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KR-20260062014-A - Method for providing anamorphic content using modular cube LED display

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Abstract

모듈형 큐브 LED 디스플레이를 이용한 아나몰픽 콘텐츠 제공 방법이 제공되고, 이 방법은 (a) 뷰포인트 설정 단계로서, 모듈형 큐브 LED 디스플레이의 형태를 생성하고, 시청자의 뷰포인트(Viewpoint) 위치 및 시야각(Field of View)을 설정하며, 설정된 뷰포인트를 기준으로 최적의 입체감을 구현할 수 있도록 가상 카메라를 배치하는 단계; (b) 디스플레이 구조 및 언랩(Unwrap) 작업 단계로서, 모듈형 큐브 LED 디스플레이에서 시청자의 뷰포인트에서 보이지 않는 면을 제거하고, 송출될 면을 정의하여 최적의 콘텐츠 배치를 결정하며, 큐브 LED 디스플레이의 각 면을 평면으로 펼쳐 정렬하는 언랩 작업을 수행하여, 텍스처 맵핑이 가능하도록 UV 좌표를 생성하고, 각 면의 위치를 최적화하는 단계; (c) 송출 화면 및 UV 매핑 단계로서, 언랩된 3D 모델의 각 면을 기반으로 UV 매핑을 수행하여 콘텐츠를 배치하고, 큐브 LED 디스플레이의 면과 2D 출력 화면의 정렬 관계를 최적화하며, 큐브의 개수 및 배치에 따라 변경될 수 있는 최종 출력 포맷을 생성하는 단계; (d) 렌더링 및 최적화 단계로서, 최종적으로 UV 매핑이 적용된 콘텐츠를 렌더링하여 뷰포인트에서의 입체 효과를 확인하고, 뷰포인트에서 보이는 콘텐츠의 왜곡을 보정하며, 큐브 LED 디스플레이에서 실시간으로 텍스처 매핑을 조정하여 최적의 3D 입체감을 제공하는 단계;를 포함한다.

Inventors

  • 안유학

Assignees

  • 주식회사 와이디자인랩

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20250306
Priority Date
20241028

Claims (4)

  1. 모듈형 큐브 LED 디스플레이를 이용한 아나몰픽 콘텐츠 제공 방법에 있어서, (a) 뷰포인트 설정 단계로서, 모듈형 큐브 LED 디스플레이의 형태를 생성하고, 시청자의 뷰포인트(Viewpoint) 위치 및 시야각(Field of View)을 설정하며, 설정된 뷰포인트를 기준으로 최적의 입체감을 구현할 수 있도록 가상 카메라를 배치하는 단계; (b) 디스플레이 구조 및 언랩(Unwrap) 작업 단계로서, 모듈형 큐브 LED 디스플레이에서 시청자의 뷰포인트에서 보이지 않는 면을 제거하고, 송출될 면을 정의하여 최적의 콘텐츠 배치를 결정하며, 큐브 LED 디스플레이의 각 면을 평면으로 펼쳐 정렬하는 언랩 작업을 수행하여, 텍스처 맵핑이 가능하도록 UV 좌표를 생성하고, 각 면의 위치를 최적화하는 단계; (c) 송출 화면 및 UV 매핑 단계로서, 언랩된 3D 모델의 각 면을 기반으로 UV 매핑을 수행하여 콘텐츠를 배치하고, 큐브 LED 디스플레이의 면과 2D 출력 화면의 정렬 관계를 최적화하며, 큐브의 개수 및 배치에 따라 변경될 수 있는 최종 출력 포맷을 생성하는 단계; (d) 렌더링 및 최적화 단계로서, 최종적으로 UV 매핑이 적용된 콘텐츠를 렌더링하여 뷰포인트에서의 입체 효과를 확인하고, 뷰포인트에서 보이는 콘텐츠의 왜곡을 보정하며, 큐브 LED 디스플레이에서 실시간으로 텍스처 매핑을 조정하여 최적의 3D 입체감을 제공하는 단계; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 큐브 LED 디스플레이를 이용한 아나몰픽 콘텐츠 제공 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 구조 및 언랩(Unwrap) 작업 단계는, 큐브 LED 디스플레이의 각 면을 평면으로 펼쳐 정렬하는 과정에서 발생할 수 있는 텍스처 왜곡 및 콘텐츠 정렬 오류를 최소화하기 위해, 언랩된 면의 위치 및 비율을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 큐브 LED 디스플레이를 이용한 아나몰픽 콘텐츠 제공 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 송출 화면 및 UV 매핑 단계에서, 큐브 LED 디스플레이의 개별 면과 2D 출력 화면 간의 정렬 관계를 최적화하기 위해, 각 면의 위치, 크기 및 각도를 보정하여 출력 화면과 정확하게 매칭되도록 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 큐브 LED 디스플레이를 이용한 아나몰픽 콘텐츠 제공 방법.
  4. 제1항에 있어서, 큐브 LED 디스플레이의 각 면에 텍스처 맵핑(Texture Mapping)이 가능하도록 UV 좌표를 생성하고, 각 면의 위치를 최적화하는 단계는, UV 좌표를 자동으로 계산하여 큐브 LED 디스플레이의 기하학적 구조에 따라 적응된 텍스처 맵핑을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 큐브 LED 디스플레이를 이용한 아나몰픽 콘텐츠 제공 방법.

