• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.4 no.2
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• pp.33-45
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• 1998

볼륨 가시화(volume visualization)는 3차원 볼륨 데이터로부터 의미 있는 가시적 정보를 추출하도록 도와주는 연구분야이다. 볼륨 렌더링(volume rendering)은 볼륨 데이터로부터 영상(image)을 얻는 기술을 말하는데, 이러한 렌더링 기법 중 물체공간(object space)에 기반한 스플래팅(splatting) 기법은 볼륨 데이터에 존재하는 응집성(coherence)의 이점을 이용할 수 있는 팔진트리(octree)나 피라미드(pyramid)와 같은 계층구조를 적용하기 쉽다. 본 논문에서는 볼륨 데이터에 팔진트리를 적용한 기존의 스플래팅 기법에 영상공간(image space)에서의 응집성의 이점을 이용하기 위한 계층구조로 4진트리(quadtree)와 범위트리(range tree)를 적용하는 새로운 스플래팅 기법을 제안한다. 이 기법은 볼륨 데이터내의 불투명한 복셀(voxel)들에 의해 가려지는 복셀들에 대한 방문을 가능한 한 피함으로써 전체적인 스플래팅의 속도를 향상시킨다. 이 기법은 잘 알려진 팔진트리, 4진트리 그리고 범위트리를 사용함으로써 그 구현이 쉽고, 추가적으로 많은 메모리를 사용하지 않으면서도 렌더링의 속도를 효율적으로 향상시킬 수 있는 기법이다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.17 no.2
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• pp.27-36
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• 2011

The Dual Contouring method has an advantage over the primal polygonization methods like the Marching Cube method in terms of better expression of sharp features. In this paper, the Dual Contouring method is implemented in Spherical coordinates, not the Cartesian ones to examine some characteristics. For this purpose, our octree is defined in Spherical coordinates, which is called "S-Octree". Among some characteristics, the proposed Dual Contouring method in the S-Octree tends to produce less vertices at the same octree level. In particular, for any surface models close to surface sphere, the generated mesh surfaces are smoother and more detailed than those of the Cartesian Dual Contouring approach for specific applications including mesh compression where available geometric information is quite limited.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.31 no.5_6
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• pp.360-370
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• 2004

Adaptive mesh refinement(AMR) is one of the popular computational simulation techniques used in various scientific and engineering fields. Although AMR data is organized in a hierarchical multi-resolution data structure, traditional volume visualization algorithms such as ray-casting and splatting cannot handle the form without converting it to a sophisticated data structure. In this paper, we present a hierarchical multi-resolution splatting technique using k-d trees and octrees for AMR data that is suitable for implementation on the latest consumer PC graphics hardware. We describe a graphical user interface to set transfer function and viewing / rendering parameters interactively. Experimental results obtained on a general purpose PC equipped with an nVIDIA GeForce3 card are presented to demonstrate that the proposed techniques can interactively render AMR data(over 20 frames per second). Our scheme can easily be applied to parallel rendering of time-varying AMR data.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.6 no.5
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• pp.457-467
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• 2000

본 논문에서는 분산 메모리 구조를 갖는 병렬 컴퓨터 상에서 방대한 크기를 갖는 볼륨 데이터의 효과적인 가시화를 위한 병렬 광선 투사법을 제안한다. 데이터의 압축을 기반으로 하는 본 기법은 다른 프로세서의 메모리로부터 데이터를 읽기보다는 자신의 지역 메모리에 존재하는 압축된 데이터를 빠르게 복원함으로써 병렬 렌더링 성능을 향상시키는 것을 목표로 한다. 본 기법은 객체-순서와 영상-순서 탐색 알고리즘 모두의 정점을 이용하여 성능을 향상시켰다. 즉, 블록 단위의 최대-최소 팔진트리의 탐색과 각 픽셀의 불투명도 값을 동적으로 유지하는 실시간 사진트리를 응용함으로써 객체-공간과 영상-공간 각각의 응집성을 이용하였다. 본 논문에서 제안하는 압축 기반 병렬 볼륨 렌더링 방법은 렌더링 수행 중 발생하는 프로세서간의 통신을 최소화하도록 구현되었는데, 이러한 특징은 프로세서 사이의 상당히 높은 데이터 통신 비용을 감수하여야 하는 PC 및 워크스테이션의 클러스터와 같은 더욱 실용적인 분산 환경에서 매우 유용하다. 본 논문에서는 Cray T3E 병렬 컴퓨터 상에서 Visible Man 데이터를 이용하여 실험을 수행하였다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.11 no.2
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• pp.16-25
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• 2005

