• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 2004.04a
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• pp.45-55
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• 2004

최근 컴퓨터 애니메이션 분야에서는 계산 유체 역학 분야의 기법을 적용하여 다양한 유체 애니메이션 효과를 생성하려는 시도가 활발히 진행되고 있다. 본 강연에서는 연기와 가스, 그리고 물 등의 유체에 대하여 애니메이션 제작 분야에서 제안되고 적용되고 있는 유체 기법에 대하여 설명한 후, 본 서강대학교 컴퓨터 그래픽스 연구실에서 수행하고 있는 유체 애니메이션 관련 연구에 대하여 간략히 알아본다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2022.07a
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• pp.577-580
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• 2022

본 논문에서는 마이크로소프트(Microsoft, MS) 홀로렌즈v2를 이용하여 물리 기반 애니메이션은 유체와 로프를 제어할 수 있는 새로운 방법에 대해 소개한다. 물리 기반 시뮬레이션 혼합현실, 메타버스, 게임 등 다양한 콘텐츠에서 몰입감을 개선하기 위해 활용되고 있는 기술이다. 하지만, 계산양이 크고 사용자가로 인한 직관적인 제어 시스템의 부재로 많은 시장에 활용되기에는 어려운 구조이다. 이러한 문제를 완화하기 위해 본 논문에서는 혼합현실 환경에서 무선으로 사용자 인터페이스를 구현한 홀로렌즈v2를 이용하여 물리 애니메이션을 제어하고자 한다. 이러한 도전은 혼합현실에서도 사용자의 손동작, 음성, 눈 추적 등 다양한 인터페이스를 통해 시뮬레이션을 제어할 수 있다는 가능성을 열어줌으로써, 관련시장도 확장 될 수 있다. 본 논문에서는 대표적으로 유체와 로프 시뮬레이션을 홀로렌즈를 통해 제어하는 결과를 보여준다.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 2006.11a
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• pp.264-268
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• 2006

This paper presents a fire and smoke animation system using stable fluid animation techniques. Stable and fast fluid simulation methods are developed in PC and console games, but fluid simulation and interactive fluid models still have many problems. We studied and implemented physics-based models for fluids like fire and smoke effects using mobile 3D system. The mobile platform of our system is WIPI, which are the standard mobile platform in Korea also we adopted NF3D API for our 3D programming API.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.10 no.3
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• pp.40-51
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• 2004

최근 활발하게 진행되고 있는 물리 기반 유체 애니메이션에 관한 연구 결과 다양한 형태의 유체 시뮬레이션 데이터가 빈번히 생성되고 있다. 이러한 데이터를 사용하여 고급 애니메이션을 제작하기 위해서는 사실적인 유체 렌더링 기법의 적용이 필수적이다. 본 논문에서는 자연 현상 중에서 컴퓨터 애니메이션 제작에 있어 매우 유용하게 사용할 수 있는 폭발이나 화염과 같은 부류의 유체에 대하여 렌더링의 사실성을 향상 시킬 수 있는 기법을 제안한다. 본 기법은 물리 기반 시뮬레이션을 통하여 산출되는 유체의 여러 물리적 성질에 대하여 포톤 매핑 기법을 적용함으로써, 연기 데이터에 대하여 유체 광원이나 섬광 등과 같은 특수 효과를 구현하는 데에 유용하게 사용될 수 있다.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.14 no.8
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• pp.13-21
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• 2014

The paper provides an efficient method for generating water crown animation. Compared to general liquid simulation, water crown animation requires tremendous computational loads. Tackling the problem, we propose a novel geometry based approach with procedural texture. Unreal engine is utilized to construct material and handle the geometric mesh combined with water texture. The experimental results demonstrate our method achieves effective performance for realistic water crown animation.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.10 no.2
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• pp.35-41
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• 2004

