• 한국게임학회 논문지
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• 제9권6호
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• pp.191-196
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• 2009

볼륨 렌더링은 볼륨 데이터로부터 유용한 정보를 추출하여 시각화 하는 방법이다. 일반적으로 볼륨 렌더링에서 사용하는 데이터가 크기 때문에 실시간 처리가 가능한 수준의 빠른 렌더링을 위한 가속기법들이 중요하다. 최대-최소 8진트리는 고속 볼륨 렌더링을 위한 자료구조이지만, 볼륨데이터가 클수록 생성시간이 오래 걸리는 문제가 있다. 본 논문에서는 CUDA를 이용하여 GPU에서 최대-최소 8진트리의 생성을 가속화 하는 방법을 제안한다. 먼저 볼륨데이터에 Space Filling Curve를 적용하여 3차원의 데이터를 연속적인 1차원 배열형태로 변환한다. 이렇게 변환된 데이터로부터 최대-최소 8진트리 자료구조를 만들어 빈공간 도약기법에 적용함으로써 렌더링 속도를 향상시킬 수 있다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.398-407
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• 2012

본 연구에서는 넓은 지형에 분포하는 많은 수의 나무를 사실적이면서 효율적으로 표현하는 나무 모델 방법을 제안한다. 나무 가지의 재귀적 계층 구조와 싹으로부터 자기조직화를 통한 가지 생성 과정을 결합하여 단순화시킴으로써 보다 직관적이고 효율적으로 나무를 생성한다. 이러한 생성 과정은 사용자가 단계별 구조와 가지 길이, 분포, 방향과 같은 외형 조절을 인터랙티브하게 제어할 수 있도록 한다. 또한 많은 수의 나무를 동시에 제어하여 다양하게 성장시킬 수 있도록 하는 환경 적응형 모델을 설계하고 이를 효과적으로 처리하는 성장 환경 적용 방법을 제안한다. 여기에 넓은 지형위에 분포하는 복잡한 나무 모델의 실시간 시뮬레이션을 위해 GPU(Graphics Processing Unit)를 통한 렌더링 과정과 가지 표면의 연속적 세분화단계, 그리고 인스턴싱 기법을 도입한다. 제안한 나무 모델을 통해 넓은 지형에 다양한 나무를 사실적이고 효율적으로 표현할 수 있는지 여부를 시뮬레이션을 통해 확인한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (A)
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• pp.673-675
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• 2005

본 논문은 3차원 텍스쳐 기반의 볼륨 가시화를 위한 GPU 대역폭에 효과적인 렌더링 기법을 제안한다. 전처리 과정에서 옥트리를 이용하여 원본 볼륨 데이터를 계층적으로 균일한 크기로 분할하여 실제 영역만을 효과적으로 검출하게 되고, 렌더링 시에는 가시순서에 따라 옥트리를 탐색하며 리프 노드의 각 부볼륨을 텍스쳐 매핑 유닛에서 처리하고 블렌딩 유닛에서 이를 합성한다. 작은 크기($16^3$ 또는 $32^3$)의 부볼륨 처리는 텍스쳐와 픽셀 캐시의 이용율을 높이고 공백 공간 생략을 가용하게 하여 GPU의 메모리 대역폭을 크게 줄여 렌더링을 가속할 수 있다. 제안하는 기법의 캐시 효율, 메모리 트래픽, 렌더링 시간 등 다양한 실험 결과와 성능분석이 제공된다. 실험 결과는 제안하는 기 법이 전통적인 렌더링 방법에 비해 평균 11배의 대역폭 감소와 3배 빠른 렌더링을 가능하게 하여 GPU를 이용한 볼륨 렌더링에 효과적인 방법임을 보여주었다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.298-307
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• 2010

게임이나 실시간 시뮬레이션 시스템과 같은 분야에서 잔디는 광범위한 지표면을 구성하는 중요한 요소 중 하나이다. 실제 넓은 지형에 자라나는 많은 수의 잔디를 효율적으로 렌더링 하는 작업은 결코 쉬운 일이 아니다. 이러한 문제를 해결하려면 모델의 질과 계산 비용 절약의 두 가지 문제에 늘 직면하게 된다. 본 논문에서는 이러한 두 가지 문제를 해결하기 위한 방안으로 프랙탈 이론과 인스턴싱 기법을 도입하여 자연스러운 잔디의 효율적인 표현 방법을 제안한다. 기존의 잔디 표현의 경우 동일한 모델을 반복적으로 적용하였지만 본 연구에서는 프랙탈의 자기 유사성의 기본 이론을 활용하되 지형의 성질과 빛의 양을 인자로 도입하여 조건에 맞는 다양한 잔디의 자연스러운 표현 방법을 설계하고 또한 많은 수의 잔디 모델을 실시간으로 렌더링하기 위하여 GPU를 활용한 셰이더 인스턴싱 기법을 적용한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.1630-1638
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• 2015

본 논문은 SPH에 의한 토사 유체 유동 시뮬레이션 결과를 GPU 병렬처리를 통해 사실적이고 인터랙티브가 가능한 실시간 가시화 방법을 제안한다. 특히, 본 논문에서는 스크린 공간 메쉬기법의 GPU 가속화를 통해 토사 재해 시뮬레이션에 적용 가능한 가시화 방법을 실험을 통해 검증하고 그 타당성을 논하고자 한다. 본 논문의 기법은 시행착오를 통해 축적된 경험에 근거하여 예측하던 기본 방식의 한계를 극복할 수 있게 한다. 실시간 시뮬레이션을 통해 상호작용적 방식으로 모델을 관찰할 수 있게 하며, 효율적인 데이터 동화(Data Assimilation)를 가능하게 하여 시뮬레이션의 정확도를 효율적인 방법으로 대폭 개선할 수 있을 것이다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제6권12호
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• pp.581-586
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• 2017

