무안경식 디스플레이를 위한 시차 이미지의 특정한 정렬시스템 및 방법 document_id A220623011928

3차원 착시를 제공하도록 디스플레이될 수 있는 2차원 이미지의 제작은 시각기술분야의 오랜 목표였다. 이러한 3차원 착시를 만들기 위한 방법 및 장치는 인간의 깊이 인식(depth perception)에 대한 생리학의 증가된 이해 뿐만 아니라 아날로그/디지털 신호처리 및 컴퓨터 이미징 소프트웨어를 통한 이미지 조작에서의 발전에 어느 정도 부합했다. 쌍안용(binocular)(즉, 스테레오(stereo)) 시각은 시야를 중첩하며 동일한 방향으로 보는 2개의 눈을 필요로 한다. 각각의 눈은 약간 다른 각도로 장면을 보고, 상기 장면을 신경세포 또는 뉴런(neuron)을 따라 늘어선 안구 뒤쪽의 오목한 면인 망막(retina)상에 초점을 맞춘다. 각 눈으로부터의 2차원 망막 이미지들은 광 신경을 따라 뇌의 시각피질(visual cortex)로 전송되고, 상기 시각피질에서 상기 장면의 인식된 3차원 모델을 형성하도록, 입체시(stereopsis)로서 알려진 처리로, 이미지들이 조합된다. 3차원 공간의 인식은, 예를 들어, 단안의 큐(monocular cues) 및 양안의 큐를 포함하여 보여지는 장면에서의 다양한 종류의 정보에 따른다. 단안의 큐는 상대 크기, 선형 원근법, 개입(interposition), 및 명암과 같은 요소들을 포함한다. 양안의 큐는 망막 불일치(retina disparity), 원근 조절(accommodation), 수렴 및 정통한 큐(예를 들어, 주제와의 친밀함)를 포함한다. 이들 모든 요인들은 장면에서 3차원 공간의 인식을 만드는데 기여할 수 있는 한편, 망막 불일치는 3차원 인식을 만들기 위한 가장 중요한 정보원중 하나를 제공할 수 있다. 특히, 망막 불일치는 뇌에 의해 제공되는 시차 정보(prallax information)(즉, 위치, 운동 방향, 또는 다른 관찰위치에 의해 야기된 물체의 다른 시각적 특징에서의 명백한 변화)가 된다. 각 눈은 다른 관찰위치를 가지기 때문에, 각 눈은 동일한 장면에 대해 약간 다른 시각을 제공할 수 있다. 시각들 간의 차이는 뇌가 장면의 3차원적 측면을 인식하는데 사용될 수 있는 시차 정보를 나타낸다. 시차 정보가 동시에 뇌에 나타날 필요는 없다. 예를 들어, 시간 간격이 100㎳를 넘지 않는 한, 깊이를 인식하는 좌측 및 우측 눈의 깊이 정보가 좌측 및 우측 눈에 번갈아 나타날 수 있다. 뇌는 눈이 각각 100㎳까지의 주기동안 번갈아 닫히고 열릴 때에도 3차원 장면으로부터 시차 정보를 추출할 수 있다. 뇌는 또한 시차 정보가 연속적인 경우에도 동시에 양 눈에 나타나는 시차 정보를 받아들이고 처리할 수 있다. 예를 들어, 다른 관찰 관점에서 취해진 동일한 장면의 2이상의 보기가 양눈에 연속적으로 보여질 수 있다(예를 들어, 보기 중 각각의 하나는 연속적으로 다음 보기를 보여주기 전에 짧은 시간동안 양 눈에 보여질 수 있다). 여러개의 3차원 이미지 디스플레이 방법이 제안 및/또는 구현되었다. 이들 방법들은 입체영상(stereo-scopic image) 디스플레이 방법 및 무안경 디스플레이 방법의 2개의 주요 카테고리로 양분될 수 있다. 