(57)【要約】【課題】  観察者に対して実際の表示面とは異なる位置及び形状の仮想立体スクリーンを認識させることにより、観察者に違和感の無い映像を提示する。【解決手段】  映像出力装置３は、観察者Ｐの位置から見たシルバースクリーン１の立体形状とは異なる立体形状の仮想立体スクリーン１Ａの位置及び形状に基づいて、当該仮想立体スクリーン１Ａを表示するスクリーン映像データを作成し、コンテンツ映像データを、仮想立体スクリーン１Ａの形状に基づいて仮想立体スクリーン１Ａ上にマッピングするよう変形する。この映像表示システムは、シルバースクリーン１が、仮想立体スクリーン１Ａ上に対して変形されたコンテンツ映像を表示する。【選択図】      図１
2011151676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体映像を表示する立体映像表示手段と、
観察者の位置から見た映像表示面の立体形状とは異なる立体形状の仮想立体スクリーンの位置及び形状に基づいて、当該仮想立体スクリーンを表示するスクリーン映像データを作成するスクリーン映像データ作成手段と、
コンテンツ映像データを、前記仮想立体スクリーンの形状に基づいて仮想立体スクリーン上にマッピングするよう変形する映像変形手段とを備え、
前記立体映像表示手段が、前記スクリーン映像データ作成手段により作成された仮想立体スクリーン上に対して前記映像変形手段により変形されたコンテンツ映像を表示することを特徴とする映像表示システム。
【請求項２】
前記立体映像表示手段に表示される仮想立体スクリーンの輪郭又は形状を観察者に認識させるように、前記仮想立体スクリーンの輪郭部分に対して視覚的な加工を施す映像加工手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の映像表示システム。
【請求項３】
前記立体映像表示手段に立体映像を表示させているときに、前記仮想立体スクリーンの形状を変化させる仮想立体スクリーン形状変更手段を更に備え、
前記スクリーン映像データ作成手段は、前記仮想立体スクリーン形状変更手段により変更された仮想立体スクリーンの形状に基づいて、当該仮想立体スクリーンを表示するスクリーン映像データを変更し、
前記映像変形手段は、当該変更された仮想立体スクリーンの形状に基づいて仮想立体スクリーン上にコンテンツ映像データをマッピングするよう変形すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の映像表示システム。
【請求項４】
前記仮想立体スクリーン形状変更手段は、複数の観察者に対応して、前記仮想立体スクリーンの形状データを変化させ、当該形状が変化した仮想立体スクリーン上に表示した映像を対応する観察者に観察させることを特徴とする請求項３に記載の映像表示システム。
【請求項５】
コンテンツ映像データが立体映像データであり、前記映像変形手段は、前記スクリーン映像データと前記コンテンツ映像データとの立体映像を合成する比率を設定することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の映像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察者に立体的な映像を提示する映像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、部屋の壁面に映像を提示する技術としては、下記の特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載されたプロジェクタシステムは、壁面のみならず天井等を有効利用して大型画像を提示するものである。このプロジェクタシステムは、画像を投影するプロジェクタと、操作機器であるカメラを有する。部屋内にてユーザに対するプロジェクタの配置関係が、カメラの位置によって検出される。この検出結果に基づいて、プロジェクタの投影画像の上下方向が調整され、天井に正しい上下方向で画像を表示させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１７６０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のように、天井等の壁面をスクリーンとし、プロジェクタで映像を投影する場合には、既存の壁面を使用する限り、画面上の位置によって距離や形状が変化してしまう。
【０００６】
また、プロジェクタによっては、台形補正などの機能により、投影位置とスクリーン面との関係で生じる映像の歪みを軽減できるものがある。しかし、観察者はスクリーン面と正対していることを想定しているため、上記のような観察者の位置で生じる歪みは解消できない。また、画像処理により、映像形状の歪みを補正したとしても、距離の違いによる不自然さは解消できない。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、観察者に対して実際の表示面とは異なる位置及び形状の仮想立体スクリーンを認識させることにより、観察者に違和感の無い映像を提示する映像表示システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る映像表示システムは、立体映像を表示する立体映像表示手段を備え、上述の課題を解決するために、観察者の位置から見た映像表示面の立体形状とは異なる立体形状の仮想立体スクリーンの位置及び形状に基づいて、当該仮想立体スクリーンを表示するスクリーン映像データを作成するスクリーン映像データ作成手段と、コンテンツ映像データを、仮想立体スクリーンの形状に基づいて仮想立体スクリーン上にマッピングするよう変形する映像変形手段とを備える。このような映像表示システムは、立体映像表示手段が、スクリーン映像データ作成手段により作成された仮想立体スクリーン上に対して映像変形手段により変形されたコンテンツ映像を表示する。
【０００９】