유체 시뮬레이션은 Navier-Stoke 방정식의 해를 구하는 과정으로 볼 수 있는데, 이 방정식은 초기 조건 및 주변 환경에 따라 매우 민감하게 반응하기 때문에 사용자가 원하는 형태로 제어하는 것이 매우 어려운 일이다. 본 논문에서는 유체의 움직임을 실제 공간에 임베드된 smooth manifold 위로 제한하고, 유체의 움직임을 manifold의 모양에 의해 직관적으로 제어하는 방법을 제안한다. 제어 manifold 안의 유체의 흐름을 자연스럽게 유지하기 위하여 경계에 가상의 중력장을 설정하여 유체가 경계면에서 자연스럽게 내부로 유도되도록 하였다. 본 논문의 유체 제어 방법은 제어 manifold의 모양을 키프레임 보간함으로써 간접적으로 유체 애니메이션의 키프레임 애니메이션으로 만드는 것도 가능하다. 이 과정에서 제어 manifold의 변형에 의한 유체정보를 재구성이 필요한데, 본 연구에서는 그리드의 재샘플링을 통해 해결하는 방법을 제시하였다.

• Journal of Korea Multimedia Society
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• v.12 no.1
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• pp.130-138
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• 2009

As time spent in front of the computer screens increases, an increasing number of people are using natural landscapes or virtual aquariums as their desktop and screen saver that can provide them with mental comfort. A virtual aquarium is constructed by an animation work that creates a variety of fish that freely move in a random virtual underwater environment to analyze their movement. This paper suggests a method that constructs an immersive virtual aquarium, using fluid animation method that expresses changes of shape of fluid in real time and the Smart Fish technology which is capable of an interaction according to the diverse characteristics of virtual fish. The suggested method can be used in a virtual aquarium, aquarium screen saver, virtual fish-raising game, etc., which express diverse undersea environment.

• Journal of Korea Game Society
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• v.7 no.3
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• pp.77-88
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• 2007

In this paper, we present a new fire animation and visualization scheme. The most difficult problem in creating fire animation is how to simulate the mechanism of emitting lighting and heat of fire. We attack the difficulty by presenting a hybrid scheme that combines the simulation scheme and the combustion process in voxelized space where the numerical solution of the classical fluid equations is implemented. Therefore, the combustion process is simulated at each voxel and the amount of heat generated at the voxel is estimated. The generated heat will increase the temperature at the voxel, where results in the increase of turbulent motion of fire. We also propose a visualization scheme that modifies the photon mapping algorithm in order to render fire and various lighting effects of fire to the environments.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.10 no.3
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• pp.17-27
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• 2004

컴퓨터 그래픽스분야에서 유체 애니메이션은 애니메이션 제작에 있어 매우 중요한 표현 기법으로 그 적용 범위가 상당히 넓다고 할 수 있다. 그 중, 물과 가스는 대표적인 유체 표현 기법이며 그 시뮬레이션에 있어 각각 중요한 특징들을 가지고 있기 때문에 다양한 방법으로 적합한 시뮬레이션 방법들이 개발되어 왔다. 본 논문에서는 그 동안 본 연구실에서 개발해온 물리 기반의 물 시뮬레이션 기법에 대해서 소개하고 이를 통해 구현된 물 시뮬레이션 소프트웨어 제작 사례를 보이고자 한다. 또한, 최근 다양한 특수 효과를 위해 사용되는 폭발이나 화염 등의 유체 시뮬레이션에 유용하게 사용될 수 있는 반응적인 가스의 시뮬레이션 기법을 새롭게 제안하고 이 기법의 소프트웨어 제작 사례도 소개하고자 한다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.32 no.1
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• pp.29-38
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• 2005

The fluid animation procedure consists of physical simulation and visual rendering. In the physical simulation of fluids, the most frequently used practices are the numerical simulation of fluid particles using particle dynamics equations and the continuum analysis of flow via Wavier-Stokes equation. Particle dynamics method is fast in calculation, but the resulting fluid motion is conditionally unrealistic The method using Wavier-Stokes equation, on the contrary, yields lifelike fluid motion when properly conditioned, yet the complexity of calculation restrains this method from being used in real-time applications. Global illumination is generally successful in producing premium-Duality rendered images, but is also excessively slow for real-time applications. In this paper, we propose a rapid fluid animation method incorporating enhanced particle dynamics simulation method and pre-integrated volume rendering technique. The particle dynamics simulation of fluid flow was conducted in real-time using Lennard-Jones model, and the computation efficiency was enhanced such that a small number of particles can represent a significant volume. For real-time rendering, pre-integrated volume rendering method was used so that fewer slices than ever can construct seamless inter-laminar shades. The proposed method could successfully simulate and render the fluid motion in real time at an acceptable speed and visual quality.