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KR20140108819A - 다중 영상 제어 시스템 - Google Patents

다중 영상 제어 시스템 Download PDF

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KR20140108819A
KR20140108819A KR1020130022408A KR20130022408A KR20140108819A KR 20140108819 A KR20140108819 A KR 20140108819A KR 1020130022408 A KR1020130022408 A KR 1020130022408A KR 20130022408 A KR20130022408 A KR 20130022408A KR 20140108819 A KR20140108819 A KR 20140108819A
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KR
South Korea
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image
dimensional space
image layers
layers
control system
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020130022408A
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English (en)
Inventor
조홍래
김길중
이상훈
안효진
문치우
최윤호
박지현
주영렬
고승진
유태진
김대열
권영철
Original Assignee
(주) 바이널
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주) 바이널 filed Critical (주) 바이널
Priority to KR1020130022408A priority Critical patent/KR20140108819A/ko
Priority to PCT/KR2013/001960 priority patent/WO2014133213A1/ko
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Abstract

다중 영상 제어 시스템이 개시된다. 상기 다중 영상 제어 시스템은 영상 소스를 복수개의 영상 레이어로 분할하는 영상 분할부, 상기 복수개의 영상 레이어를 상기 3차원 공간상에 맵핑하는 맵핑부 및 타임라인에 연동하여 상기 맵핑된 복수개의 영상 레이어가 상기 3차원 공간상에 투사되도록 상기 복수개의 프로젝터를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

다중 영상 제어 시스템{CONTROL SYSTEM FOR MULTI-IMAGE}
본 발명은 다중 영상 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 뮤지컬, 연극 등의 스테이지를 구성하는 무대 장치를 제어하기 위한 다중 영상 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적인 멀티비전(Multivision) 시스템은, 하나의 영상을 확대하거나 축소하여 화면에 출력하기 위한 시스템으로서, 여러 대의 영상 출력 수단을 연결하여 멀티비전 시스템을 형성하고, 여러 대의 영상 출력 수단에 동시 또는 선택적으로 영상신호가 출력될 수 있도록 하기 위한 시스템이다.
멀티비전 시스템은 전시장이나 행사장의 전면에 설치되어 그 전시 또는 행사에 필요한 영상을 출력하여 광고를 하기 위한 목적으로 많이 이용되고 있으며, 노래방 등과 같은 장소에서 영상 및 자막이 출력되는 디스플레이 장치에도 이용되고 있다.
한편, 무대 장치란, 연극, 뮤지컬, 오페라 등에서 연출자의 의도에 맞추어 상연되는 내용을 돋보이게 하기 위하여 설계되는 무대상의 장치로서 배경, 조명, 의상 등을 의미한다.
무대장치로서 배경은 스테이지 상에 배치되는 다양한 오브제, 소품, 합판 등으로 연출될 수 있다. 그러나 연극, 뮤지컬, 오페라 등은 공연이 진행되는 동안 수십차례 장면의 전환이 있게 되고, 이러한 무대장치를 꾸미는 소재들은 장면의 전환에 맞추어 수시로 변경되어야 한다. 또한, 특정 공연에 사용된 소재들은 다른 공연에 사용될 수 없으므로 폐기 처분되는 것이 일반적이다.
한국등록특허 제0936423호에서는 무대나 세트장을 돋보이게 연출하기 위하여 무대상황에 따라 다양한 조명효과를 연출할 수 있는 조명 시스템을 개시하고 있다. 그러나 등록특허 제0936424호는 다양한 조명 효과를 연출함으로써 무대나 세트장의 연출 상승 효과를 기대할 수는 있으나 직접적인 무대 배경의 연출을 기대할 수는 없다는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 타임라인에 기초하여 변화하는 다양한 영상 소스를 3차원 공간상에 제공할 수 있으며, 복수개로 분할된 영상 소스를 3차원 공간상에 투사하여 각각 제어함으로써 뮤지컬, 연극 등의 다양한 무대 효과를 연출할 수 있는 다중 영상 제어 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면 3차원 공간상에 배치되며 적어도 하나의 영상 레이어를 투사하는 복수개의 프로젝터를 제어하기 위한 다중 영상 제어 시스템에 있어서, 영상 소스를 복수개의 영상 레이어로 분할하는 영상 분할부; 상기 복수개의 영상 레이어를 상기 3차원 공간상에 맵핑하는 맵핑부 및 타임라인에 연동하여 상기 맵핑된 복수개의 영상 레이어가 상기 3차원 공간상에 투사되도록 상기 복수개의 프로젝터를 제어하는 제어부를 포함하는 다중 영상 제어 시스템을 제공한다.
