• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics S
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• v.36S no.7
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• pp.90-103
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• 1999

In this paper, we present an overall algorithm for real-time camera parameter extraction which is one of key elements in implementing virtual studio. The prevailing mechanical methode for tracking cameras have several disadvantage such as the price, calibration with the camera and operability. To overcome these disadvantages we calculate camera parameters directly from the input image using computer-vision technique. When using zoom lenses, it requires real time calculation of lens distortion. But in Tsai algorithm, adopted for camera calibration, it can be calculated through nonlinear optimization in triple parameter space, which usually takes long computation time. We proposed a new method, separating lens distortion parameter from the other two parameters, so that it is reduced to nonlinear optimization in one parameter space, which can be computed fast enough for real time application.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.30 no.6
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• pp.237-242
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• 2019

A compact virtual-reality (VR) device with wider field of view provides users with a more realistic experience and comfortable fit, but VR lens distortion is inevitable, and the amount of distortion must be measured for correction. In this paper, we propose two different full-field distortion-measurement methods, considering the characteristics of the VR device. The first is the distortion-measurement method using multiple images based on camera calibration, which is a well-known technique for the correction of camera-lens distortion. The other is the distortion-measurement method by measuring lens distortion at multiple measurement points by rotating a camera. Our proposed methods are verified by measuring the lens distortion of Google Cardboard, as a representative sample of a commercial VR device, and comparing our measurement results to a simulation using the nominal values.

• Proceedings of the Korean Society for Emotion and Sensibility Conference
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• 2009.11a
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• pp.247-250
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• 2009

본 연구는 가상 캐릭터인 3D Pooh 와의 감성 교감이 이루어지는 유아용 감성 교육 게임 개발이 목적이다. Web 카메라를 이용하여 사용자의 위치 정보 및 영역을 검출하고 사용자는 화면에 보이는 가상 공간에 손과 마커를 이용하여 행동을 가하게 된다. 사용자의 행동 입력 방식에 따라 Pooh 의 상태를 나타내는 게이지와 행동의 다양한 변화를 제공하며, 이로써 사용자들이 가상 캐릭터인 3D Pooh 와 인터렉션을 할 수 있도록 제공한다. 기존의 감성 교감 연구 방법 분석 결과 뇌파와 체온 등의 생리신호를 이용한 방법과 사용자의 행동패턴을 분석하는 방법 등이 있으며, 현재는 생리신호를 이용하는 방법이 더 많이 활용되고 있다. 생리신호 측정 시 사용자는 신체에 센서를 착용해야 하므로 착용 부담감과 움직임이 자유롭지 못하다는 단점이 있다. 본 프로그램은 기존 연구의 단점인 센서 착용의 부담감을 줄이고 자유롭고 편리한 인터렉션이 가능하도록 개발하였으며, 직관적인 인터페이스를 기반으로 유아들도 쉽고 편리하게 즐길 수 있도록 구현된 감성 교육 게임이 될 것으로 기대된다. 또한 카메라 이외의 다른 하드웨어 장치 사용을 최소화하여 경제성과 사용 편의성을 동시에 고려한 효율적인 유아용 감성 교육 게임으로 활용될 수 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.215-218
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• 2008

본 논문에서는 스테레오 카메라로부터 획득된 좌, 우 영상의 변이를 추정하여 3차원 공간 좌표(x, y, z)를 얻어내고, 거리측정과 가상공간 제어를 통해 사용자에게 현실감을 제공하는 실시간 3차원 공간 인식 시스템을 제안한다. 스테레오 카메라로 부터 획득된 좌, 우 영상은 시점의 차이 때문에 동일 물체에 대한 좌, 우 영상의 좌표 값의 차이를 발생시키는 데 이를 변이(disparity)라 정의한다. 관심 영역의 변이를 추정할 때 일반적으로 관심 영역의 모든 화소(pixel)의 변이를 추정하지만, 제안한 알고리즘에서는 관심 영역의 2차원 중심 좌표(x, y)의 변이만을 추정하여 계산량을 줄이고 실시간 처리가 가능하도록 하였다. 카메라 파라미터를 이용하여 획득된 변이로부터 깊이 정보(depth)를 얻어내고 3차원 공간 좌표를 획득한다. 손을 관심 영역으로 설정한 시스템에서 3차원 공간 좌표는 실시간으로 사용자의 손의 움직임에 의해 획득되고, 가상공간(virtual space)에 적용되어 사용자가 가상공간을 조작할 수 있는 듯한 느낌을 준다. 실험을 통해 제안한 알고리즘이 1.5m 거리 내에서의 깊이 측정시 평균 0.68cm의 오차를 가짐을 확인 할 수 있었다.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.8 no.2
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• pp.91-99
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• 2008

When making a comic film, the comic presentation that uses stress and exaggeration is the important subject among other things. In this study we tried to investigate the comic effect using the movement of three-dimensional shot. To conduct this study, we extracted the shot manufactured through the Flow Motion of a 3D Production Program Virtual Camera and a High Speed Motion Picture Camera. The shot manufactured applying this manufacturing skill and using three-dimensional production method for the video contents efficiently made was classified into several scenes. The focus of this study is to search for the factor that makes the atmosphere of a story comic through three-dimensional production shot. According to the shot analysis, three-dimensional production method plays a role in developing more stories on space and time by visualizing stories in three dimensions, which makes the most use of the movement of camera, lens and the utilization of focus. In addition, in the presentation where many comic and exaggerated factors are provided, we used the technology that stresses a scene using the size of a shot and the lasting time and presented the method that exaggerates space using a 3D Production Program Virtual Camera and a High Speed Motion Picture Camera. By reviewing the qualitative improvement and the efficient method on making comic films through the possibility that the atmosphere of this three-dimensional shot can apply to the effect for comic presentation, we tried to approach the comic presentation.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2002.11a
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• pp.661-664
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• 2002

