• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.1-11
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• 2012

최근 반도체 공정 기술이 발달함에 따라 단일 프로세서에 적재되는 코어의 수가 크게 증가하였고, 이는 프로세서의 성능을 급격하게 향상시키는 계기가 되고 있다. 특히, 많은 수의 코어들로 구성된 GPU(Graphics Processing Unit)는 대규모 병렬성을 활용하여 연산처리 성능을 크게 향상시키고 있다. 하지만, 주 메모리 접근 지연시간이 GPU의 성능 향상을 제약하는 심각한 요인 중 하나로 제기되는 상황이다. 본 논문에서는 3차원 구조를 통한 GPU의 메모리 접근 효율성 향상에 대한 정량적 분석과 3차원 구조 적용 시 발생 가능한 문제점에 대하여 살펴보고자 한다. 일반적으로 메모리 명령어 비율은 평균적으로 전체 명령어의 30%를 차지하고, 메모리 명령어 중에서 주 메모리 접근과 관련된 글로벌/로컬 메모리 명령어가 차지하는 비율 또한 평균 60%이므로 주 메모리로의 접근 지연시간을 크게 감소시키는 3차원 구조를 적용한다면 GPU의 성능 또한 크게 향상시킬 수 있을 것으로 예상된다. 그러나 본 논문에서 수행한 실험 결과에 따르면 메모리 병목현상으로 인해 3차원 구조 GPU의 성능이 2차원 구조 GPU에 비해 크게 향상되지는 않음을 확인할 수 있다. 분석 결과에 의하면, 3차원 구조 GPU는 2차원 구조 GPU와 비교하여 메모리 병목현상으로 인한 성능 지연이 최대 245%까지 증가하기 때문이다. 본 논문에서는 3차원 구조 GPU를 대상으로 메모리 접근의 효율성과 문제점을 함께 분석함으로써, 3차원 GPU에 적합한 메모리 구조를 설계하기 위한 가이드라인을 제시하고자 한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.45-57
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• 2009

3차원 그래픽스에서 영상의 현실감을 높이기 위해 자주 사용되는 텍스쳐 맵핑 기법은 많은 연산량과 메모리 접근의 요구로 성능과 전력상의 병목점이 되고 있으며, 이러한 텍스쳐 맵핑 단계에서의 메모리 접근시간을 줄이기 위해 텍스쳐 캐시가 이용되고 있다. 그러나 점차 소형화 되고 있는 휴대용 기기의 특성과 배터리로 동작하기에 갖는 전력상의 제약으로 인해 텍스쳐 캐시가 차지하는 면적과 에너지 소모를 줄이는 노력이 필요하다. 본 논문에서 제안하는 기법은 텍스쳐 캐시의 크기가 줄어듦에 따라 발생하는 미스율의 증가를 보완하기 위해 미리 읽기 기법을 사용한다. 또한 미리 읽기 버퍼에 텍스쳐 캐시에서 교체되는 블록을 임시로 저장해 둠으로써 충돌 미스를 줄이는 기법을 제안한다. 실험 결과, 1K bytes와 2K bytes의 캐시의 사용하면서 16K bytes 또는 8K bytes의 캐시를 사용했을 때와 비슷한 성능을 유지할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 제안하는 기법의 사용으로 텍스쳐 캐시에서 소모되는 에너지 소모를 $23%{\sim}60%$까지 줄이고 70%정도의 면적을 감소 시킬 수 있음을 보여주었다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.63-72
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• 2012