상기 타임라인은 큐시트(cue sheet)에 대응하여 구성될 수 있다.
상기 영상 소스는 상기 큐시트에 대응하여 전환되는 상기 3차원 공간상의 배경을 구성할 수 있다.
상기 3차원 공간상의 굴곡면에 대응하도록 상기 영상 소스 또는 상기 복수개의 영상 레이어를 워핑(warping)처리하는 워핑 처리부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 복수개의 영상 레이어간의 중첩 영역을 블렌딩(blending)처리하는 블렌딩 처리부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 맵핑부는 상기 맵핑되는 공간에 일치하도록 상기 복수개의 영상 레이어의 위치, 기울기 및 크기 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.
상기 제어부는 상기 타임라인에 연동하여 조명 장치 및 사운드 장치 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
상기 맵핑부는 카메라 트래킹(camera tracking)방법을 통하여 실사 촬영된 상기 3차원 공간상에 상기 복수개의 영상 레이어를 맵핑할 수 있다.
본 발명인 다중 영상 제어 시스템은 타임라인에 기초하여 변화하는 다양한 영상 소스를 3차원 공간상에 제공할 수 있으며, 복수개로 분할된 영상 소스를 3차원 공간상에 투사하여 각각 제어함으로써 뮤지컬, 연극 등의 다양한 무대 효과를 연출할 수 있다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 영상 제어 시스템의 블록도,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 제어부의 동작을 설명하기 위한 개념도,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 공간상의 프로젝터 투사 영역을 도시한 도면 및
도4는 본 발명의 일실시예에 따라 복수개의 레이어가 투사된 3차원 공간을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 영상 제어 시스템의 블록도이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 영상 제어시스템은 영상 소스를 복수개의 영상 레이어로 분할하는 영상 분할부(110), 복수개의 영상 레이어를 3차원 공간상에 맵핑하는 맵핑부(120), 3차원 공간상의 굴곡면에 대응하도록 복수개의 영상 레이어를 워핑(warping)처리하는 워핑 처리부(140), 복수개의 영상 레이어간의 중첩 영역을 블렌딩(blending)처리하는 블렌딩 처리부(150) 및 타임라인에 연동하여 맵핑된 복수개의 영상 레이어가 3차원 공간상에 투사되도록 복수개의 프로젝터(200)를 제어하는 제어부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 영상 분할부(110)는 영상 소스를 복수개의 영상 레이어로 분할할 수 있다. 영상 소스는 예를 들면, 뮤지컬, 연극 무대 등에 사용되는 무대 장치 중의 하나인 배경을 구성하는 이미지 데이터 일 수 있다.
영상 분할부(110)는 기 설정된 개수에 따라 영상 소스를 복수개의 영상 레이어로 분할하거나 또는 다중 영상 제어 시스템에 연결된 프로젝터(200)의 개수 및 각 프로젝터(200)에 할당된 영상 레이어 개수를 자동으로 산정한 후 산정된 개수에 따라 영상 소스를 복수개의 영상 레이어로 분할할 수 있다.
맵핑부(120)는 분할된 복수개의 영상 레이어를 3차원 공간상에 맵핑할 수 있다. 3차원 공간은 예를 들면 뮤지컬, 연극이 공연되는 스테이지일 수 있으며 스크린 및 스테이지 상에 설치되며 부피를 가지는 임의의 물체를 포함할 수 있다.
