KR20230067311A - 3차원 모델링 공간에서 3차원 아바타 이동을 위한 이미지 처리 방법 - Google Patents

3차원 모델링 공간에서 3차원 아바타 이동을 위한 이미지 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3차원 모델링 공간에서 3차원 아바타의 자유 이동을 위한 이미지 처리 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 3차원 모델링 공간의 각 이동 경로를 다수의 단위 그리드로 분할하고 이동 경로를 촬영한 동영상으로부터 추출한 파노라마 이미지를 각 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지로 매핑 설정함으로써 3차원 아바타가 3차원 공간을 자연스럽게 이동하는 것과 같이 구현할 수 있으며, 3차원 아바타가 현재 위치하고 있는 단위 그리드 및 이에 인접하는 인접 단위 그리드에 각각 매핑 설정된 파노라마 이미지로 이루어진 이미지 그룹을 생성함으로써 이미지 그룹에서 3차원 아바타가 위치하고 있는 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 적은 프로세스 부하로 빠르게 구현할 수 있다.

Description

3차원 모델링 공간에서 3차원 아바타 이동을 위한 이미지 처리 방법{Method for processing image for 3D avatar movement in 3D modeling space}
본 발명은 3차원 모델링 공간에서 3차원 아바타의 자유 이동을 위한 이미지 처리 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 3차원 모델링 공간의 각 이동 경로를 다수의 단위 그리드로 분할하고 이동 경로를 촬영한 동영상으로부터 추출한 파노라마 이미지를 각 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지로 매핑 설정함으로써 3차원 아바타가 3차원 공간을 자연스럽게 이동하는 것과 같이 3차원 모델링 공간을 구현할 수 있으며, 3차원 아바타가 현재 위치하고 있는 단위 그리드 및 이에 인접하는 인접 단위 그리드에 각각 매핑 설정된 파노라마 이미지로 이루어진 이미지 그룹을 생성함으로써 이미지 그룹에서 3차원 아바타가 위치하고 있는 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 적은 프로세스 부하로 빠르게 구현할 수 있다.
공간에서 효과적으로 위치를 판단하며 이동하기 위해서 이동하고 있는 공간에 대한 지도를 생성하고 공간상의 자신의 위치를 인식하는 것이 요구된다. 주변 공간에 대하여 위치를 인식하고 지도를 형성하는 것을 동시 위치인식 및 지도형성(SLAM : Simultaneous Localization And Mapping)이라고 한다.
SLAM은 공간에 위치하는 객체의 특징 데이터에 기반하여 3차원 지도를 생성하는데, 3차원 지도 생성에 사용되는 센서 유형에 따라 SLAM 알고리즘에 활용되는 특징 데이터도 다르다. 예컨대, 초음파(Sonar), 레이저와 같은 거리 센서를 통해 얻어진 거리 정보, GPS 기기를 통해 직접 얻어지는 좌표 정보, IMU장비를 통해 얻어지는 가속도 정보, 카메라의 영상 정보 등이 특징 데이터로 사용될 수 있다.
카메라의 영상 정보를 이용한 SLAM 기법을 비주얼(Visual) SLAM이라고 하는데, 비주얼 SLAM은 영상에서 추출한 시각 특징점을 이용하여 주변 환경에 대한 3차원 지도를 생성하고, 생성한 3차원 지도에 기반하여 현재 위치를 추정한다.
도 1은 비주얼 SLAM 기법으로 3차원 지도를 생성하는 방법의 일 예를 도시하고 있다.
도 1을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 지도를 생성하고자 하는 3차원 공간의 영상을 촬영하고 촬영한 영상에서 특징점을 추출한다(S10). 특징점을 추출하기 위하여 사람이 직접 웨어러블 영상 장비를 착용 후 3차원 공간을 돌아다니며 영상을 촬영하고 촬영한 영상에서 특징점을 추출할 수 있거나, 이동 로봇에 영상 촬영 장비를 설치하여 이동 로봇을 3차원 공간으로 이동시키며 영상을 촬영하고 촬영한 영상에서 특징점을 추출할 수 있다.
여기서 영상 장비는 모노 카메라, 스트레오 카메라, 깊이 카메라 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다. 한편 카메라는 CCD(charge coupled device) 또는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 이미지 센서와, 이미지 센서의 출력을 수신하여 2D 이미지를 생성하는 영상처리모듈 등을 구비하고 있다.