계산유체 역학 분야에서는 유체 시뮬레이션 계산에 있어 계산 시간과 컴퓨터 메모리의 한계를 뛰어 넘는 유효 해상도를 달성하기 위하여 다양한 형태의 적응적 메쉬 기법들이 제시되어 왔다. 특히 최근에 컴퓨터 그래픽스 분야에서는 팔진 트리 기반의 메쉬 구조를 사용하여 중요 지역에 높은 해상도를 적용하려는 유체 애니메이션 방법이 제시되었다 [1]. 본 논문에서는 계산시간과 메모리 사용량을 보다 절약하기 위해, 이러한 적응적 방법을 확장하여 카메라의 특성을 이용하여 보이는 지역에 상대적으로 높은 해상도의 메쉬를 적용해주는 시점의존 방법을 제시한다. 이와 함께 시뮬레이션 과정에서 동적으로 변하는 메쉬 구조를 효율적으로 구현하기 위하여 기존의 팔진 트리와는 다른, 단순한 형태의 가변 메쉬 구조를 제시한다. 또한 실제 구현을 통하여 본 논문이 제시하는 시점의존기법이 유체 시뮬레이션 결과의 질을 비교적 잘 유지하면서, 계산에 필요한 자원을 효과적으로 줄일 수 있다는 사실을 보이도록 한다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.23 no.3
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• pp.19-29
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• 2017

When a fixed-sized memory allocation method is used for sparse volume data, a considerable memory space is in general wasted, which becomes more serious for a large volume of high resolution. In this paper, in order to reduce such unnecessary memory consumption, we propose a volume representation method to store mostly voxels that represent valid information rather than all voxels in a fixed volume space. Then our method is compared with the conventional static memory allocation method, an octree-based representation, and a voxel hashing method in terms of memory usage and computation speed. In particular, we compare the proposed method and the voxel hashing method with respect to implementation of the GPU-based Marching Cubes algorithm.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.9 no.4
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• pp.1-7
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• 2003

본 논문에서는 GPU와 스텐실 버퍼(stencil buffer) 및 깊이 버퍼(depth buffer)를 이용하여 가려진 픽셀들을 렌더링 단계 이전에 건너뛰는(skipping) 방법을 제시하고자 한다. 그래픽 카드에 기본적으로 제공되는 기능인 깊이 및 스텐실 버퍼 검사(depth & stencil buffer test)를 이용하여 이진 차폐 맵(binary occlusion map)을 만들고 이를 재사용하여 가려지는 부분의 픽셀들을 효과적으로 건너뛰게 하는 방법이다. 전체 볼륨 데이터는 팔진트리(octree) 구조를 가진 서브볼륨들로 나뉘어 저장되며 시점에 가까운 서브볼륨부터 렌더링에 사용된다. 서브볼륨들을 차례로 렌더링하면서 차폐 맵을 갱신하게 하면, 멀리 있는 서브볼륨들을 렌더링할 때 이미 가려진 픽셀들을 렌더링에서 제외할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2005.05a
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• pp.1645-1648
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• 2005

PC 그래픽스 하드웨어의 급격한 발전에 따라 슈퍼컴퓨터 또는 여러 대의 컴퓨터를 이용한 병렬/분산 처리로나 가능하였던 실시간 볼륨 렌더링을 한대의 일반 PC에서 수행하려는 시도가 계속되고 있다. PC 그래픽스 하드웨어의 꼭지점 및 픽셀 쉐이더는 수치 계산에 최적화된 벡터 연산으로 빠른 볼륨 렌더링을 가능하게 하였을 뿐만 아니라 기존의 고정된 그래픽스 파이프라인에서 벗어나 사용자가 렌더링 과정에 개입하여 프로그래밍을 할 수 있도록 하였다. 본 논문에서는 이러한 그래픽스 하드웨어의 프로그래밍 기능 중 텍스쳐 좌표의 조작을 이용하여 다양한 종류의 볼륨 데이터를 빠르게 렌더링하고 픽셀 쉐이더의 여러 기능들을 이용하여 퐁 쉐이딩 연산, 이른 깊이 테스트, 팔진트리 텍스쳐등을 구현하여 고품질 영상을 실시간으로 얻고자 하였다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.2 no.2
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• pp.1-9
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• 1996

It is important issue to increase the efficiency of visibility operations in rendering since the most of rendering time is spent for performing visibility operations. In this paper, we present light buffers of area light sources, which provide efficient visibility operations from the sources. The light buffers are extended to support visibility operations not originated from the sources. We also explore their applications such as shadow generation, ray tracing and radiosity. Our experimental results show that the light buffers support more efficient visibility operations than the previously developed data structures including BSP trees, linear grids, and octrees.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.27 no.8
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• pp.691-700
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• 2000

The standard volume ray-tracing, optimized with octree, needs to repeatedly traverse hierarchical structures for each ray that often leads to redundant computations. It also employs the expensive 3D interpolation for producing high quality images. In this paper, we present a new ray-casting method that efficiently computes shaded colors and opacities at resampling points by traversing octree only once. This method traverses volume data in object-order, finds resampling points on slices incrementally, and performs resampling based on 2D interpolation. While the early ray-termination, which is one of the most effective optimization techniques, is not easily combined with object-order methods, we solved this problem using a dynamic data structure in image space. Considering that our new method is easy to implement, and need little additional memory, it will be used as very effective volume method that fills the performance gap between ray-casting and shear-warping.