양안시차를 이용한 3D 입체영상 장치의 시청에 있어 성인및 아동의 동공간거리가 미치는 영향

강석현,홍형기 한국안광학회 2011 한국안광학회지 Vol.16 No.3

Purpose: In watching 3D stereoscopic display using the binocular disparity, effect of difference of the pupillary distance between the adults and children on the perception of depth were investigated. Methods: The average PD of children was determined from the PD measurements of children of the elementary school of 2nd and 3rd grade in Seoul. The location of crossing visual axes were derived from the relation of the binocular disparity and the PD for the adults and children. Results: The average PD of the children was measured to be 57.3 mm which was smaller than the average PD of the adults that was known to be about 65 mm. As the binocular disparity increases to the positive direction, the crossing location steeply moves farther behind the screen. On the other hand, when the binocular disparity increases to the negative direction, the crossing location gradually moves toward the viewer. For the same amount of the binocular disparity, the crossing locations were derived to be larger for the children than the adults due to the difference of the PD. Therefore, children will perceive larger depth than the adults. Conclusions: Small PD of the viewer causes the larger amount of the depth perception. In producing the stereoscopic images, the average PD of children as well as adults need to be considered. 목적: 양안시차를 이용한 3D 입체영상 시청(관람) 시 성인과 아동의 동공간거리의 차이가 심도지각에 미치는 영 향을 분석하였다. 방법: 성인의 동공간거리는 기준 동공간거리로 설정하고, 아동의 동공간거리는 초등학교 저학년을 대상으로 측정한 표본의 분석값으로 설정하였다. 이렇게 설정된 동공간거리 값에 따른 양안시차(binocular disparity) 와 교차점의 위치(crossing location) 관계를 분석하였다. 결과: 설정된 동공간거리 값은 아동이 57.3 mm로 성인의 65 mm보다 작았다. 양안시차가 (+)방향으로 증가할 때 교차점의 위치는 스크린 뒤로 멀어지며 가파르게 증가한다. 또한 (-)방향으로 시차량이 증가할 때 교차점의 위치는 스크린 앞으로 멀어지며 완만하게 증가한다. 성인과 아동, 두 집단 간 교차점 위치의 차이(difference of crossing locations)는 양안시차가 (-)방향일 때 보다 (+)방향일 때 크 게 나타난다. 즉 동일한 양안시차에 대하여 아동은 성인에 비해 근치감과 원치감이 더 크게 느껴질 것으로 예상할 수 있다. 결론: 동일한 양안시차 조건의 3D 입체영상을 시청(관람) 시 아동이 느끼는 입체감은 성인에 비해 깊이감 이 더 크다. 그러므로 3D 입체영상 제작 시 아동의 동공간거리를 고려한 양안시차 설정이 필요하다.

단안카메라 기반 삼차원 입체영상 증강현실

노승민(Seungmin Rho),이진우(Jinwoo Lee),황재인(Jae-In Hwang),김준호(Junho Kim) 한국컴퓨터그래픽스학회 2016 컴퓨터그래픽스학회논문지 Vol.22 No.3