특징점은 객체의 형상을 대표하는 요소로서 객체를 묘사하고 모델링할 수 있는 중요한 점이며, 명확하게 식별이 가능한 특이점(interest point)으로서 모서리(corner), 정점(apex) 및 꼭지점(vertex)이 특징점에 해당된다. 영상에서 특징점을 추출하는 방법은 CSS(Curvature Scale Space), FAST-ER(FAST-Enhanced Repeatability)등의 알고리즘을 사용하거나, Harris corner detection 기법을 사용하여 특정한 "점"을 추출하거나, Canny edgy detection 기법을 사용하여 특정한 "선"을 추출하는 것이 가능하다. 다양한 방식으로 특징점을 추출할 수 있으며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
추출한 특징점은 2차원 상의 좌표로 표시되는데, 특징점의 깊이 정보를 구비하는 3차원 좌표로 변환하여 포인트 클라우드를 생성한다(S30). 촬영한 영상에서 깊이 정보를 획득하기 위하여 모노 카메라를 통해 촬영한 현재 영상 프레임을 기준으로 전/후 영상 프레임을 이용하여 깊이 정보를 획득하거나, 스트레오 카메라를 통해 촬영한 영상 프레임의 시차를 이용하여 깊이 정보를 획득하거나, 깊이 카메라를 이용하여 깊이 정보를 획득할 수 있다.
추출한 특징점은 3차원 공간에서 촬영한 영상에서 계속해서 추척되며, 3차원 공간 전체에 대한 포인트 클라우드를 조합하여(S50), 3차원 공간의 3차원 지도를 생성한다(S70).
이와 같이 3차원 지도를 생성하는 경우, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 3차원 공간의 특정 위치에서 사진기 등의 촬영 장치를 이용하여 각각 파노라마 이미지를 촬영하고 촬영한 파노라마 이미지를 3차원 지도의 해당 위치에 매핑하여 실제 물리적 공간과 동일하게 가상의 3차원 모델링 공간을 구현할 수 있다.
이와 같이 구현된 3차원 모델링 공간을 사용자에 제공함으로써, 사용자는 실제 공간과 동일하게 구현된 가상의 3차원 모델링 공간을 이동하며 실제 공간에 대한 정보를 획득할 수 있다.
종래 3차원 모델링 공간은 3차원 공간의 설정한 촬영 위치(1, 2, 3,...)에서 촬영장치를 이용하여 촬영한 파노라마 이미지를 3차원 지도의 동일한 위치에 매핑하여 생성하기 때문에, 사용자는 3차원 모델링 공간 중 파노라마 이미지의 촬영 위치 단위로, 예를 들어 촬영위치1에서 촬영위치2로 이동해가며 주변 공간을 조회할 수 있다. 따라서 파노라마 이미지의 촬영 위치 사이의 이격으로 인하여 3차원 모델링 공간을 사용자가 실제 이동하는 것과 같이 자연스럽게 이동하기 곤란하다는 문제점을 가진다.
본 발명은 위에서 언급한 종래 3차원 모델링 공간의 구현 방법이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 목적은 3차원 모델링 공간의 각 이동 경로를 다수의 단위 그리드로 분할하고 이동 경로를 촬영한 동영상(여기서 동영상은 이동 경로를 따라 동일한 속도와 동일한 촬영 위치로 촬영됨)으로부터 추출한 파노라마 이미지를 각 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지로 매핑 설정하여 3차원 아바타가 3차원 공간을 자연스럽게 이동하는 것과 같이 구현할 수 있는 3차원 모델링 공간에 대한 이미지 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 3차원 아바타가 현재 위치하고 있는 단위 그리드 및 이에 인접하는 인접 단위 그리드에 매핑 설정된 파노라마 이미지로 이루어진 이미지 그룹을 생성하고 이미지 그룹에서 3차원 아바타가 위치하고 있는 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 적은 프로세스 부하로 빠르게 제공할 수 있는 이미지 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 3차원 아바타가 현재 위치하고 있는 단위 그리드에 인접한 현재 인접 단위 그리드와 3차원 아바타가 이동한 다음 단위 그리드에 인접한 다음 인접 단위 그리드를 비교하여 서로 중복된 단위 그리드를 제외한 나머지 단위 그리드를 삭제하고 신규 단위 그리드만을 추가하는 방식으로 이미지 그룹을 갱신하여 3차원 아바타의 이동에 따른 이미지 그룹을 적은 프로세스 부하로 빠르게 갱신할 수 있는 이미지 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 3차원 모델링 공간에서 3차원 아바타의 자유 이동을 위한 이미지 처리 방법은 3차원 아바타가 3차원 모델링 공간 중 현재 위치하고 있는 현재 위치 정보를 판단하는 단계와, 현재 위치 정보에 매핑된 현재 단위 그리드를 기준으로 설정한 범위에 위치하는 인접 단위 그리드를 판단하는 단계와, 3차원 공간을 촬영한 동영상 파일에서 현재 단위 그리드와 인접 단위 그리드에 매핑된 파노라마 이미지를 추출하는 단계와, 추출한 파노라마 이미지로부터 이미지 그룹을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 