BIM(Building Information Modeling)과 같은 기법이 건축물 생산 과정에 널리 사용되면서 건축 모델을 현실감 있게 체험할 수 있는 방법의 필요성이 커지고 있다. 본 논문에서는 시각적 인지를 고려한 가상 건축물의 스테레오 내비게이션 방법을 제안한다. 먼저 스테레오 건축물을 내비게이션할 때 발생할 수 있는 시각적 불편함에 대해 분석하고, 이를 해결하기 위해 가상 카메라 간격을 자동으로 조절하는 방법을 개발한다. 또한 각 사용자의 깊이감에 대한 최소한의 자극 차이(Just Noticeable Difference)를 측정하고 그 결과를 가상 카메라의 간격과 움직임을 조절하는데 적용한다. 제안된 방법은 사용자에게 적합한 스테레오 콘텐츠를 생성함으로써 다양한 건축 응용에 사용될 수 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.11-18
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• 2003

본 논문은 2차원 영상에서 커서를 특징 경계로 이동시키는 스내핑(snapping)과 특징 경계를 추출하는 래핑(wrapping)을 3차원 메쉬로 확장하여 메쉬상의 기하적 특징을 사용자가 의도한 대로 추출할 수 있는 기법을 다룬다. 먼저 메쉬상의 나타나는 기하적 특징을 계량화하기 위해 근사 곡률과 움직임 비용함수를 정의한다. 이들 수치 값을 기반으로 기하적 스내핑과 기하적 래핑 알고리즘을 설계한다. 본 논문에서는 제안한 알고리즘을 얼굴 메쉬와 치아 메쉬상에 나타나는 기하적 특징을 추출하기 위해 적용하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.21-27
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• 2007

본 논문에서는 3차원 점집합으로부터 3차원 메시를 생성하는 효율적인 기법을 소개한다. 대표적인 3차원 삼각화 방법으로 3차원 딜로니 삼각화 기법이 있으나 물체의 표면만을 고려한 메시 생성을 위한 방법으로 비효율적인 측면이 있다. 본 논문에서는 적은 계산량으로 물체의 표면 메시를 생성하는 기법을 소개한다. 물체의 각 영역을 분할하고 각 영역에 대해서 2차원 딜로니 삼각화를 적용하여 3차원 메시 구조를 얻는다. 3차원 점 집합에 대해 OBB(Oriented Bounding Box)를 계산하고 이를 기준으로 점 집합을 여러 분할 영역으로 나누고 각 부분 점 집합에 대해서 2차원 딜로니 삼각화를 실시한다. 각 2차원 삼각화 결과는 점전적으로 전체 메시에 병합된다. 또한 병합된 메시에서 잘못된 에지의 연결을 제거함으로써 객체의 삼각 분할 결과를 향상시킨다. 제안된 메시 생성 기법은 다양한 영상 기반 모델링 응용에서 효과적으로 적용될 수 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.59-67
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• 2023

본 논문은 몸체 3D 스캔과 모션 캡처 장비를 활용한 3D 애니메이션 형태의 바디 프로필을 제안한다. 사용자는 미리 정해진 몇 개의 포즈에 대하여 3D 스캔을 수행함으로써 애니메이션 형태를 가진 자신만의 바디 프로필을 제작할 수 있다. 이를 위하여 일련의 포즈를 수행하는 템플릿 애니메이션을 모션 캡처를 통하여 획득하였고, 사용자로부터 획득된 3D 스캔 데이터를 애니메이션의 각 정점 포즈에 포즈 공간 디포머(Pose-space deformer)를 통하여 매핑시켰다. 이를 통하여 만들어진 3D 애니메이션 형태의 바디 프로필은 기존의 정적인 2D 이미지나 3D 스캔데이터보다 사용자에게 더 큰 만족도를 줄 수 있음을 확인할 수 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.221-224
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• 2009