실사 영상에 가상 객체를 합성하기 위해서는 실사 영상 촬영 당시의 카메라 정보가 필요하다. 본 논문에서는 이러한 카메라 정보를 구하기 위하여 가상현실 분야에서 사용하고 있는 캘리브레이션 프리 정합 (Calibration-Free Registration) 기술을 기반으로 한 반자동 정합 기술을 제안하였다. 가상 현실은 실시간 응용인데 반하여 본 논문에서 제안하는 반자동 정합 기술은 합성 컨텐츠 저작을 위한 오프라인 응용에 적합한 방법으로 캘리브레이션 프리 정합기술의 합성 결과는 사용자의 입력정보와 밀접한 관계가 있다. 캘리브레이션 프리 정합기술은 두가지 사용자 입력을 필요로 한다. 첫번째 입력은 어파인공간 (Affine space)의 기저 (Basis vector)를 위한 특징점 정보이고, 두번째 입력 정보는 가상객체의 영상 투영점 입력이다. 본 논문에서는 이 두가지 사용자 입력중 기저를 위한 특징점 정보입력을 사용자가 쉽게, 정확한 정보를 입력할 수 있게하기 위하여, 사용자가 특징점을 개략적으로 입력하게 하고, 주변 영역에서 코너점 검출을 수행하여 사용자 입력을 수정하여 받아들리는 방법을 제안하였다. 실험결과 제안한 방법을 사용하여 구한 카메라 정보로 만족할 만한 합성 영상을 얻을 수 있었다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.24 no.3
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• pp.33-41
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• 2018

We present a secondary camera optimization method that helps the user exploring 3D virtual environment to precisely observe possible collisions between objects. The first role of our secondary camera is to automatically detect the area with the greatest possible collision. The second role is to show the detected area from a new angle of view that the current main camera cannot show. However, as the shapes of target objects are complex, the shape of the empty space between objects is also complex and narrow. It means that the space for the secondary camera position is highly constrained and its optimization can be very difficult. To avoid this difficulty and increase the efficiency of the optimization, we first compute a bisector surface between two target objects. Then, we limit the domain of the secondary camera's position on the bisector surface in the optimization process. To verify the utility of our method, we built a demonstration program in which the user can explore in a 3D virtual world and interact with objects by using a hand motion recognition device and conducted a user study.

• Journal of Broadcast Engineering
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• v.19 no.6
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• pp.866-876
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• 2014

Generating of digital hologram of video contents with computer graphics(CG) requires natural fusion of 3D information between real and virtual. In this paper, we propose the system which can fuse real-virtual 3D information naturally and fast generate the digital hologram of fused results using multiple-GPUs based computer-generated-hologram(CGH) computing part. The system calculates camera projection matrix of RGB-Depth camera, and estimates the 3D information of virtual object. The 3D information of virtual object from projection matrix and real space are transmitted to Z buffer, which can fuse the 3D information, naturally. The fused result in Z buffer is transmitted to multiple-GPUs based CGH computing part. In this part, the digital hologram of fused result can be calculated fast. In experiment, the 3D information of virtual object from proposed system has the mean relative error(MRE) about 0.5138% in relation to real 3D information. In other words, it has the about 99% high-accuracy. In addition, we verify that proposed system can fast generate the digital hologram of fused result by using multiple GPUs based CGH calculation.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.04c
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• pp.594-596
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• 2003

지금까지 구현된 대부분의 가상환경 시스템은 헤드마운트디스플레이(HMD), 트랙커, 핸드 글로브, 포스 피트백 센서등의 전문적인 장비를 이용하여 구현되었으며 인터액티브한 장면을 연출하기 위하여 고속의 하드웨어 사양을 필요로 하였다. 현재 이러한 장비는 전문가가 아니면 사용하기가 어렵고 또 장비의 비용이 매우 고가이기 때문에 대중화되기까지 상당한 시간이 소요될 것으로 예상된다. 본 논문은 이와 같은 전문적인 장비가 아닌 범용장비에 속하는 CCD 카메라와 빔 프로젝트를 활용하여 사용자가 인터액티브하게 참여할 수 있는 게임 시스템의 설계와 구현에 관한 논문이다. 이 시스템에서 사용자는 별도의 센스가 부착된 장비가 없이 간단한 색상 마커만을 가지고 컴퓨터가 생성한 가상 공간에서 빔 프로젝트로 구성한 가상 공간에서 캐릭터와의 실시간 게임을 즐길 수 있는 기능을 가지고 있다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2002.10d
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• pp.445-447
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• 2002

본 논문에서는 일반 사용자가 사실감 있는 가상공긴 표현을 위해 사진 이미지를 이용하여 직법 텍스춰 매핑을 할 수 있는 방법에 대해 기술한다. 텍스춰매핑은 세 장의 이미지를 이용하는데 각 카메라에서 바라본 건물 표면의 특정 픽셀들과 카메라사이에서 생성되는 각도를 이용한다. 이 각도로 매핑되는 픽셀값에 가중치를 부설하여 건물 외곽에 발생되는 경사와 같은 왜곡현상을 최소화시켜서 매핑된 건물이 실제 건물처럼 사실감이 있도록 매핑할 수 있는 것이다. 이 방법을 이용하여 가상공간을 자동 생성해주는 웹 컨텐츠 구축 시스템의 매핑 인터페이스를 구현하였다. 자동생성된 가상 건물모델에 사용자가 직접 찍은사진영상을 입력하면 랜더링시 텍스춰를 재구성하여 건물모델에 사실감을 증가시키는 역할을 하도륵 하였다.