이미지 처리 방법은 3차원 아바타가 3차원 모델링 공간에서 이동하는 경우 3차원 아바타가 인접 단위 그리드 중 어느 하나의 인접 단위 그리드로 이동하였는지 판단하는 단계와, 3차원 아바타가 이동한 인접 단위 그리드를 다음 단위 그리드로 설정하고 다음 단위 그리드를 기준으로 설정한 범위에 위치하는 다음 인접 단위 그리드를 판단하는 단계와, 다음 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드에 매핑된 파노라마 이미지로 이미지 그룹을 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 이미지 처리 방법은 3차원 아바타와 현재 파노라마 이미지로 이루어진 합성 이미지를 생성하여 출력하는 단계와, 3차원 모델링 공간에서 3차원 아바타가 자유 이동하는 경우 인접 단위 그리드 중 다음 단위 그리드를 판단하는 단계와, 이미지 그룹에서 다음 단위 그리드에 매핑된 다음 파노라마 이미지를 검색하여 다음 파노라마 이미지와 3차원 아바타로 이루어진 다음 합성 이미지를 생성하고 합성 이미지에 연속하여 다음 합성 이미지를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 이미지 처리 방법에서 3차원 공간에서 제1 이동 경로를 구성하는 전체 단위 그리드의 수를 판단하는 단계와, 제1 이동 경로를 따라 촬영한 동영상을 구성하는 파노라마 이미지를 전체 단위 그리드의 수로 나누어 각 단위 그리드별 할당된 파노라마 이미지로 구분하는 단계와, 단위 그리드별 할당된 파노라마 이미지 중 1개의 파노라마 이미지를 선택하여 해당 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지로 설정하는 단계를 통해 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지가 매핑되어 있으며, 현재 단위 그리드와 인접 단위 그리드에 매핑되어 있는 파노라마 이미지를 판단하여 추출하는 것을 특징으로 한다.
여기서 단위 그리드별 할당된 파노라마 이미지 중 일정한 간격으로 이격된 1개의 파노라마 이미지를 단위 그리드에 매핑된 파노라마 이미지로 설정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에서 이미지 그룹을 갱신하는 단계의 일 예는 현재 인접 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드를 비교하여 서로 중복되는 중복 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드에 신규로 추가되는 추가 단위 그리드를 판단하는 단계와, 인접 단위 그리드에서 중복 단위 그리드를 제외한 나머지 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 삭제하고 추가 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 이미지 그룹에 추가하여 이미지 그룹을 갱신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에서 이미지 그룹을 갱신하는 단계의 다른 예는 다음 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드에 매핑된 파노라마 이미지를 판단하는 단계와, 다음 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드에 매핑된 파노라마 이미지로 이미지 그룹을 갱신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 3차원 공간의 이동 경로를 촬영한 동영상은 동일한 높이와 동일한 속도로 촬영 장비를 이동시키며 촬영되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이미지 처리 방법에서 3차원 아바타는 입력된 사용자 명령에 따라 3차원 모델링 공간을 단위 그리드 간격으로 이동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 3차원 모델링 공간에서 3차원 아바타의 자유 이동을 위한 이미지 처리 방법은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명은 3차원 모델링 공간의 각 이동 경로를 다수의 단위 그리드로 분할하고 이동 경로를 촬영한 동영상으로부터 추출한 파노라마 이미지를 각 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지로 매핑 설정함으로써, 3차원 아바타가 3차원 공간을 자연스럽게 이동하는 것과 같이 구현할 수 있다.
둘째, 본 발명은 3차원 아바타가 현재 위치하고 있는 단위 그리드 및 이에 인접하는 인접 단위 그리드에 각각 매핑 설정된 파노라마 이미지로 이루어진 이미지 그룹을 생성함으로써, 이미지 그룹에서 3차원 아바타가 위치하고 있는 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 적은 프로세스 부하로 빠르게 제공할 수 있다.
