This paper presents a new method of dynamics-based synthesis of bipedal, especially human, walking. The motion of the body at a time point is determined by ground reaction force and torque under the support foot and joint torques of the body at that time point. Motion synthesis involves specifying conditions that constrain ground reaction force and torque, and joint torques so that a given desired motion may be achieved. There are conditions on a desired motion which end-users can think of easily, e.g. the goal position and orientation of the swing foot for a single step and the time period of a single step. In this paper, we specify constraints on the motion of the support foot, which end-users would find difficult to specify. They are constraints which enforce non-sliding, non-falling, and non-spinning the support foot. They are specified in terms of joint torques and ground reaction force and torque. To satisfy them, both joint torques and ground reaction force and torque should be determined appropriately. The constraints on the support foot themselves do not give any good clues as to how to determine ground reaction force and torque. For that purpose, we specify desired trajectories of the application point of vertical ground reaction force (ground pressure) and the application point of horizontal ground reaction (friction) force. The application points of vertical pressure and friction force are good control variables, because they are indicators to kinds of walking motions to synthesize. The synthesis of a bipedal walking motion, then, consists of finding a trajectory of joint torques to achieve a given desired motion, so that the constraints are satisfied under the condition of the prescribed center of pressure and center of friction. Our approach is distinguished from many other approaches, e.g. the inverted-pendulum approach, in that it captures and formulates dynamics of the support foot and reasonable constraints on it.

3 차원 볼륨 데이터를 시각화(visualization)하기 위해서는 많은 계산 량과 메모리 량을 필요로 한다. 단일컴퓨터에서 순차 알고리즘을 이용하여 데이터를 시각화하고 분석하는 것은 실시간 응용 프로그램에는 부적합하다. 기존의 병렬 볼륨 렌더링에서의 데이터 분할 방법은 대부분 정적 로드 밸런싱(static load balancing)에 기반하고 있다. 동적 로드 밸런싱에 기반한 기존의 방법들은 불륨 데이터의 정규성(regularity)을 이용할 수 없다는 단점이 있다. 본 연구에서는 3 차원 볼륨 데이터에 대하여 로컬 태스크 큐(local task queue) 기법에 기반한 새로운 로드밸런싱 알고리즘을 제안한다. 제안한 방법은 계산에 참여할 노드(node)들을 PVM(parallel virtual machine)의 동적 프로세스 그룹(dynamic process group: DPG)을 이용하여 정적으로 그룹화(grouping)한다. 각각의 DPG들은 로컬 태스크 큐를 기반으로 단위 서브-블록에 대하여 동적 로드 밸런싱을 수행한다. 최적화된 레이 캐스팅 알고리즘들을 분산 환경에 새롭게 적용함으로써 로드 밸런싱으로 생길 수 있는 오버 헤드를 최소화하였다.

본 논문에서는 심장과 심장 상부의 대동맥 및 폐동맥에 대한 형태-기반 보간법을 이용한 3차원 가시화 방법을 제안하였다. CT, MR과 같은 의학 영상들은 x나 y축 방향보다 z축 방향으로 더 낮은 해상도를 갖기 때문에 3차원적 가시화를 위해서는 먼저 각 단층 영상들간의 보간이 수행되어야 한다. 그러나, 지금까지 대부분의 3차원 의학영상 가시화에서는 선형보간법이나 또는 그와 유사한 보간법들을 주로 사용했는데, 이런 보간법들은 분기나 휘어지는 구조를 갖는 기관에는 좋은 결과를 생성하지 못했었다. 따라서, 본 논문에서는 분기와 휘어짐이 있는 심장부위 구조를 3차원적으로 가시화하기 위하여 형태-기반 보간법을 이용하였다. 형태-기반 보간법을 이용한 가시화는 다른 보간법을 사용한 경우와 달리 분명하고 자연스러운 구조 표현을 할 수 있었고, 각 단층 영상간의 보간수를 증가시킴에 따라 더 좋은 결과를 생성하는 것으로 나타났다.