Description

모듈형 큐브 LED 디스플레이를 이용한 아나몰픽 콘텐츠 제공 방법{Method for providing anamorphic content using modular cube LED display} 본 발명은 아나몰픽 콘텐츠 제공 방법에 관한 것으로 모듈형 큐브 LED 디스플레이를 이용한 아나몰픽 콘텐츠 제공 방법에 관한 것이다. 본 과제(결과물)는 2024년도 교육부의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 지자체-대학 협력기반 지역혁신 사업의 결과입니다.(2022RIS-006) 종래 컨텐츠 제공 방식은, 광고 컨텐트가 게시된 전단지를 오프라인(off-line)으로 제공하거나 인터넷, TV나 라디오 등에 온라인(on-line)으로 제공하는 것이 일반적이었다. 다만, 이러한 종래 컨텐츠 제공 방식은, 이용자에게 고정된 정보를 일방적으로 제공할 뿐만 아니라 컨텐츠에 대한 소유자와 제작자가 상이하여 기 제작된 컨텐츠의 빠른 수정, 변경, 업데이트 등이 용이하지 않다. 따라서, 최근에는 디지털 사이니지를 통해 컨텐츠를 제공하는 방식이 대두되고 있다. 다만, 최근에는 사람들에게 더욱더 흥미로운 컨텐츠를 제공하거나 컨텐츠를 효율적으로 제공하기 위하여 적어도 하나의 디스플레이를 통해 3D 입체 영상을 노출시키는 경우가 늘어나고 있다. 예를 들어, 옥외 공간에서 L자형 디스플레이를 통해 실제감이 느껴지는 거대한 파도가 L 자형의 디스플레이를 통해 3D 입체 영상(아나몰픽)으로 노출되는 경우도 있다. 아나몰픽이란 사물의 형태가 바라보는 각도에 따라 다르게 보이는 착시 현상을 입체감으로 표현한 예술 기법으로, 특정 위치에서 볼 때 도형과 형상이 공간에서 입체적으로 연출되지만 바라보는 위치를 옮기거나 시선을 틀면 입체적인 도형과 형상이 파괴되거나 왜곡되는 현상을 일컫는다. 이와 같은 아나몰픽 기법은 3D 광고에 흥미로움을 유발하는 장점이 존재하지만 3D 컨텐츠를 제공함에 있어 한계점이 존재하는 단점이 있었다. 또한 디지털 디스플레이 기술의 발전과 함께, 현실감을 극대화할 수 있는 몰입형 콘텐츠에 대한 수요가 증가하고 있다. 특히, 아나몰픽(Anamorphic) 콘텐츠는 특정 시점에서 입체적으로 보이는 시각적 효과를 제공하여 광고, 엔터테인먼트, 미디어 아트 등의 다양한 분야에서 활용되고 있다. 기존 아나몰픽 콘텐츠는 전술한 바와 같이 일반적으로 평면 LED 디스플레이를 활용하여 제작되며, 특정한 뷰포인트에서 왜곡된 2D 영상을 투영하여 입체감을 형성하는 방식이 주를 이루었다. 하지만 이 방식은 콘텐츠가 적용될 디스플레이의 형태가 평면에 국한되기 때문에, 보다 다차원적인 표현이 요구되는 환경에서는 한계가 존재한다. 