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.

3차원 입체 콘텐츠 제작을 위한 통합 저작 시스템

윤창옥(Chang Ok Yun),윤태수(Tae Soo Yun),이동훈(Dong Hoon Lee) 한국산업정보학회 2008 한국산업정보학회논문지 Vol.13 No.1

최근 디지털 영상 미디어의 발전으로 인해 3차원 입체 콘텐츠에 대한 관심이 높아지고 있다. 이로 인해 3차원 입체 콘텐츠 생성에 대한 많은 기술들이 연구ㆍ개발되고 있다. 하지만 자연스럽고 몰입감이 높은 3차원 입체 콘텐츠 생성하는데 많은 어려움이 있다. 왜냐하면 2차원 영상에서는 3차원의 기하정보가 존재하지 않아 입체 콘텐츠 생성이 매우 어렵기 때문이다. 그리고 입체 카메라 생성 시 몰입감이 높은 입체 시점을 결정하기 위해 반복적인 저작 과정이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 다양한 형태의 영상들을 이용하여 3차원 입체 콘텐츠 제작을 위한 통합형 저작 시스템을 제안한다. 이를 위해 영상 기반 모델링 기법을 활용하여 영상 내에 존재하는 사영 기하 정보를 통해 3차원 모델을 생성한다. 그리고 3차원 입체 카메라 생성 시 몰입감이 높은 입체 영상의 시점을 결정하기 위해 실시간 대화식 입체 영상 미리보기 기능을 제공한다. 이때 입체 모니터와 편광 필터 안경을 통해 직관적으로 고품질의 입체 콘텐츠를 생성한다. Recently, it has shown an increased interest in 3D stereoscopic contents due to the development of the digital image media. Therefore, many techniques in 3D stereoscopic image generation have being researched and developed. However, it is difficult to generate high immersion and natural 3D stereoscopic contents, because the lack of 3D geometric information imposes restrictions in 2D image. In addition, control of the camera interval and rendering of the both eyes must be repetitively accomplished for the stereo effect being high. Therefore, we propose integrated editing system for 3D stereoscopic contents production using a variety of images. Then, we generate 3D model from projective geometric information in single 2D image using image-based modeling method. And we offer real-time interactive 3D stereoscopic preview function for determining high immersion 3D stereo view. And then we generate intuitively 3D stereoscopic contents of high-quality through a stereoscopic LCD monitor and a polarizing filter glasses.

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.

Stereophotogrammetry 기법을 이용한 입체영상의 정확도와 계측재현도 평가

박채희(Chae-Hee Park),이현정(Hyeon-Jung Lee),조진형(Jin-Hyoung Cho),오민희(Min-Hee Oh) 인문사회과학기술융합학회 2018 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.8 No.8

안면 연조직의 변화를 평가하기 위해 이용되는 다양한 3차원 입체영상 중 stereophotogrammetry를 통하여 획득한 입체영상의 정확도와 계측의 재현도를 알아보고자 본 연구를 시행하였다. 안면부에 16개의 기준점을 표시한 사람의 얼굴 형상을 한 두부 마네킨 10개를 대상으로 Di3D system을 이용하여 안면 입체영상을 획득하였다. 3차원 역설계 소프트웨어 프로그램을 이용하여 마네킨 안면 입체영상의 부위별 너비, 높이, 깊이를 나타내는 13개 계측 항목을 2회 반복 측정하고, 마네킨 상에서 직접 2회 반복 측정한 실측치와 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 3차원 카메라 영상에서의 계측치와 마네킨 상에서의 실측치를 비교한 결과 0.02~0.47 mm의 차이를 보였다. 2. 계측 재현도 평가를 위해 반복 측정한 계측값을 급내상관계수를 이용하여 분석한 결과 마네킨 상에서의 실측치와 3차원 카에라 영상에서의 계측치 모두 0.992 이상으로 높은 재현도를 보였다. 3. 3차원 카메라 영상의 계측오차가 평균 0.07 mm로, 마네킨 상에서 실측시 발생하는 계측오차인 0.17 mm 보다 낮게 나타났다. 이상의 연구결과는 Di3D system을 통해 획득한 안면 입체영상의 정확도가 우수하고 계측 재현도가 높아 임상적으로 유용하게 사용될 수 있음을 보여주었다 The purpose of this study was to evaluate accuracy and anthropometric reliability of the three-dimensional stereophotogrammetry imaging system. Ten mannequins which were similar to human face with 16 landmarks marked on faces were used, and three-dimensional facial images were obtained by Di3D system. Thirteen linear distances between landmarks which represent width, height, and depth of mennequin face were measured with RapidFormTM2006 and compared with manual measurements. Linear distances were measured twice by each method, then through the statistical analysis, the following results were obtained. 1. The difference between linear measurements of three-dimensional facial images and manual measurements was in the range of 0.02~0.47 mm. 2. When the reliability of the measurements was examined by the intraclass correlation coefficient, values were higher than 0.992 regardless of methods. 3. The mean measurement error of three-dimensional facial images was 0.07 mm, which was lower than 0.17 mm of manual measurements. The results of the present study show that the facial image obtained by Di3D system is accurate and reliable for anthropometry.