맵핑부(120)는 복수개의 영상 레이어를 투사하기 위한 가상의 투사면을 정의하고 자동 보정(auto-calibration)을 수행하여 각각의 영상 레이어가 3차원 공간상의 정확한 지점에 투사될 수 있도록 맵핑을 수행할 수 있다.
맵핑부(120)는 예를 들면 카메라 트래킹(camera tacking)방법을 이용하여 3차원 공간상에 복수개의 영상 레이어를 맵핑할 수 있다.
맵핑부(120)는 3차원 공간을 실제로 촬영하는 카메라의 초점거리, 움직임, 화각(view angle)등에 대한 정보를 추출하여 카메라가 촬영한 영상 데이터에 대한 투사면의 3차원 좌표를 설정할 수 있으며, 설정된 3차원 좌표에 대응하여 복수개의 영상 레이어를 맵핑시킬 수 있다.
맵핑부(120)는 맵핑되는 공간에 일치하도록 복수개의 영상 레이어의 위치, 기울기 및 크기 중 적어도 하나를 조절할 수 있다. 맵핑부(120)는 예를 들면, 카메라 트래킹 방법을 통하여 산출된 투사면의 좌표를 이용하여 복수개의 영상 레이어가 투사면에 일치할 수 있도록 위치, 기울기 및 크기 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.
워핑 처리부(140)는 3차원 공간상의 굴곡면에 대응하도록 영상 소스 또는 복수개의 영상 레이어를 워핑(warping)처리 할 수 있다. 워핑부는 3차원 공간상의 굴곡면에 투사되는 영상이 일그러지거나 찌그러짐이 없도록 영상 레이어의 일부분을 축소 또는 확대시켜 굴곡면의 굴곡 각도 등의 환경에 대응하도록 영상 레이어를 변환하는 워핑 처리를 수행할 수 있다.
워핑 처리부(140)는 예를 들면, 픽셀(pixel) 또는 그리드(grid) 단위의 화면 조정과 부분 영상 압축 방식을 적용할 수 있다.
블렌딩 처리부(150)는 복수개의 영상 레이어간의 중첩 영역을 블렌딩(blending)처리 할 수 있다. 분할된 복수개의 영상 레이어가 3차원 공간상에 투사되는 경우 중첩되는 영역에는 두 개의 영상 레이어가 중첩되므로 밝기가 밝아져 주변에 비하여 도드라져 보이게 된다. 블렌딩 처리부(150)는 이러한 중첩영역의 밝기(brightness)와 대비(contrast)를 조정하여 중첩 영역의 도드라짐을 제거할 수 있다.
제어부(130)는 타임라인에 연동하여 맵핑된 복수개의 영상 레이어가 3차원 공간상에 투사되도록 복수개의 프로젝터(200)를 제어할 수 있다.
제어부(130)는 3차원 공간을 중심으로 배치된 복수개의 프로젝터(200)를 제어하여 복수개의 영상 레이어가 투사되도록 제어할 수 있다. 복수개의 프로젝터(200)는 적어도 하나의 영상 레이어를 투사할 수 있으며, 각각의 프로젝터(200)가 투사하는 영상 레이어의 개수는 상이하게 설정될 수 있다.
제어부(130)는 타임라인에 연동하여 복수개의 프로젝터(200)가 영상 레이어를 투사하도록 제어할 수 있다. 타임라인은 임의로 설정되는 시간축 변수를 의미할 수 있으며, 예를 들면 뮤지컬, 연극, 방송 등에 사용되는 큐시트(cue sheet)일 수 있다.
큐시트는 극이나 라디오,텔레비전 프로그램 따위를 만들 때, 여러 가지 큐를 타임 테이블에 따라 정리한 표로써, 본 발명의 일실시예에서는 뮤지컬, 연극 등에서 장면 전환의 기준으로 활용되는 액션 큐(action cue)를 타임 테이블에 따라 정리한 표를 일예로 설명하기로 한다.
