본 연구에서는 오픈소스 SW인 Blender를 사용하여 인터넷에서 쉽게 구할 수 있는 3D 프린터용 STL(stereolithography) 파일 기반의 3D 애니메이션을 제작하는 방법을 제시하고 이를 OBJ(Object) 파일과 FBX(filmbox) 파일을 이용하는 경우와 비교하였다. STL 파일은 무료로 제공되는 장점이 있지만 OBJ나 FBX 파일과는 달리 계층 구조(hierarchy), 머티리얼(material) 및 텍스쳐(texture) 정보를 포함하지 않기 때문에 3D 애니메이션 제작과정이 좀 더 복잡해진다. 특히 계층구조 정보의 누락은 3D 애니메이션의 핵심인 리깅(rigging) 작업 시에 원하지 않는 부위가 움직이는 심각한 문제를 발생시키는 원인이 된다. 본 연구에서는 Blender의 웨이트 페인팅 기능을 이용하여 계층구조 누락으로 인한 문제를 해결할 수 있음을 예증하였으며 샘플링 횟수와 해상도가 렌더링(rendering) 시간에 미치는 영향도 함께 조사하였다. 한편 3D 프린터로 출력한 곤충 모형은 초등과학교육에서 새로운 형태의 교육 자료로 활용이 가능할 것으로 기대된다.
The 3D contents are getting more attentions in various areas, such as in movies, advertising, games and exhibition contents. There are many authoring tools for making 3D Models and contents. However, those authoring tools take considerable amount of time to learn and to make 3D contents. In this paper, we propose the 3D model conversion algorithm to make 3D models from 2D pictures drawn on the touch screens or papers. The vertex animation method also proposed for the interactive 3D aquarium. The proposed vertex animation algorithm was tested for virtual 3D water creatures and compared with human-made animation. An Interactive 3D aquarium was implemented by using those proposed algorithms. Thus the simplicity and effectiveness of the algorithms can be applied to diverse industries.
본 연구에서는 기존의 방법에 비하여 값비싼 3차원 스캐너나 카메라를 이용하지 않고 정면과 측면 영상을 이용하여 3차원 모델을 생성하는 3차원 얼굴 모델러와 애니메이터를 개발하였다. 이 시스템은 특정한 플랫폼과 소프트웨어에 독립적으로 웹상에서 애니메이션 서버에 접속함으로써 3차원 얼굴 모델을 애니메이션 할 수 있으며 자바 3D API를 이용하여 구현하였다. 얼굴모델러는 입력 영상으로부터 MPEG-4 FDP(Facial Definition Parameter) 특징점을 추출하여 일반 얼굴모델을 특징점에 따라 변형시켜 3차원 얼굴 모델을 생성한다 애니메이터는 FAP(Facial Animation Parameter)에 따라 얼굴모델을 애니메이션하고 렌더링한다. 본 시스템은 웹 상에서 아바타를 제작하는 데 사용될 수 있다.
본 논문은 인간의 인지적 발달 능력을 고려하여 일반인의 눈높이에 맞는 3D 애니메이션 콘텐츠를 제작하여 환경오염 예방 교육 자료로 활용함으로써 일반인의 환경인식 변화에 미치는 영향을 연구하였다. 또한, 본 논문은 3D 가상현실 기법을 사용하여 조선시대 한양의 주거환경 및 자연환경을 재현하는 유적 원형의 디지털 복원 기법을 제시하였다.
본 논문에서는 환경오염 중 가장 심각한 영향을 미치고 있는 수질오염을 유아를 대상으로 하는 환경교육 홍보 3D 애니메이션 소프트웨어를 제안하고자 한다. 제작된 환경교육 홍보 애니메이션을 유아들에게 제공하여 환경보호를 위한 지식을 습득하고 환경보호 행동을 실천할 수 있도록 한다. 또한 유치원에 환경교육용 홍보 애니메이션 컨텐츠를 제공하여 유아들에게 체계적인 환경교육을 함으로써 유아의 환경인식과 감수성을 향상시키고, 유치원에서의 환경교육 실천 방향을 제시할 수 있는 3D 애니메이션을 구현하였다.
