• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.106-115
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• 2011

본 논문에서는 기존에 제시된 쉐이딩 알고리즘들이 음영 표현을 통해 3차원 물체의 형태를 효과적으로 전달하는지 평가하고 검증한다. 8가지 스타일로 쉐이딩된 10개의 3차원 물체 중의 한 개의 이미지를 사람들에게 보여주고 물체 표면의 여러 곳의 위치에서 곡면의 법선 벡터와 일치하도록 측정기(gauge)의 방향을 조정하도록 요청하는 스터디를 수행한다. 이 실험에서 수집한 법선 벡터 추정치가 사람들 간에 서로 일치하는지 비교하고 또한 실제 3차원 곡면 모델의 법선 벡터와 일치하는지도 비교한다. 본 논문의 실험을 통하여 물체의 음영을 표현하는 방법에 따라서 사람들이 물체의 형태를 다르게 해석한다는 사실을 보인다. 또한, 기존의 쉐이딩 알고리즘들 중에서 음영 톤의 단계수가 많고 톤 단계가 전반적으로 균일하게 분포되어 있는 특성을 가지는 알고리즘이 물체의 형태를 보다 효과적으로 표현하는 것으로 나타났다. 본 논문에서 수집한 실험 데이터 및 분석 결과는 물체의 형태를 효과적으로 전달하는 것을 목적으로 하는 새로운 CG 쉐이딩 알고리즘을 설계하는데 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.691-702
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• 2011

최근 컴퓨터 그래픽스와 사용자의 인지를 결합한 다양한 연구들이 진행되고 있다. Cole 등은 미술가들의 라인 드로잉 데이터를 수집하여 기존의 CG(Computer-Generated) 라인 드로잉 알고리즘들이 미술가들의 드로잉 특성을 반영하고 있는지 비교하고, 사용자들이 어떤 라인 드로잉 알고리즘의 결과에서 형태를 효과적으로 인지하는지 평가하는 실험을 수행하였다. 그러나 라인 드로잉 알고리즘의 결과보다 BRDF 쉐이딩 모델이 적용된 결과에서 형태를 더욱 효과적으로 인지한다는 결과를 보였는데, 이는 음영이 형태 정보를 전단하기에 더욱 효과적인 요소임을 반증한다. 따라서 본 논문에서는 물체에서 인지한 음영과 미술가들의 음영 표현, 그리고 CG 쉐이딩 알고리즘 간의 상관관계에 대해서 연구한다. 특히, 미술가들의 음영 표현 특성과 CG 쉐이딩 알고리즘에서 나타나는 특성에 초점을 맞추고 이를 정량적으로 분석한다. 본 논문에서 수집한 실험 데이터 및 분석 결과는 효과적인 형태 전달을 목적으로 하는 새로운 CG 쉐이딩 알고리즘을 설계하는데 활용한 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.1003-1006
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• 2012

본 논문은 CMOS 센서의 스캔 이미지 향상 위한 기법으로 흑백의 명암차를 이용한 이미지 보상 알고리즘과 시스템 설계에 관한 연구이다. 제안한 기법은 CMOS 센서의 각 화소에 대해 명암차를 구하고, 제한된 메모리 조건 하에서 쉐이딩 알고리즘을 적용한다. 제안 기법의 성능은 하드웨어를 설계하여 평가 한다. 실험 결과는 테스트 이미지의 에지 부분에서 채널별 밝기 차이가 개선되었고, 균등한 품질의 이미지 센싱이 가능하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권12호
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• pp.20-28
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• 2008

에너지 자원의 고갈과 환경오염으로 인하여 건축조명 분야에서는 주광을 이용하여 에너지를 절약하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 광센서 조장제어시스템은 실내로 입사되는 주광에 따라 인공조명을 자동으로 제어하는 에너지 절약형 시스템으로 쉐이딩 시스템에 의해 주광유입이 차단되어 그 적용성이 미비하다. 자동롤러쉐이딩 시스템은 태양의 변화에 따라 롤러쉐이드의 높이를 자동으로 제어하는 시스템으로 광센서 조광제어시스템과 통합되어 사용될 때, 불쾌한 직사일광은 차단하고 실내로 유용한 주광을 유입함으로써 에너지 절감과 쾌적한 시환경을 제공할 수 있다. 본 연구는 광센서 조광제어시스템과 자동롤러쉐이딩 시스템의 통합을 위하여, 각 시스템의 제어 소프트웨어를 개발하였고 이를 통합하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.11-22
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• 2017