제어부(130)는 큐시트에 따라 각각의 프로젝터(200)를 제어할 수 있으며, 각 영상 레이어의 투사 시간은 독립적으로 제어될 수 있다.
제어부(130)는 타임라인에 연동하여 조명 장치 및 사운드 장치 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 조명 장치 및 사운드 장치는 뮤지컬, 연극 등에 사용되는 무대 장치 중 하나 일 수 있으며, 제어부(130)는 큐시트에 연동하여 조명 장치 및 사운드 장치 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제어부(130)의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
3차원 공간을 중심으로 배치된 6대의 프로젝터가 있으며, 각각의 프로젝터는 적어도 하나의 영상 레이어를 투사할 수 있도록 설정되어 있다.
각각의 영상 레이어는 액션큐(action cue)에 따라 독립적으로 제어되며, 추가적으로 조명 장치 및 사운드 장치를 제어할 수 있도록 설정되어 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 공간상의 프로젝터 투사 영역을 도시한 도면 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 복수개의 레이어가 투사된 3차원 공간을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른3차원 공간은 4면으로 이루어진 개방된 공간의 중앙부에 임의의 부피를 가지는 직육면체의 물체를 포함하여 구성될 수 있다.
각각의 프로젝터는 3차원 공간을 중심으로 일정 투사각을 가지도록 배치되어 있으며, 4면 또는 직육면체의 물체에 영상 레이어를 투사할 수 있도록 설정되어 있다.
도 4를 참조하면, 3차원 공간상에 복수개의 영상 레이어가 투사되어 하나의 입체감을 가지는 영상 소스를 투영하고 있다. 각각의 영상 레이어는 와핑 처리 및 블렌딩 처리 되어 있으며, 카메라 트래킹 방식에 의하여 맵핑 됨으로써 3차원 공간상의 정확한 위치에 투사되어 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 다중 영상 제어 시스템
110: 영상 분할부
120: 맵핑부
130: 제어부
140: 워핑 처리부
150: 블렌딩 처리부
200: 프로젝터

Claims (8)

  1. 스크린이 배치된 3차원 공간을 투사하도록 설치되며 적어도 하나의 영상 레이어를 투사하는 복수개의 프로젝터를 제어하기 위한 다중 영상 제어 시스템에 있어서,
    영상 소스를 복수개의 영상 레이어로 분할하는 영상 분할부;
    상기 복수개의 영상 레이어를 상기 3차원 공간상에 맵핑하는 맵핑부 및
    타임라인에 연동하여 상기 맵핑된 복수개의 영상 레이어가 상기 3차원 공간상에 투사되도록 상기 복수개의 프로젝터를 제어하는 제어부를 포함하는 다중 영상 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타임라인은 큐시트(cue sheet)에 대응하여 구성되는 다중 영상 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 영상 소스는 상기 큐시트에 대응하여 전환되는 상기 3차원 공간상의 배경을 구성하는 다중 영상 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 3차원 공간상의 굴곡면에 대응하도록 상기 영상 소스 또는 상기 복수개의 영상 레이어를 워핑(warping)처리하는 워핑 처리부를 더 포함하는 다중 영상 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 영상 레이어간의 중첩 영역을 블렌딩(blending)처리하는 블렌딩 처리부를 더 포함하는 다중 영상 제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 맵핑부는 상기 맵핑되는 공간에 일치하도록 상기 복수개의 영상 레이어의 위치, 기울기 및 크기 중 적어도 하나를 조절하는 다중 영상 제어 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 타임라인에 연동하여 조명 장치 및 사운드 장치 중 적어도 하나를 제어하는 다중 영상 제어 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 맵핑부는 카메라 트래킹(camera tracking)방법을 통하여 실사 촬영된 상기 3차원 공간상에 상기 복수개의 영상 레이어를 맵핑하는 다중 영상 제어 시스템.
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