입체경(stereoscopes), 편광, 애너글리픽(anaglyphic), 펄프리치(Pulfrich), 및 셔터링(schuttering) 기술을 포함하는 입체영상 기술은 시청자가, 예를 들어, 안경과 같은 특수 시청장치를 써야하는 것을 필요로 한다. 홀로그래피(holography), 렌티큘러 스크린(lenticular screen), 및 시차 장벽(parallax barriers)등과 같은 무안경 디스플레이 기술은 특수 안경을 사용하지 않고도 3차원 착시를 갖는 이미지를 만들지만, 이들 방법은 일반적으로 특수 스크린의 사용을 필요로 한다. 그러나, 특수 안경이나 특수 보기 스크린을 필요로 하지 않는 다른 시스템이 제안되었다. 이들 시스템은 다른 관점으로부터 2개의 카메라에 의해 기록된 장면의 번갈아 디스플레이된 보기를 이용하는 무안경 텔레비젼 및 영화 시스템을 포함한다. 예를 들어, 임샌드(Imsand)의 미국특허 제4,006,291호, 맥엘빈(McElveen)의 미국특허 제4,303,316호, 죤스 등(Jones et al)의 미국특허 제4,429,328호 및 메이휴 등(Mehhew et al)의 미국특허 제4,815,819호에 설명된 장치는 모두 2개의 주의깊게 정렬된 카메라를 사용하여 수평으로, 수직으로 또는 수평 및 수직으로 이격된 장면보기의 조합을 기록한다. 이들 시스템은 주로 표준 스크린을 사용하여 무안경 디스플레이용의 이미지 획득 기술을 다루는 한편, 카메라는 적절한 이미지를 포착하기 위해 주의깊게 위치되고 정렬되어야만 한다. 또한, 카메라로부터의 이미지가 포착되었다면, 이미지 정렬이 재조정될 수 없다. 또 다른 접근으로, 메이휴에게 부여된 미국특허 제5,510,831호는 슬릿 스캐닝(slit scanning) 기술을 사용하여 시차 이미지의 무안경 디스플레이 방법을 설명하고 있다. 이 기술에서, 2대의 카메라가 입체 이미지를 포착하기 위해 주의깊게 정렬된다. 이들 이미지는 배경 이미지로서의 제 1 이미지를 제공하고 스캐닝 슬릿 형태로 상기 제 1 이미지상에 제 2 이미지를 중첩시킴으로써 디스플레이될 수 있다. 이러한 각각의 설명된 방법과 시스템은 3차원 이미지 디스플레이를 위한 이미지를 포착하는데 사용될 수 있지만, 각자 관련된 문제들이 있다. 예를 들어, 많은 방법들은 시차 정보를 갖는 이미지를 포착하기 위해 적어도 2개의 주의깊게 정렬된 카메라의 사용을 필요로 한다. 다수의 카메라를 공통 장면에 정렬하는 것은 성가시다. 운반하고 위치시켜야 할 다수의 카메라들이 있을 뿐만 아니라 상기 카메라들의 절적한 정렬 및 색깔/휘도 일치가 어려울 수 있다. 심지어 정렬 후에도, 카메라들은 여전히 나중에 디스플레이를 위한 소정의 이미지 정렬 정도를 제공할 수 없다. 또한, 많은 종래 기술의 방법들은 특수 카메라 또는 렌즈 장치, 비디오 스위칭 장비, 특수 보기 안경 및/또는 3차원 착시를 만들기 위한 특수 스크린을 필요로 한다. 또한, 이들 3차원 디스플레이 방법 중 어느 것도, 예를 들어, 무작위로 획득된 이미지 또는 종래 비디오 이미지 스트림(예를 들어, 시퀀스)으로부터 추출된 이미지 또는 평행보기(parallel views)를 갖는 이미지와 함께 사용하는데 적합하지 않다. 본 발명은 종래 기술의 3차원 이미지 디스플레이 시스템 및 방법과 관련된 하나 이상의 문제를 극복하도록 한다.