 Ln0과 매질의 기하학적 경로 거리와 매질굴절률로 구성된 L'n이 같은 경우(Ln0=L'n),
Figure pat00004
과 같이 환산 거리 또는 축소 거리가 산출될 수 있다. 여기서, 굴절 부재(240)의 두께(312)는 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈 간의 물리적 거리 차이를 보정하기 위해 산출될 수 있다.
이러한 과정을 거쳐, 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201) 및 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202)이 시청 지점으로부터 서로 다른 깊이를 갖도록 설치된 경우, 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201)과 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202)의 광경로 차이를 보정하기 위한 굴절 부재의 두께(312)가 산출될 수 있다.
예를 들어, 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202)의 두께(x)가 2.6mm이고, 굴절 부재의 굴절률이 1.5인 경우, 수학식 1 내지 3에 의해 굴절 부재의 두께는 7.8mm로 산출될 수 있다. 즉, 7.8mm의 굴절 부재가 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201)에 부착됨으로써, 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201)과 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202) 간의 물리적 거리 차이가 보정될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 2x2의 라이트필드 디스플레이 모듈(201 내지 204)이 시청 지점으로부터 서로 다른 깊이를 갖도록 설치되어 멀티 비전 장치(200)가 구성된 경우, 각 라이트필드 디스플레이 모듈 간의 물리적 위치 차이를 고려하여 굴절 부재의 두께(312)가 산출될 수 있다.
예를 들어, 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201)이 기준 라이트필드 디스플레이 모듈로 선택된 경우, 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201)의 두께는 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201)을 보호하는 보호 필름(예컨대, 커버용 아크릴)에 대한 최소 두께인 A라고 가정한다. 이 때, 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202)에 부착될 굴절 부재의 두께(312)는
Figure pat00005
이고, 제 3 라이트필드 디스플레이 모듈(203)에 부착될 굴절 부재의 두께(312)는
Figure pat00006
이고, 제 4 라이트필드 디스플레이 모듈(204)에 부착될 굴절 부재의 두께(312)는
Figure pat00007
이 될 수 있다.
여기서, 만약 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201)의 굴절률이 1.5인 경우, 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202)에 부착될 굴절 부재의 두께(312)는
Figure pat00008
, 제 3 라이트필드 디스플레이 모듈(203)에 부착될 굴절 부재의 두께(312)는
Figure pat00009
, 제 4 라이트필드 디스플레이 모듈(204)에 부착될 굴절 부재의 두께(312)는
Figure pat00010
가 될 수 있다.
굴절 부재(240)의 소재는 각 라이트필드 디스플레이 모듈의 두께(311), 디스플레이용 패널을 구성하는 재료의 굴절률 및 굴절 부재의 두께(312) 등에 기초하여 결정될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈이 굴절 재료의 소재 및 굴절률에 기초하여 물리적인 깊이 차이를 보정하기 위해 요구되는 굴절 부재의 두께가 산출되는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 4a를 참조하면, 굴절 부재(240)의 소재는 유리(400), 폴리메틸메타크릴레이트(410, PMMA, Polymethyl methacrylate), 폴리카보네이트(420, PC, Polycarbonate) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 굴절 부재(240)의 소재에 따른 굴절률은 각각 다르며, 예를 들어, 유리(400)의 경우, 1.45~1.65의 굴절률을 가지고, 폴리메틸메타크릴레이트(410)의 경우, 1.49의 굴절률을 가지고, 폴리카보네이트(420)의 경우, 1.585의 굴절률을 가질 수 있다.
도 4b를 참조하면, 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201) 및 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202)이 약 10mm 거리 차이를 두고 설치된 경우, 굴절 부재(240)의 굴절률이 1.3일 때, 굴절 부재의 두께는 43.3mm로 결정되고, 굴절 부재(240)의 굴절률이 1.6일 때, 굴절 부재의 두께는 26.7mm로 결정될 수 있다.
제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201) 및 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202)이 약 20mm 거리 차이를 두고 설치된 경우, 굴절 부재(240)의 굴절률이 1.3일 때, 굴절 부재의 두께는 86.7mm로 결정되고, 굴절 부재(240)의 굴절률이 1.6일 때, 굴절 부재의 두께는 53.3mm로 결정될 수 있다.
또 다른 예를 들어, 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201) 및 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202)이 30mm 거리 차이를 두고 설치된 경우, 굴절 부재(240)의 굴절률이 1.3일 때, 굴절 부재의 두께는 130mm로 결정되고, 굴절 부재(240)의 굴절률이 1.6일 때, 굴절 부재의 두께는 80mm로 결정될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 비전 장치에서 라이트필드 컨텐츠를 통해 입체 영상을 제공하는 방법의 순서도이다. 도 5에 도시된 멀티 비전 장치(200)에서 라이트필드 컨텐츠를 통해 입체 영상을 제공하는 방법은 도 2a 내지 4b에 도시된 실시예에 따라 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 2a 내지 도 4b에 도시된 실시예에 따라 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈을 포함하는 멀티 비전 장치(200)에도 적용된다.