본 논문은 모바일 기반 양안식 HMD 기기를 사용하는 마커기반의 증강현실시나리오에서 단안영상으로부터 삼차원 입체영상을 생성하는 효과적인 기법을 제안한다. 모바일 기기의 단안카메라로는 좌안과 우안에 대해 정확한 양안시차를 제공하는 양안영상을 생성할 수 없기 때문에, 기존의 양안식 증강현실 시스템에서는 좌안과 우안에 동일한 실세계 영상을 제공하여 입체감과몰입감이떨어지는문제점이있다.본논문에서는마커기반의증강현실시나리오에서대부분의사용자들이마커를 주시한다는 가정 하에, 기존 방법에 비해 높은 입체감과 시각적 편안함을 제공하는 단안카메라 기반 3차원 입체영상 생성기법을 제안한다. 마커와 카메라의 3차원 자세정보를 통해 단안영상을 3차원 공간상에 나타내고, 사용자의 좌안과 우안에 해당하는 가상의 두 카메라를 통해 단안영상의 마커영역과마커 위에 증강될 가상물체에 대해서 시차를 계산한다.마커 이외의 영역은 블러 효과를 적용하여 선명도를 낮추고 양안식 HMD를 통해 입체 콘텐츠를 감상할 때 발생하는 시각적인 피로를 감소시킨다.본논문에서제안하는 방법으로 생성된 3차원 입체영상이 기존 방법에 비해 높은 입체감을 제공하는지 여부를 세가지의 사용자 실험을 통해 평가하였다. 실험결과,본 논문에서 제안하는 방법이 기존방법에 비해 높은 입체감을 제공하고 시각적인 피로가 크지 않는다는 것, 사람의 시차와 동일한 스테레오 카메라를 통해 촬영된 영상과 유사한 현실감을 사용자에게 제공한다는 것, 그리고 영상블러를 통해 사용자의 시각적인 피로도가감소되었다는 사실을 확인하였다. This paper introduces an effective method for generating 3D stereoscopic images that gives immersive 3D experiences to viewers using mobile-based binocular HMDs. Most of previous AR systems with monocular cameras have a common limitation that the same real-world images are provided to the viewer’s eyes without parallax. In this paper, based on the assumption that viewers focus on the marker in the scenario of marker based AR, we recovery the binocular disparity about a camera image and a virtual object using the pose information of the marker. The basic idea is to generate the binocular disparity for real-world images and a virtual object, where the images are placed on the 2D plane in 3D defined by the pose information of the marker. For non-marker areas in the images, we apply blur effects to reduce the visual discomfort by decreasing their sharpness. Our user studies show that the proposed method for 3D stereoscopic image provides high depth feeling to viewers compared to the previous binocular AR systems. The results show that our system provides high depth feelings, high sense of reality, and visual comfort, compared to the previous binocular AR systems.

단안카메라 기반 삼차원 입체영상 증강현실

노승민(Seungmin Rho),이진우(Jinwoo Lee),황재인(Jae-In Hwang),김준호(Junho Kim) 한국컴퓨터그래픽스학회 2016 한국컴퓨터그래픽스학회 학술대회 Vol.2016 No.7

본 논문은 모바일 기반 양안식 HMD 기기를 사용하는 마커기반의 증강현실 시나리오에서 단안영상으로부터 삼차원 입체영상을 생성하는 효과적인 기법을 제안한다. 모바일 기기의 단안카메라로는 좌안과 우안에 대해 정확한 양안시차를 제공하는 양안영상을 생성할 수 없기 때문에, 기존의 양안식 증강현실 시스템에서는 좌안과 우안에 동일한 실세계 영상을 제공하여 입체감과몰입감이떨어지는문제점이있다.본논문에서는마커기반의증강현실시나리오에서대부분의사용자들이마커를 주시한다는 가정 하에, 기존 방법에 비해 높은 입체감과 시각적 편안함을 제공하는 단안카메라 기반 3차원 입체영상 생성기법을 제안한다. 마커와 카메라의 3차원 자세정보를 통해 단안영상을 3차원 공간상에 나타내고, 사용자의 좌안과 우안에 해당하는 가상의 두 카메라를 통해 단안영상의 마커영역과 마커 위에 증강될 가상물체에 대해서 시차를 계산한다. 마커 이외의 영역은 블러 효과를 적용하여 선명도를 낮추고 양안식 HMD를 통해 입체 콘텐츠를 감상할 때 발생하는 시각적인 피로를 감소시킨다.본 논문에서 제안하는 방법으로 생성된 3차원 입체영상이 기존방법에 비해 높은 입체감을 제공하는지 여부를 세가지의 사용자 실험을 통해 평가하였다. 실험결과,본 논문에서 제안하는 방법이 기존방법에 비해 높은 입체감을 제공하고 시각적인 피로가 크지 않는다는 것, 사람의 시차와 동일한 스테레오 카메라를 통해 촬영된 영상과 유사한 현실감을 사용자에게 제공한다는 것, 그리고 영상블러를 통해 사용자의 시각적인 피로도가 감소되었다는 사실을 확인하였다. This paper introduces an effective method for generating 3D stereoscopic images that gives immersive 3D experiences to viewers using mobile-based binocular HMDs. Most of previous AR systems with monocular cameras have a common limitation that the same real-world images are provided to the viewer’s eyes without parallax. In this paper, based on the assumption that viewers focus on the marker in the scenario of marker based AR, we recovery the binocular disparity about a camera image and a virtual object using the pose information of the marker. The basic idea is to generate the binocular disparity for real-world images and a virtual object, where the images are placed on the 2D plane in 3D defined by the pose information of the marker. For non-marker areas in the images, we apply blur effects to reduce the visual discomfort by decreasing their sharpness. Our user studies show that the proposed method for 3D stereoscopic image provides high depth feeling to viewers compared to the previous binocular AR systems. The results show that our system provides high depth feelings, high sense of reality, and visual comfort, compared to the previous binocular AR systems.

