• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2002년도 가을 학술발표논문집 Vol.29 No.2 (2)
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• pp.448-450
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• 2002

그래픽스 분야에서 물의 동작을 사실적으로 표현하는 것은 컴퓨터 애니메이션이나, 게임, 영화의 특수 효과로써 중요한 분야이다. 그러나 사실적인 물의 움직임을 모델링 하기 위해서 물리 기반 모델을 사용할 경우 상당히 많은 계산 시간이 소요된다. 같은 크기로 모델링 된 물 시뮬레이터를 성능이 다른 컴퓨터에서 동작시키면 프레임 수가 달라진다. 성능이 높은 시스템에서는 계산속도가 다르므로 프레임수가 많이 나오며, 낮은 시스템에서는 계산 속도가 느리므로 프레임 수가 작게 나온다. 본 논문에서는 애니메이션이나 게임과 같은 분야에서 컴퓨터의 성능에 따라 물 모델 크기를 사용자의 요구에 맞도록 적절히 조절함으로써 실시간에 적용이 가능한 물 시뮬레이션 시스템을 제안한다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.105-113
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• 2017

본 논문에서는 물리 기반 가상 환경에서 참조 동작을 추적하는 캐릭터 동작을 생성할 때 캐릭터 동작에 대한 최적화와 함께 참조 동작에 대한 타임 워핑(time warping)을 동시에 수행할 수 있는 새로운 온라인 궤적 최적화(trajectory optimization) 기법을 제안한다. 일반적으로 참조 동작에 대한 샘플링 시간이 균일한 간격으로 고정되어 있는 기존의 물리 기반 캐릭터 애니메이션 기법과는 달리, 본 논문에서 제안하는 방법은 캐릭터 동작의 물리적 변화와 함께 샘플링 시간의 변화를 동시에 최적화 시킴으로써 외력에 대해 더욱 효과적으로 대응할 수 있는 참조 동작에 대한 최적의 타임 워핑을 찾아낸다. 이를 위해, 전신 캐릭터(full-body character)의 동역학과 함께 참조 동작에 대한 샘플링 시간의 변화를 함께 고려한 최적 제어 문제(optimal control problem)를 정형화하고 이 문제를 실행 시간에 시간 축을 따라 이동하는 고정된 크기의 시간 윈도우에 대해 반복적으로 풂으로써 캐릭터 동작과 샘플링 시간에 대한 최적 제어 정책(optimal control policy)을 생성하는 모델예측제어(model predictive control) 프레임워크를 제안한다. 실험을 통해, 제안된 프레임워크가 하나의 참조 동작만으로 외력에 대해 강인하게 반응하는 동작을 생성하고, 배경 음악에 따라 리드미컬한 동작을 생성하는데 효과적임을 보여준다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제11권3호
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• pp.91-98
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• 2022

최근 가상공간과 물리공간이 디지털 융합된 메타버스에 대한 관심이 높아지면서 물리공간에서의 많은 활동이 웹 기반의 가상공간에서 이루어질 전망이다. 따라서 분산 식별자 기반 가상공간 환경에서 사생활과 상호 신뢰를 확보할 수 있는 자기주권 신원시스템에 대한 연구가 요구된다. 본 논문에서는 분산 식별자 기반 자기주권 신원시스템을 위해 Hyperledger Indy와 DIDComm 오픈 소스를 기반으로 분산 식별자, 비대칭 키, DID 문서를 생성하여 블록체인과 지갑에 등록하는 절차, DIDComm 메시지로 구성된 신뢰할 수 있는 통신 방법을 개발하고 검증하였다. 이는 통신 참여자 간의 신뢰를 위한 추가적인 정보 교환 및 검증 가능한 자격증명을 교환하여 서로를 검증하는데 활용이 가능하다

• 만화애니메이션 연구
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• 통권30호
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• pp.1-25
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• 2013