단계 S510에서 멀티 비전 장치(200)는 시청 지점으로부터 각 라이트필드 디스플레이 모듈의 위치를 포함하는 설치 조건을 입력받을 수 있다. 여기서, 멀티 비전 장치(200)는 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈(201 내지 204) 중 어느 하나의 기준 라이트필드 디스플레이 모듈을 선택받을 수 있다. 예를 들어, 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈(201 내지 204) 중 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202)을 기준 디스플레이 모듈로 선택받을 수 있다.
단계 S520에서 멀티 비전 장치(200)는 라이트필드 컨텐츠를 생성하기 위한 복수의 시점 영상을 수신할 수 있다. 여기서, 복수의 시점 영상은 복수의 라이트필드 디스플레이의 모듈(201 내지 204)의 해상도, 가상 카메라의 위치 및 수에 기초하여 생성될 수 있다.
단계 S530에서 멀티 비전 장치(200)는 설치 조건에 기초하여 각 시점 영상을 이동시킬 시프트(Shift) 값을 설정할 수 있다. 여기서, 멀티 비전 장치(200)는 기준 라이트필드 디스플레이 모듈을 제외한 나머지 라이트필드 디스플레이 모듈을 통해 출력될 각 시점 영상을 가로 방향으로 이동시킬 시프트 값을 설정할 수 있다. 이를 통해, 각 시점 영상에서 표현되는 깊이값이 상이해질 수 있다.
단계 S540에서 멀티 비전 장치(200)는 각 시점 영상 영역의 시프트 값에 기초하여 시차(disparity)가 보정된 복수의 시점 영상으로 라이트필드 컨텐츠를 생성할 수 있다. 예를 들어, 멀티 비전 장치(200)는 시프트 값에 기초하여 시차가 보정된 각 시점 영상의 픽셀을 재배열하여 라이트필드 컨텐츠를 생성할 수 있다.
단계 S550에서 멀티 비전 장치(200)는 생성된 라이트필드 컨텐츠를 통해 입체 영상을 재생할 수 있다.
이와 관련하여, 라이트필드 컨텐츠의 깊이감을 조절하기 위해 각 카메라 간격 또는 객체와 카메라 사이의 거리를 변경하는 방법을 고려할 수 있다. 그러나, 디스플레이의 깊이 방향에 대한 위치 차이를 보정하기 위해 요구되는 카메라 렌더링의 수가 증가하게 됨에 따라, 카메라의 렌더링 횟수와 FPS(Frame Per Second) 사이의 트레이드 오프(trade off) 문제와 같은 성능 저하 문제가 발생한다.
이에, 본원은 기준 라이트필드 디스플레이 모듈에 기초하여 나머지 라이트필드 디스플레이 모듈을 통해 표시되는 각 시점 영상의 영역을 가로 방향으로 시프트 값을 설정하여 라이트필드 컨텐츠의 깊이감을 조절함으로써 성능 저하 문제를 해결할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S510 내지 S550은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 전환될 수도 있다.
이러한 라이트필드(Light Field) 디스플레이를 통해 입체 영상을 제공하는 멀티 비전 장치(200)는 인접한 라이트필드 디스플레이 모듈과 베젤 영역이 중첩되도록 시청 지점으로부터 서로 다른 깊이를 갖게 설치된 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈 및 제어 장치를 포함하고, 제어 장치에 의해 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈을 제어하는 명령어들의 시퀀스를 포함하는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 실행될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 경우, 시청 지점으로부터 각 라이트필드 디스플레이 모듈의 위치를 포함하는 설치 조건을 입력받고, 라이트필드 컨텐츠를 생성하기 위한 복수의 시점 영상을 수신하고, 설치 조건에 기초하여 각 시점 영상을 이동시킬 시프트 값을 설정하고, 각 시점 영상 영역의 시프트 값에 기초하여 시차가 보정된 복수의 시점 영상으로 라이트필드 컨텐츠를 생성하고, 생성된 라이트필드 컨텐츠를 통해 입체 영상을 재생하도록 하는 명령어들의 시퀀스를 포함할 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 비전 장치에서 각 시점 영상을 이동시킬 시프트 값을 설정하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 도 6을 참조하면, 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈(201 내지 204)의 설치 조건 및 각 카메라의 위치(620)에 따라 각 시점 영상에 대한 시프트 방향 및 값이 다를 수 있다. 여기서, 시프트된 시점 영상에 기초하여 픽셀 재배열을 수행하는 경우, 깊이 차이가 보정된 라이트필드 컨텐츠(610)를 재생할 수 있다. 여기서, 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202)은 기준 라이트필드 디스플레이 모듈로, 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202)에 대해서는 시프트 값을 설정하지 않을 수 있다.
