• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.1262-1272
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• 2009

컴퓨터 그래픽스 분야에서는 사실적인 3차원 렌더링을 위해 조명에 관한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 우리가 보는 장면은 어떤 장면내에서 한 점에 들어오는 빛과 그 빛에 의한 래디언스에 의하여 인지된다. 한 장면에서 카메라로 들어오는 빛의 성분을 직접광과 간접광으로 구분할 수 있는데, 직접광은 한 객체의 표면에 닿은 광원을 객체의 속성에 의해서 직접 반사시킨 빛 성분이고, 간접광은 복잡한 기하학적 요소간의 상호반사에 객체로부터 반사된 빛 성분이다. 이 논문은 고주파 조명 패턴을 활용하여 임의의 장면내에 있는 빛을 직접광과 간접광 성분으로 분리시킬 때의 부정확성을 개선하여 정확성을 높이는 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 물체의 속성에 따른 빛이 비춰지지 않은 영역에서 반사된 빛의 값을 측정하는 방법을 제안하고 이 방법을 통하여 장면에서 직접광과 간접광 성분의 분리의 정확도를 높일 수 있었다. 그리고 분리된 이미지의 간접광 성분을 특성을 이용하여, 육안으로 보이지 않는 장면에서의 이미지를 추출하는 향상된 방법을 제안하고 구현하였다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제7권3호
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• pp.59-66
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• 2007

광선추적법(ray tracing)은 빛의 반사, 투과 등을 사실적으로 표현할 수 있는 대표적인 전역조명(global illumination) 기술이지만, 복잡한 계산과정으로 인해 실시간 활용에는 많은 제약이 존재한다. 이런 문제를 해결하기 위해 최근에는 GPU(Graphics Processing Unit) 기반의 광선추적법 알고리즘이 활발하게 개발되고 있으며, 본 논문에서는 J. Purcell 등이 제안한 광선추적법 기법을 구현하였다. 그리고 구현된 알고리즘을 인터렉티브 응용분야에 활용하기 위해 렌더링 성능을 개선하는 두가지 방법을 적용하였다. 먼저, 그래픽스 하드웨어에서 지원하는 래스터라이제이션(rasterization)을 적용해 초기 광선의 교차점을 효과적으로 구했다. 또한 대상 물체를 가속화(acceleration) 구조로 구성하여 광선과 물체간의 교차연산에 소요되는 계산시간을 단축하였다. GPU 기반의 광선추적법 렌더링에서 다양한 성능 개선 알고리즘을 적용하여 향상된 렌더링 결과를 구체적으로 분석한 기존 연구가 비교적 적었으며, 본 논문에서는 각 과정에 따른 개선 결과를 제시하였다. 구현된 렌더러와 GPU 기반의 환경 맵을 비교하였으며 이동형 개인 컴퓨터와 무선 센싱 장비를 이용한 무선 원격 렌더링 시스템을 구현하였다. 제안된 시스템은 실시간 합성, 증강현실(augmented reality), 가상현실 등의 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.2698-2706
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• 2010

기존 타일드 디스플레이 시스템들이 주로 사람들이 함께 모여 작업하는 공용 작업 모델을 지원한 것과 다르게 본 연구에서는 대형 타일드 디스플레이 시스템에서 혼합형 협업 응용프로그램의 개발을 쉽게 도와주는 ICE 디스플레이 프레임워크 기술을 개발하였다. 혼합형 협업이란 다중 사용자들의 공동 작업과 개인 작업이 동시에 자연스럽게 전환 가능한 협력 모델이다. 본 프레임워크를 사용하면 공동작업 뿐만 아니라 다른 사용자들을 방해하지 않는 개인 작업을 위한 콘텐츠를 제공할 수 있는 프로그램의 개발이 가능하다. 본 논문에서는 ICE 디스플레이 프레임워크를 기존의 연구와 비교하고, 세부 구현 내용을 설명한다. 그리고 이를 적용시켜 개발한 응용 프로그램을 소개하고 프레임워크의 성능을 평가 및 분석한 결과를 보여준다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제13A권4호
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• pp.305-316
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• 2006

