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Hexagonal Grid Shadow Generation using Bézier Curves

베지어 곡선을 활용한 육각 그리드의 그림자 생성 방법

  • 김민석 (동아대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 남택관 (동아대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 박영진 (동아대학교 컴퓨터공학과)
  • Received : 2023.04.13
  • Accepted : 2023.05.23
  • Published : 2023.05.31
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Abstract

The hexagonal grid structure has been studied for processing and representing spatial information data in Geographic Information Systems. Visualization using a hexagonal grid has high visibility compared to other grid representation methods. However, it is difficult to effectively convey quantitative data and differences between grids depending on the geospatial data represented. In this paper, we propose a method to visually emphasize the hexagonal grid by generating shadow on the outside of the hexagonal grid. To do so, we offset the outer line segments of the hexagonal grid to be emphasized and generate a Bézier curve based on that information to determine the final shadow shape. We also apply variable transparency toward the edges of the shadow because the shadow gradually fades away from the hexagonal grid. We have shown that the proposed method can effectively generate shadow areas given not only a single hexagonal grid but also multiple hexagonal grids and can generate various shadow shapes based on user interface inputs. We apply the proposed method to Yongsan-gu, one of the districts of Seoul, and show the results of visually emphasizing it after generating shadow using the proposed method.

육각 그리드(hexagonal grid) 구조는 지리정보시스템에서 공간정보 데이터를 처리하고 표현하기에 우수하여 많은 연구가 이루어지고 있다. 육각 그리드를 이용한 시각화는 다른 그리드 표현 방법 대비 시인성이 높지만, 이에 표현된 공간정보 데이터에 따라 양적 정보와 그리드 간 데이터 차이를 효과적으로 전달하는 데 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 육각 그리드 외곽에 그림자를 생성하여 시각적으로 육각 그리드를 강조하는 방법을 제안한다. 이를 위해 강조하고자 하는 육각 그리드들의 최외곽 선분들을 오프셋 시키고, 그 정보를 바탕으로 베지어 곡선을 생성하여 최종적인 그림자 형상을 결정한다. 그림자는 육각 그리드에서 멀어질수록 서서히 옅어진다는 특성을 활용하여, 그림자의 가장자리로 갈수록 투명도를 가변적으로 적용한다. 제안하는 방법을 이용하여 하나의 육각 그리드뿐만 아니라 여러 개의 육각 그리드가 주어지더라도 그림자 영역을 효과적으로 생성할 수 있음을 보였으며, 사용자 인터페이스의 입력에 따라 다양한 그림자 형상을 생성할 수 있다. 서울특별시의 행정구 중 용산구에 제안하는 방법을 활용하여 그림자를 생성한 후 시각적으로 강조한 결과를 보인다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2023년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임 (No. RS-2022-00165809).