本発明に係る映像表示システムは、立体映像表示手段に表示される仮想立体スクリーンの輪郭又は形状を観察者に認識させるように、仮想立体スクリーンの輪郭部分に対して視覚的な加工を施す映像加工手段を備えることが望ましい。
【００１０】
本発明に係る映像表示システムは、立体映像表示手段に映像を表示させているときに、仮想立体スクリーンの形状を変化させる仮想立体スクリーン形状変更手段を更に備える。このような映像表示システムにおいて、スクリーン映像データ作成手段は、仮想立体スクリーン形状変更手段により変更された仮想立体スクリーンの形状に基づいて、当該仮想立体スクリーンを表示するスクリーン映像データを変更し、映像変形手段は、当該変更された仮想立体スクリーンの形状に基づいて仮想立体スクリーン上にコンテンツ映像データをマッピングするよう変形する。
【００１１】
本発明に係る映像表示システムにおいて、仮想立体スクリーン形状変更手段は、複数の観察者に対応して、仮想立体スクリーンの形状データを変化させ、当該形状が変化した仮想立体スクリーン上に表示した映像を対応する観察者に観察させることが望ましい。
【００１２】
本発明に係る映像表示システムにおいて、コンテンツ映像データが立体映像データであり、映像変形手段は、スクリーン映像データとコンテンツ映像データとの立体映像を合成する比率を設定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る映像表示システムによれば、映像表示面の立体形状とは異なる立体形状の仮想立体スクリーンを設定し、コンテンツ映像データを仮想立体スクリーン上にマッピングするよう変形するので、仮想立体スクリーン上にコンテンツ映像を表示したかのような視覚的効果を有する映像を表示できる。したがって、この映像表示システムによれば、観察者に対して実際の表示面とは異なる位置及び形状の仮想立体スクリーンを認識させることにより、観察者に違和感の無い映像を提示することができる。
【００１４】
本発明に係る映像表示システムによれば、仮想立体スクリーンの輪郭又は形状を観察者に認識させるので、観察者にはあたかも仮想立体スクリーンの位置に画面があるように感じられ、自然な映像観察が行えるようにしている。
【００１５】
本発明に係る映像表示システムによれば、映像を表示させているときに仮想立体スクリーンの形状を変化させるので、コンテンツ映像自体を変化させなくても、仮想立体スクリーンの変形により独特の効果を観察者に与えることができる。
【００１６】
本発明に係る映像表示システムによれば、複数の観察者に対応して、仮想立体スクリーンの形状データを変化させるので、各観察者に対して実際の表示面とは異なる位置及び形状の仮想立体スクリーンを認識させることにより、観察者に違和感の無い映像を提示することができる。
【００１７】
本発明に係る映像表示システムによれば、スクリーン映像データとコンテンツ映像データとの立体映像を合成する比率を設定するので、仮想立体スクリーンとコンテンツ映像との位置関係を変更でき、観察者に違和感がない適切且つ迫力のある立体映像を提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態として示す映像表示システムの斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態として示す映像表示システムにおいて、他の形状の仮想立体スクリーンを示す斜視図であり、（ａ）は半球型、（ｂ）はアーチ型である。
【図３】本発明の第１実施形態として示す映像表示システムにおける映像出力装置のブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態として示す映像表示システムにおいて、スクリーン映像データ及びコンテンツ映像データの生成処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態として示す映像表示システムにおける他の仮想立体スクリーンについて示す斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態として示す映像表示システムにおいて、偏光メガネを装着しないときの斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態として示す映像表示システムにおいて、偏光メガネを装着させずに、球面状の仮想立体スクリーンを提示している様子を示す斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態として示す映像表示システムの斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態として示す映像表示システムにおいて、他の形状の仮想立体スクリーンを示す斜視図であり、（ａ）は半球型、（ｂ）はアーチ型である。
【図１０】本発明の第２実施形態として示す映像表示システムにおける他の仮想立体スクリーンについて示す斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態として示す映像表示システムにおいて、仮想立体スクリーンに立体型輪郭部分を設けた様子を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第２実施形態として示す映像表示システムにおいて、他の形状の仮想立体スクリーンを示す斜視図であり、（ａ）は半球型、（ｂ）はアーチ型である。
【図１３】本発明の第２実施形態として示す映像表示システムにおける他の仮想立体スクリーンについて示す斜視図である。
【図１４】本発明の第３実施形態として示す映像表示システムにおいて、仮想立体スクリーンを波状にした様子を示す斜視図である。
【図１５】本発明の第３実施形態として示す映像表示システムにおいて、仮想立体スクリーンを波状にした様子を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第３実施形態として示す映像表示システムにおいて、２つの状態を切り換えることで仮想立体スクリーンの形状が変更することを示す図であり、（ａ）が小さい球面、（ｂ）が大きな球面のときである。