양안 시차와 T-교차 정보가 White 착시 자극의 밝기 지각에 미치는 영향

김경호(KyungHo Kim),김신우(ShinWoo Kim),이형철(Hyung-Chul O. Li) 한국인지과학회 2017 인지과학 Vol.28 No.2

본 연구의 목적은 규칙적으로 반복되는 구조가 존재하는 자극 상황에서 양안시차와 T-교차가 White 착시 자극의 밝기 지각에 미치는 영향을 검증하는 것이다. 실험 1은 White 착시 자극을 변형한 Howe (2005)의 자극을 사용하여 양안시차와 단안정보인 T-교차 및 규칙적 구조 정보가 소속성에 대하여 불일치한 정보를 가질 때 대상의 밝기 지각이 주로 단안 정보에 의해 결정됨을 발견하였다. 실험 2는 규칙적 구조 정보와 양안시차만 포함하는 자극을 사용하여 T-교차가 존재하지 않을 때 두 정보 중 어느 하나가 주도적으로 밝기 지각을 결정하지 못함을 발견하였다. 본 연구의 실험 결과는 규칙적 구조와 양안시차가 대상의 소속성에 대하여 불일치한 정보를 제공할 때 T-교차가 대상의 소속성 결정에 중요한 정보로 이용되며 그에 따라 대상의 밝기 지각이 영향 받을 수 있음을 시사한다. The purpose of the research was to examine the relative effect of binocular disparity and T-junction on the determination of object"s belongingness in brightness perception when regular repeating structure was present in the stimuli. Using Howe"s stimuli, the variation of White illusion stimuli, Experiment 1 found that object"s belongingness was mainly determined by monocular information (T-junction as well as regular repeating structure) rather than by binocular disparity when both informations on belongingness were inconsistent. Experiment 2, using the stimuli employing only regular repeating structure and binocular disparity, found that object"s belongingness was not determined by any single information. These results imply that when the regular repeating structure and binocular disparity are inconsistent on object’s belongingness, T-junction plays an important role in the determination of the object’s belongingness and that the brightness perception is affected by it.

Wesson Fixation Disparity Card를 이용한 양안시 분석

박현주 한국안광학회 2007 한국안광학회지 Vol.12 No.1

A commonly used device to determine fixation disparity curves is the Wesson Fixation Disparity Card. A fixation disparity curve is an x, y coordinate plot of the angular amount of fixation disparity as a function of the power of prisms through which the patient views. The fixation disparity curve variables that are used to aid in the diagnosis and management of binocular vision disorders include the x-intercept, y-intercept, curve slope and curve type. Fixation disparity curves were measured on 102 subjects with the Wesson fixation disparity card. The purpose of this study is to investigate distribution of the curve types obtained with Wesson card. Fixation Disparity by Wesson Fixation Disparity Card were that in case of type Ⅰ 63.0%, in case of type Ⅱ 0.0%, in case of type Ⅲ 25.0% and in case of type Ⅳ 12.0%. 가장 일반적으로 사용되는 주시시차 측정 장치는 Wesson 주시시차 카드이다. 주시시차곡선은 추가한 프리즘량과 주시시차량에 대한 함수이며, 주시시차 곡선에서 진단과 처방에 사용되는 값은 x-절편, y-절편, 기울기, 곡선 타입이다. Wesson 주시시차 카드를 이용하여 102명을 대상으로 주시시차를 측정하였는데, 이 연구의 목적은 Wesson 주시시차카드를 이용한 주시시차 검사법에 의해 주시시차의 방향과 분포 등을 알아보고, 진단과 처방에 응용하는데 있다. Wesson 주시시차 카드를 이용한 주시시차 측정 결과 type Ⅰ은 63.0%, type Ⅱ는 0.0%, type Ⅲ는 25.0% type Ⅳ는 12.0%를 얻었다.

