HDR (high dynamic range) 영상은 일반적인 디지털 영상보다 훨씬 더 넓은 수치 범위로 빛의 노출을 저장한다. 따라서 실세계에 존재하는 광원들에 의해 표현되는 특정 장면에 내재된 빛의 세기를 매우 정확하게 저장할 수 있다. 이러한 HDR 영상을 빠르고 정확하게 촬영할 수 있는 전문가용 HDR 카메라가 개발되었으나 높은 가격으로 인해 아직까지 일반적인 작업환경에서 이용하기에는 어려움이 있다. 낮은 비용으로 HDR영상을 생성하는 일반적인 방법은 범용 디지털카메라를 이용해 동일한 장면을 서로 다른 노출로 반복 촬영하고 상용 소프트웨어에서 이들을 입력받아 하나의 HDR 영상으로 변환하는 것이다. 하지만 이러한 방법은 복잡하고 정확한 카메라 보정을 필요로 하는 작업이다. 더욱이 이 방법을 이용해 고급 영상 콘텐츠 제작을 위한 HDR 환경 맵을 생성하는 경우 더 섬세한 수작업과 시간 투자를 필요로 한다. 본 논문에서는 이러한 촬영 작업을자동화 하기위해 개발된 HDR 파노라마 환경 맵 제작 시스템에 대해 자세히 설명한다. 그리고 영상기반 라이팅 기법을 적용하여 3D 그래픽 모델을 2D 배경영상에 삽입하는 사실적합성 작업에서 본 시스템이 효과적으로 이용될 수 있음을 실제 사례를 통해 보인다.

본 논문은 컬러 이미지를 의미 있는 영역으로 분할하기 위한 새로운 방법을 제시한다. 본 연구에서, 의미 있는 영역을 이미지에서 많이 등장하는 색을 가지고 있는 영역이라고 정의하고, 많이 등장하는 색들을 파악하기 위해서 주어진 이미지를 RGB 공간에서 컬러 점들의 집합으로 표현한다. 그리고 본 기법에서 정의한 점들의 밀도를 이용하면, RGB 공간에서 점들의 밀도가 높은 영역에 속한 컬러들이 이미지에서 많이 등장하는 컬러라고 볼 수 있게 된다. 결국, 새롭게 제시하는 레벨셋 함수를 이용하여 RGB 공간에서 점들의 밀도가 높은 영역들을 찾음으로써 이미지에서의미 있는 영역을 구분해 낼 수 있지만, 이미지에서 의미 있는 영역(점들의 밀도가 높은 영역)을 구성하고 있는 컬러들이 충분한 크기의 연속된 영역을 이를 만큼 인접해 있지 않으면, 의미 있는 영역이라고 볼 수 없으므로, 그러한 픽셀들은 이웃 영역에 포함시키게 된다. 본 논문에서 새롭게 제시 하는 방법은, RGB 공간에서 컬러들의 밀도 분포를 레벨셋 함수에 적용해서 영역을 분할하고 이를 이미지 공간으로 다시 매칭 시키는 방법으로, 이미지상에 레벨셋 함수를 직접 정의하고 이를 이용하여 이미지 영역분할을 하는 기존의 레벨셋 기반의 이미지 분할방법과는 차이가 있다.

컴퓨터 그래픽스 및 관련 연구 분야는 지난 30년간 눈부신 발전을 거듭해왔다. 모델링, 렌더링, 애니메이션 등 시각적 표현력을 확보하는 것을 목표로 출발한 컴퓨터 그래픽스 연구는 점차 그 범위를 확대해서 영상처리, 자연현상 시뮬레이션, 가상현실, 의료 영상, 인간-컴퓨터 상호작용, 실시간 시뮬레이션, 영화 특수 효과 등 다양한 연구 및 응용분야를 파생 시키며 점차 복잡한 지형도를 그려가고 있다. 이 글은 전체 2편의 연속 논문 중에서 1부에 해당하며, 컴퓨터 그래픽스의 핵심 분야에 해당하는 모델링, 애니메이션, 실시간 처리, 영상 및 비디오 처리에 관련된 최근 연구 동향을 분석하고 정리한다.

컴퓨터 그래픽스 및 관련 연구 분야는 지난 30년간 눈부신 발전을 거듭해왔다. 모델링, 렌더링, 애니메이션 등 시각적 표현력을 확보하는 것을 목표로 출발한 컴퓨터 그래픽스 연구는 점차 그 범위를 확대해서 영상처리, 자연현상 시뮬레이션, 가상현실, 의료 영상, 인간-컴퓨터 상호작용, 실시간 시뮬레이션, 영화 특수 효과 등 다양한 연구 및 응용분야를 파생 시키며 점차 복잡한 지형도를 그려가고 있다. 이 글은 전체 2편의 연속 논문 중에서 2부에 해당하며, 컴퓨터 그래픽스의 응용 분야 중에서 국내 연구가 활발한 옷 시뮬레이션, 비사실적 렌더링, 음향 시뮬레이션, 가상현실, 증강현실의 최근 연구 동향을 분석하고 정리한다.

본 논문에서는 GPU의 정점 셰이더에서 각 정점별 질량-스프링 모의 실험을 수행하여, 매우 빠른 속도로 피부의 2차 변형을 표현하는 새로운 방법을 제안한다. 3차원 캐릭터의 각 피부 정점에 대해, 길이가 0인 스프링으로 가상 정점을 연결하고, 캐릭터 동작에 따라서 피부 정점의 위치 및 속도가 변화하면, 질량-스프링 모의 실험을 통해 렌더링 될 가상 정점의 위치를 GPU의 정점 셰이더를 사용하여 병렬적으로 계산한다. 본 논문에서 제시하는 방법을 통해 피부의 재질 특성을 반영하는 2차 변형을 매우 빠르게 표현할 수 있으며, 각 피부 정점에 제안한 방법을 동적으로 적용하면 전통적인 2차원 애니메이션에서 관찰되는 수축-팽창(squash-and-stretch), 추종(follow-through)과 같은 효과도 매우 빠른 연산시간에 효과적으로 표현할 수 있다. 따라서 본 논문의 결과는 게임과 같은 실시간 응용분야에서 가상 캐릭터의 피부 변형을 표현하는데 효과적으로 사용될 수 있다.

BIM(Building Information Modeling)과 같은 기법이 건축물 생산 과정에 널리 사용되면서 건축 모델을 현실감 있게 체험할 수 있는 방법의 필요성이 커지고 있다. 본 논문에서는 시각적 인지를 고려한 가상 건축물의 스테레오 내비게이션 방법을 제안한다. 먼저 스테레오 건축물을 내비게이션할 때 발생할 수 있는 시각적 불편함에 대해 분석하고, 이를 해결하기 위해 가상 카메라 간격을 자동으로 조절하는 방법을 개발한다. 또한 각 사용자의 깊이감에 대한 최소한의 자극 차이(Just Noticeable Difference)를 측정하고 그 결과를 가상 카메라의 간격과 움직임을 조절하는데 적용한다. 제안된 방법은 사용자에게 적합한 스테레오 콘텐츠를 생성함으로써 다양한 건축 응용에 사용될 수 있다.