【図１７】本発明の第４実施形態として示す映像表示システムにおいて、複数の観察者に対して異なる仮想立体スクリーンを提示している様子を示す斜視図である。
【図１８】本発明の第５実施形態として示す映像表示システムにおいて、仮想立体スクリーンとコンテンツ映像とを組み合わせた状態を示す斜視図である。
【図１９】本発明の第５実施形態として示す映像表示システムにおいて、仮想立体スクリーンとコンテンツ映像とを組み合わせた他の状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
［第１実施形態］
本発明を適用した第１実施形態に係る映像表示システムは、例えば図１に示すように構成される。この映像表示システムは、寝室の天井に設置したシルバースクリーン１に立体映像を表示するものである。映像表示システムにおいて、立体映像を表示する方式は、例えば、偏光方式を採用できる。このため、映像表示システムは、偏光フィルタ４Ｌ、４Ｒを装着したプロジェクタ２Ｌ、２Ｒを備え、観察者Ｐに対して偏光メガネ５を装着させる。偏光フィルタ４Ｌの偏光方向と偏光メガネ５の左眼部分の偏光方向とは同じであり、偏光フィルタ４Ｒの偏光方向と偏光メガネ５の右眼部分の偏光方向とは同じである。そして、映像出力装置３は、プロジェクタ２Ｌ、２Ｒのそれぞれから左眼用映像及び右眼用映像を投影させる。
【００２１】
なお、本実施形態においては、映像を投影して表示するものについて説明するが、これに限られない。すなわち、立体映像表示手段としては、自発光型のディスプレイであっても、以下に説明する効果を発揮することもできるのは勿論である。
【００２２】
この映像表示システムは、観察者Ｐが視点Ｐａから視界Ｐ’でシルバースクリーン１を見たときに、実際のシルバースクリーン１よりも手前又は奥に認識されるような仮想立体スクリーン１Ａを表示する。なお、便宜上、視点Ｐａは観察者Ｐから離間して図示している。このために、映像表示システムは、仮想立体スクリーン１Ａのための投影映像１ａをシルバースクリーン１上に投影する。この投影映像１ａは、仮想立体スクリーン１Ａを認識させる位置及び形状に応じて変形される。映像表示システムは、当該仮想立体スクリーン１Ａ上にコンテンツ映像を重畳させて表示させる。これにより、映像表示システムは、左右の視差映像を表示することにより仮想立体スクリーン１Ａを認識させ、観察者Ｐによって、仮想立体スクリーン１Ａ及び仮想立体スクリーン１Ａ上のコンテンツ映像を観察させる。
【００２３】
ここで、実際のシルバースクリーン１の表示面は、観察者Ｐから見て相当斜めに傾斜しており、そのまま投影映像１ａをプロジェクタ２Ｌ、２Ｒからシルバースクリーン１に投影した場合、映像自体も観察者Ｐには上が近く、下が遠くに感じられてしまう。したがって、正対した画面上の映像を見るのとは違い、観察者Ｐに対して違和感を与えてしまう。これに対し、映像表示システムは、シルバースクリーン１とは異なる位置、形状の仮想立体スクリーン１Ａを認識させる。例えば、映像表示システムは、観察者Ｐの視線と正対した位置に仮想立体スクリーン１Ａを認識させる。これにより、映像表示システムは、観察者Ｐにとってはあたかも正対する画面があるように感じさせ、自然なコンテンツ映像の観察が行えるようにしている。
【００２４】
映像表示システムは、図１に示すようにシルバースクリーン１に対して手前に仮想立体スクリーン１Ａを設定するのみならず、図２に示すように、シルバースクリーン１に対して奥側に仮想立体スクリーン１Ａを認識させても良い。また、映像表示システムは、図２（ａ）に示すように、平面ではなく、観察者Ｐ側に凹面を向けたドーム型の仮想立体スクリーン１Ａを表示させても良い。更に、映像表示システムは、図２（ｂ）に示すように、観察者Ｐ側に凹面を向けたアーチ型の仮想立体スクリーン１Ａを表示させても良い。
【００２５】
表示したいコンテンツ映像が平面の表示面を想定したものの場合には、図１のように仮想立体スクリーン１Ａを平面状にすることが望ましい。より映像で包囲された感覚を表現したい場合は、観察者Ｐ側を凹面とした、図２（ａ）に示す半球型又は図２（ｂ）に示すアーチ型の仮想立体スクリーン１Ａとしても良い。
【００２６】
仮想立体スクリーン１Ａの位置は、スクリーン映像データを構成する右眼用映像と左眼用映像間の視差の設定により、実際の表示面であるシルバースクリーン１よりも手前にも奥にも設置することができる。したがって、表示したいコンテンツ映像によって最適な仮想立体スクリーン１Ａの位置を選ぶことができる。
【００２７】
このような映像表示システムにおいて、映像出力装置３は、例えば図３に示すように構成される。
【００２８】
映像出力装置３は、コンテンツ映像記憶部１１、スクリーン映像記憶部１２、映像変形部１３、左眼用映像出力部１４、右眼用映像出力部１５及び操作部１６を備える。
【００２９】
コンテンツ映像記憶部１１は、映画等のコンテンツ映像データを蓄積している。コンテンツ映像データは、例えば平面映像を表示する映像データであっても良く、立体映像を表示する映像データであっても良い。コンテンツ映像データは、操作部１６の操作に応じて、映像変形部１３により読み出される。
【００３０】
スクリーン映像記憶部１２は、スクリーン映像データを蓄積している。スクリーン映像データは、仮想立体スクリーン１Ａの観察者Ｐに対する位置、形状を含むデータである。スクリーン映像データは、右眼用映像と左眼用映像間の視差の設定を含み、実際の表示面であるシルバースクリーン１よりも手前にも奥にも仮想立体スクリーン１Ａを位置させることができる。このスクリーン映像データは、例えば上述したように、平面、ドーム型、アーチ型のような仮想立体スクリーン１Ａをテンプレートデータである。スクリーン映像データは、操作部１６の操作に応じて、映像変形部１３により読み出される。
【００３１】