본 연구는 영상처리 알고리즘을 활용하여 영상 기반의 카툰을 제작하는 저작 시스템인 IMToon(IMage-based carToon)을 제안한다. 제안하는 IMToon은 영상을 기반으로 하여 일반 사용자들도 쉽고 효율적으로 카툰을 구성하는 프레임들을 제작할 수 있도록 한다. 이를 위해 저작시스템을 크게 카툰 이펙터와 대화형 이야기 편집기의 두 기능으로 나누어 설계한다. 카툰 이펙터는 입력 영상을 카툰 형식의 영상으로 자동 변환하는 기능으로 영상기반 카툰 쉐이딩과 윤곽 드로잉의 단계로 진행된다. 영상기반 카툰 쉐이딩은 사용자로부터 원하는 장면의 사진을 입력으로 받아 입력 사진의 컬러 모델에서 명암 정보를 분리하고, 원하는 단계의 음영대로 단순화하여 카툰 형식의 영상으로 생성하는 방법이다. 그리고 테두리 검출을 통해 쉐이딩된 영상에 윤곽선을 적용시키는 윤곽 드로잉 단계를 거쳐 최종적으로 카툰 형식의 영상을 생성한다. 대화형 이야기 편집기는 웹툰이나 만화책과 같이 이야기를 전달하는 완성된 카툰의 한 장면을 생성하기 위하여 말풍선과 자막 등을 대화형 구조로 입력하는 기능이다. 여기에 단일 영상을 카툰방식으로 변환하는 카툰 이펙터를 비디오로 확장시켜 정지 영상 뿐 아니라 동영상에도 응용할 수 있도록 설계한다. 마지막으로 제안한 IMToon 시스템을 통해 사용자가 원하는 카툰을 영상을 기반으로 보다 쉽고 효율적으로 제작할 수 있는지 여부를 다양한 실험을 통해 확인한다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제17권1호
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• pp.17-26
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• 2017

최근 실시간으로 모션블러(motion blur)를 위한 연구들은 픽셀당 여러개의 시간 색상을 계산한 후 평균내는 방식으로 샘플의 수가 적을 경우 아티펙트(artifacts)나 노이즈(noise)가 발생하는 문제를 가지고 있다. 본 논문은 이러한 문제를 개선하기 위해서 이동궤적 근사 다면체(motion trail)를 이용한 실시간 모션블러 알고리즘을 제안한다. 본 논문의 알고리즘에서는 현재 프레임과 이전프레임의 삼각형으로 이동궤적 근사 다면체를 만들고 전후 관계(front-to-back) 정렬방법과 시공간차원의 비트연산(bitwise operation)을 적용하여 여러 물체가 겹치는 순간의 가시성 문제를 해결했다. 결과적으로 가려지지 않은 이동궤적 근사 다면체만을 그리기에 매끄러운 블러 효과를 얻는다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.1082-1093
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• 2011

3차원 캐릭터 모델의 만화적 표현을 위하여 일반적으로 사용되고 있는 기존의 카툰렌더링 방법들은 아티스트가 직접 그린 원화의 표현을 그대로 살리는데 한계가 있다. 본 논문에서는 원화로부터 만화적인 음영모델을 캡쳐하는 기술을 제안하고 이를 이용하여 3차원 캐릭터 모델을 효과적으로 카툰 렌더링하는 새로운 시스템을 제공한다. 이 시스템의 특징은 음영을 캡쳐한 후에 캐릭터 모델의 만화적 특성을 부각시키기 위하여 음영을 이용하여 형태를 강조하는 알고리즘을 포함하며 아티스트가 포스트 프러덕션으로 음영을 편집할 수 있는 스케치 기반 인터페이스를 지원하는 것이다. 이를 위하여 선택된 영역의 색상 분포와 비율을 분석하는 RGB 색상 정렬 알고리즘을 이용하여 카툰 텍스처를 자동으로 생성하는 방법론을 제시한다. 또한 캐릭터의 형태적 특성을 강조하기 위하여 세일리언시 기반 카툰 렌더링 알고리즘을 제안하며, 음영을 지역적으로 편집하는 스케치 인터페이스를 제공한다. 마지막으로 사용자 평가를 통하여 제안하는 시스템의 유용성을 입증한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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• pp.676-678
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• 2005