H.264/AVC 기반의 스테레오 영상 디스플레이 시스템

김태준(Tae-june Kim),김지홍(Jee-hong Kim),윤정환(Jung-hwan Yun),배병규(Byung-kyu Bae),김동욱(Dong-wook Kim),유지상(Ji-sang Yoo) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.6C

본 논문에서는 양안시차를 이용한 스테레오 영상의 부호화 기법을 H.264/AVC 기반으로 스테레오 영상을 실시간으로 전송하기 위한 효과적인 시스템을 제안한다. OpenCV를 이용하여 스테레오 웹캠으로부터 영상을 획득하고, 전처리 과정으로 입력 시스템을 통해 획득한 스테레오 영상을 YUV 4:2:0 파일 포맷으로 변환한다. 변환된 파일은 스테레오 부호화기로 입력되고 제안된 예측구조에 의해 부호화기의 복잡도를 감소시킴으로써 초당 30프레임 이상의 부호화 속도로 부호화 된다. 부호화된 비트스트림 파일은 복호화기에 입력되어 좌, 우 스테레오 영상으로 재 생성된다. 재 생성된 스테레오 영상은 입체영상으로 합성되어 3D 디스플레이 장치를 통해 사용자에게 보여지게 된다. 제안된 시스템은 기존의 스테레오 코덱을 사용했을 때 보다 최소 1.5㏈에서 최대 3㏈의 압축효율이 뛰어남을 본 실험을 통하여 검증 및 확인하였다. 본 연구는 저 대역폭, 저 전력의 실시간 전송을 위한 모바일환경에 응용이 가능할 것으로 기대된다. In this paper, we propose a real-time stereoscopic display system based on H.264/AVC. We initially acquire stereo-view images from stereo web-cam using OpenCV library. The captured images are converted to YUV 4:2:0 format as a preprocess. The input files are encoded by stereo-encoder, which has a proposed estimation structure, with more than 30 fps. The encoded bitstream are decoded by stereo-decoder reconstructing left and right images. The reconstructed stereo images are postprocessed by stereoscopic image synthesis technique to offer users more realistic images with 3D effect. Experimental results show that the proposed system has better encoding efficiency compared with using a conventional stereo CODEC(coder and decoder) and operates with real-time processing and low complexity suitable for an application with a mobile environment.

입체영상에서 효율적 공간지각을 위한 광학합성 연구

김교완 한국일러스아트학회 2009 조형미디어학 Vol.12 No.2

Lately in the entertainment industry, various 3D images are released with the rising interests in 3d images. From blockbuster movies to animations, games, and publications; 3 dimensional movies that are focused on the visual experience are produced and released these days. Also, foundation of 3D broadcasting station and the advance of various types of displays are only a few examples of the proof that the 3d image has great potential for the future growth from the industrial point of view. It is expected that the 3D images will soon be generalized and applied in the various fields of industry in the foreseeable future. These 3d images are embodied by the visual perception through the binocular disparity, and it is essential that the optic senses to perceive the space in the 3d images. There is certain limitation when our brain to compound what we see. When our brain compounds the different kind of objects of the optic angle from the 3D movies that has an error within, it is possible that the error leads our brain to exceed its limitation and causes dizziness and also when the 3d movies require extreme motions, it might cause the ‘3d nausea’ to the user. This study is demonstrating the ideal space perception for the optic angle of the Binocular disparity that embodies 3d images by experiments. 최근 엔터테인먼트 분야에서 입체영상에 대한 관심이 고조되고 있으며 다양한 입체영상 콘텐츠들이 출시되고있다. 블록버스터 영화에서부터, 애니메이션, 게임, 출판물등에 이르기까지 시각적 체험을 중심으로 3D 입체영상이 제작 발표되고있다. 또한 입체방송국의 개국, 다양한 디스플레이 등 산업적인 관점에서도 입체영상에 대한 관심과 발전성은 매우 높다 할 수 있으며 향후 입체영상의 보편화와 더불어 보다 넓고 다양한 분야에서의 활용이 예견되고 있다. 이러한 입체 영상은 양안시차를 통한 시각적 지각에 의해 구현되고 있으며 입체영상에서의 광각이 공간을 지각하는 매우 중요한 요소로 작용한다. 잘못 제작되어진 입체영상의 경우 제작물내에 존재하는 여러 가지 목적물의 광각이 뇌에서 합성할 수 있는 한계를 초과하여 어지러움증을 유발하기도 하고 무리한 동작을 요구하는 장면이 계속될 경우 입체멀미를 하게된다. 본 연구에서는 입체영상을 구현하는 양안시차에서 최적의 공간지각을 위한 광각(수렴각)을 실험을 통해 입증하고자 한다.