입체영상과 3차원음향의 상호 상승효과에 의한 가상현실기반 시뮬레이터 현실감 증대방법

임정빈(Jeong-Bin Yim),김현라(Hyeon-Ra Kim) 한국항해항만학회 2003 한국항해항만학회지 Vol.27 No.2

가상현실 (VR) 시뮬레이터의 임장감 증대방법을 제안했다. 이 방법은 업체영상과 3차원음향 사이의 상호 상승효과에 의하여 인간이 느끼는 현실감을 증대시키기 위한 것이다. 상호 상승효과를 실험하기 위하여 PC 모니터와 LCD 셔터그래스로 구성된 VR 시뮬레이터를 이용하여 5명의 대학생을 대상으로 주관평가를 실시하였다. 실험결과, 업체영상에 3차원음향을 부가한 경우, 자연감을 나타내는 척도 Inat가 3.1에서 3.6으로 0.5 상승하고, 음상정위 평가척도 ASL는 70~75%에서 80~85%로 10% 상승하는 결과를 나타냈다. 따라서, 이 연구에서 제안한 방법이 VR 시뮬레이터의 현실감을 증대시킬 수 있었다. The presence-feeling enhancement method of a Virtual Reality (VR) simulator is proposed in this paper. The method is to increase realistic human feeling by mutual synergy effect between stereoscopic image and three-dimensional (3D) sound. In order to test the influence of mutual synergy effect, subject assessment with five university students is carried out using VR ship simulator having PC monitor and LCD shutter glasses. It is found that the averaged scale value of image naturalness is increased by 0.5 from Inat=3.1 to 3.6 when blending stereoscopic images with 3D sound, and the averaged score value of sound localization is increased by 10% from ASL = 70~75% to ASL = 80~85% when blending 3D sound with stereoscopic image. In conclusion, the results show that the proposed method is able to increase the presence feeling in the VR simulator.

모션 타이포그래피를 이용한 3차원 입체영상 제작방법에 관한 연구

이준상(Jun-Sang Lee),박성대(Sung-Dae Park),김치용(Kim Cheeyong),한수환(Soo-Whan Han) 한국멀티미디어학회 2011 멀티미디어학회논문지 Vol.14 No.8

애너글리프(Anaglyph)를 이용한 3차원 입체영상 제작 사례에 대한 분석

강현종(Kang, Hyun-Jong) 한국게임학회 2013 한국게임학회 논문지 Vol.13 No.3

본 논문은 디지털 영상매체의 발달함에 따라 주목받고 있는 3차원 입체영상 제작방법에 있어서 가장 먼저 개발되어진 애너글리프 방식을 이용하여 마야 프로그램에서 제작되어진 3D 입체영상 애니메이션 '이그드라씰'을 분석하였다. 이 작품에서 사용한 애너글리프 방식은 3D 입체영상을 비교적 쉽게 제작할 수 있으며 색상의 차이를 이용하여 분리된 영상을 통해 입체감을 효과적으로 표현할 수 있었다. 또한 시지각 이론을 적용한 공간연출은 작품에서의 필요한 거리감과 깊이감 그리고 속도감을 표현하는데 효과적 이였다. The study analyzes how to create stereoscopic image in 3-dimension animation 'Yggdrasil', produced in Autodesk Maya(3D animation software), using Anaglyph method that is the oldest in 3-dimension stereoscopic video production. The anaglyph method help to produce stereoscopic images easily and to give effective 3D effect encoding each eye's image using filters of different colors. In addition, space direction applied visual perception theory expresses necessary distance, depth and speed effectively in 'Yggdrasil'