셋째, 본 발명은 3차원 아바타가 현재 위치하고 있는 단위 그리드에 인접한 현재 인접 단위 그리드와 3차원 아바타가 이동한 다음 단위 그리드에 인접한 다음 인접 단위 그리드를 비교하여 서로 중복된 단위 그리드를 제외한 나머지 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 삭제하고 신규 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지만을 이미지 그룹에 추가하는 방식으로 이미지 그룹을 갱신함으로써, 3차원 아바타의 이동에 따른 이미지 그룹을 적은 프로세스 부하로 빠르게 갱신할 수 있할 수 있다.
도 1은 비주얼 SLAM 기법으로 3차원 지도를 생성하는 방법의 일 예를 도시하고 있다.
도 2는 종래 3차원 모델링 공간에서 이동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따라 3차원 모델링 공간에서 3차원 아바타의 자유 이동을 위한 이미지 처리 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 이미지 매핑부의 일 예를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 5는 촬영 장치를 이용하여 동영상을 촬영하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에서 3차원 공간의 이동 경로를 촬영한 동영상의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 서로 다른 이동 해상도로 3차원 모델링 공간을 구현하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따라 3차원 모델링 공간에서 3차원 아바타의 자유 이동을 위한 이미지 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 3차원 아바타가 이동할 수 있는 예비 다음 단위 그리드의 일 예를 도시하고 있다.
도 10은 동영상에서 추출한 파노라마 이미지를 단위 그리드에 매핑 설정한 일 예를 도시하고 있다.
도 11은 본 발명에 따라 이미지 그룹과 이미지 그룹의 갱신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다.
도 3은 본 발명에 따라 3차원 모델링 공간에서 3차원 아바타의 자유 이동을 위한 이미지 처리 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 3을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 위치 정보 판단부(110)는 3차원 모델링 공간에서 3차원 아바타가 현재 위치하고 있는 현재 단위 그리드에 기초하여 현재 위치 정보를 판단한다. 여기서 3차원 모델링 공간에는 3차원 아바타가 이동할 수 있는 다수의 이동 경로가 존재하며, 각 이동 경로는 다수의 단위 그리드로 구분되어 있다.
인접 판단부(130)는 3차원 아바타의 현재 위치에서의 현재 단위 그리드를 판단한 경우, 현재 단위 그리드에 인접하여 현재 단위 그리드로부터 소정 범위에 위치하는 단위 그리드를 현재 단위 그리드에 대한 인접 단위 그리드로 판단한다.
이미지 그룹 생성부(160)는 현재 단위 그리드에 매핑 설정된 파노라마 이미지와 인접 단위 그리드에 매핑 설정된 파노라마 이미지를 저장부(150)에서 검색하여 추출하고, 추출한 파노라마 이미지로 이루어진 이미지 그룹을 생성한다. 여기서 저장부(150)에는 3차원 공간의 이동 경로를 동일한 속도와 동일한 촬영 각도로 촬영한 동영상으로부터 추출한, 이동 경로를 구성하는 각 단위 그리드에 매핑 설정되어 있는 파노라마 이미지가 저장되어 있다.
합성 이미지 생성부(170)는 3차원 아바타의 현재 위치에서의 현재 파노라마 이미지와 3차원 아바타 이미지로부터 3차원 모델링 공간 중 3차원 아바타가 현재 위치하고 있는 공간에 대한 합성 이미지를 생성하고, 출력 제어부(190)는 생성한 합성 이미지를 사용자단말기의 디스플레이부에 출력한다.
한편, 3차원 아바타를 이동시키기 위한 사용자의 이동 명령이 입력되는 경우, 위치 정보 판단부(110)는 현재 단위 그리드에 인접한 예비 다음 단위 그리드 중 입력된 아바타의 이동 명령에 기초하여 3차원 아바타가 위치하는 다음 단위 그리드를 다음 위치 정보로 판단한다. 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 3차원 모델링 공간에서 3차원 아바타가 이동할 수 있는, 현재 단위 그리드에 인접한 다수의 예비 다음 단위 그리드가 존재하는데 입력된 사용자의 이동 명령에 따라 다수의 예비 다음 단위 그리드 중 현대 단위 그리드로부터 이동하는 다음 단위 그리드를 결정할 수 있다.
여기서 다수의 예비 다음 단위 그리드는 이미지 그룹을 생성하는데 사용되는 인접 단위 그리드와 동일하게 판단되거나 인접 단위 그리드 중 현재 단위 그리드에 직접 연결되어 있는 인접 단위 그리드로 판단할 수 있다.