이 연구에서는 2000년대 이후 한국 애니메이션에 제시된 재개발 공간을 통해 장소상실과 소외의 문제를 규명하였다. 한국사회의 현실공간은 쉼 없이 파괴되고 변화되어 왔으며, 인간은 그 위에서 실존적 갈등을 겪는다. 디지털 기술의 급속한 발전은 물리적 제한을 넘어 하나의 거대한 망을 이루지만 인간은 여전히 물질에 기반 한 존재로서 한계를 갖는다. 한국 애니메이션의 최근 행보가 주목 받아야 하는 이유는 1990년대 이후 사회 문화적 변화, 그리고 개인과 시스템의 관계를 이전과 다른 방식으로 인식하고 있기 때문이다. 이 연구에서 분석하고 있는 <도시에서 그녀가 피할 수 없는 것들>과 <소중한 날의 꿈>은 공간의 파괴적 재편성이 삶의 불안정으로 이어지는 한국 사회의 특수한 장소감을 드러내고 있다. 그리고 재현적 이미지가 부여 받는 자동적 권위를 의도적으로 비껴감으로써 실재와 이미지의 관계를 돌아보게 한다. 두 작품의 공간은 재현적으로 제시되지만 곧이어 파괴되며 인간, 또는 등장 캐릭터는 이를 무감각하게 받아들인다. 거대한 시스템에 의해 벌어지는 장소상실과 이에 대응하는 무기력한 인간의 나약함과 소외는 사회문화적 징후이다. 폭력적인 장소상실의 상황과 이에 자기마비 (Self-Anesthesia), 자기소원 (Self-Estrangement)으로 반응하는 개인을 보여줌으로써 사회적 소외뿐만 아니라 자기소외 (Self-Alienation)가 일어나고 있는 한국사회를 알게한다. 이 연구에서는 한국 애니메이션을 사회문화적 현상으로 인식하고 장소상실과 자기소외의 개념으로 분석함으로써 애니메이션의 논의를 보다 넓은 영역으로 확장하고자 하였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2024년도 제69차 동계학술대회논문집 32권1호
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• pp.367-370
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• 2024

본 논문에서는 데이터-드리븐 기법을 이용해 가상환경에서 사용자의 동작에 따라 아바타의 저글링 움직임을 자연스럽게 처리할 수 있는 방법을 제안한다. 사용자의 저글링 동작 정보를 이용하여 아바타의 움직임을 제어할 뿐만 아니라 가상 공의 궤적을 실시간으로 표현할 수 있다. 이 과정에서 사용자의 손위치 정보를 모두 활용하는 것이 아닌, 한 쪽 손의 데이터를 기반으로 다른 쪽 손의 궤적을 합성한다. 또한 계산량이 큰 물리 기반 최적화 과정이 아닌, 상대적으로 경량화된 기법인 포물선 운동을 활용해 가상 공의 궤적으로 실시간으로 표현할 수 있는 결과를 보여준다.

• 만화애니메이션 연구
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• 통권41호
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• pp.533-552
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• 2015

가상현실 기반의 디지털 애니메이션에서는 이미지와 이미지 수용자 간의 긴밀한 상호작용을 촉발시키기 위해 모니터나 스크린 중심의 고정된 물리적 공간을 탈피하는 환경이 모색된다. 그 과정에서 인터페이스를 매개로 수용자와 이미지 사이의 경계가 사라지거나 혹은 융합되는 양상이 벌어지며, 이는 특히 수용자의 신체와 이미지가 직접 연계되는 바이오-피드백 장치들이 결부될 경우에 더욱 강화된다. 이제 이미지 수용자는 이미지 공간 내부에서 자신과 이미지 사이의 상호침투적인 상호작용을 경험하는 가운데 가상의 이미지 세계, 즉 가상현실에 깊이 연루된다. 따라서 이미지와 거리를 두고 이미지를 바라보는 구조, 그리고 그에 따라 이미지와 수용자가 분리되어 수용자가 이미지 해석에 주력하게 되는 기존의 방식과 달리, 이미지와 수용자가 유기적으로 결합하는 이미지 공간 내부에서의 수용 방식에 대해 접근할 필요가 있다. 이에 본 논문은 기술 장치에 의해 매개되는 애니메이션 이미지와 수용자의 통합적인 양상을 매체미학적 관점에서 고찰하였다. 이성적 관념 중심의 전통미학과 달리, 매체미학은 기술 매체의 매개와 그에 따른 이미지 수용자의 감각적 지각작용에 주목한다는 점에서 가상현실 기반의 애니메이션 수용 과정을 분석하는 데에 매우 유효하다. 이미지와 수용자의 상호작용을 도모하는 가상현실의 애니메이션에서는 수용자가 이미지 속에서 자신의 신체 전체를 개입시켜 온몸으로 몰입하는 체현적 몰입이 발생하게 된다. 이 체현적 몰입은 이미지와 수용자를 한데 융합하는 인터페이스에 의해 매개되는 현상으로, 그로 인해 이미지를 지각하는 매순간마다 이미지 체현은 달라질 수밖에 없다. 따라서 이는 애니메이션에 대한 해석이 아닌, 애니메이션의 체현을 통해 그 의미를 수용자가 직접 구성해나간다는 점에서, 체현적 몰입자로서 수용자 중심의 새로운 애니메이션 구조가 열리는 것으로 파악할 수 있다. 즉 애니메이션에 대한 매체미학적 고찰은 애니메이션을 감상이나 해석 차원으로부터 나아가 감각적 지각에 의한 참여의 차원으로 접근하는 것이다.

