• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.21-25
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• 2013

최근 활발하게 발표되고 있는 물리 기반 이차원 캐주얼 게임들은이차원상의 제어에 따른 편의성과 사용자의 물리적 경험에 따른 직관적인 조작성 및 친숙함에 힘입어 큰 사용자층을 형성하고 있다. 본 논문에서는 비행 조작에서의 편의 성을 보장하며 물리적 사실성에 따른 흥미를 유발할 수 있는 물리 기반 이차원 비행 시뮬레이션 게임을 고려한다. 우선 이에 적합한 두 개의 추진기를 가진 수직 이착륙 비행체 모델을 제시한다. 각 추진기에서의 추력을 두 개의 조이스틱 등을 사용하여 직접 제어 할 수 있다. 하지만 이와 같은 기계식 조정 방식을 통해 고난이도의 역동적 곡예비행을 하기 위해서는 꽤 많은 연습이 필요하다. 보다 손쉽고 직관적인 조작을 위하여 PD 제어를 통해 비행체의 속도 및 위치를 빠르고 정확하게 제어할 수 있는 전기식 조정 방식(fly-by-wire)을 제안한다. 제안된 비행체 및 비행 제어 기법은 여러 흥미로운 이차원 게임 제작에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 융합보안논문지
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• 제18권5_2호
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• pp.53-60
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• 2018

과학기술이 발전함에 따라 미래의 전쟁에서는 보다 복잡한 전장 환경에서 지금보다 훨씬 정밀하고 다양한 무기체계들이 활용될 것으로 예상된다. 이때 복잡한 전장 환경과 다양한 무기체계들을 하나로 연결하여 전장상황을 인식하고 전장을 가시화 함으로써 지휘관 및 참모들에게 필요한 정보를 제공해 주는 시스템을 지휘통제체계(C4I)라고 한다. 지휘관 및 참모들은 지휘통제체계를 활용해 효율적인 전투지휘를 위해 컴퓨터나 종이지도 등을 활용해 미리 충분한 예행연습을 함으로써 지휘통제 및 의사결정 능력을 향상시키는데, 이를 전투지휘훈련이라 한다. 지휘통제훈련은 이러한 전투지휘훈련의 한 과정이다. 과거에는 지휘통제훈련을 위해 2차원(2D) 종이지도나 컴퓨터 스크린을 활용하였기 때문에 가시선 분석, 통신장비의 난청지역 분석, 병력의 진지 편성, 그리고 부대의 기동로 판단 등이 제한될 수밖에 없었다. 하지만 최근에는 이러한 단점을 극복하기 위해 3차원(3D) 기반의 지휘통제훈련 시뮬레이터들이 개발되고 있다. 이러한 추세에 발맞추어 본 논문에서는 증강현실(Augmented Reality, AR) 글래스를 활용한 다중 사용자 기반의 지휘통제훈련 시뮬레이터를 제안한다.

• International Journal of Contents
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• 제12권2호
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• pp.42-48
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• 2016

We present efficient algorithms for computing centroid directions for each of the three types of monotonicity in a polyhedron: strong, weak, and directional monotonicity, which can be used for optimizing directions in many 3D manufacturing processes. Strongly- and directionally-monotone directions are the poles of great circles separating a set of spherical polygons on the unit sphere, the centroids of which are shown to be obtained by applying the previous result for determining the maximum intersection of the set of their dual spherical polygons. Especially in this paper, we focus on developing an efficient method for approximating the weakly-monotone centroid, which is the pole of one of the great circles intersecting a set of spherical polygons on the unit sphere. The original problem is approximately reduced into computing the intersection of great bands for avoiding complicated computational complexity of non-convex objects on the unit sphere, which can be realized with practical linear-time operations.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.438-441
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• 2011

본 논문에서는 게임연구의 초기 과정에 속하는 2D엑션 게임을 기획, 연구, 개발한 결과물을 기술하였다. 2D 횡 스크롤 게임방식인 액션게임으로 획득하는 아이템을 통해 새로운 기술(무기)를 얻으며 소환수가 동반된다. 또한 기존 프로그램은 한 화면 당 출연하게 되는 적군의 수가 제한적이었으나 본 연구에서 개발한 게임은 플레이어가 적군을 섬멸할 때의 쾌감을 높이기 위하여 한 화면당의 적군의 수를 평균 적군 출현 수 보다 높게 조정하여 타격감을 높였다. 그리고 아이템을 획득하게 되면 미량의 아이템을 사용한 후 아이템의 사용이 바로 중단되어 플레이어들에게 아쉬움을 주었으나 본 프로그램에서는 한번 획득한 아이템은 다음 아이템을 획득하기 전까지 영구적으로 사용할 수 있게 제작되어 그 아쉬움을 줄였고, 스테이지의 끝에서는 보스를 파괴하는 스테이지 게임의 구현 결과물이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.866-871
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• 2012