본 논문에서는 실시간 수묵화 기법 렌더링을 제시한다. 기존의 대표적인 렌더링 기법인 Phong-Shading 기법은 사진과 같은 사실적인 표현이 가능하다. 하지만 인조적이고 기계적인 느낌이 강해 미술가가 그린 그림과 같이 다양한 느낌을 표현하는데 한계가 있다. 이를 해결하기 위해 우리는 기존의 미술가들이 써왔던 다양한 기법 중 동양화의 특징들을 3차원 실시간 렌더링 기법에 적용하고자 한다. 본 논문에서는 실시간 렌더링을 위해 정교함에 치중하기 보다는 수묵화의 주된 특징들을 빠르게 표현할 수 있는 새로운 알고리즘을 제시한다. 동양화 작품들의 특징을 살펴보면 전체적으로는 일관성을 유지하지만 세부적으로 보면 모두 불규칙한 패턴을 이루고 있다는 것이다. 이러한 특징들은 붓 끝에서 오는 불규칙성 때문에 오는데 본 논문에서는 이러한 정을 쉐이딩과 외곽선 그리고 색 부분으로 나누어 적용하였다. 사용자는 다른 복잡한 과정 없이 단지 불규칙 정도만을 조절하여 다양한 이미지를 창출해 낼 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제30권11호
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• pp.663-674
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• 2003

범프 매핑은 복잡한 모델링 과정 없이 기하 매핑을 통하여 땅콩 껍질의 돌기와 같은 객체 표면의 세밀한 부분을 표현해내는 기법이다. 그러나 이 기법은 법선 벡터 쉐이딩과 같은 상당한 복잡도를 가진 연산을 픽셀 당 처리해줘야 하므로, 이의 하드웨어 구현은 상당한 비용을 필요로 한다. 본 논문에서는 극 좌표계를 이용한 새로운 범프 매핑 알고리즘 및 하드웨어 구조를 제안한다. 이는 참조 공간으로의 변환을 위한 새로운 벡터 회전 방식과 연산이 최소화된 조명 계산 방식을 갖는 구조로, 기존의 구조에 비해 범프 매핑을 효과적으로 수행한다. 결과적으로 제안하는 구조는 범프 매핑에 필요한 연산 및 하드웨어를 상당량 줄였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.9-14
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• 2000

수작업으로 이루어지는 셀 애니메이션에 툰 렌더링과 같은 비사실적 렌더링 기법을 사용하면 더 적은 노력으로 훨씬 높은 화질의 영상을 얻어낼 수가 있다. 이와 같은 이유로 오늘날 툰 렌더링은 셀 애니메이션 영상산업에서 많이 사용되고 있다. 그러나 기존의 툰 렌더링 방법들에 의한 영상생성은 실시간 처리에 한계가 있어서 가상현실, 게임과 같은 즉각적인 반응을 필요로 하는 분야에서는 사용할 수가 없었다. 본 논문에서는 이와 같은 한계를 극복하여 다양한 분야로의 확장사용이 가능하도록 실시간 윤곽선 검출과 퐁 쉐이딩을 통해 실시간으로 수행되는 툰 렌더링을 구현하였다. 또한 빠른 그림자 생성 알고리즘을 사용해 장면에 그림자를 추가시킴으로써 여전히 실시간 수행이 가능하면서도 효과적인 결과 영상을 생성하였다.