광선추적법에서 계산시간의 대부분은 광선과 물체와의 교차 검사에 사용된다. 그러므로 빠른 교차검사는 광선추적 알고리즘의 속도 증가를 가져올 수 있다. 따라서 본 논문에서는 광선 추적 알고리즘을 이용하여 삼각형이나 사각형등의 물체로 구성된 이미지를 생성할 때 전처리과정(preprocessing)에서 미리 계산된 두 상수 vector $\hat{u}$과 $\hat{v}$을 이용하여 지금까지 알려진 방법보다 빠른 교차 검사를 수행함으로써 속도를 향상 시키는 방법을 제안한다. 또한 이 결과를 삼각형의 보간(interpolation)에서 뿐만 아니라, 적응분할(adaptive subdivision) 방법을 사용하는 래디오시티 모델(radiosity model)에서 자주 사용되는 일반 사각형에서의 효율적인 bilinear interpolation 기법을 제시한다.

지금까지 개발된 객체 지향 3 차원 그래픽스 툴킷에서 객체의 지속성은 파일 시스템 인터페이스를 통한 일괄 처리 방법에 의해 이루어져 왔다. 이러한 접근 방법은 툴킷 개발자뿐만 아니라 용용 프로그래머 모두에게 파일 처리에 대한 불필요한 부담을 주어 왔다. 툴킷 사용자들의 주된 관심은 하위 레벨 파일 시스템 인터페이스 처리가 아니라 모델링에 관련된 생각들을 표현할 수 있는데 있다. 본 논문에서는 툴킷 수준에서 객체의 지속성을 지원하여 사용자로부터 파일 처리에 대한 부담을 없앨 수 있는 SPORTS (Small Persistent Object system for geometRic objecTS)에 대해서 기술한다. 본 시스템은 특히 형상 모델링을 지원하기 위하여 응용 프로그래머가 효과적으로 저장과 로드 방식을 선택할 수 있도록 설계되었다.

Mandelbrot에 의하여 제안된 Random Fractal은 현실감 있는 지형의 모델링을 가능하게 하였으며. Fournier등은 수학적으로 매우 복잡한 Fractal이론을 단순화한 중간점 분할 알고리즘(Midpoint Subdivision Algorithm)을 고안하여 다양한 형태의 지형 모델링에 매우 성공적인 결과를 얻게 되었다. 그러나, Random Fractal을 응용한 여러 종류의 알고리즘들은 이것의 특성으로 인하여, 생성되는 지형의 형태를 예측하기 어려운 단점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 중간점 분할 알고리즘을 이용하여 사용자가 원하는 형태의 지형을 모델링할 수 있는 방법에 대하여 논하였다. 전체적인 지형의 모델링 과정을 크게 전역 제어와 지역 제어의 두 단계로 구분하여, 전역 제어 단계에서 전체 지형의 개략적인 형태를 제어하여 모델링한 후 지역 제어 단계에서의 세부적인 형태제어를 통하여 최종적으로 사용자가 원하는 형태의 지형을 모델링할 수 있는 방법을 제안하였다. 또한, GUI(Graphical User Interface)를 이용하여 전역 제어와 지역 제어에서 생성되는 전체 지형의 형태를 wire frame을 이용하여 실시간에 회전시키며 점검할 수 있도록 하여 세부적인 수정을 용이하게 하였다.

지금까지 솔리드의 인식이나 복원 문제는 단면이나 삼면도에서의 다면체에 관한 것들이 대부분이다. 본 연구에서는 2면도로 표현된 도면을 이용하여 3차윈 솔리드 모델로 자동 복원하는 알고리즘의 제안으로, 주어진 2면도를 해석하고 이 2면도를 만족하면서 물체의 구성 조건에 모순되지 않는 입체 모델을 생성하는 방법에 관해서 논한다. 본 논문의 특징은, 첫째 두 면도간의 정합성을 고려하는 규칙(rule)을 도입하여 후보면의 수를 줄이고, 둘째, 면의 combinatorial search과정에서 면의 결정 규칙을 도입하여 탐색 후보면을 솔리드 생성에 사용되는 면과 사용하지 않는 허물체 요소로 미리 구분하는 과정을 통해 탐색 공간의 축소와 탐색 시간의 효율화를 이루는 것이다. 실험을 통하여 이 방법에 대한 유효성과 타당성을 확인한다.