본 연구는 게임을 비롯한 많은 콘텐츠에서 활용하기 위한 GPU기반 사실적 물 애니메이션 기법을 제안한다. 물 표면은 반사 및 굴절과 같은 물리적 현상이 일어나며, 시점에 따른 반사와 굴절의 정도가 자동적으로 조절되어야 한다. 본 논문에서는 GPU 프레임 버퍼를 이용한 렌더투텍스처 방법(RenderToTexture)을 이용하여 반사 및 굴절결과를 텍스처로 저장하며, 이 저장된 데이터에 대한 텍스처 좌표 값을 변형함으로서, 자연스러운 물결의 모습을 표현한다. 또한 표면에 나타나는 굴절 및 반사의 정도가 프레넬(Fresnel) 공식을 통해 시점과 물 표면과의 각도에 따라 자동적으로 계산되도록 한다. 제안된 알고리즘은 윈도우 기반위에서 OpenGL API와 GLSL쉐이더 언어를 통해 구현되었다. 구현 결과, 물결의 자연스러운 움직임이 확인 되었으며, 30 프레임 이상의 속도로 렌더링 되었음이 확인 되었다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2007년도 학술대회 3부
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• pp.318-321
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• 2007

This paper proposes a GPU-based approach to real-time skinning animation of large crowds, where each character is animated independently of the others. In the first pass of the proposed approach, skinning is done by a pixel shader and the transformed vertex data are written into the render target texture. With the transformed vertices, the second pass renders the large crowds. The proposed approach is attractive for real-time applications such as video games.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권6호
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• pp.573-580
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• 2017

최근 모바일 기기성능의 비약적인 향상에도 불구하고 아직 발열과 배터리의 한계로 인하여 PC 플랫폼에 비해 성능이 제한적이다. 따라서 고화질의 렌더링을 위하여 모바일 광선 추적 기술을 적용하는데 있어, 주 광선 계산은 래스터화 기반의 OpenGL ES 렌더링으로 대치한 후 이차 광선만을 추적하는 방법을 고려할 수 있다. 이 경우 전체 렌더링 과정에서 이차 광선의 추적 비용이 대부분의 시간을 차지하게 되는데, 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하고자 동적인 장면 렌더링 시 응집성이 떨어지는 이차 광선의 탐색 성능을 개선하는 볼륨 격자 구조 방법을 제안한다. 이를 위해 가능한 모든 이차 광선을 정해진 적은 수의 샘플링 광선으로 모델링하여, 균일 격자 구조의 단점인 광선 추적 경로상의 모든 셀을 방문해야하는 문제를 완화하는 방법으로 격자 탐색의 성능을 향상시켰다. 또한 전체 렌더링 성능을 향상시키기 위하여 모바일 기기의 CPU와 GPU를 효과적으로 활용할 수 있는 하이브리드 렌더링 파이프라인을 제안한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.33 No.1 (A)
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• pp.118-120
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• 2006

최신 GPU는 일반 CPU보다 10배 이상 빠른 연산능력을 갖추고 있는데다가 사용자가 직접 프로그래밍 할 수 있기 때문에 이를 이용한 고속 볼륨 렌더링 알고리즘에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나 스트림 프로세싱에 특화 돼있는 GPU의 특성상 early ray termination과 empty space skipping을 구현하는 것이 쉽지만은 않다. 특히 지금까지 제안됐던, 프록시 도형(proxy geometry)을 사용하는 볼륨 렌더링 알고리즘은 empty space skipping은 비교적 효율적으로 구현하지만 early ray termination의 지원은 상대적으로 미비했다. 본 논문에서는 스텐실 버퍼와 OpenGL 확장(extension)을 이용한 2-Pass 알고리즘을 통해서 early ray termination과 empty space skipping을 동시에 구현하는 방법을 제시하고, 그 성능을 측정했다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2012년도 제46차 하계학술발표논문집 20권2호
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• pp.79-82
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• 2012

3차원 멀티미디어 서비스에 대한 관심이 높아짐에 따라 관련 연구들이 현재 다양하게 논의되고 있다. Stereoscopy영상을 생성하기 위한 기존의 방법으로는 두 대의 촬영용 카메라를 일정한 간격으로 띄워놓고 피사체를 촬영한 후 해당 좌시점과 우시점을 생성하는 방법을 이용하였다. 하지만 이는 영상 대역폭의 부담을 가져오게 된다. 이를 해결하기 위하여 Depth정보와 한 장의 영상을 이용한 DIBR(Depth Image Based Rendering) Algorithm에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 그중 Gaussian Depth Map을 이용한 Hole-Filling 방법은 DIBR에서 가장 자연스러운 결과를 보여주지만 다른 DIBR Algorithm들에 비해 속도가 현저히 느리다는 단점이 있다. 본 논문에서는 영상 생성의 고속화를 위해 GPU를 이용한 Gaussian Hole-Filling Algorithm의 병렬처리 구조를 제안하고 이를 이용한 DIBR Algorithm 생성과정을 제시한다.