도 1은 최종 설치 및 출력될 모듈형 큐브 LED 디스플레이의 형태를 3D 프로그램 상에서 제작한 뒤, 실제 설치 현장의 뷰포인트(Viewpoint) 위치와 시점, 각도에 맞게 카메라를 설치하는 것을 예시적으로 나타내는 도면; 도 2는 설정된 뷰포인트에서 카메라 시점을 기준으로 렌더링된 가상의 최종 출력 화면을 나타내는 도면으로 시청자가 특정 위치에서 볼 때 큐브 LED 디스플레이가 어떻게 보일지를 시뮬레이션하는 과정이 포함된 도면; 도 3은 큐브 LED 디스플레이에서 불필요한 뒷면을 제거하고, 실제로 출력될 면을 정리하는 단계를 설명하기 위한 도면; 도 4는 큐브 LED 디스플레이에서 불필요한 뒷면을 제거하고, 실제로 출력될 면을 정리하는 단계를 나타내는 도면으로, 언랩(Unwrap) 작업을 수행하여 큐브 LED 디스플레이에서 최종적으로 출력될 18개의 면을 분산하여 배열하는 과정을 나타내는 도면; 도 5는 송출될 큐브 LED 디스플레이의 각 면을 색상별로 구분하여 출력할 영역을 정의한 도면; 도 6은 도 5에서 정의된 면을 최종 출력될 정사각형 배치로 변환한 도면; 도 7은 최종 출력될 LED 화면을 나타내는 도면; 도 8은 언랩(Unwrap) 과정을 완료한 후, 각 큐브 면의 모서리 위치를 정렬하여 출력될 LED 화면과 일치시키는 단계를 나타내는 도면; 도 9는 최종적으로 설정된 UV 매핑(UV Mapping) 결과를 나타내는 도면으로, 각 면의 위치를 사각형 배열로 변환하여 콘텐츠가 올바르게 맵핑될 수 있도록 설정한 형태를 나타내는 도면; 도 10은 도 9에서 설정한 UV 매핑을 기반으로, 3D 소프트웨어에서 실제 뷰포인트 위치에서 미리보기 렌더링을 수행하여 최적화된 입체감이 구현되었는지 확인하는 단계를 나타내는 도면; 도 11은 뷰포인트에서 렌더링한 최종 이미지의 예시를 나타내는 도면이다. 이때 큐브 LED 디스플레이 상에서는 특정 위치에서만 입체적으로 보이도록 이미지가 왜곡되어 적용된다. 도 12는 큐브 LED 디스플레이에 콘텐츠를 투사하는 텍스처 매핑(Texture Mapping) 과정의 개념을 나타내는 도면; 도 13은 도 12에서 텍스처 매핑이 완료된 상태에서, 큐브 LED 디스플레이의 최종 출력 화면을 나타내는 도면; 도 14는 최종적으로 렌더링된 텍스처 매핑 결과를 나타내는 도면이다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하도록 한다. 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 큐브 LED 디스플레이를 이용한 아나몰픽 콘텐츠 제공 방법(이하 방법이라고 함)을 나타내는 도면이다. 도 15에 도시된 바와 같이 본 발명의 방법은 뷰포인트 설정 단계; 디스플레이 구조 및 언랩 작업 단계; 송출 화면 및 UV 매핑 단계 및 렌더링 및 최적화 단계를 포함한다. 본 발명에서 모듈형 큐브 LED 디스플레이를 이용한 아나몰픽 콘텐츠를 제공하기 위해서는 시청자가 특정 위치에서 최적의 입체감을 경험할 수 있도록 콘텐츠가 구성되어야 한다. 이를 위해, 뷰포인트(Viewpoint) 설정 단계를 수행하며, 해당 단계는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명될 수 있다. 