예를 들어, 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201)을 통해 표시되는 시점 영상(601)의 영역(630)은 도 6과 같이 각 시점 영상의 시차를 감소시켜, 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201)을 통해 표현되는 입체 영상의 깊이감을 감소시킬 수 있다.
제 3 라이트필드 디스플레이 모듈(203)을 통해 표시되는 시점 영상(603)의 영역(630)은 도 6과 같이 각 시점 영상의 시차를 증가시켜, 제 3 라이트필드 디스플레이 모듈(203)을 통해 표현되는 입체 영상의 깊이감을 증가시킬 수 있다.
제 4 라이트필드 디스플레이 모듈(204)을 통해 표시되는 시점 영상(604)의 영역(630)은 도 6과 같이 각 시점 영상의 시차를 증가시켜, 제 4 라이트필드 디스플레이 모듈(204)을 통해 표현되는 입체 영상의 깊이감을 증가시킬 수 있다. 여기서, 잠시 도 2a를 참조하면, 제 3 라이트필드 디스플레이 모듈(203) 보다 제 4 라이트필드 디스플레이 모듈(204)에서 보정된 깊이가 더 클 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 보정 방법을 통해 멀티 비전 장치에서 재생된 입체 영상의 결과를 비교한 예시적인 도면이다.
도 7a를 참조하면, 멀티 비전 장치가 1x2의 라이트필드 디스플레이 모듈로 구성되었다고 가정하자. 여기서, 1x2의 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈은 상부에 위치한 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201), 하부에 위치한 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202)로 구성되고, 시청 지점으로부터 서로 다른 깊이를 갖도록 설치될 수 있다.
미보정(710)된 3D 컨텐츠의 경우, 각 시점 영상의 왼쪽, 중앙, 오른쪽 각각의 영역에서 인지되는 영상을 통해 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201)에서 표시된 3D 컨텐츠의 영역과 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202)에서 표시된 3D 컨텐츠의 영역 간의 불일치가 발생된 것을 확인할 수 있다. 이는, 라이트필드 디스플레이 모듈을 서로 다른 깊이를 갖도록 설치함으로써, 깊이 방향의 위치 차이가 발생되었기 때문이다.
제 1 보정(720) 및 제 2 보정(730)이 수행된 3D 컨텐츠의 경우, 미보정(710)된 3D 컨텐츠보다 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201)에서 표시된 3D 컨텐츠의 영역과 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202)에서 표시된 3D 컨텐츠의 영역 이 일치된 것을 확인할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 제 1 보정(720)과 제 2 보정(730)의 경우, 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201) 및 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202)의 중간을 깊이의 기준으로 설정할 수 있다.
제 1 보정 (720)은 예를 들어, 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202) 경우, 해당 시점 영상의 영역에 대한 시프트 값을 조절하여 시차를 감소시켜, 입체 영상의 깊이감을 감소시킬 수 있다. 또한, 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201)의 경우, 해당 시점 영상의 영역의 시프트 값을 설정함으로써, 깊이감을 증가시킬 수 있다.
제 2 보정(730)은 예를 들어, 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201)이 굴절 부재(240)를 통해 수행될 수 있다. 동시에, 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201) 및 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202)의 설치 조건에 기초하여 각 시점 영상 영역에 대한 시프트 값에 기초하여 시차를 증가 또는 감소시켜, 입체 영상의 깊이감을 보정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201) 보다 앞쪽에 위치한 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202)의 경우, 해당 시점 영상 영역의 시프트 값(시차 감소)을 조절하여 입체 영상의 깊이감을 감소시킬 수 있다. 또한, 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201)의 경우, 해당 시점 영상 영역의 시프트 값을 설정하여 시차를 증가시켜, 입체 영상의 깊이감을 증가시킬 수 있다.