대부분의 증강현실은 컴퓨터로 구현하는 3차원, 혹은 그래픽이나 영상을 통한 가상공간을 의미한다. 증강현실은 참여자를 가상현실에 몰입시키고 가상현실 세계를 변화시키는 과정으로 진행된다. 특히, 아동 게임분야는 증강현실 기술적 특성과 잘 부합하여 아동들에게 더욱 흥미와 창의성을 유발할 수 있는 분야로 지목된다. 본 연구에서는 아동게임 학습효과를 극대화하기 위해 보드게임의 효과와 증강현실기술의 특성에 대해 살펴보고 아동교육프로그램의 새로운 모델 제안을 제시하고자 한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.297-304
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• 2015

국제화로 인한 영어의 중요성과 필요성이 확대되고 있다. 이로 인해 다양하게 영어 교육이 이루어지고 있으며, 최근에는 몰입감과 흥미감을 위하여 증강현실 기술을 활용하고 있다. 본 콘텐츠는 유아 영어 인지 능력개발을 위한 모바일 AR 콘텐츠이다. 교구의 사물을 3D 모델로 모바일 폰에서 출력 가능하며, 간단한 일상회화를 들려줌으로 아이들에게 생활영어를 놀이처럼 익히게 한다. 그리고 게임을 좋아하는 아이들의 특성을 고려하여 각 사물에 영어게임을 추가한다. 또한 아이와 부모님들의 관심을 계속적으로 유지하기 위하여 각 단계별 게임의 이벤트를 다르게 표현하여 흥미도와 몰입감을 제공한다.

• 지능정보연구
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• 제11권1호
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• pp.153-167
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• 2005

본 논문에서는 이동 로봇이나 자율 캐릭터 에이전트로 미지의 환경을 탐사하는 문제를 다룬다 전통적으로 공간탐사 문제를 해결하기 위한 연구노력들은 주로 그래프기반의 공간 표현법들과 그래프 탐색법들에 초점을 맞추어 왔다. 최근 들어, 공간탐사를 위한 가장 효율적인 그래프 탐색법들 중 최대 $min(mn, d^2+m)$에지들만을 탐색하는 EXPLORE알고리즘이 발견되었다. 이때 d는 그래프의 부족도(deficiency)를 나타내고, m은 그래프 에지들의 수를, n은 그래프 노드들의 수를 나타낸다. 본 논문에서는 자율 에이전트에 의해 미지의 공간을 탐사하는 실시간 그래프 탐색 알고리즘 DFS-RTA*와 DFS-PHA*를 제안한다. 두 알고리즘들은 모두 EXPLORE 알고리즘과 같이 깊이-우선 탐색(DFS)을 기초로 하고 있으며, 직전 노드로의 빠른 후진을 위해 각각 실시간 최단 경로 탐색 방법인 RTA*와 PHA*를 적용하는 것이 특징이다. 본 논문에서는 대표적인 3차원 온라인 게임 환경인 Unreal Tournament게임과 지능형 캐릭터 에이전트인 KGBot를 이용한 실험을 통해 두 탐색 알고리즘의 완전성과 효율성을 분석해본다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.1199-1206
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• 2015

본 논문은 위상분석 기법을 이용하여, 스켈레톤의 크기, 조인트의 개수, 조인트 이름이 다른 모션들에 대한 유사도를 자동으로 계산하는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 스켈레톤의 계층구조와 기본포즈를 분석하여 k 개의 조인트 그룹으로 자동 분류하며, 분류된 조인트 그룹은 조인트의 전역 위치를 이용한 포인트 클라우드로 변환된다. 이 때, 비교 대상이 되는 각 그룹의 포인트 클라우드 내 포인트의 위치는 스켈레톤의 크기를 고려하여 자동으로 조정되며, 포인트 개수 또한 자동으로 일치하게 된다. 비교 대상이 되는 두 포인트 클라우드들은 유사도 계산을 위해 거리 값을 최소로 하는 최적의 2D변환 행렬을 구하게 되며, 이 행렬을 적용 후 나타나는 포인트 간의 거리의 합을 최종 유사도 값으로 결정한다. 실험을 통해, 제안하는 알고리즘은 스켈레톤의 크기, 조인트의 개수, 조인트 이름에 상관없이 유사도 값을 계산해 줌을 알 수 있었다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.123-131
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• 2020

