볼륨렌더링은 주로 의학 및 과학 분야에서 사용되는 기법이었으나, 하드웨어의 발달과 더불어 다양한 응용프로그램에서의 적용이 가능해짐에 따라 볼륨렌더링에 대한 관심이 증가하고 있다. 볼륨렌더링의 시각화에 있어서 쉐이딩은 물체의 깊이 정보를 효율적으로 전달하여 시각적 인지에 큰 도움이 된다. 전역조명을 사용하면 시각적 인지를 향상시킬 수 있지만, 많은 GPU 메모리의 사용과 긴 연산시간으로 인해 프로그램과의 상호작용에 영향을 미친다. 본 논문에서는 렌더링 속도의 저하를 최소화하며 볼륨렌더링에 사실적인 쉐이딩을 적용하기 위하여 이미지 공간 폐색 쉐이딩 모델을 제안하고자 한다.

유체의 흐름과고체의 변형 및 파괴 현상이 어우러진 복잡한 자연 현상을 영상물로 만들어 내는 것은 각각의 물리 현상을 시뮬레이션 하는 기술들이 서로 상호작용할 수 있도록 결합되어야 가능하다. 본 논문에서는 질점-용수철 기반의 변형과 파괴가 가능한 물체와 격자 기반의유체가 서로 상호작용하는 시뮬레이션 기법을 제안한다. 이 기법은유체 간의 상호작용과 물체와 유체의 상호작용으로 나뉜다. 유체는 물과 연기로 구성되며 이들의 상호작용은 가변 밀도를 사용하는 기법과는 다르게 시뮬레이션을 두 단계로 나눠 진행한다. 먼저 유체 이류 이후의 경계 영역에 있는 물과 공기의 속도를 질량의 비율에 맞춰 혼합한다. 그리고 물의 프로젝션 과정에서 연기 영역을 Dirichlet 경계조건으로 설정하고 연기를 프로젝션 과정에서 물 영역을 Neumann 경계조건으로 설정하여 두 개의 문제로 분리한다. 유체를 독립적으로 풀기 때문에 상대적으로 높은 안정성을 기대할 수 있으며 프로젝션 과정에서 요구되는 셀의 개수가감소하여 수렴시키는데 필요한 계산 횟수가 줄어들어 효율적이다. 물체는 물과공기 모두 프로젝션을 할 때 기존의 강체와의 상호작용 기법과 유사하게 Neumann 경계조건으로 설정하지만 각 질점에 대하여 유체의 압력을 적분하기 때문에 유체의 움직임에 반응하는 변형과 파괴를 다룰 수 있다. 제안한 기법은 물리적으로 정밀한 결과를 제공하지는 않지만 영상 제작에서 필요한 다양한 시나리오의 시뮬레이션이 가능하며 논문에 제시된 다양한 결과는 이 기법이 효과적이라는 것을 보여준다.