본 논문은 인간의 인지적 발달 능력을 고려하여 유아의 눈높이에 맞는 3D 애니메이션 콘텐츠를 제작하여 환경오염 예방 교육 자료로 활용함으로써 유아의 환경인식 변화에 미치는 영향을 연구하였다. 따라서 본 논문은 유아 교육 현장에서 교사들이 가정과 연계하여 유아와 효율적이고 실천적인 유아환경 보전 교육활동을 할 수 있도록 우리의 환경문화를 중심으로 한 구체적이며 적절한 교육자료를 제시하였다.
본 논문에서는 음성인식, 음성합성, Motion Tracking, 3D Animation이 가능한 가상캐릭터를 구현하였다. 음성인식으로는 K-means 128 Level VQ와 MFCC의 특징패턴을 바탕으로 Discrete-HMM 알고리즘을 이용하였다. 음성합성에는 반음절 단위의 TD-PSOLA를 이용하였으며, Motion Tracking에서는 계산량을 줄이기 위해 Fast Optical Flow Like Method를 제안하고, 3D Animation 시스템은 Vertex Interpolation방법으로 Animation을 하고 Direct3D를 이용하여 Rendering을 하였다. 최종적으로 위에 나열된 시스템들을 통합하여 사용자를 계속적으로 주시하면서 사용자와 함께 구구단 게임을 할 수 있는 가상캐릭터를 구현하였다.
교수자와 학습자가 원격에서 위치하는 원격교육시스템은 영상과 음성을 전달하는 직접적으로 방식으로 진행되어 왔다. 학습자의 흥미와 교육 효과를 얻기 위해서나 열악한 네트워크 환경을 극복하기 위해서, 컴퓨터 그래픽스를 응용한 다양한 방법이 시도되었다. 본 논문은 Kinect 기반의 3차원 애니메이션 제어 기술과 네트워크 게임 기술을 활용한 원격교육시스템의 설계와 구현에 대해서 기술한다. 이 논문에서 설계하고 구현한 원격교육시스템은 교육과 게임 기술이 결합한 좋은 예가 될 것이며, 향후 다양한 교육용 콘텐츠에 응용되기를 기대한다.
디지털방송의 애플리케이션(Xlet)은 시청자와 방송프로그램간의 상호작용에 중요한 역할을 담당한다. 현재 이러한 애플리케이션 UI는 평면이미지로 구성하는 것이 대부분이며 화면상 영역은 2차원으로 제한된다. 본 논문은 이러한 2차원의 평면적인 느낌을 극복하고 3차원이 가진 다양한 이점을 살리기 위한 3차원 UI구현방법을 제시한다. 이를 위해, 본 논문은 가상의 3D System, Virtual Timeline, Animation Model 등을 구성하였다. 3D System이란 UI가 3차원 좌표계를 가지기 위한 환경을 말하며, Timeline과 Animation Model은 제한적인 성능의STB에서 보다 진보된 애니메이션을 UI에 적용하기 위한 기법이다. 이들은 다양한 애플리케이션 제작, 서비스 개발 등에 응용이 가능하다. 디지털방송은 매우 빠른 속도로 발전하고 있으며 새로운 형태의 서비스가 속속 등장하고 있다. 이러한 흐름에 발맞춰 3D UI는 기존의 TV 화면에서 보다 진보된 형태의 사용자 인터페이스의 모습을 보여줄 것이다.
디지털 테크놀로지의 획기적인 발전과 3D 입체영화의 성공사례로 입체영상이 주목받기 시작하였다. 그러나 입체영상은 과거처럼 일시적인 붐으로 그치지 않고, 지속적인 가능성을 보여주고 있다. 하지만 국내의 입체영상 시장에서는 자본력 부족, 제작 인프라 미흡, 2D to 3D 제작 등의 이유로 다양하고 창의적인 입체 애니메이션 콘텐츠를 제작하기가 쉽지 않다. 이로 인해 국내에서는 제작기법에 대한 풍부한 자료 축적에 대한 노력이 절실히 요구되어지는 실정이다. 본 논문에서는 고품질의 입체 콘텐츠 제작에 있어서 필요로 하는 입체를 고려한 연출과 효과적인 입체 구현을 위해 3D 그래픽을 기반으로 연구한 제작기법에 대해 설명하였다. 분명, 입체 영상은 21세기 디지털 콘텐츠 산업에 있어서 가장 기대되는 영상 콘텐츠 중 하나이다. 그렇기 때문에 양질의 입체 애니메이션 콘텐츠를 제작하기 위해서는 기본적인 연구부터 지속적으로 신중히 다가가야 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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