복잡한 가상환경을 렌더링하는 방법으로 다단계 모델을 이용한 LoD (Level-of-Detail) 기법이 널리 이용되고 있다. 효과적인 다단계 모델 생성에 있어, 원래의 모델이 갖고 있는 중요한 시각적 요소를 보존하면서 낮은 상세도의 여러 모델을 생성하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 실루엣이나 후면 (backface)와 같은 시점과의 방향관계에 의한 요소들을 고려한 다단계 모델 생성기법을 제안한다. 본 논문에서는 시점과의 방향관계를 가우스 구 (Gaussian sphere) 를 확장한 다단계 관측구로 표현한다. 관측구는 각각의 면과 시점과의 방향관계를 효과적으로 표현함으로써 실루엣과 같은 방향관계를 효율적으로 관리할 수 있다. 또한, 효과적인 자료 관리를 위하여 다단계 관측구를 사진트리 (quad-tree) 의 형태로 표현하였다. 본 논문에서는 제안된 관측구를 이용하여 실시간 단순화 기법을 개발하고 실제 실루엣 보존의 결과를 보인다. 제안된 방법을 사용하여 시점과의 방향관계를 고려한 다단계 모델을 생성하여 실시간 렌더링에 이용할 수 있다.

오일러 연산과 집합 연산과 같은 비다양체 위상 연산은 모델링의 다양한 환경을 제공한다. 이들 연산들은 주어진 모델의 위상 정보를 적합하게 유지하도록 하기 위하여 기하학적인 문제를 발생시킨다. 꼭지점, 모서리와 면과 같은 요소들이 서로 접촉할 때 이들 연산의 내부에서 수행되는 접합 연산은 비다양체 모델의 위상을 수정하는 기본적인 방법이다. 비다양체 모델을 접합할 때는 위상 관계를 추론하여야 한다. 위상 관계의 추론 방법은 위상학적인 방법과 기하학적인 방법의 2 가지 경우로 분류할 수 있다. 위상학적인 방법은 저장되어 있는 위상 정보만을 이용하여 위상 관계를 추론한다. 반면에, 기하학적인 방법은 접합이 일어나는 부분적인 영역에서 기하학적인 형상을 고려하여 위상의 관계를 찾아내는 방법이다. 본 연구에서는 이들 중에서 기하학적인 방법에 관하여 기술한다.

동작 포착(motion capture)된 결과의 사용에 있어서, 포착 과정 중의 잡음 등에 의해 생기는 거친 동작을 수정하거나 몇 개의 단위 동착을 결합하기 위한 사후 편집 과정이 필요하다. 본 논문은 Kalman filter 기법을 사용하여 포착된 동작을 편집하는 방법을 기술한다. 제안된 방법은 특히 인체 모형이 갖는 제약 조건을 만족하는 동작을 자동적으로 생성할 수 있다. 아울러, 관측 모텔에 포함되는 불확실성의 조절을 통한 동작의 해상도의 다단계 제어와 매끄러운 동작 전이가 가능하다.

활성외곽선모델(active contour model)은 물체의 경계를 분할하기 위한 효과적인 방법으로 사용되고 있다. 그런데, 기존 활성외곽선모텔에서는 초기곡선을 분할하고자하는 물체의 경계면에 위치시키고 지역적으로 에너지를 최소화 함에 따라 결과가 초기 곡선의 위치와 형태에 따라 달라지는 단점이 있었다. 본 논문에서는 활성외곽선모델을 B-Spline 곡선에 의해 표현하고, 에너지 최소화 과정에 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm: GA)과 시뮬레이티드 어닐링 (Simulated Annealing : SA)을 적용함으로써 기존 활성외곽선모델이 갖는 초기 곡선에 대한 제약성을 개선하고자 했으며, 두가지 방법에 따른 분할 결과와 문제점을 비교하고자 하였다. 제안한 방법의 성능비교를 위하여 이진 합성 영상과 CT 영상, MR 영상을 대상으로 실험을 수행하였다.

현재와 같이 그래픽을 기반으로 하는 멀티미디어 환경에서 이미지 데이터의 압축과 재생을 위한 이미지 처리 기법은 생성되는 커다란 크기의 데이터 처리를 고려해야 한다. 이를 위하여 여러 가지 기법이 제안되었고 Wavelet과 JPEG등과 같은 기법으로 바람직한 결과를 얻었다. 본 논문에서는 기존의 supremum metric보다 효과적인 root mean square metric에 대하여 연구하였고 이를 수학적으로 비교, 검증하였다.

다중 참여자를 지원하는 가상현실 시스템은 기존의 가상현실 시스템에 비해 현실감을 증대시키는 효과가 있으나 네트웍 구조 및 프로토콜에 대한 새로운 문제를 야기하고 있다. 이는 가상현실 시스템의 실시간이라는 제약조건과 네트웍상에 보내어 지는 방대한 정보의 양에 비해 기존의 TCP/IP를 사용하는 인터넷의 성능이 이에 못미치기 때문이다. 본 논문에서는 분신을 통한 다중참여자의 가상공간 탐색 및 서로간의 상호작용을 위한 네트웍 구조 및 프로토콜의 설계 및 구현에 관한 것이다. 대상 가상공간은 여러개의 방으로 이루어진 가상 빌딩을 대상으로 하였으며 전체 가상공간은 다수의 서버에 의해 관리되도록 하였다. 사용자를 나타내는 분신은 9개의 동작을 나타낼수 있으며, 서로간에 제안된 프로토콜에 의하여 메시지 교환을 통해 서로의 상태를 인지 하도록 하였다.

