본 논문은 고화질(high definition, HD) 복합형 카메라 시스템과 고품질(high-quality) 3차원 스캐너를 결합하여 다시점 비디오와 그에 상응하는 다시점 깊이맵을 생성하는 시스템을 제안한다. 복합형 카메라 시스템과 3차원 스캐너를 이용해 3차원 비디오를 생성하기 위해서는, 우선 움직임이 없는 배경영역에 대한 깊이정보를 고품질 3차원 스캐너를 이용해 미리 획득하고, 동적으로 움직이는 전경영역에 대해서는 다시점 카메라와 깊이 카메라를 결합한 복합형 카메라 시스템을 이용해 다시점 비디오와 깊이맵을 획득한다. 그리고 3차원 스캐너와 깊이카메라를 통해 획득한 깊이정보를 이용해 3차원 워핑(warping)을 적용하여 각 다시점 카메라를 위한 초기 깊이정보를 예측한다. 초기 깊이정보를 이용해 다시점 깊이를 예측하는 것은 다시점 카메라의 각 시점에서의 초기 깊이맵을 계산하기 위한 것이다. 고화질의 다시점 깊이맵을 생성하기 위해서 belief propagation 방법을 이용하여 초기 깊이맵을 정제한다. 마지막으로, 전경영역의 경계선 영역의 불규칙적인 깊이맵을 정제하기 위해 전경영역의 외곽선 정보를 추출하여 생성된 깊이맵의 경계선 영역을 다시한번 정제한다. 제안한 3차원 스캐너와 복합형 카메라를 결합한 시스템은 기존의 깊이맵 예측 방법보다 정확한 다시점 깊이맵을 포함하는 3차원 비디오를 생성할 수 있었으며, 보다 자연스러운 3차원 영상을 생성할 수 있었다.
컴퓨터 게임에서 사용하는 복잡한 3차원 캐릭터 모델을 단순한 모델로 만드는 것은 매우 중요하다. 제안 방법은 3차원 게임 캐릭터에서 특징선을 추출하여 모델을 단순화 시키는 새로운 방법에 대해 제안한다. 주어진 3차원 캐릭터 모델은 텍스처 정보를 포함하고 있다. 3차원 캐릭터 모델에서의 텍스처 및 곡률의 변동을 이용해서 2차원 맵인 모델특징맵(Model Feature Map)을 생성한다. 모델특징맵은 곡률 맵(curvature map)과 텍스처 맵(texture map)으로부터 생성되며, 본 맵을 통해 에지 추출 기법을 이용하여 특징선을 추출한다. 모델특징맵은 표준 영상처리툴을 이용해 쉽게 편집할 수 있다. 실험을 통하여 본 알고리즘의 효율성을 보여주며, 실험은 얼굴 캐릭터에 한정하지 않는다.
소규모 게임 개발사가 많아지고 있는 지금, 금전적 자금이 부족한 개발사는 다양하고 퀄리티 있는 맵을 제작하기 어려움이 따른다. 그러나 무작위로 맵을 생성하여 게임에 적용하면, 시간적 비용과 인적 비용을 현저히 절감할 수 있다. 본 연구에서는 랜덤하게 생성한 스무스 노이즈맵을 활용하여 게임에서 사용 가능한 3D 맵을 제네레이팅 하는 방법을 기술한다.
2D영상의 3D변환 기술은 3D 디스플레이 및 3DTV에 기본적으로 장착된 기술로 꾸준히 연구 및 상업화가 진행된 기술이다. 3D변환은 정지영상으로부터 다양한 깊이단서를 이용하여 깊이맵을 추출한 후에, DIBR(Depth Image Based Rendering)로 입체영상을 생성한다. 또한 비디오에서 추출할 수 있는 모션정보를 활용하여 모션 깊이맵을 얻기도 한다. 본 논문에서는 기존의 블록기반 모션예측, 광유 등의 모션 추출 방식이 아닌 운동 히스토리 영상(Motion History Image)를 활용하여 모션 깊이맵을 얻는 새로운 방법을 제안하고 실제 활용 가능성을 조사한다. 실험에서는 제안한 방법을 다양한 운동 유형을 가지는 8개의 2D 비디오 콘텐츠에 적용하였고, 생성된 모션 깊이맵의 정성적 평가 및 수행 속도의 비교를 통하여 MHI 기반 깊이맵의 실제 적용이 적합함을 증명하였다.
본 논문에서는 3차원(Full 3D)을 지원하는 온라인 RPG를 위한 맵 관리 방법을 제안하였다. 일반적으로 3차원 그래픽을 지원하는 게임은 클라이언트에서는 지원이 가능하나 온라인 게임 서버에서는 3차원 처리를 위한 데이터 처리량이 게임 월드의 크기에 따라 기하급수로 늘어나기 때문에 현재의 하드웨어 기술 하에서 가격대비 성능을 만족시킬 수 없다.이를 해결하기 위하여 본 논문에서는 스페셜 오브젝트라는 개념을 도입하여 온라인 게임 서버에서의 3차원처리가 적은 하드웨어 사양을 가지고 동작될 수 있게 하였다. 제안된 방식은클라이언트에서뿐만 아니라 서버에서도 3차원 맵 관리를 수행할 수 있는 구체적인 형태를 제공하였다.