映像変形部１３は、観察者Ｐの位置から見たシルバースクリーン１の映像表示面の立体形状とは異なる立体形状の仮想立体スクリーン１Ａの位置及び形状に基づいて、当該仮想立体スクリーン１Ａを表示するスクリーン映像データを作成する。これは、スクリーン映像データ作成手段に相当する。
【００３２】
映像変形部１３は、スクリーン映像記憶部１２からスクリーン映像データを読み出し、必要に応じて操作部１６の操作に従って当該スクリーン映像データを補正する。例えば、映像変形部１３は、仮想立体スクリーン１Ａを近く又は遠くする場合には、スクリーン映像データを構成する右眼用映像と左眼用映像の視差を変更する。また、映像変形部１３は、スクリーン映像データの輪郭形状の変更、スクリーン映像データの一部の奥行きを変更するなどの処理を行う。
【００３３】
映像変形部１３は、コンテンツ映像データを、仮想立体スクリーンの形状に基づいて仮想立体スクリーン上にマッピングするよう変形する。これは、映像変形手段に相当する。映像変形部１３は、作成したスクリーン映像データにより規定される仮想立体スクリーン１Ａの形状となるように、コンテンツ映像データを描画する。これにより、映像変形部１３は、仮想立体スクリーン１Ａ上にコンテンツ映像が貼り付けられた状態とする。映像変形部１３は、右眼用映像のコンテンツ映像データと左眼用映像としてコンテンツ映像データとを作成する。映像変形部１３は、左眼用映像のコンテンツ映像データを左眼用映像出力部１４に供給し、右眼用映像のコンテンツ映像データを右眼用映像出力部１５に供給する。
【００３４】
映像変形部１３は、映像変形の際に、２次元平面状のコンテンツ映像データと両眼視差画像である仮想立体スクリーン１Ａの画素との対応関係を記述したマッピング変換テーブルを用いても良い。これにより、映像変形部１３は、コンテンツ映像データの画素を、仮想立体スクリーン１Ａの画素に変換する。映像変形部１３は、映像変形処理を簡略化すると共に、画像変換専用の機器を用いることができ、コンテンツ映像データの入出力に対するレスポンスを向上させることができる。映像変形部１３は、複数種類の仮想立体スクリーン１Ａごとに、コンテンツ映像データを変換する前の座標と変換後の座標との対応テーブルを記憶しておく。そして、仮想立体スクリーン１Ａが選択されると、コンテンツ映像データの読み出し後に、コンテンツ映像データの座標から画素データを読み出して、変換後の座標に当該画素データを置き換える。
【００３５】
左眼用映像出力部１４は、左眼用映像のコンテンツ映像データをプロジェクタ２Ｌに供給する。右眼用映像出力部１５は、右眼用映像のコンテンツ映像データをプロジェクタ２Ｒに供給する。これにより、映像出力装置３は、プロジェクタ２Ｌから左眼用映像のコンテンツ映像を投影し、プロジェクタ２Ｒから右眼用映像のコンテンツ映像を投影する。
【００３６】
このように、シルバースクリーン１（立体映像表示手段）は、映像変形部１３（スクリーン映像データ作成手段）により作成された仮想立体スクリーン１Ａ上に対して映像変形部１３（映像変形手段）により変形されたコンテンツ映像を重畳して表示させる。
【００３７】
上述した映像出力装置３の動作の一例を、図４を参照して説明する。
【００３８】
先ずステップＳ１において、映像変形部１３は、仮想立体スクリーン１Ａの形状が未設定又は更新があったか否かを判定する。映像変形部１３は、肯定判定をした場合にはステップＳ２に処理を進め、否定判定をした場合にはステップＳ３に処理を進める。
【００３９】
ステップＳ２において、映像変形部１３は、仮想立体スクリーン１Ａの形状データを取得する。このとき、映像変形部１３は、例えば、操作部１６の操作により平面の仮想立体スクリーン１Ａが指定された場合には、スクリーン映像記憶部１２に記憶されたテンプレートとしての平面の仮想立体スクリーン１Ａの形状データを読み出す。映像変形部１３は、これに限らず、仮想立体スクリーン１Ａの形状を指定する情報が入力されたことに応じて、仮想立体スクリーン１Ａの形状データを生成しても良い。更に、映像変形部１３は、外部記憶媒体又はネットワークケーブルを介してスクリーン映像データを取得しても良い。
【００４０】
ステップＳ３において、映像変形部１３は、仮想立体スクリーン１Ａの位置が未設定又は更新があったか否かを判定する。映像変形部１３は、肯定判定をした場合にはステップＳ４に処理を進め、否定判定をした場合にはステップＳ５に処理を進める。
【００４１】
ステップＳ４において、映像変形部１３は、仮想立体スクリーン１Ａの位置データを取得する。このとき、映像変形部１３は、例えば、操作部１６の操作により、観察者Ｐに対する仮想立体スクリーン１Ａの距離及び表示面の向き、又は、仮想立体スクリーン１Ａの中心位置が指定されたことに応じて、仮想立体スクリーン１Ａの位置データを取得する。ここで、映像変形部１３は、観察者Ｐに対する仮想立体スクリーン１Ａの距離に応じて、左眼用映像の仮想立体スクリーン１Ａと右眼用映像の仮想立体スクリーン１Ａとの視差を調整する。また、仮想立体スクリーン１Ａの向きは、例えば、観察者Ｐに正対する位置を選択できる。このとき、観察者Ｐの視線方向に正対する仮想立体スクリーン１Ａの生成は、３次元空間で、視線方向を法線に持つ平面を作り、（視線方向から見て）必要な形に仮想立体スクリーン１Ａを切り出せばよい。なお、映像変形部１３は、スクリーン映像記憶部１２に記憶されたテンプレートとしての仮想立体スクリーン１Ａの位置を読み出して、位置データとして取得しても良い。
【００４２】
ステップＳ５において、映像変形部１３は、仮想立体スクリーン１Ａのスクリーン映像データが未生成又は要更新か否かを判定する。映像変形部１３は、肯定判定をした場合には、ステップＳ６に処理を進め、否定判定をした場合には、ステップＳ７に処理を進める。
【００４３】
ステップＳ６において、映像変形部１３は、仮想立体スクリーン１Ａのスクリーン映像データを生成又は更新する。このとき、映像変形部１３は、ステップＳ２，ステップＳ４にて取得された形状データ及び／又は位置データを用いて、仮想立体スクリーン１Ａのスクリーン映像データを生成又は更新する。映像変形部１３は、形状データに従って、仮想立体スクリーン１Ａの形状を変更する。映像変形部１３は、位置データに従って、右眼用映像の仮想立体スクリーン１Ａと左眼用映像の仮想立体スクリーン１Ａとの視差を調整する。
