360° 카메라를 이용한 입체영상 제작에 관한 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Due to the rapid development of technology, various types ofimages such as stereoscopic and 360° images have existed. Cubic images mimic a person's visual system, enabling viewers to sense the sense of three dimensions or space. These images are similar to how people actually perceive and they are currently being used in many
fields.
360° video is the basic form of VR, and 360° video developmentgreatly affects development of virtual reality contents. Currently, 360°images are composed of several 2D images that primarily constitute a forward-facing view, helping viewers to observe the target in all directions. However, since these images are composed in flat images,there is no difference between eyes and users cannot sense the sense of three dimensions. In contrast, three-dimensional images that use the characteristics of human left-hand and right-hand difference can detect the effects of three-dimensional effects through perceived results of depth information of subjects. When viewing a three-dimensional image, you can use eyeglasses and other viewing devices to view images at different times of the left and right eyes, which will have three-dimensional effects. Currently, 3D images are appearing as new types of content as technologies evolve, and various contents are being created as new technologies and services are converged. In particular, the contents that utilize these technologies is becoming more actively in movies and games. However, the quality of content that users enjoy is not achieved, and viewers also have problems with their eyes when viewing it for long time. Because they have to wear glasses. That is why viewers have not been satisfied so far. Therefore, a three-dimensional image that approximates human vision should be created by combining various imaging technologies.
The aim of this study was to present a method of implementing stereoscopic images using 360° cameras to detect 3-dimensional sensitivities in 360° images. Through experiment, a 360° camera was used to derive the configurable conditions for 3D images. In addition, if a 360° camera was used to capture a three-dimensional image, the relationship between the rotation angle of the camera and the distance of the subject was found by selecting the data with a high-dimensional image. Through this process, a 360° camera was used to produce and optimize 3-dimensional images. Through this study, we expect to improve the inconvenience experienced by viewers of 360° video and to help manufacturers of related products.

국문 초록 (Abstract)

과학기술이 급속도로 발전함에 따라 입체영상, 360° 영상 등 다양한 영상 형식이 존재하게 되었다. 입체영상은 사람의 시각 시스템 방식을 모방하여 관람자들이 입체감이나 공간감을 감지할 수 있게 해준다. 입체영상은 2D영상보다 사람들이 실제로 인지하는 느낌과 같아서 최근 여러 분야에 활용도가 높아지고 있다.
360° 영상은 가상현실(VR)의 기본 형식으로, 360° 영상의 발전은 가상현실콘텐츠 개발에 대한 큰 영향을 미친다. 현재 360° 영상은 주로 전방위 시각을 구성할 수 있는 여러 개의 2D 영상을 합성하여 관람자들이 모든 방향에서 대상을 관찰할 수 있도록 도와준다. 그러나 이런 영상은 평면영상을 구성하기 때문에 양안 시차가 없고 사용자들이 입체감을 감지하지 못한다. 이와 달리 인간의 좌, 우 안구 시차의 특성을 이용한 입체영상은 피사체의 깊이 정보에 대한 인지된 결과를 통하여 입체효과를 감지할 수 있다. 입체영상 관람 시 일반 평면영상에 비해 안경 등 관람 장치를 이용하여 좌, 우 눈이 서로 다른 시점의 영상을 볼 수 있게 되어 입체효과가 나타난다. 현재 입체영상은 기술의 발전에 따라 새로운 형식의 콘텐츠로 나타나고 있으며, 새로운 기술과 서비스가 융합되면서 다양한 콘텐츠가 탄생되고 있다. 특히 영화, 게임 등 분야에서 이 기술들을 활용한 콘텐츠 제작이 활발해지고 있다. 그러나 아직까지는 효과의 자연스러움과 감상의 편안함이 완벽하지 않고 관람을 위하여 입체 안경을 착용해야 한다는 불편함의 문제점이 있다. 이러한 문제에 대하여 관람자들은 현재의 입체영상 기술에 만족하지 못하고 있으며, 연구자들은 이러한 문제점을 참고하여 다양한 기술들의 융합으로 새로운 표현방식을 개발해야 한다.
본 연구는 360° 영상에서 3차원 입체감을 감지할 수 있도록 360° 카메라를 이용한 입체영상 구현방법을 제시하는 것에 목표를 두었다. 실험을 통해 360° 카메라를 이용하여 입체영상의 구성할 수 있는 조건을 도출하였다. 또한 360° 카메라로 입체영상을 촬영할 경우 입체감이 높은 촬영 데이터를 선택하여 카메라의 회전각과 피사체의 거리의 관계를 찾아내었다. 이를 통하여 360° 카메라로 입체영상을 제작 및 최적화 방법을 제시하였다. 본 연구 결과를 통하여 360° 영상의 감상자들이 불편을 겪었던 사항을 개선하고 관련 제품 제조사에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• A. 연구의 배경 1
• B. 연구의 목적 2
• Ⅱ. 이론적 배경 4
• A. 인간의 시각에 관한 개념 4
• 1. 감각 4
• 2. 지각 5
• 3. 인지 5
• B. 360 영상 6
• 1. 360 카메라 6
• (1) 회전형 360 카메라 6
• (2) 어안 렌즈 360 카메라 7
• (3) 멀티 조립형 360 카메라 8
• 2. 360 영상 제작 방법 9
• 3. 360 영상의 응용 9
• (1) 스트리트 뷰 서비스(Street View Service) 10
• (2) 부동산 중개업 10
• (3) 가상 캠퍼스 시스템(Virtual Campus System) 11
• (4) 파노라마 박물관(Panorama Museum) 12
• (5) 파노라마 관광(Panoramic Tourism) 12
• 4. 360 영상의 발전 현황 13
• C. 입체영상 14
• 1. 눈의 입체적 시각 14
• (1) 생리적 입체시각 14
• (2) 심리적 입체시각 16
• 2. 입체영상의 원리 17
• 3. 입체영상의 촬영 방법 20
• (1) 교차식 촬영법 20
• (2) 수평식 촬영법 21
• 4. 입체영상 디스플레이 기술과 특징 22
• (1) 편광 안경 23
• (2) 보색 안경 24
• (3) 셔터 안경 25
• 5. 입체영상의 발전 현황 26
• Ⅲ. 연구방법 및 절차 27
• A. 입체촬영을 위한 카메라 회전각 범위의 최적화 30
• 1. 실험 피사체 및 촬영 각도 조절 30
• 2. 입체감 유무를 확인하기 위한 설문조사 32
• 3. 설문조사의 결과와 평가 34
• 4. 실험 결과 분석 41
• B. 입체효과를 위한 피사체의 폭과 카메라 거리의 관계 48
• 1. 실험 피사체 48
• 2. 실험 방법 48
• 3. 결과 비교 및 종합분석 50
• IV. 요약 및 결론 57
• 참고문헌 60
• 국문초록 64
• Abstract 66