도 1은 3D 프로그램을 이용한 디스플레이 모델링을 도 2는 뷰포인트 설정을 위한 가상 카메라 설정 배치를 나타낸다. 구체적으로 도 1은 최종적으로 설치될 모듈형 큐브 LED 디스플레이의 형태를 3D 프로그램 상에서 모델링하는 과정을 나타낸다. 본 발명에서는 LED 디스플레이가 다수의 큐브 모듈로 구성되며, 각 큐브의 LED 패널이 개별적으로 제어된다. 이를 기반으로, 3D 모델링 소프트웨어(예: 3ds Max, Blender)를 활용하여 큐브 LED 디스플레이의 실제 배치와 동일한 형태의 가상 모델을 생성한다. 생성된 3D 모델을 기반으로 콘텐츠가 최종적으로 어떻게 보일지를 예측하기 위해 가상 카메라를 설정한다. 이 과정에서 카메라의 위치, 시점(FOV), 렌즈 값, 각도를 설정하며, 이는 실제 시청자가 콘텐츠를 볼 위치와 일치하도록 구성된다. 도 2는 설정된 카메라를 기준으로 가상의 뷰포인트에서 렌더링된 큐브 LED 디스플레이의 모습을 나타낸다. 시청자가 콘텐츠를 감상할 대표적인 위치(뷰포인트)를 결정한 후, 해당 위치에서 큐브 LED 디스플레이를 관찰했을 때의 화면을 시뮬레이션한다. 이 과정에서 시청자의 눈높이, 거리, 각도 등의 요소를 고려하여 최적의 카메라 설정값을 도출한다. 뷰포인트 설정 단계에서 고려해야 할 주요 요소로는 시청자의 눈높이(H), 시청 거리(D), 시야각(FOV: Field of View) 및 렌즈 왜곡 보정 요소가 고려될 수 있다. 시청자의 눈높이(H)의 경우 시청자의 평균적인 신장 및 화면과의 거리 조정을 통해 최적의 시청 높이를 설정하는 것이 가능하고, 시청 거리(D)는 디스플레이에서 특정 거리만큼 떨어진 지점에서 최상의 입체감을 구현하도록 거리 값을 조정한다. 또한 시야각(FOV: Field of View)의 경우 시청자의 시야 범위 내에서 콘텐츠가 최대한 자연스럽게 보일 수 있도록 카메라의 시야각을 설정하는 것이 유리하고, 렌즈 왜곡 보정의 경우 일반적인 카메라는 왜곡이 발생할 수 있으므로, 실제 시청 환경과 유사한 렌즈 보정을 수행하여 최적화된 뷰포인트를 도출한다. 뷰포인트 설정 단계는 최종적으로 콘텐츠가 입체적으로 보이기 위해 필수적인 과정이다. 본 발명의 모듈형 큐브 LED 디스플레이는 다면(多面) 구조이므로, 각 면에 투영되는 이미지가 특정 위치에서만 하나의 입체적인 형상으로 인식되어야 한다. 따라서 뷰포인트를 정확히 설정하지 않으면, 큐브 LED 디스플레이에서 출력되는 이미지들이 어긋나거나 왜곡될 수 있으며, 결과적으로 시청자가 기대하는 3D 입체 효과를 제공하기 어렵다. 본 발명에서는 이를 해결하기 위해 사전에 뷰포인트 설정을 수행한 후, 해당 위치에서 최적의 입체감을 제공할 수 있도록 콘텐츠를 조정하는 방식을 채택한다. 뷰포인트 설정이 완료된 이후에는, 해당 설정 값을 기반으로 큐브 LED 디스플레이의 각 면별 콘텐츠