3차원 아바타의 다음 위치 정보가 판단되는 경우 앞서 설명한 방식과 동일하게 인접 판단부(130)는 다음 단위 그리드에 인접한 다음 인접 단위 그리드를 판단하며, 이미지 생성부(160)는 다음 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드에 각각 매핑 설정되어 있는 파노라마 이미지를 저장부(150)에서 추출하여 이미지 그룹을 갱신한다.
합성 이미지 생성부(170)는 추출한 다음 파노라마 이미지와 3차원 아바타 이미지로부터 3차원 모델링 공간 중 3차원 아바타가 위치하고 있는 공간에 대한 다음 합성 이미지를 생성하고, 출력 제어부(190)는 합성 이미지에 연속하여 생성된 다음 합성 이미지를 사용자 단말기의 디스플레이에 출력 제어한다.
여기서 이미지 매핑부(140)는 3차원 공간의 이동경로를 촬영한 동영상으로부터 3차원 모델링 공간의 각 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 추출하여 매핑 설정하는데, 이미지 매핑부(140)는 각 단위 그리드에 매핑 설정된 파노라마 이미지를 저장부(150)에 저장한다. 이와 같이 이동경로를 구성하는 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 이동경로를 촬영한 동영상으로부터 추출하고 추출한 파노라마 이미지를 단위 그리드에 매핑 설정하여 저장부(150)에 저장해둠으로써, 3차원 아바타가 이동할 때마다 3차원 아바타가 위치하는 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 직접 동영상에서 추출하는 것보다 적은 프로세스로 빠르게 처리할 수 있다.
더욱이 이미지 그룹 생성부(160)는 3차원 아바타의 현재 위치에 기초하여 현재 단위 그리드와 인접 단위 그리드에 매핑 설정되어 있는 파노라마 이미지로부터 이미지 그룹을 생성하며, 합성 이미지 생성부(170)는 저장부(150)로부터 현재 단위 그리드 또는 다음 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 추출하는 대신 이미지 그룹에서 현재 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지 또는 다음 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 추출함으로써 적은 프로세스로 합성 이미지를 빠르게 생성할 수 있으며 이를 통해 3차원 모델링 공간에서 3차원 아바타가 자연스럽게 이동할 수 있도록 구현할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 이미지 매핑부의 일 예를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 4를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 그리드 분할부(210)는 3차원 공간의 이동 경로를 입력된 전체 단위 그리드 수에 따라 분할한다.
이미지 할당부(230)는 이동 경로를 구성하는 전체 단위 그리드의 수에 따라 동영상을 구성하는 파노라마 이미지를 각 단위 그리드에 해당하는 파노라마 이미지로 구분하여 할당한다. 여기서 3차원 공간의 이동 경로를 동일한 속도와 동일한 촬영 각도로 촬영하여 동영상을 생성한다. 예를 들어 이동경로를 구성하는 전체 단위 그리드의 수가 10개이며 해당 이동경로를 촬영한 동영상이 1000개의 파노라마 이미지로 구성되어 있는 경우 연속한 100개씩의 파노라마 이미지를 각 단위 그리드에 해당하는 파노라마 이미지로 구분하여 할당한다.
이미지 설정부(250)는 각 단위 그리드에 할당된 파노라마 이미지 중 1개의 파노라마 이미지를 각 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지로 매핑하여 설정한다.
여기서 이미지 설정부(250)에서 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 매핑 설정하는 일 예로, 이미지 설정부(250)는 각 단위 그리드에 할당된 파노라마 이미지 중 1개의 파노라마 이미지를 임의적으로 선택하여 해당 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지로 매핑하여 설정할 수 있다.
이미지 설정부(250)에서 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 매핑 설정하는 다른 예로, 이미지 설정부(250)는 각 단위 그리드에 할당된 파노라마 이미지 중 동일한 이격 간격으로 이격된 파노라마 이미지를 해당 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지로 매핑하여 설정할 수 있다. 예를 들어 각 단위 그리드에 100개의 파노라마 이미지가 할당되는 경우 각 단위 그리드에 할당된 파노라마 이미지 중 50번째 파노라마 이미지를 해당 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지로 매핑하여 설정할 수 있다.
여기서 도 5에 도시되어 있는 촬영 장치(1)를 이용하여 3차원 공간의 이동 경로를 동일한 속도로 이동하며 동일한 촬영 각도로 동영상을 촬영하는데, 이와 같이 촬영한 동영상으로부터 추출한 파노라마 이미지로부터 3차원 모델링 공간에 대한 합성 이미지를 생성함으로써 3차원 아바타의 이동에 따라 자연스러운 3차원 모델링 공간을 구현할 수 있다.