3D 디스플레이어에서의 화면 시차 제어를 위한 입체 영상 재생성 기법

이선민,최종무,최수미 (사)한국컴퓨터그래픽스학회 2010 컴퓨터그래픽스학회논문지 Vol.16 No.4

We present a method to reproduce in-between views from captured stereo images to control depth feeling that a user can perceive on a 3D display. The stereo images captured from a pair of cameras have a fixed viewpoint and a screen parallax which depend on the physical position and the distance between the cameras. In this paper, we produce stereo images of an intermediate viewpoint between two original cameras by a view interpolation on the input stereo images. Furthermore, the camera separation of the reproduced stereo images can be controlled by a linear interpolation coefficient used by the view interpolation. By using the proposed method, stereo images can be reproduced where the depth feeling and a three dimensional effect is suitable for the individual’s eye separation or the characteristic of an application. 본 논문에서는 3D 디스플레이에서 사용자가 인지하는 깊이감을 조절하기 위하여 촬영된 스테레오 영상으로부터 중간시점 영상들을 생성하기 위한 방법을 제안한다. 두 대의 카메라로부터 획득된 스테레오 영상은 카메라의 물리적인 위치와 간격에 따라 고정된 시점과 화면 시차를 갖는다. 본 논문에서는 입력 스테레오 영상에 대한 시점 보간을 수행함으로써, 두 입력 영상 사이의 중간 시점에 대한 스테레오 영상을 생성하였다. 또한, 시점 보간에 사용되는 선형 보간 계수를 조절하여 재생성 될 스테레오 영상의 카메라 간격을 조절할 수 있도록 하였다. 제안 방법을 이용하면 사용자의 양안 간격이나 어플리케이션 특성에 적합하도록 깊이감이나 입체감을 조절하여 스테레오 영상을 재생성 할 수 있다.

색채 - 운동 오결합에서 삼차원 표면배열의 효과

감기택(Keetaek Kham) 한국인지과학회 2010 인지과학 Vol.21 No.1

색상이 다른 점들이 서로 반대 방향으로 움직이는 무선점 자극을 중앙 영역에 제시하고, 주변 영역에는 이와 반대의 색상을 가진 무선점 자극을 제시하면 주변영역에 있는 점들의 속성은 중앙 영역에 있는 점들의 속성과 동일하게 지각되는 색상-운동 오결합 현상이 발견된다. 본 연구에서는 이러한 오결합이 중앙영역과 주변영역이 동일한 깊이 표면을 구성하지 못하는 상황에서도 여전히 발생하는 지를 알아보기 위해 실험 1에서는 주변영역의 점들을 중앙영역과는 다른 깊이에 제시하였고 실험 2에서는 주변영역의 점들을 주어진 깊이 범위 내에서 무선적으로 변화시켰다. 두 실험 결과 중앙과 주변영역의 점들이 동일 깊이에 제시된 조건과 비교해 볼 때 두 영역이 동일한 표면을 형성하지 못할 때 오결합 정도는 약화되었지만 완전히 사라지지는 않았다. 이러한 결과는 운동정보에 의한 표면뿐만 아니라 양안시차에 의한 표면정보가 오결합 과정에 영향을 주는 것을 보여준다. If color and motion direction of random dots in the central region was combined in opposite fashions with those of random dots in the peripheral region, the color of dots with a particular direction in the peripheral region is perceived as that of dots in the central region, known as color-motion mis-binding phenomenon. In the present study, it is investigated whether mis-binding would happen even if the central and peripheral region do not have a common three-dimensional surface. In the first experiment, the dots in the peripheral were presented in a different depth plane with use of binocular disparity, and in the second experiment the disparity of dots in the peripheral region was randomly selected from a given range. The results showed that the magnitude of mis-binding was weakened, but not completely disappeared even when two regions did not have a common 3D surface. These results indicate that the surface information from motion and stereodepth may influence in the process of color-motion mis-binding.

색채-운동 속성 결합에서의 양안시차의 역할

이형철(Hyung-Chul O. Li) 한국인지과학회 2007 인지과학 Vol.18 No.1