본 연구는 10만 개 이상의 움직이는 파티클 각각이 발광원으로서 존재할 때 라이팅을 위한 실시간 렌더링 알고리즘을 제안한다. 각 라이트의 영향 범위를 동적으로 파악하기 위해 2개의 3D 텍스처를 사용하며 첫 번째 텍스처는 라이트 색상 두 번째 텍스처는 라이트 방향 정보를 가진다. 각 프레임마다 두 단계를 거친다. 첫 단계는 Compute shader 기반으로 3D 텍스처 초기화 및 렌더링에 필요한 파티클 정보를 갱신하는 단계이다. 이때 파티클 위치를 3D 텍스처의 샘플링 좌표로 변환 후 이 좌표를 기반으로 첫 번째 3D 텍스처엔 해당 복셀에 대해 영향을 미치는 파티클 라이트들의 색상 총합을, 그리고 두 번째 3D 텍스처에 해당 복셀에서 파티클 라이트들로 향하는 방향벡터들의 총합을 갱신한다. 두 번째 단계는 일반 렌더링 파이프라인을 기반으로 동작한다. 먼저 렌더링 될 폴리곤 위치를 기반으로 첫 번째 단계에서 갱신된 3D 텍스처의 정확한 샘플링 좌표를 계산한다. 샘플링 좌표는 3D 텍스쳐의 크기와 게임 월드의 크기가 1:1로 대응하므로 픽셀의 월드좌표를 그대로 샘플링 좌표로 사용한다. 샘플링한 픽셀의 색상과 라이트의 방향벡터를 기반으로 라이팅 처리를 수행한다. 3D 텍스처가 실제 게임 월드와 1:1로 대응하며 최소 단위를 1m로 가정하는데 1m보다 작은 영역의 경우 해상도 제한에 의한 계단 현상 등의 문제가 발생한다. 이러한 문제를 개선하기 위한 텍스처 샘플링 시 보간 및 슈퍼 샘플링을 수행한다. 한 프레임을 렌더링하는데 소요된 시간을 측정한 결과 파티클이 라이트의 개수가 262144개일 때 Forward Lighting 파이프라인에서 146ms, deferred Lighting 파이프라인에서 46ms 가 소요되었으며, 파티클 라이트의 개수가 1024576개일 때 Forward Lighting 파이프라인에서 214ms, Deferred Lighting 파이프라인에서 104ms 가 소요되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.432-432
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• 2023

한국건설기술연구원(Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology, KICT)의 안동하천연구센터(Andong River Experiment Center, REC)는 다양한 하천 관련 실규모 실험을 수행하기 위해 3개의 수로를 보유하고 있다. 본 연구의 주목적인 실증 실험 계측 결과를 기반으로 3D 게임엔진을 이용하여 물 흐름을 재현하기 위해 A1 수로를 대상구간으로 설정하였다. 실증 실험의 경우 2개의 수문 개도율 조건에서 ADV와 ADCP를 활용하여 계측된 유량 및 유속 결과들을 비교하였으며, 추가적으로 영상 데이터로 부터 표면유속(LS-PIV)을 산정하였다. 3D 게임 엔진은 렌더링 엔진, 물리 엔진, 오디오 엔진, UI 시스템, 게임플레이 프레임워크 등이 잘 융합된 소스코드들과 개발자들이 이용하기 쉬운 방식으로 변환된 툴(tool)로 제공하여 현실 세계를 가상 세계에 시각화하여 구현하는데 큰 장점을 가지고 있다. 또한 기존의 흐름 재현이 가능한 수리/수문 모델링의 경우 특정한 목적으로만 이용가능하고 연산에 소용되는 시간 때문에 실시간 흐름재현이 어렵지만, 3D 게임엔진을 이용하는 경우 다양한 목적과 여러 분야와의 고려가 동시에 가능하며 연산의 단순화를 통해 실시간 흐름 재현이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 언리얼 엔진의 Niagara Fluids와 Fluid flux 툴들을 활용하여 하천실증실험 시설 일부 구간에 대해 물 흐름을 재현하였다. 먼저 하천실험실증시설을 드론과 RTK-GPS를 이용하여 촬영된 결과를 정합하여 3D 게임엔진 기반 흐름 재현을 위한 지형 기초 자료를 구축하였다. 지형 계측 결과를 기반으로 A1 수로 전체 구간을 대상구간으로 설정한 이후 수문 조절을 통해 흐름 조건을 제어할 수 있도록 제작하였으며, 실제 흐름에 대한 계측 결과를 기반으로 재현된 흐름을 대상으로 material 값의 조정(방향 X, Y값을 RGB값으로 변환한 뒤 벡터 길이 값으로 환산)을 통해 0~100 사이 값을 이용하여 유속을 표현하였다. 최근 가상공간 (i.e. 디지털트윈) 관련 시장 성장이 매우 빠르고 다양한 사업에서 해당 기술의 수요가 증가하고 있으며, 본 연구를 통해 물 흐름의 디지털 트윈화를 위한 수단으로서 3D 게임 엔진의 활용 가능성을 확인하였다. 다만 실제 하천의 적용과 하천관리를 위한 실용화를 위해서는 추가적인 연구와 분석이 이루어져야 할 것이다.