현재의 거의 대부분의 3차원 그래픽 프로세서는 한 개의 삼각형을 빠르게 처리하는 구조로 되어 있으며, 향후 여러 개의 삼각형을 병렬적으로 처리할 수 있는 프로세서가 등장할 것으로 예상된다. 고성능으로 삼각형을 처리하기 위해서는 각 래스터라이저마다 고유한 픽셀 캐시를 가져야 한다. 그런데, 병렬로 처리되는 경우 각각의 프로세서와 프레임 메모리 간에 일관성 문제가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 각각의 그래픽 가속기에 픽셀 캐시를 사용가능 하게 하면서 성능을 증가시키고 일관성 문제를 해결하는 병렬 렌더링 프로세서를 제안한다. 제안하는 구조에서는 픽셀 캐시 미스에 의한 지연(latency)을 감소시켰다. 이러한 2가지 성과를 위하여 현재의 새로운 픽셀 캐시 구조에 효과적인 메모리 구조를 포함시켰다. 실험 결과는 제안하는 구조가 16개 이상의 래스터라이저에서 거의 선형적으로 속도 향상을 가져옴을 보여준다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.102-108
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• 2010

컴퓨터 그래픽스 기술을 접목한 디지털 영상 콘텐츠 산업이 점차 증가하면서, 사용자들은 현실세계와 흡사할 정도의 고품질 애니메이션을 요구하고 있으며, 사이버수족관 및 어류백과사전 등을 통해서 어류의 형태나 유영방식을 관찰하고자 한다. 본 연구에서는 해저 환경을 표현함에 있어서 가장 핵심이 되는 어류의 자연스럽고도 역동적인 움직임을 표현하기 위해 어류 성장 과정 시스템을 설계하고 개발하였다. 본 시스템에서는 기존 어류 유영 방식을 새롭게 보완한 알고리즘을 사용한 시뮬레이션과 기존 모핑 연구에서 제시되지 않은 새로운 모핑 기법을 제안한다. 또한 어류의 성장 과정 중 환경 요인에 따라 발생하는 질병 감염 상태를 현실적으로 표현한다. 기존 어류 연구와 다르게 포괄적인 어류 연구를 진행하여 어류에 관련된 전반적인 특징을 현실적으로 시뮬레이션 하여 살펴보게 된다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.691-702
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• 2011

최근 컴퓨터 그래픽스와 사용자의 인지를 결합한 다양한 연구들이 진행되고 있다. Cole 등은 미술가들의 라인 드로잉 데이터를 수집하여 기존의 CG(Computer-Generated) 라인 드로잉 알고리즘들이 미술가들의 드로잉 특성을 반영하고 있는지 비교하고, 사용자들이 어떤 라인 드로잉 알고리즘의 결과에서 형태를 효과적으로 인지하는지 평가하는 실험을 수행하였다. 그러나 라인 드로잉 알고리즘의 결과보다 BRDF 쉐이딩 모델이 적용된 결과에서 형태를 더욱 효과적으로 인지한다는 결과를 보였는데, 이는 음영이 형태 정보를 전단하기에 더욱 효과적인 요소임을 반증한다. 따라서 본 논문에서는 물체에서 인지한 음영과 미술가들의 음영 표현, 그리고 CG 쉐이딩 알고리즘 간의 상관관계에 대해서 연구한다. 특히, 미술가들의 음영 표현 특성과 CG 쉐이딩 알고리즘에서 나타나는 특성에 초점을 맞추고 이를 정량적으로 분석한다. 본 논문에서 수집한 실험 데이터 및 분석 결과는 효과적인 형태 전달을 목적으로 하는 새로운 CG 쉐이딩 알고리즘을 설계하는데 활용한 것으로 기대된다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제29권5호
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• pp.245-256
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• 2002

컴퓨터 그래픽스에서 그림자는 장면의 사실성을 높이기 위하여 매우 중요한 요소이다. 전경을 렌더링 할 때 그림자의 모양이나 위치를 정확하게 나타내는 것도 중요하지만, 실제 세계에서 흔히 볼 수 있는 면적을 가지는 광원에 의한 부드러운 그림자를 효과적으로 표현하는 것도 중요하다. 그러나 현존하는 대부분의 그림자 생성 기법들은 사실적인 그림자를 사실적인 실시간으로 생성해 내기에 어려움이 많다. 기존에 제안된 영상 기반 렌더링 기법을 이용하면 실시간으로 그림자를 생성해 내는데 유용하게 사용될 수가 있다. 하지만 이러한 방법에서는 일반적으로 그림자 지도의 크기가 지나치게 방대해지기 때문에, 텍스춰 메모리에 올리기에 무리가 따르게 되므로, 효율적인 압축기법이 필요하다는 단점이 있다. 이러한 그림자 지도의 크기와 압축의 부담으로 인해, 다양한 물체의 움직임을 표현하거나, 부드러운 그림자로의 확장에 어려움이 있을 수 있다. 이러한 점을 해결하고자, 본 논문에서는 영상 기반 렌더링 기법을 적용한 방법에 이미지 와핑 기법을 응용하여 그림자 지도의 크기를 대폭 줄일 수 있는 방법을 제안하고자 한다. 이 방법에서는 물체가 움직이는 범위와 상관없이 매우 적은 개수의 그림자 지도만으로 그림자를 만들어 낼 수 있기 때문에, 부드러운 그림자를 만들기 위한 방법으로 쉽게 적용할 수 있다. 이 논문에서 개발한 기법은 3차원 게임이나 가상 현실 등 관련 분야에서 사실적인 영상을 실시간으로 생성해 내는 데 유용하게 쓰일 수 있을 것이다.