References

  1. X. He and W. Jia, "Hexagonal Structure for Intelligent Vision," 2005 International Conference on Information and Communication Technologies (ICICT), pp. 52-64, Karachi, Pakistan, Aug. 2005. 
  2. 이상재, 손승오, 박준영, "빅데이터 기반 최적 퍼스널 모빌리티 서비스지역 도출 연구," 대한교통학회 제 84회 학술대회, 293-294쪽, 서울, 한국, 2021년 2월 
  3. 정동원, "육각형 격자를 사용한 부드러운 경로 생성," 한국항공우주학회지, 제39권, 제12호, 1124-1132쪽, 2011년 12월  https://doi.org/10.5139/JKSAS.2011.39.12.1124
  4. Q. Hu, L. Ming, R. Xi, L. Chen, C. S. Jensen and B. Zheng, "SOUP: A Fleet Management System for Passenger Demand Prediction and Competitive Taxi Supply," 2021 IEEE 37th International Conference on Data Engineering (ICDE), pp. 2657-2660, Chania, Greece, Apr. 2021. 
  5. T. Trautner, M. Sbardellati, S. Stoppel and S. Bruckner, "Honeycomb Plots: Visual Enhancements for Hexagonal Maps," Vision, Modeling, and Visualization 2022 (VMV2022), pp. 65-73, Sep. 2022. 
  6. T. Akenine-Moller, E. Haines, N. Hoffman, A. Pesce, M. Iwanicki, S. Hillaire, Real-time rendering, CRC Press, pp. 717-781, 2019. 
  7. G. Farin, D, Hansford, The Essentials of CAGD, CRC Press, pp. 33-90, 2000. 
  8. Cesium(2011). https://cesium.com (accessed Feb., 15, 2023). 
  9. W. Yuan and S. Jianwei, "Research on Visualization Method of Large-scale User Location Distribution Based on CesiumJS," 2021 International Conference on Computer Engineering and Application (ICCEA), pp. 126-130, Kunming, China, Jun. 2021. 
  10. T. Hu, J. Fan, H. He, L. Qin and G. Li, "Mashup Scheme Design of Map Tiles Using Lightweight Open Source Webgis Platform," International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences (ISPRS), vol. 42, no. 3, pp. 565-571, Apr. 2018.  https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLII-3-565-2018
  11. A. Alattas, M. de Vries, M. Meijers, S. Zlatanova and P. van Oosterom, "3D pgRouting and visualization in Cesium JS using the integrated model of LADM and IndoorGML," FIG Working Week 2021, Jun. 2021. 
  12. C. Wu, M. Chen, D. Wu, J. Ma, J. Xu and B. Ma, "Work-in-Progress-Design Method of a Real-Time Monitoring System for ICT Evaluation Process in Education Based on CesiumJS 3D Visualization," 2021 7th International Conference of the Immersive Learning Research Network (iLRN), Eureka, CA, USA, Jun. 2021. 
  13. Z. Yang, J. Li, J. Hyyppa, J. Gong, J. Liu and B. Yang, "A Comprehensive and Up-to-Date Web-Based Interactive 3D Emergency Response and Visualization System Using Cesium Digital Earth: Taking Landslide Disaster as an Example," BIG Earth Data, pp. 1-23, Feb. 2023. 
  14. H3(2018) https://h3geo.org (accessed Feb., 16, 2023). 
  15. R. Aranha, "A Method to Estimate the Macroscopic Fundamental Diagram Using Bus GPS Data", Master Thesis of Escola de Economia de Sao Paulo (FGV), 2019. 10. 
  16. M. Elayam, G. Kerhoas, V. de Cursay, C. Ray, A. Menard, "On the Interest of Hexagonal Abstraction of Maritime Information," OCEANS 2022, Hampton Roads, Oct. 2022. 
  17. 이 얼, 김영호, "순천만의 시공간적 흑두루미 서식지 적합도 분석," 국토지리학회지, 제49권, 제4호465-478쪽, 2015년 12월 
  18. 김나연, 강영옥, "지오태깅된 사진 데이터를 활용한 서울방문 관광객의 주요 관광지 분석," 한국지도학회지, 제19권, 제1호, 35-46쪽, 2019년 4월  https://doi.org/10.16879/jkca.2019.19.1.035
  19. R. Ahadi, W. Ketter, J. Collins and N. Daina, "Siting and Sizing of Charging Infrastructure for Shared Autonomous Electric Fleets", AAMAS-2021, pp. 88-96, Online, May 2021. 
  20. S. Fulton, J. Fulton, HTML5 Canvas: Native Interactivity and Animation for the Web, O'Reilly Media, pp. 27-68, 2013. 
  21. GIS DEVELOPER(2023). http://www.gisdeveloper.co.kr/?p=2332 (accessed Feb., 19, 2023). 
  22. QGIS(2002). https://qgis.org (accessed Feb., 19, 2023). 
  23. Mapshaper(2014). https://mapshaper.org (accessed Feb., 19, 2023). 
  24. 옥 현, 김성진, "건설사업정보시스템의 고도화를위한 공간정보(GIS) 적용방안에 관한 연구," 스마트미디어저널, 제4권, 제4호, 70-79쪽, 2015년 12월 
  25. 정재호, 김승현, 김대진, 양승원, "농경지 수재해선제적 대응을 위한 공간정보기반 시뮬레이션활용 연구," 스마트미디어저널, 제11권, 제7호, 52-60쪽, 2022년 08월 https://doi.org/10.30693/SMJ.2022.11.7.52