본 논문에서는 애니메이션, 드라마, 영화 등 영상으로 제작된 콘텐츠를 OpenGL를 사용하여 3D영상으로 재구성한다. 먼저 현재영상과 이전영상의 움직임의 차이로부터 운동 축적 데이터를 사용하여 모션 깊이맵을 생성한다. 그 깊이맵을 사용하여 OpenGL에서 사용하는 텍스쳐 맵핑으로 영상을 출력하고 3D 영상을 구현하기 위해 좌영상과 우영상을 생성하여 3D 입체영상을 만든다.
스마트미디어가 보편화되면서 고화질의 3차원 영상과 깊이맵에 대한 필요성이 대두되고 있지만, 현재 기술로는 완벽한 깊이맵을 직접 획득하는 것이 불가능하다. 스테레오 정합으로 획득된 깊이맵은 모호한 텍스처를 갖는 영역에서 낮은 정확도를 가지며, 깊이 카메라를 통해 직접 깊이맵을 획득한 경우에는 센서 잡음이나 낮은 해상도 등의 문제가 발생하게 된다. 본 논문에서는 이미 획득된 깊이맵의 화질을 향상시키거나 고해상도로 변환하는 기술 동향을 살펴본다. 초기에 개발된 깊이맵만을 이용한 기술부터 대응되는 색상 영상 정보를 함께 이용한 기술을 소개하고, 최근 활발히 연구되고 있는 복합형 카메라를 이용하여 깊이맵 화질을 향상시키는 기술을 자세히 살펴본다.
최근 3D 게임의 개발이 활발해지면서 이를 지원하기 위한 저작도구에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 개발된 3D게임 제작용 저작도구를 소개한다. 개발된 저작도구는 맵 에디터, 사운드 에디터, 데이터 추출기 및 프리퓨어, 특수효과 에디터로 구성되어진다. 게임 디자이너는 본 저작도구를 이용하여 게임 맵, 사운드 및 특수효과 등과 같은 게임 데이터를 효율적으로 제작할 수 있다. 본 논문에서는 개발된 저작도구를 활용하여 실험용 컨텐츠를 만들어 저작도구의 유용성을 검증하였다.
웹의 특징인 조작의 간편함, 뛰어난 접근성 등으로 인해 웹을 통한 지리정보의 검색, 접근을 위한 웹 맵 서비스의 요구가 증대되고 있다. 지리정보 분야의 대표적인 컨소시움인 OGC 를 통해서 웹 맵 서비스를 위한 표준 인터페이스가 정의됨에 따라 향후 웹을 통한 지리정보의 공유가 활발히 진행될 것으로 예상된다. 그런데, 현재 정의된 웹 맵 서비스에는 3 차원 맵 서비스를 고려하고 있지 않다. 왜냐하면, 3 차원 데이터 모델에 따라 구축된 공간 데이터가 거의 없으며, 맵 출력을 위한 출력 요소 정의 언어인 SVG 또는 WebCGM 등이 3 차원 기하를 표현할 수 없기 때문이다. 이 논문에서는 OCG 의 웹 맵 서비스를 위한 표준 인터페이스를 준수하면서, 최소한의 확장을 통해 3 차원 맵 서비스를 지원하기 위한 웹 맵 서비스 컴포넌트를 제안한다. 3 차원 맵은 2 차원 공간 데이터와 속성 정보를 이용하여 생성하므로, 3 차원 공간 데이터베이스 구축을 위한 추가의 비용이 발생하지 않는다.
2D영상의 3D변환 기술은 3D 디스플레이 및 3DTV에 기본적으로 장착된 기술로 꾸준히 연구 및 상업화가 진행된 기술이다. 이 기술은 3D 입체영상 콘텐츠 부족을 해결할 수 있다는 장점이 있다. 3D변환은 정지영상으로부터 다양한 깊이단서를 이용하여 깊이맵을 추출한 후에, DIBR(Depth Image Based Rendering)로 입체영상을 생성한다. 특정 영상이외에는 영상에서 신뢰성 있는 단서가 있는 경우는 많지 않다. 따라서 3D변환 기술은 일반 영상에서도 우수하고, 일관된 입체영상이 생성하는 것이 중요하다. 이러한 관점에서 본논문에서는 상기 조건을 만족할 수 있는 3D변환 방법을 제안한다. 주 기술로 최근 다양한 분야에서 활용되는 관심맵과 에지를 활용한 다. 깊이맵을 생성하기 위해서 기하적 투영, 근접 모델 및 바이노믹 필터를 활용한다. 실험에서는 제안한 방법을 24개의 2D 비디오 콘텐츠에 적용하였고, 입체감 및 시각적 피로도 등의 주관적 평가를 통해 3D 콘텐츠의 우수한 만족도를 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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