이러한 과정을 통해, 제 1 라이트필드 디스플레이 모듈(201)과 제 2 라이트필드 디스플레이 모듈(202)로 표시되는 입체 영상의 깊이 왜곡을 보정하여 표시할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
200: 멀티 비전 장치
201 내지 204: 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈
210: 디스플레이용 패널
220: 케이스
230: 광학 소자
240: 굴절 부재

Claims (9)

  1. 라이트필드(Light Field) 디스플레이를 통해 입체 영상을 제공하는 멀티 비전 장치에 있어서,
    인접한 라이트필드 디스플레이 모듈과 베젤 영역이 중첩되도록 시청 지점으로부터 서로 다른 깊이를 갖게 설치된 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈을 포함하고,
    상기 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈 각각은,
    상기 라이트필드 컨텐츠를 표시하는 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널을 둘러싸는 상기 베젤 영역을 포함하는 케이스;
    상기 디스플레이 패널 전방에 위치하고 상기 라이트필드 컨텐츠를 통해 입체 영상을 재생하기 위한 광학 소자; 및
    상기 광학 소자의 전방에 위치하고 상기 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈 간의 깊이 차이를 보정하기 위한 굴절 부재
    를 포함하고,
    상기 굴절 부재의 사양(仕樣)은 상기 시청 지점으로부터 상기 각 라이트필드 디스플레이 모듈의 위치에 기초하여 결정된 것인, 멀티 비전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 라이트필드 디스플레이 모듈에 대한 광경로 및 시청 거리에 기초하여 상기 각각의 굴절 부재의 두께가 산출되는 것인, 멀티 비전 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 굴절 부재의 소재는 상기 각 라이트필드 디스플레이 모듈의 두께, 상기 디스플레이용 패널을 구성하는 재료의 굴절률 및 상기 굴절 부재의 두께 중 적어도 하나에 기초하여 결정된 것인, 멀티 비전 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 굴절 부재의 소재는 유리, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, Polymethyl methacrylate), 폴리카보네이트(PC, Polycarbonate) 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 멀티 비전 장치.
  5. 인접한 라이트필드 디스플레이 모듈과 베젤 영역이 중첩되도록 시청 지점으로부터 서로 다른 깊이를 갖게 설치된 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈을 포함하는 멀티 비전 장치에서 라이트필드 컨텐츠를 통해 입체 영상을 제공하는 방법에 있어서,
    상기 시청 지점으로부터 각 라이트필드 디스플레이 모듈의 위치를 포함하는 설치 조건을 입력받는 단계;
    상기 라이트필드 컨텐츠를 생성하기 위한 복수의 시점 영상을 수신하는 단계;
    상기 설치 조건에 기초하여 상기 각 시점 영상을 이동시킬 시프트(Shift) 값을 설정하는 단계;
    상기 각 시점 영상 영역의 시프트 값에 기초하여 시차(Disparity)가 보정된 상기 복수의 시점 영상으로 상기 라이트필드 컨텐츠를 생성하는 단계; 및
    상기 라이트필드 컨텐츠를 통해 상기 입체 영상을 재생하는 단계
    를 포함하는, 입체 영상 제공 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 설치 조건을 입력받는 단계는
    상기 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈 중 어느 하나의 기준 라이트필드 디스플레이 모듈을 선택받는 단계를 포함하는 것인, 입체 영상 제공 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 시프트 값을 설정하는 단계는,
    상기 기준 라이트필드 디스플레이 모듈을 제외한 나머지 라이트필드 디스플레이 모듈을 통해 출력될 각 시점 영상을 가로 방향으로 이동시킬 상기 시프트 값을 설정하는 단계를 포함하는 것인, 입체 영상 제공 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 라이트필드 컨텐츠를 재생하는 단계는,
    상기 시프트 값에 기초하여 상기 각 시점 영상의 픽셀을 재배열하는 단계를 포함하는 것인, 입체 영상 제공 방법.
  9. 라이트필드(Light Field) 디스플레이를 이용하여 라이트필드 컨텐츠를 통해 입체 영상을 제공하는 멀티 비전 장치는 인접한 라이트필드 디스플레이 모듈과 베젤 영역이 중첩되도록 시청 지점으로부터 서로 다른 깊이를 갖게 설치된 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈 및 제어 장치를 포함하고, 상기 제어 장치에 의해 상기 복수의 라이트필드 디스플레이 모듈이 제어되는 명령어들의 시퀀스를 포함하는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 경우,
    상기 시청 지점으로부터 상기 각 라이트필드 디스플레이 모듈의 위치를 포함하는 설치 조건을 입력받고,
    상기 라이트필드 컨텐츠를 생성하기 위한 복수의 시점 영상을 수신하고,
    상기 설치 조건에 기초하여 상기 각 시점 영상을 이동시킬 시프트 값을 설정하고,
    상기 각 시점 영상 영역의 시프트 값에 기초하여 시차가 보정된 상기 복수의 시점 영상으로 상기 라이트필드 컨텐츠를 생성하고,
    상기 라이트필드 컨텐츠를 통해 상기 입체 영상을 재생하도록 하는 명령어들의 시퀀스를 포함하는, 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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