또한 동일한 속도로 이동하며 동영상을 촬영하고 동영상을 구성하는 파노라마 이미지를 입력된 이동 경로의 전체 단위 그리드의 수로 나누어 각 단위 그리드에 해당하는 파노라마 이미지로 구분하여 할당하며 할당된 파노라마 이미지 중 1개의 파노라마 이미지를 단위 그리드에 매핑 설정함으로써, 3차원 모델링 공간을 서로 다른 이동 해상도로 용이하게 변경할 수 있다. 즉 이동 경로를 구성하는 전체 단위 그리드의 수를 작게 설정하는 경우 낮은 이동 해상도의 3차원 모델링 공간으로 구현할 수 있으며, 이동 경로를 구성하는 전체 단위 그리드의 수를 크게 설정하는 경우 높은 이동 해상도의 3차원 모델링 공간으로 구현할 수 있다.
이와 같이 이동 해상도를 용이하게 변경함으로써 3차원 모델링 공간이 사용되는 용도에 따라 또는 3차원 모델링 공간을 구현하는 인프라에 따라 상이하게 3차원 모델링 공간을 구현할 수 있다.
도 6은 본 발명에서 3차원 공간의 이동 경로를 촬영한 동영상의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참고로 살펴보면, 촬영 장치(1)는 3차원 공간의 각 이동 경로를 동일한 속도와 동일한 촬영 각도로 이동하며 동영상을 촬영한다. 각 이동 경로를 촬영할 때마다 각 이동경로에 대한 동영상(A파일, B파일,...., L파일)을 생성한다. 여기서 촬영 장치는 동일한 속도로 이동하며 이동경로를 촬영하기 때문에, 단위 시간당 동일한 수의 파노라마 이미지 프레임을 구비하고 있다.
도 7은 서로 다른 이동 해상도로 3차원 모델링 공간을 구현하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
3차원 모델링 공간의 사용 용도에 따라 또는 3차원 모델링 공간을 구현하는 인프라, 예를 들어 하드웨어의 성능 등에 따라3차원 모델링 공간은 서로 상이한 이동 해상도로 구현될 수 있는데, 이동 경로(P)를 구성하는 전체 단위 그리드의 수를 서로 상이하게 설정하는 경우 전체 단위 그리스의 수에 3차원 모델링 공간을 서로 상이한 이동 해상도로 구현할 수 있다.
즉 3차원 모델링 공간을 낮은 이동 해상도로 구현하고자 하는 경우, 도 7(a)와 같이 이동 경로(P)를 구성하는 전체 단위 그리드의 수를 5개로 설정하여 이동 경로를 촬영한 동영상의 파노라마 이미지를 각 단위 그리드로 분할하여 할당하고 할당한 파노라마 이미지 중 1개의 파노라마 이미지를 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지(F1, F201, F401, F601, F801)로 매핑하여 설정한다.
한편 3차원 모델링 공간을 높은 이동 해상도로 구현하고자 하는 경우, 도 7(c)와 같이 이동 경로(P)를 구성하는 전체 단위 그리드의 수를 20개로 설정하여 이동 경로를 촬영한 동영상의 파노라마 이미지를 각 단위 그리드로 분할하여 할당하고 할당한 파노라마 이미지 중 1개의 파노라마 이미지를 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지(F1, F51, F101,....F901, F951)로 매핑하여 설정한다.
3차원 아바타는 3차원 모델링 공간을 단위 그리드로 이동하는데, 낮은 이동 해상도로 3차원 모델링 공간을 구현하는 경우보다 높은 이동 해상도로 3차원 모델링 공간을 구현하는 경우 3차원 아바타는 3차원 모델링 공간을 보다 자연스럽게 이동할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따라 3차원 모델링 공간에서 3차원 아바타의 자유 이동을 위한 이미지 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 3차원 모델링 공간에서 3차원 아바타가 위치하고 있는 현재 단위 그리드에 기초하여 3차원 아바타의 현재 위치 정보를 판단한다(S110).
3차원 아바타가 위치하고 있는 현재 단위 그리드에 인접하여 소정 범위에 위치하는 단위 그리드를 인접 단위 그리드로 판단한다(S130).