【００４４】
ステップＳ７において、映像変形部１３は、コンテンツ映像を提示するためのコンテンツ映像データを取得する。このとき、映像変形部１３は、例えば、操作部１６の操作により、予めコンテンツ映像記憶部１１に記憶されているコンテンツ映像データが指定されたことに応じて、当該コンテンツ映像データを取得する。また、映像変形部１３は、外部記憶媒体又はネットワークケーブルを介してコンテンツ映像データを取得しても良い。
【００４５】
次のステップＳ８において、映像変形部１３は、ステップＳ７にて取得したコンテンツ映像データの輝度が均一か否かを判定する。映像変形部１３は、肯定判定をした場合にはステップＳ９に処理を進め、否定判定をした場合には処理をステップＳ１０に進める。
【００４６】
ステップＳ９において、映像変形部１３は、仮想立体スクリーン１Ａのスクリーン映像データに対して陰影を付与する画像処理、スクリーン映像データの輝度値を補正する画像処理を行う。仮想立体スクリーン１Ａに陰影を付与することにより、観察者Ｐは、シルバースクリーン１に対して異なる位置及び形状の仮想立体スクリーン１Ａを、より確かに認識できる。また、仮想立体スクリーン１Ａの輝度を補正して、観察者Ｐが、より確かに仮想立体スクリーン１Ａを認識させることができる。
【００４７】
次のステップＳ１０において、映像変形部１３は、仮想立体スクリーン１Ａ上にコンテンツ映像をマッピングさせる。これにより、映像変形部１３は、コンテンツ映像を仮想立体スクリーン１Ａの形状に合わせて変形させる。このマッピング処理は、右眼用映像の仮想立体スクリーン１Ａと、左眼用映像の仮想立体スクリーン１Ａとのそれぞれについて行われる。これにより、映像変形部１３は、観察者Ｐと仮想立体スクリーン１Ａとの距離に応じた視差が設けられた右眼用映像であるコンテンツ映像データと、左眼用映像であるコンテンツ映像データとを作成する。
【００４８】
次のステップＳ１１において、映像変形部１３は、ステップＳ１０にて変形されたコンテンツ映像データを左眼用映像出力部１４及び右眼用映像出力部１５に出力する。このとき、映像変形部１３は、左眼用映像であるコンテンツ映像データを左眼用映像出力部１４に出力し、右眼用映像であるコンテンツ映像データを右眼用映像出力部１５に出力する。
【００４９】
なお、映像変形部１３は、シルバースクリーン１の輝度、すなわち投影映像１ａの表示面輝度が不均一である場合には、仮想立体スクリーン１Ａの輝度を均一にするように、コンテンツ映像データの輝度を補正しても良い。これにより、映像変形部１３は、シルバースクリーン１の輝度が不均一であることがコンテンツ映像データに影響を与えることがない。
【００５０】
以上のように、映像変形部１３は、観察者Ｐと仮想立体スクリーン１Ａとの距離に応じて右眼用映像の仮想立体スクリーン１Ａと左眼用映像の仮想立体スクリーン１Ａとの視差を設定し、各仮想立体スクリーン１Ａについてコンテンツ映像をマッピングする。これにより、映像変形部１３は、仮想立体スクリーン１Ａ上にコンテンツ映像を表示したかのような視覚的効果を有する投影映像１ａをシルバースクリーン１に投影できる。したがって、この映像表示システムによれば、観察者Ｐに対して実際の表示面とは異なる位置及び形状の仮想立体スクリーン１Ａを認識させることにより、観察者Ｐに違和感の無い映像を提示することができる。
【００５１】
また、この映像表示システムによれば、実際に設置したり、形状を変更したりするのが困難な現実のスクリーンの代わりに、立体映像としての仮想立体スクリーン１Ａを表示し、そこにコンテンツ映像を表示する。これにより、映像表示システムによれば、スクリーン設置に関する制約を解消する。すなわち、観察者Ｐに実際の表示面とは別の位置・形状の仮想立体スクリーン１Ａを立体映像として視認させることにより、観察者Ｐに適切な映像を表示するためのスクリーン設置に対する自由度を向上する。
【００５２】
図１に示したような寝室の天井面ではなく、図５に示すように、観察者Ｐの正面にある壁面にシルバースクリーン１を設置した場合には、そのまま映像を投影したのでは、観察者Ｐには上側が遠く、下側が近くに感じられてしまう。これに対し、映像表示システムは、正対する平面を仮想立体スクリーン１Ａとして設定し、観察者Ｐにはあたかも正対するスクリーンがあるように感じられ、自然にコンテンツ映像を観察させることができる。
【００５３】
なお、本実施例では、立体映像表示の方法として、左右の視差映像を、シルバースクリーン１に偏光方式で投影し、偏光メガネ５によって観察者Ｐに立体映像を認識させているが、立体映像を表示することができる任意の方法を用いることができる。例えば、左右の視差映像を利用するものとしては、液晶ディスプレイにスリット状の偏光フィルタを装着し、偏光メガネ５で映像を観察させるものが挙げられる。
【００５４】
また、赤、青などの色光と色メガネを用いたアナグリフ、ＲＧＢの各色のスペクトルを左右でずらした分光方式、レンチキュラーレンズを用いたメガネを装着させない立体視方式などが挙げられる。更に、左右の視差映像でなく、多視点の映像を利用したメガネを装着させない立体視方式などでも、観察者Ｐに仮想立体スクリーン１Ａを認識させることができればよく、各種の方法に応じたコンテンツ映像のマッピングを映像変形部１３で行えばよい。これにより、映像表示システムは、図６に示すように、観察者Ｐに偏光メガネ５を装着させることなしに、仮想立体スクリーン１Ａを認識させて、コンテンツ映像を提示することができる。
【００５５】
更に、映像表示システムは、図１に示したように平面の仮想立体スクリーン１Ａに限らず、任意形状の仮想立体スクリーン１Ａを認識させることができる。すなわち、上述したように、右眼用映像の仮想立体スクリーン１Ａと左眼用映像の仮想立体スクリーン１Ａとの視差を調整することにより、図７に示すように、仮想立体スクリーン１Ａの形状を球面状に認識させることもできる。