본 논문에서는 OpenVG Specification에서 제안한 파이프라인을 기능별, 혹은 연산별로 그룹화 하여 하드웨어 구현에 적합한 새로운 파이프라인을 제안하였다. 래스터라이저에서는 스캔라인 알고리즘과 엣지 플래그 알고리즘의 장점들을 포함하는 스캔라인 엣지 플래그 알고리즘을 구현하여 적용하였으며, Non-Zero 룰을 만족하기 위해 엣지의 방향에 따라 Winding 횟수를 기록하기 위한 추가 버퍼를 이용하였다. 또한, 래스터라이저는 안티 앨리어싱을 위해 슈퍼 샘플링 과정을 수행한다. 액티브 엣지 생성 시 클리핑을 동시에 수행하여 이후 과정에서의 불필요한 연산을 줄였고, 액티브 엣지들의 정렬을 수행하지 않는 방법을 사용하여 처리 속도를 향상 시켰다. 본 연구에서 설계된 OpenVG Rasterizer는 크로노스 그룹에서 제공하는 샘플 이미지들을 사용하여 검증하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.61-71
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• 2018

RGB-D 카메라 촬영 영상에 대한 카메라 포즈 추정을 통하여 복원한 3차원 전역 공간의 점 집합으로부터 삼각형 메쉬를 생성할 때, 일반적으로 메쉬의 크기가 커질수록 3차원 모델의 품질 또한 향상된다. 하지만 어떤 한계를 넘어서 삼각형 메쉬의 해상도를 높일 경우, 메모리 요구량의 과도한 증가나 실시간 렌더링 성능저하 문제뿐만 아니라 RGB-D 센서의 정밀도 한계로 인한 접 집합 데이터의 노이즈에 민감해지는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 실시간 응용에 적합한 3차원 모델 생성을 위하여 비교적 적은 크기의 삼각형 메쉬에 대하여 3차원 점 집합의 촬영 색상으로부터 고화질의 텍스쳐를 생성하는 기법을 제안한다. 특히 카메라 포즈 추정을 통하여 생성한 3차원 점 집합 공간과 2차원 텍스쳐 공간 간의 매핑 관계를 활용한 간단한 방법을 통하여 RGB-D 카메라 촬영 영상으로부터 복원한 3차원 모델에 대하여 효과적으로 텍스쳐를 생성할 수 있음을 보인다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.1-9
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• 2004

본 논문에서는 바이러스와 같은 생화학 물질의 분자구조를 3 차원 모델로 시각화하여 관찰하고, 그 분자모델을 직관적인 방법으로 조작하기 위한 가상 현실 분자 모델링 시스템을 제안한다. 이 시스템을 사용하면, 입체영상 디스플레이 장치와 데이터 글러브 및 동작 추적 장치를 사용하여 3 차원 분자 모델을 실감나게 조작할 수 있어서 효율적으로 분자들을 관찰하고 결합, 분리하는 등의 분자 모델링 작업이 가능하다. 사용자들은 마우스나 키보드 등의 장비 대신에 자연스러운 몸 동작이나 손 동작을 이용하여 분자 모델링 작업을 위한 동작을 하게 된다. 분자들의 결합을 화학적으로 정확하게, 그리고 실시간으로 시뮬레이션 하기 위해서 에너지 계산 알고리즘을 구현하였으며 이러한 작업이 가능하도록 분자 구조를 표현하는 새로운 자료구조를 제안하였다. 본 연구에서 제안하는 동작 기반의 VR 분자 모델링 시스템의 타당성을 검증하기 위하여 HIV 바이러스 분자를 가지고 분자 모델링 작업을 수행하였고, 사용자 테스트를 실시하여 기존의 방식과 작업 성능 및 사용자 만족도를 비교하였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2022년도 제66차 하계학술대회논문집 30권2호
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• pp.219-220
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• 2022

3D 그래픽스 환경에서 입체적인 물체가 2D 모니터에 보여지는 과정에는 여러 단계의 공간 변환과 행렬 계산을 거치게 된다. 이러한 공간 변환은 각 단계가 어떤 의미인지 쉽게 이해하기에 어려운 면이 있다. 본 논문에서는 유니티 3D 엔진에서 작동하는 셰이더를 통해 각 단계의 공간을 시각화 하여 학생들이 보다 쉽게 공간 변환을 이해하는 시각화 방법을 제시한다.