• 만화애니메이션 연구
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• 통권33호
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• pp.31-53
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• 2013

20세기 초 모더니즘 예술의 다양한 실험은 필름과 카메라의 발명과 함께 애니메이션을 탄생시켰다. 초창기에는 영화, 사진, 미술 등 예술가들에 의해 이미지와 시간을 접목한 다양한 분야의 이미지 실험이 이루어졌다. 그러나 이후 애니메이션이 상업적으로 성공을 거두면서 점차 흥미위주의 작품이 주류로 자리 잡아 갔으며, 초기 애니메이션의 실험적 특성은 소위 비주류 애니메이션으로 명맥이 유지되었다. 디즈니 애니메이션 역시 상업적인 작품을 제작하면서 초기작품의 실험적 형태, 움직임의 표현, 그리고 초현실주의적 관점이 반영돼 모더니즘 예술로 긍정적인 평가를 받아왔었지만, 점차 영화적 리얼리즘을 표방하여 3차원적 영상 이미지 표현에 몰두하였다. 그 예로 애니메이터들에겐 드로잉과 라이브액션 푸티지(liveaction footage)를 연구하는 클래스를 열어 사람과 동물의 움직임을 재현하는 테크닉을 발전시켜갔다. 또한 2차원 원급법의 표현적 한계를 극복하고자 기술적으로 멀티플레인 카메라(multiplane camera), 3D컴퓨터그래픽스와의 합성 등 이미지의 입체감을 강화시켜갔다. 더욱이 내용면으로 대중적인 동화 소재의 선택과 월트 디즈니 개인의 실사영화에 대한 관심은 애니메이션 연출에서 헐리우드 영화적 내러티브의 관습과 이미지 재현의 사실성을 강화시켜 초기 작품들이 갖고 있던 고유의 특성이 변질되면서 디즈니 애니메이션은 하위 영상문화 또는 아동적인 것으로 인식되는 원인이 됐다. 그러나 사라진 듯 보인 초기 모더니즘의 특성들은 이미지 표현에 있어 현재에도 디즈니 애니메이션에 계승되고 있다. 여전히 장르의 특성상 내러티브의 범주에서 디자인의 대상성은 중요시되지만 그 표현에 있어서는, 모더니즘 회화가 추구했던 이미지의 단순화와 과장으로 형태와 색이 줄 수 있는 심리적작용은 애니메이션 디자인에 활용되어 과거에 비해 그 특성은 더욱 강화됐다. 먼저 간단한 도형의 형태로 단순화된 모더니즘 회화의 특성은 캐릭터 디자인에 차용되고, 색은 대상의 장식이나 고증적 재현의 일차원적 목표를 넘어 카메라와 인물의 움직임으로 한 하면에서 배치가 바뀌면서 충돌 상쇄하여 관객에게 내적 경험을 유도하게 한다. 추상회화에서 색의 해방이 평면성으로 귀결된 것과 같이 캐릭터의 단순화된 개념적 색상의 사용은 캐릭터를 평면적으로 보이게 할뿐더러 이와 대조되는 공간은 더욱 평면적으로 나타나게 된다. 또한 카메라 움직임에 따라 드러나는 배경의 다중시점은 다양한 각도에서 대상의 본질을 표현하려한 모더니즘 회화를 연상시키기에 충분하다. 이러한 특성들이 초기 모더니즘 회화가 줬던 경험을 환기시킨다는 점에 입각하여 본 연구는 현대 작품들 사례를 중심으로 단순화 또는 과장된 형태, 내적표현의 색, 그리고 공간 사건의 배경의 역할을 유지하면서 움직임이 주는 경험을 20세기 초 모더니즘 회화의 특성과 비교 분석한다.