【００５６】
［第２実施形態］
つぎに、第２実施形態に係る映像表示システムについて説明する。なお、上述の第１実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００５７】
第２実施形態に係る映像表示システムは、シルバースクリーン１に表示される仮想立体スクリーン１Ａの輪郭又は形状を観察者Ｐに認識させるように、仮想立体スクリーン１Ａの輪郭部分に対して視覚的な加工を施すものである（映像加工手段）。この映像表示システムは、図８に示すように、プロジェクタ２Ｌ、２Ｒからシルバースクリーン１に対して、輪郭部分を含む投影映像１ａを投影する。これにより、映像表示システムは、輪郭部分１Ｂを含む仮想立体スクリーン１Ａを観察者Ｐに認識させることができる。
【００５８】
映像表示システムは、図９に示すように、シルバースクリーン１に対して奥側に輪郭部分１Ｂを含む仮想立体スクリーン１Ａを認識させても良い。また、映像表示システムは、図９（ａ）に示すように、平面ではなく、観察者Ｐ側に凹面を向けたドーム型の仮想立体スクリーン１Ａに輪郭部分１Ｂを含めて表示させても良い。更に、映像表示システムは、図９（ｂ）に示すように、観察者Ｐ側に凹面を向けたアーチ型の仮想立体スクリーン１Ａに輪郭部分１Ｂを含めて表示させても良い。更に、図１０に示すように、映像表示システムは、寝室の天井面ではなく、正対する平面を仮想立体スクリーン１Ａとして設定して、仮想立体スクリーン１Ａに輪郭部分１Ｂを設けても良い。
【００５９】
映像表示システムは、図１１に示すように、シルバースクリーン１よりも手前に確実に仮想立体スクリーン１Ａを認識させるために、仮想立体スクリーン１Ａに立体型輪郭部分１Ｃを含めても良い。この立体型輪郭部分１Ｃは、仮想立体スクリーン１Ａのコンテンツ表示面に対して、観察者Ｐ側に凸形状となっている。また、立体型輪郭部分１Ｃは、テレビ画面のように仮想立体スクリーン１Ａを縁取りした形状であってもよく、額縁のように任意の形状であっても良い。
【００６０】
また、映像表示システムは、図１２（ａ）に示すように、平面ではなく、観察者Ｐ側に凹面を向けたドーム型の仮想立体スクリーン１Ａに立体型輪郭部分１Ｃを含めて表示させても良い。更に、映像表示システムは、図１２（ｂ）に示すように、観察者Ｐ側に凹面を向けたアーチ型の仮想立体スクリーン１Ａに立体型輪郭部分１Ｃを含めて表示させても良い。更に、図１３に示すように、映像表示システムは、寝室の天井面ではなく、正対する平面を仮想立体スクリーン１Ａとして設定して、仮想立体スクリーン１Ａに立体型輪郭部分１Ｃを設けても良い。
【００６１】
このように、仮想立体スクリーン１Ａに輪郭部分１Ｂ又は立体型輪郭部分１Ｃを付加する処理は、図３における映像変形部１３によって行われる。映像変形部１３は、図４に示すステップＳ６において、仮想立体スクリーン１Ａを生成するときに、仮想立体スクリーン１Ａの輪郭部に輪郭部分１Ｂ又は立体型輪郭部分１Ｃに相当する映像を追加する。輪郭部分１Ｂ又は立体型輪郭部分１Ｃは、ステップＳ２の形状データの取得によって選択される。このとき、映像変形部１３は、輪郭部分１Ｂを追加するときには、仮想立体スクリーン１Ａの輪郭部に対して、黒色にするなどの視覚的な加工を施す。また、映像変形部１３は、立体型輪郭部分１Ｃを追加するときには、仮想立体スクリーン１Ａの輪郭部分においてのみ、右眼用映像の仮想立体スクリーン１Ａと左眼用映像の仮想立体スクリーン１Ａの視差を変更する。
【００６２】
以上のように、映像表示システムによれば、観察者Ｐに正対する平面を仮想立体スクリーン１Ａとして認識されるように輪郭を強調した左右の視差映像のスクリーン映像データを生成して、そこに視聴用のコンテンツ映像をマッピングする。これにより、観察者Ｐにはあたかも正対する仮想立体スクリーン１Ａがあるように感じられ、自然な映像観察が行えるようにしている。
【００６３】
表示したいコンテンツ映像が平面の画面を想定したものの場合には、上記のように仮想立体スクリーン１Ａを平面状にするのが望ましい。より映像で包囲された感覚を表現したい場合は、仮想立体スクリーン１Ａを観察者Ｐを内側としてアーチ上に湾曲させてもよく、また図９、図１２に示すように半球状にしてもよい。仮想立体スクリーン１Ａの位置は、視差の設定により、実際の表示面であるシルバースクリーン１よりも手前にも奥にも設置することができるので、表示したいコンテンツ映像によって最適な位置を選ぶことができる。
【００６４】
曲面の仮想立体スクリーン１Ａとし、かつコンテンツ映像の輝度が均一な場合には、輪郭部分１Ｂ又は立体型輪郭部分１Ｃを表示させても、仮想立体スクリーン１Ａの形状が認識しにくい。しかし、適当な仮想光源を設定し、仮想照明による陰影を仮想立体スクリーン１Ａに加えることで、観察者Ｐに仮想立体スクリーン１Ａの形状を強調して認識させることもできる。
【００６５】
また、寝室の天井面ではなく、図１３に示すように、観察者Ｐが寝そべった状態における正面などの壁面にシルバースクリーン１を設置してもよい。
【００６６】
なお、本実施例では、立体映像表示の方法として、左右の視差映像を、シルバースクリーン１に偏光方式で投影し、偏光メガネ５によって観察者Ｐに立体映像を認識させているが、立体映像を表示することができる任意の方法を用いることができる。左右の視差映像でなく、多視点の映像を利用した偏光メガネ５を装着させない立体視方式などでも、観察者Ｐに仮想立体スクリーン１Ａを認識させることができればよく、用いる方法に応じたコンテンツ映像のマッピングを映像変形部１３で行えばよい。
【００６７】
また、映像変形部１３は、仮想立体スクリーン１Ａの輪郭や形状を強調するための輝度変換も輝度補正用のマッピング変換テーブルを用いて同時に行うこととしても良い。
【００６８】
［第３実施形態］
つぎに、第３実施形態に係る映像表示システムについて説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００６９】