• 스마트미디어저널
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• 제8권1호
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• pp.51-58
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• 2019

본 논문은 펄스폭 변조(PWM, Pulse Width Modulation) 방법을 이용하여 4D 콘텐츠의 특수효과용 물리장치들을 제어하는 제스처 응용 방법에 대해 기술한다. 적외선 센서를 통해 인식되는 사용자 동작은 3D 콘텐츠 제어를 위한 명령어로 해석되고 특수효과를 발생시키는 장치를 제어하여 물리적인 자극을 사용자에게 재현한다. 이와 같이 NUI(Natural User Interface) 기법을 이용하여 콘텐츠를 제어하게 되면 사용자의 콘텐츠에 대한 직접적인 몰입감이 증대되어 사용자에게 고도의 흥미와 관심을 제공할 수 있다. 제안하는 방법의 효율성을 측정하기 위해 적외선 센서를 이용한 모션인식과 애니메이션 컨트롤러의 파라미터를 제어하여 이벤트를 전달하는 PWM 기반 실시간 선형제어 시스템을 구현하였다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2007년도 추계 종합학술대회 논문집
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• pp.708-712
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• 2007

CG에서 물을 애니메이션하거나 다양한 특수효과를 표현하기위해 유체역학의 기술들이 사용되고 있다. H/W 성능이 높아지면서 이전에 불가능했던 알고리즘들이 실시간으로 가능해지고 있기는 하지만, 정밀한 표현에는 여전히 많은 시간이 소요되며, 성능과 사실성 사이의 균형을 위한 다양한 기술들이 연구되고 있다. 특히 게임과 같은 문맥을 가지는 곳에서 사용자의 요구에 의해 바다나 호수같은 넓은 지역의 물표면과 객체의 상호작용을 표현하기위해서는, 물리적 사실성을 어느 정도 희생하더라도 시각적인 사실성을 유지하는 범위에서 실행성능을 높이는 것이 우선시 된다. 본 논문에서는 물표면과 객체의 상호작용에 의한 다양한 물표면의 형태변화를 선형 컨벌루션 기법과 경계구를 이용하여 실시간으로 자연스럽게 애니메이션하는 방법을 제안한다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.9-17
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• 2021

본 논문에서는 확률적 모델예측제어(model predictive control) 기법을 이용하여 예제 동작 데이터가 주어지면 물리 기반 시뮬레이션 환경에서 그 동작을 모방할 수 있는 캐릭터 동작 제어기를 빠르게 학습할 수 있는 간편한 지도 학습(supervised learning) 프레임워크를 제안한다. 제안된 프레임워크는 크게 학습 데이터 생성과 오프라인 학습의 두 컴포넌트로 구성된다. 첫번째 컴포넌트는 예제 동작 데이터가 주어지면 확률적 모델예측제어를 통해 그 동작 데이터를 추적하기 위한 최적 제어기를 캐릭터의 현재 상태로부터 시작하여 가까운 미래 상태까지의 시간 윈도우에 대해 주기적으로 업데이트하면서 그 최적 제어기를 통해 캐릭터의 동작을 확률적으로 제어한다. 이러한 주기적인 최적 제어기의 업데이트와 확률적 제어는 주어진 예제 동작 데이터를 모방하는 동안 캐릭터가 가질 수 있는 다양한 상태들을 효과적으로 탐색하게 하여 지도 학습에 유용한 학습 데이터를 수집할 수 있게 해준다. 이렇게 학습 데이터가 수집되면, 오프라인 학습 컴포넌트에서는 그 수집된 데이터를 정규화 시켜서 데이터에 내제된 크기와 단위의 차이를 조정하고 지도 학습을 통해 제어기를 위한 간단한 구조의 인공 신경망을 학습시킨다. 걷기 동작과 달리기 동작에 대한 실험은 본 논문에서 제안한 학습 프레임워크가 물리 기반 캐릭터 동작 제어기를 빠르고 효과적으로 생성할 수 있음을 보여준다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.21-30
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• 2019

이 논문은 물 표면을 효율적, 효과적으로 표현하기 위한 물리적 시뮬레이션 방법을 제안한다. 이 논문에서 표현하고자 하는 물은 깊이에 비해 너비가 매우 크고 상하 유동이 적은 상태로서, 이를 효율적으로 계산하기 위해 Navier-Stokes 방정식을 간략화한 천수방정식(shallow water equation)을 지배방정식으로 사용한다. 천수방정식의 대류항을 수치적으로 계산하기 위한 방법으로 기존의 Constrained Interpolation Profile(CIP)법을 개선하여, 수치적인 정확성을 높이고 물리량을 보존할 수 있는 Conservative Unsplit Semi-lagrangian CIP(CUSCIP)을 소개한다. 이 방법은 Kim 등이 제안한 USCIP[9]기법에서 사용하는 제약 조건에 적분값을 반영한 항을 추가하여 대류항을 계산한다. 실험결과를 통해, CUSCIP방법은 수치 소산(numerical dissipation)으로 인한 물리량 손실에 강건하여, 물결의 세밀함과 더불어 물결의 지속성이 향상됨을 알 수 있다.