Controlling Particle Motion and Attribute Change by Fuzzy Control

퍼지제어에 의한 파티클 움직임 및 속성변화 제어

A particle system is defined as a collection of primitive particles that together represent irregular and ever-changing objects such as smoke, clouds, waterfalls, and explosions. A particle system can be a powerful tool for modeling a deformable object's motion and change of form since it has dynamic properties with time. As an object becomes more complicated and shows more chaotic behavior, however, we need much more parameters for describing its characteristics completely. Consequently, the conventional particle system leads to difficulty in managing all of the parameters properly since one parameter can affect the others. Moreover, motion equations for representing particles' behavior are usually approximated to gain speed-ups. The inevitable errors in calculating the equations can cause an unexpected outcome. In this paper, we present a new approach of applying fuzzy contol to mage particles' motion and attributes changes over time. We also give an implementation result of a fuzzy particle system to show the feasibility of the proposed method. Applications of the system to explosions, nebulae, volcanos, and grass are presented.

파티클시스템은 비정형적 물체를 표현하기 위해 모인 기본 파티클들의 집합으로 정의된다. 파티클시스템은 시간에 대해 동적인 성질을 가지므로 연기, 구름, 폭포, 폭발 등과 같이 비정형적이고 시간의 흐름에 따라 변화하는 물체를 표현하기 적합한 모델링방법이다. 그러나 표현하고자하는 물체의 모양이나 변화의 양상이 복잡한 경우 이를 조정하기 위하여 많은 수의 파라미터가 필요하게 되고, 이들 파라미터들의 상호영향을 고려하며 적절히 조절하기가 매우 어려워지게 된다. 또한 파티클의 움직임과 변화를 계산하기 위하여 운동방정식 및 변화함수를 근사화하여 사용하는데 이는 근원적인 부정확성(inaccuracy)을 내포하므로 이런 부정확성을 포함하고 있는 다수의 요인이 결합되었을 때 나타나는 궁극적 결과를 파악하기 어렵다. 본 논문에서는 이런 문제를 해결하기 위하여 기존의 파티클시스템에서의 파티클의 운동 및 변화를 제어하는 데에 퍼지제어기법을 도입하는 새로운 접근방식을 제안하고, 시스템을 구현하여 폭발장면 등을 대상으로 하여 실험한다.