第３実施形態に係る映像表示システムは、シルバースクリーン１にコンテンツ映像を表示させているときに、仮想立体スクリーン１Ａの形状を変化させる（仮想立体スクリーン形状変更手段）。映像表示システムにおける映像変形部１３（スクリーン映像データ作成手段）は、変更された仮想立体スクリーン１Ａの形状に基づいて、当該仮想立体スクリーン１Ａを表示するスクリーン映像データを変更する。映像変形部１３（映像変形手段）は、当該変更された仮想立体スクリーン１Ａの形状に基づいて仮想立体スクリーン１Ａ上にコンテンツ映像データをマッピングするよう変形する。
【００７０】
具体的には、図４に示したステップＳ１において仮想立体スクリーン１Ａの更新があった場合、映像変形部１３は、ステップＳ６においてスクリーン映像データを更新する。その後、映像変形部１３は、ステップＳ１０において、更新した仮想立体スクリーン１Ａに対してコンテンツ映像データをマッピングする。
【００７１】
このような映像表示システムは、図１４に示すように、寝室の天井に設置したシルバースクリーン１に対して、偏光フィルタ４Ｌ、４Ｒを装着したプロジェクタ２Ｌ、２Ｒにより、左右の視差映像を調整して波状の仮想立体スクリーン１Ａを投影する。これにより、観察者Ｐは、偏光メガネ５を介して、仮想立体スクリーン１Ａ及び仮想立体スクリーン１Ａ上のコンテンツ映像を観察することができる。
【００７２】
ここで、実際のシルバースクリーン１の映像表示面は変形しないが、映像変形部１３は、仮想立体スクリーン１Ａを波打たせるように変形する。これにより、観察者Ｐから見ると、水中から水面を見ているような効果を生じさせることができる。
【００７３】
また、映像表示システムは、図１５に示すように、観察者Ｐが立って床面に設置したシルバースクリーン１を観察するように構成しても良い。この場合、例えば、仮想立体スクリーン１Ａとしての水面を上から見ているような効果を生じさせることもできる。
【００７４】
更に、図１６に示すように、２つの状態を交互に切り換えることで仮想立体スクリーン１Ａの形状を変更させても良い。例えば、仮想立体スクリーン１Ａの表面を膨張及び収縮する球面としたい場合、拍動のようなリズムで図１６（ａ）の仮想立体スクリーン１Ａと図１６（ｂ）の仮想立体スクリーン１Ａとを切り替えて、観察者Ｐに脈動を感じさせることもできる。このとき、映像表示システムは、図１６（ａ）示す小さい球面の仮想立体スクリーン１Ａと、図１６（ｂ）に示す大きい球面の仮想立体スクリーン１Ａとを交互に表示させる。
【００７５】
映像変形部１３は、視差の設定を変更することにより、観察者Ｐに対する仮想立体スクリーン１Ａの位置を、実際の表示面であるシルバースクリーン１よりも手前にも奥にも設置することができる。これにより、観察者Ｐは、表示したいコンテンツ映像によって最適な仮想立体スクリーン１Ａの位置を選ぶことができる。
【００７６】
以上のように、この映像表示システムによれば、投影映像１ａをシルバースクリーン１に表示しているときに仮想立体スクリーン１Ａの形状を変化させることができる。これにより、映像表示システムによれば、コンテンツ映像自体を変化させなくても、仮想立体スクリーン１Ａの変形により独特の効果を観察者Ｐに与えることができる。
【００７７】
なお、本実施例では、立体映像表示の方法として、左右の視差映像を、シルバースクリーン１に偏光方式で投影し、偏光メガネ５によって観察者Ｐに立体映像を認識させているが、立体映像を表示することができる任意の方法を用いることができる。また、映像表示システムは、後述する第４実施形態のように、複数の観察者Ｐ１，Ｐ２に対して提示する仮想立体スクリーン１Ａ−ａ、仮想立体スクリーン１Ａ−ｂも、本実施形態のように変形しても良いことは勿論である。
【００７８】
また、この映像表示システムによれば、映像を提示しているときに、観察者Ｐの位置が変更したことに応じて、仮想立体スクリーン１Ａの形状、向きを変更しても良い。このために、映像表示システムは、観察者Ｐの位置センサを備え、当該位置センサの出力に応じて、映像変形部１３が仮想立体スクリーン１Ａの更新を行う。
【００７９】
［第４実施形態］
つぎに、第４実施形態に係る映像表示システムについて説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００８０】
第４実施形態に係る映像表示システムは、複数の観察者に対応して、仮想立体スクリーン１Ａの形状データを変化させ、当該形状が変化した仮想立体スクリーン１Ａ上に表示したコンテンツ映像を対応する観察者Ｐに観察させるものである。
【００８１】
この映像表示システムは、図１７に示すように、複数の観察者Ｐ１，Ｐ２のそれぞれに対して、正対した仮想立体スクリーン１Ａを認識させて、各コンテンツ映像を表示することができる。このために、映像表示システムは、観察者Ｐ１と正対してコンテンツ映像を表示するための仮想立体スクリーン１Ａ−ａと、観察者Ｐ２と正対してコンテンツ映像を表示するための仮想立体スクリーン１Ａ−ｂとを表示する。
【００８２】
仮想立体スクリーン１Ａ−ａは、観察者Ｐ１に正対した向きになるよう表示される。仮想立体スクリーン１Ａ−ｂは、観察者Ｐ２に正対した向きになるよう表示される。また、仮想立体スクリーン１Ａ−ａと仮想立体スクリーン１Ａ−ｂとは、各観察者Ｐから見て、同じサイズ、位置で表示することができる。
【００８３】
このような映像表示システムは、映像変形部１３によって、仮想立体スクリーン１Ａ−ａのスクリーン映像データと、仮想立体スクリーン１Ａ−ｂのスクリーン映像データとを作成する。そして、映像変形部１３は、仮想立体スクリーン１Ａ−ａに観察者Ｐ１のためのコンテンツ映像をマッピングする。映像変形部１３は、仮想立体スクリーン１Ａ−ｂに観察者Ｐ２のためのコンテンツ映像をマッピングする。
【００８４】