현재 단위 그리드에 매핑 설정된 현재 파노라마 이미지와 인접 단위 그리드에 매핑 설정된 인접 파노라마 이미지를 저장부에서 검색 추출하여 현재 파노라마 이미지와 인접 파노라마 이미지를 구비하는 이미지 그룹을 생성한다(S150).
입력된 사용자의 이동 명령에 따라 3차원 아바타가 3차원 모델링 공간을 이동하였는지 판단한다(S170). 3차원 아바타는 이동 명령에 따라 인접 단위 그리드 중 1개의 단위 그리드로 이동할 수 있는데 인접 단위 그리드 중 이동 명령에 따라 3차원 아바타가 이동한 다음 단위 그리드를 판단한다(S180).
3차원 아바타가 다음 단위 그리드로 이동한 경우 다음 단위 그리드에 인접하여 소정 범위에 위치하는 단위 그리드를 다음 인접 단위 그리드로 판단하고, 다음 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 구비하도록 이미지 그룹을 갱신한다(S190).
이미지 그룹에 현재 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지와 3차원 아바타가 다음으로 이동할 수 있는 인접 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 모두 포함하도록 생성함으로써, 3차원 아바타의 이동에 따른 합성 이미지를 이미지 그룹의 파노라마 이미지를 이용하여 적은 프로세스로 빠르게 생성할 수 있다.
본 발명에서 이미지 그룹을 갱신하는 방법은 인접 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드의 비교없이 다음 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지로 이미지 그룹을 갱신하는 일 방식과, 인접 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드를 비교하여 다음 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지로 이미지 그룹을 갱신하는 다른 방식이 존재한다
이미지 그룹을 갱신하는 일 예에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 다음 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드에 매핑된 파노라마 이미지를 저장부에서 검색하고, 검색한 다음 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드에 매핑된 파노라마 이미지를 모두 저장부에서 직접 추출하여 추출한 파노라마 이미지로 이미지 그룹을 갱신한다.
이미지 그룹을 갱신하는 다른 예에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 현재 인접 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드를 비교하여 인접 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드에 서로 중복되는 중복 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드에 신규 추가되는 추가 단위 그리드를 판단한다. 추가 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지만을 저장부에서 추출한다. 이미지 그룹에 중복 단위 그리드에 매핑된 파노라마 이미지를 제외한 나머지 파노라마 이미지를 모두 삭제하고 추가 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 추가하고 이미지 그룹을 갱신한다.
이와 같이 추가 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지만을 저장부에서 추출하여 이미지 그룹을 갱신함으로써, 3차원 아바타의 이동에 따라 이미지 그룹을 적은 프로세스 부하로 빠르게 갱신할 수 있다.
도 10은 동영상에서 추출한 파노라마 이미지를 단위 그리드에 매핑 설정한 일 예를 도시하고 있으며, 도 11은 본 발명에 따라 이미지 그룹과 이미지 그룹의 갱신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10에 도시되어 있는 바와 같이 3차원 공간의 각 이동 경로를 동일한 속도와 동일한 촬영 각도로 촬영하여 동영상 파일(A파일, B파일,....)을 생성하는데, 이동 경로를 촬영한 동영상 파일의 파노라마 이미지를 이동 경로를 구성하는 전체 단위 그리드의 수로 나누어 할당하고, 단위 그리드에 할당한 파노라마 이미지 중 1개의 파노라마 이미지를 해당 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지로 매핑 설정한다.
도 11(a)에 도시되어 있는 바와 같이, 3차원 아바타가 위치하고 있는 현재 단위 그리드(G1) 및 현재 단위 그리드에서 소정 범위 이내에 위치하는 인접 단위 그리드를 판단하고 현재 단위 그리드와 인접 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 추출하여 이미지 그룹을 생성한다.
도 11(b)에 도시되어 있는 바와 같이, 3차원 아바타가 이동하여 인접 단위 그리드 중 1개의 다음 단위 그리드(G2)로 이동하는 경우, 다음 단위 그리드 및 다음 단위 그리드에 소정 범위 이내에 위치하는 다음 인접 단위 그리드를 판단하고 다음 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지로 이미지 그룹을 갱신한다.
바람직하게, 인접 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드를 비교하여 인접 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드에 서로 중복되는 중복 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드에 신규 추가되는 추가 단위 그리드를 판단하여 추가 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 저장부에서 추출한다. 이미지 그룹에 중복 단위 그리드에 매핑된 파노라마 이미지를 제외한 나머지 파노라마 이미지를 모두 삭제하고 추가 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지를 추가하여 이미지 그룹을 갱신한다.