이미지정보를 매체로한 시각적 인식과정은 의사소통의 주된역활을 해왔다. 최근 컴퓨터그래픽스를 이용한 시뮬래이션은 2차원적인 다량의 정보와 복잡한 과정을 3차원 공간에서 모델링하여 시간의 흐름에 따른 연속적인 영상을 생성함으로서 최종결과물을 가시화하여 설계자 또는 제3자에게 개발사업에 대한 투영성을 제시한다. 본 프로젝트는 항공우주연구소의 중형항공기 설계제작 사업을 위하여 사업진행과정 중이나 설계제작 완료 전에 컴퓨터그래픽스 기술을 이용하여 3차원으로 모델링 및 항공기 내.외부를 시각화하여 그 모습을 미리 점검하여 봄으로서 중형항공기 설계의 문제점을 돌출할수 있음은 물론 완성된 모습을 많은 사람들이 보다 쉽게 느낄수 있도록 한다.

본 논문에서는 자연지형의 3차원 투사도 제작기술에 비행기의 비행조건을 고려하여 개발한 비행 시뮬레이터에 대하여 설명하고자 한다. 여기서 발표하고자 하는 비행 시뮬레이터란 3차원의 자연지형을 마치 비행기를 타고가며 보는 것과 같은 효과를 낼 수 있게 하는 시스템을 말한다. 본 시스템은 사용자의 편의성을 도모하기 위하여 Sun workstation (SPARC 10)상에서 X11R5와 Motif 그리고 C언어를 이용하여 개발되었으며, 사용자가 비행경로, 비행속도, 비행고도 등의 비행 파라메타들을 마우스를 이용하여 손쉽게 입력할 수 있도록 구성되어 있다.

실시간 3차원 렌더링(real-time 3D rendering)은 멀티미디어와 그래픽 반도체 기술의 발달로 PC와 게임전용기에서 급속히 확산되고 있는 추세이며 응용소프트웨어의 개발과 이를 지원할 수 있는 기술 개발은 매우 중요한 과제이다. 본 논문에서는 다자참여 (multi-user)와 다목적(multi-purpose) 활용이 가능한 고성능 3차원 시뮬레이션 엔진 소프트웨어의 구현 방법을 제시한다. 또한 데이터베이스 구축을 하기위한 도구의 구성과 다목적 활용을 위한 재구성(reconfiguration) 방법을 제시한다.

21세기 정보화 시대에 효과적으로 대비하기 위해 세계 여러나라에서 추진하고 있는 정보화 사회를 구축하는데 필수적인 요소로 lnfrastructure인 초고속 정보 통신망을 구축하고 있다. 이에 따라 국내에서도 정부주도로 초고속망을 이용한 대국민 서비스 사업을 추진하고 있고, 이 사업의 일환으로 문화체육부에서도 국립중앙박물관을 중심으로 대국민 서비스용 문화정보망 구축을 추진하고 있다. 이러한 문화정보망 사업의 최종 목표는 종래의 개념을 넘어선 인간에게 가장 현실감을 줄 수 있는 "가상박물관"과 같이 문화재를 글, 그림 이외에 3차원 업체형상을 가진 문화재를 3차원적으로 표현하여 보이지 않는 부분을 볼 수 있도록 문화재를 이동, 회전 및 확대, 축소 표현이 가능한 3차원 형상정보 데이타베이스를 구축하여야 한다. 본 과제에서는 이러한 3차원 형상정보 데이타베이스 구축을 위해, 컴퓨터 그래픽스 기술과 인공지능 기술이 복합적으로 구현된 3차원 입체형상 자동 입력 시스템 및 모델링 시스템과 지원 도구 개발을 목표로 진행되고 있다. 이 시스템이 완성되면 문화재 형상의 영구보존, 문화재의 특성(크기,색,무늬,질감) 보존, 문화재 형상 복원 및 문화재의 시대적 상대평가를 용이하게 하는 효과를 얻을 뿐아니라, 컴퓨터 그래픽스 기술 및 정보처리 기술을 문화재 연구와 전시에 적용하여 문화정보망 사업의 구체적 효과를 가시화 할 수 있다.