映像表示システムは、複数の観察者Ｐ１，Ｐ２の各々に同期して、仮想立体スクリーン１Ａ−ａ、仮想立体スクリーン１Ａ−ｂを変形させ、観察者Ｐごとの視差映像を時分割方式で提示する。すなわち、観察者Ｐ１に対して第１シャッターメガネ６ａを装着させ、観察者Ｐ２に対して第２シャッターメガネ６ｂを装着させる。観察者Ｐ１に対して仮想立体スクリーン１Ａ−ａ上にコンテンツ映像を表示している期間に第１シャッターメガネ６ａを映像が見える状態とする。一方、観察者Ｐ２に対して仮想立体スクリーン１Ａ−ｂ上にコンテンツ映像を表示している期間に第２シャッターメガネ６ｂを映像が見える状態とする。この同期方法としては、映像出力装置３が、プロジェクタ２Ｌ、２Ｒの映像切り替えタイミングと、第１シャッターメガネ６ａ及び第２シャッターメガネ６ｂの開閉タイミングを同期させる。
【００８５】
これにより、映像表示システムは、上述した映像表示システムと同じ台数のプロジェクタ２Ｌ、２Ｒで複数の観察者Ｐ１，Ｐ２に対して仮想立体スクリーン１Ａ上のコンテンツ映像を提供できる。
【００８６】
なお、本実施例では、立体映像表示の方法として、シャッターメガネ６による時分割方式を用いているが、観察位置の異なる観察者Ｐ１，Ｐ２に別々の立体映像を表示することができる任意の方法を用いることができる。左右の視差映像を利用するものとしては、ＲＧＢのスペクトルを観察者Ｐ１，Ｐ２それぞれに左右でずらした分光方式を用いることができる。また、左右の視差映像でなく、多視点の映像を利用したメガネを装着させない立体視方式でもよい。
【００８７】
また、図１７に示すように、各観察者Ｐ１，Ｐ２の位置がベッド上付近で動かないことを想定しているが、観察者Ｐの位置のセンシングを行い、仮想立体スクリーン１Ａの位置及び形状を随時更新することにより、観察者Ｐの移動にも対応できる。また、寝室の天井面ではなく、正面などの壁面のシルバースクリーン１に投影しても良い。更に、天井と壁面の両者を含む領域に投影することもできる。更に、プロジェクタによる投影方向や表示位置を動かした場合には、その方向や位置をセンシングして、仮想立体スクリーン１Ａの位置及び形状を随時更新しても良い。
【００８８】
［第５実施形態］
つぎに、第５実施形態に係る映像表示システムについて説明する。なお、上述の第１実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００８９】
第５実施形態に係る映像表示システムは、コンテンツ映像データを立体映像データとし、映像変形部１３（映像変形手段）が、スクリーン映像データとコンテンツ映像データとの立体映像を合成する比率を設定するものである。
【００９０】
この映像表示システムは、例えば図１８に示すように、仮想立体スクリーン１Ａに対してコンテンツ映像１Ｄが奥に位置するように、スクリーン映像データとコンテンツ映像データとの合成比率を設定している。
【００９１】
具体的には、左右の視差映像として波状の仮想立体スクリーン１Ａを投影し、観察者Ｐは、偏光メガネ５を介して、仮想立体スクリーン１Ａ及び仮想立体スクリーン１Ａ上のコンテンツ映像１Ｄを観察できる。仮想立体スクリーン１Ａは波面のように形状を変形してなり、コンテンツ映像１Ｄは船である。当該波面の仮想立体スクリーン１Ａ上に、コンテンツ映像１Ｄである船が浮かんでいるように合成されている。また、船の立体映像を表示する際に、仮想立体スクリーン１Ａにおける表示面の波打ちに合わせて、船の表示位置を前後させることもできる。更に、仮想立体スクリーン１Ａ面の上と下で比率を変えることにより、水面の効果を際立たせることができる。
【００９２】
更に、図１９に示すように、観察者Ｐが立って床面に設置したシルバースクリーン１を観察するように構成し、仮想立体スクリーン１Ａの表示面を地球を模擬する球面とする。そして、当該球面上に、建築物や山などのコンテンツ映像１Ｄを配置する。これにより、迫力のある映像を観察者Ｐに感じさせることもできる。なお、仮想立体スクリーン１Ａに対するコンテンツ映像１Ｄの位置は、視差の設定により、仮想立体スクリーン１Ａよりも手前にも奥にも設置することができる。
【００９３】
ここで、コンテンツ映像データであってスクリーン映像データと合成される立体映像が、３次元モデルから生成されるものであれば、映像変形部１３は、仮想立体スクリーン１Ａの形状に対して、コンテンツ映像の位置や倍率を変化させて合成する。
【００９４】
一方、コンテンツ映像が、立体カメラで撮影された視差映像のようなものである場合、仮想立体スクリーン１Ａの形状にあわせて、コンテンツ映像における部分的な視差を変化させたり、輝度を変化させたりして合成すればよい。
【００９５】
以上のように、映像表示システムによれば、映像変形部１３によって、スクリーン映像データとコンテンツ映像データとの合成の際の比率を設定可能とすることで仮想立体スクリーンとコンテンツ映像との位置関係を変更できる。したがって、この映像表示システムによれば、観察者Ｐに違和感がない適切且つ迫力のある立体映像を提示することができる。
【００９６】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００９７】
Ｐ  観察者
１  シルバースクリーン
１Ａ  仮想立体スクリーン
１Ｂ  輪郭部分
１Ｃ  立体型輪郭部分
１Ｄ  コンテンツ映像
１ａ  投影映像
２Ｌ、２Ｒ  プロジェクタ
３  映像出力装置
４Ｌ、４Ｒ  偏光フィルタ
５  偏光メガネ
６ａ  第１シャッターメガネ
６ｂ  第２シャッターメガネ
１１  コンテンツ映像記憶部
１２  スクリーン映像記憶部
１３  映像変形部
１４  左眼用映像出力部
１５  右眼用映像出力部
１６  操作部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2011151676.tif 000016
【図１５】
2011151676.tif 000017
【図１６】
2011151676.tif 000018
【図１７】
2011151676.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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