한편, 상술한 본 발명의 실시 예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 마그네틱 저장 매체(예를 들어, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장 매체를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
110: 위치 정보 판단부 130: 인접 판단부
140: 이미지 매핑부 150: 저장부
160: 이미지 그룹 생성부 170: 합성 이미지 생성부
190: 출력 제어부

Claims (9)

  1. 파노라마 이미지가 매핑된 3차원 모델링 공간에서 3차원 아바타의 자유 이동을 위한 이미지 처리 방법에 있어서,
    상기 3차원 아바타가 3차원 모델링 공간 중 현재 위치하고 있는 현재 위치 정보를 판단하는 단계;
    상기 현재 위치 정보에 매핑된 현재 단위 그리드를 기준으로 설정한 범위에 위치하는 인접 단위 그리드를 판단하는 단계;
    상기 3차원 공간을 촬영한 동영상 파일에서 상기 현재 단위 그리드와 인접 단위 그리드에 매핑된 파노라마 이미지를 추출하는 단계; 및
    추출한 상기 파노라마 이미지로부터 이미지 그룹을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이미지 처리 방법은
    상기 3차원 아바타가 상기 3차원 모델링 공간에서 이동하는 경우 상기 3차원 아바타가 상기 인접 단위 그리드 중 어느 하나의 인접 단위 그리드로 이동하였는지 판단하는 단계;
    상기 3차원 아바타가 이동한 인접 단위 그리드를 다음 단위 그리드로 설정하고, 상기 다음 단위 그리드를 기준으로 설정한 범위에 위치하는 다음 인접 단위 그리드를 판단하는 단계; 및
    다음 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드에 매핑된 파노라마 이미지로 상기 이미지 그룹을 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 이미지 처리 방법은
    상기 3차원 아바타와 상기 현재 파노라마 이미지로 이루어진 합성 이미지를 생성하여 출력하는 단계;
    상기 3차원 모델링 공간에서 상기 3차원 아바타가 자유 이동하는 경우 인접 단위 그리드 중 다음 단위 그리드를 판단하는 단계; 및
    상기 이미지 그룹에서 다음 단위 그리드에 매핑된 다음 파노라마 이미지를 검색하여 상기 다음 파노라마 이미지와 3차원 아바타로 이루어진 다음 합성 이미지를 생성하고 상기 합성 이미지에 연속하여 상기 다음 합성 이미지를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 이미지 처리 방법에서
    상기 3차원 공간에서 제1 이동 경로를 구성하는 전체 단위 그리드의 수를 판단하는 단계;
    상기 제1 이동 경로를 따라 촬영한 동영상을 구성하는 파노라마 이미지를 상기 전체 단위 그리드의 수로 나누어 각 단위 그리드별 할당된 파노라마 이미지로 구분하는 단계; 및
    단위 그리드별 할당된 파노라마 이미지 중 1개의 파노라마 이미지를 선택하여 해당 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지로 설정하는 단계를 통해 단위 그리드에 대한 파노라마 이미지가 매핑되어 있으며,
    상기 현재 단위 그리드와 상기 인접 단위 그리드에 매핑되어 있는 파노라마 이미지를 판단하여 추출하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 단위 그리드별 할당된 파노라마 이미지 중 일정한 간격으로 이격된 1개의 파노라마 이미지를 단위 그리드에 매핑된 파노라마 이미지로 설정하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 이미지 그룹을 갱신하는 단계는
    상기 현재 인접 단위 그리드와 상기 다음 인접 단위 그리드를 비교하여 신규 추가되는 추가 단위 그리드와 서로 중복되는 중복 단위 그리드를 판단하는 단계; 및
    상기 이미지 그룹에서 상기 추가 단위 그리드에 매핑된 파노라마 이미지를 추가하고 상기 중복 단위 그리드에 매핑된 파노라마 이미지를 삭제하여 상기 이미지 그룹을 갱신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 이미지 그룹을 갱신하는 단계는
    다음 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드에 매핑된 파노라마 이미지를 판단하는 단계; 및
    다음 단위 그리드와 다음 인접 단위 그리드에 매핑된 파노라마 이미지로 이미지 그룹을 갱신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    3차원 공간의 이동 경로를 촬영한 동영상은 동일한 높이와 동일한 속도로 촬영 장비를 이동시키며 촬영되는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 방법.
  9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 이미지 처리 방법에서
    상기 3차원 아바타는 입력된 사용자 명령에 따라 상기 3차원 모델링 공간을 상기 단위 그리드 간격으로 이동하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 방법.
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