AND 등위접속구문의 입체영상구조분석

구승희 한국언어과학회 2010 언어과학 Vol.17 No.1

식스 시그마 기법을 활용한 입체 영상 센서용 광학 필터의 개발

이명복,편양범 차세대컨버전스정보서비스학회 2019 차세대컨버전스정보서비스기술논문지 Vol.8 No.3

Six Sigma methodologies can be used not only for quality control and solving the management problem of production lines, but also for research and development of novel products. In this paper, we describe the design and fabrication of optical filters, which are essential for the realization of three-dimensional(3D) CMOS image sensor using Six Sigma methodology. The DMAIC process was applied as a Six Sigma roadmap. Optical filters for the 3D CMOS image sensor consist of an infrared(IR) cut filter and an IR pass filter, and various filter combinations can be optically designed according to the required light-receiving wavelength band. Macleod program was used for optical design of the IR filters. In addition, an IR cut filter was fabricated using a standard CMOS-compatible processes such as RF magnetron sputtering by multilayer stacking of thin films composed of SiO2 and TiO2 inorganic materials. 식스 시그마 기법은 생산현장의 품질관리, 경영관리 뿐만 아니라 연구개발에도 유용하게 사용할 수 있다. 본 논문에서는 식스 시그마 방법론을 활용하여 3차원 입체 영상을 얻을 수 있는 CMOS 영상 센서의 구현에 필수적인 광학 필터의 설계 및 개발에 대하여 연구한 결과를 기술한다. 식스 시그마 방법론으로서는 일반적으로 사용되는 DMAIC 프로세스를 적용하였다. CMOS 영상 센서용 광학 필터는 근적외선 투과 필터와 근적외선 차단 필터가 있는데, 필요로 하는 수광 파장대에 따라 다양한 필터 조합의 설계가 가능하며, 근적외선 필터의 광학설계를 위하여 Macleod program을 사용하였다. 또한 SiO2와 TiO2 다층 박막의 적층을 위하여 RF 마그네트론 스퍼터링 등 CMOS 반도체 표준공정에 적합한 제작 공정을 이용하여 근적외선 차단 필터를 구현하였다.

3차원 입체 홀로그래피의 효율적인 가상공간 시뮬레이션

윤지현 ( Youn Ji-hyun ) 한국디자인트렌드학회 2008 한국디자인포럼 Vol.19 No.-

각종 디지털 테크놀로지로 인한 변화로 인류의 삶은 급속히 변화하며, 또 다른 세계를 구축하고 있다. 그 중에서도 현실을 대체할 수 있는 가상현실의 세계는 강력한 새 시대의 패러다임으로 자리하게 될 것이다. 가상현실의 구현방법 중 입체영상은 핵심이며, 다양한 방식으로 연구되고 있으나 홀로그래피의 뛰어난 재현성과 입체감이 주목된다. 홀로그래피는 광학적 특성으로 다양한 표현이 가능하며, 영상이 깨끗하고 고 무안경 방식으로 실제와 가장 조화롭게 교류할 수 있는 형태라는 여러 특성으로 가상현실에 있어 가장 적합한 형태로 규정하고, 현실과 가상이 공존하는 증강현실로 적용하는 프로토타입을 제작해 봄으로써, 일반화 되었을 때 보완될 사항에 대해 제안해 본다. 홀로그래피는 이제 막 시작되는 단계로, 대중화까지는 많은 노력과 시간이 요구될 것으로 보이며, 지속적 연구와 개발이 필요하다. The life of mankind is rapidly changing for various digital technologies, and is building another world. Among them, the world of virtual reality able to replace the real world will be positioned as a strong paradigm of the new age. The three-dimensional images are the key among those methods in realizing the virtual reality and have been studied in various ways, but the excellent reproducing abilities and 3D feelings of holography have been noticed. The various expressions are possible and the images are clean in a manner with no glass in the holography with the characteristics of optics, enabling to have any exchange with the best harmony. Items necessary for supplements upon the generalization of holography are suggested by defining it to be the most suitable for the virtual reality for such characteristics and producing a prototype to apply an intermediate reality where the reality and virtuality coexist. The holography is just at its starting stage. It seems that a lot of efforts and time might be required up to its popularization, and it is necessary to continuously have the research and development for it.