This paper presents a simple method for relieving the ambiguity problems within the sub-voxel based surface-fitting approach for the surface construction. ECB algorithm is proposed to avoid the ambiguity problem which is the root of the holes within the resulting polygon based approximation. The basic idea of our disambiguation strategy is the use of a set of predefined modeling primitives (we call SMP) which guarantees the topological consistency of resulted surface polygons. 20 SMPs are derived from the extension of the concept of the elementary modeling primitives in the CB algorithm [3], and fit one to five faces of them to the iso-surface crossing a cell with no further processing. A look-up table which has a surface triangle list is pre-calculated using these 20 SMPs. All of surface triangles in the table are from the faces of SMPs and are stored in the form of edge list on which vertices of each surface triangle are located. The resulted polygon based approximation is unique at every threshold value and its validity is guaranteed without considering the complicated problems such as average of density and postprocessing. ECB algorithm could be free from the need for the time consuming post-processing, which eliminates holes by revisiting every boundary cell. Through three experiments of surface construction from volume data, its capability of hole avoidance is showed.

본 논문에서는 원격 다중 참여자 3차원 그래픽스 게임 개발에 대하여 연구 하였다. 3차원 컴퓨터 그래픽스를 이용하여 표현된 가상의 공간에서, 컴퓨터 통신을 사용하여 원격지에 떨어져 있는 여러 사용자가 서로 상호작용 하면서, 여러 사용자가 서로 3차원 그래픽스로 표현된 물체를 공유할 수 있는 게임 시스템 구축의 연구에 목적을 두었다. 3차원 그래픽스 물체를 표현하기 위하여 OpenInventor와 C++를 사용하였다. 통신을 위하여 멀티캐스트 통신 프로토콜을 사용하였으며 입력 장치로서 3차원 위치 방향 인식/입력기인 Polhemus Fastrak을 사용하였다. 한가지 예로, 분산된 네트워크에서 여러 사용자가 함께 피아노를 연주하는 효과를 얻을 수 있는 게임을 구현하여 제시한다.

현재까지 불과 같은 유체를 렌더링하기 위한 많은 모델들이 개발되었다. 특히 메타볼은 단순성과 유동성의 특정으로 인해 눈이나 물과 같은 유체의 곡면을 모델링하기 위한 기법으로 많이 사용되어졌다. 본 논문은 중력장내에서 변형되는 물방울을 모델링하기 위한 새로운 방법을 제안한다. 이전의 연구에서 물방울은 단순한 메타볼에 의해 표현되었다. 물방울에 중력이 고려되지 않았기 때문에 렌더링 결과는 실제적인 물방울의 형태를 표현할 수 없었다. 우리는 기존의 메타볼에 실세계의 중력과 마찰력을 고려함으로서 평탄한 지면위에 놓여진 물방울의 형태를 생성하는 새로운 방법을 보여준다. 본 연구의 새로운 메타볼 모델은 이전의 메타볼이 가지는 스칼라 공간의 isosurface값을 중력을 고려한 벡터 공간으로 이동하여 얻어진다. 결과로서 광선 추적 기법과 물방울의 그림자 형성을 통해 실제적인 물방울의 형태를 렌더링한다.

다중 사용자를 위한 가상 현실 시스템은 하나의 가상 공간을 여러 사용자가 공유하여 동시에 접근할 수 있는 환경을 제공한다. 이런 시스템은 네트워크 환경을 전제로 하기 때문에 네트워크를 통한 효율적인 작업 능력이 시스템 성능을 좌우한다. 본 논문은 효율적인 가상 공유 공간을 위한 네트워크 환경으로 독립된 분산 구조를 갖는 클라이언트/서버 네트워크 구조를 제안한다. 이 구조는 전형적인 중앙 집중형 네트워크모델(Centralized network model) 의 구성 요소인 서버와 클라이언트 사이에 가상 공간 일부를 독립적으로 구성 관리하는 중간 계층의 그룹들을 분산 배치하므로써 기존 시스템의 문제점인 확장성을 보완하고, 과다한 메시지 전송의 부담을 줄이는 한편, 가상 공간과 공간사이에 일관성 유지를 위한 메시지 전송을 제거하여 메시지 전송의 지연성(latency) 문제를 해결하였다. 본 시스템은 실험 결과에서 보여준 바와 같이 LAN환경 뿐 아니라 WAN 환경에서도 기존의 방식에 비해 적은 오버헤드를 나타냈으며, 사용자 정의 형태의 메시지 프로토콜을 제공하는 메시지 핸들러를 두어 응용 시스템에도 적합한 네트워크 환경을 구성할 수 있는 틀을 제공하였다.