• 디지털융복합연구
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• 제15권11호
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• pp.463-470
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• 2017

VR 영상을 활용한 가상현실 콘텐츠는 제작의 용이성과 사용자 편의성으로 인해 주목받고 있으나 상호작용이 결여된 상태이기 때문에 응용 분야와 활용성에 있어서 한계가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 극복하고자 360도 파노라마 영상과 게임엔진을 활용하여 상호작용이 가능한 고해상도 VR 서비스를 구축하는 방안을 제시한다. 특히 복잡한 연산이 소요되는 배경 영상은 파노라마 영상으로 미리 렌더링하여 생성한 것이므로 낮은 사양의 단말기에서도 높은 프레임 수를 유지하면서 서비스를 제공할 수 있는 특징이 있으며, 사용자의 시점과 움직임에 반응하여 고해상도의 배경영상을 발췌하여 보여주기 때문에 상당한 몰입감을 구현할 수 있다. 본 제안 방법의 효과성을 보이기 위해 가상 동물원 환경을 VR로 구성하여 보았으며 사용자의 상호작용과 몰입감을 증대시킬 수 있음을 보이기 위해 상호작용 게임을 사례로 보인다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권7호
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• pp.600-609
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• 2017

탐색기의 센서 영상을 이용하여 최종 표적에 대한 선정을 수동 또는 자동으로 할 수 있는 표적 관리 모의 시스템을 개발하였다. 모의 시스템은 비행체 시스템과 지상 시스템으로 구성하였다. 비행체 시스템은 비행체의 운동역학과 센서 영상을 모의하고 지상 시스템은 표적 템플릿 모의와 지상 제어기를 모의를 수행한다. 비행체의 운동역학은 의사 6자유도를 기반으로 비례항법유도기법을 사용한다. 탐색기의 센서 영상은 알려진 적외선 영상 렌더링 기법을 이용하여 직접 개발하였으며 상용 프로그램과 비교하여 검증하였다. 지상제어기는 사용자 편의를 위해 임무에 관련된 정보를 가능한 많이 전시할 수 있는 사용자 인터페이스로 구성하였다. 최종적으로 표적 격추 임무 모의를 통해 요구하는 성능에 만족함을 확인하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.1-7
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• 2000

가상세계를 저작하기 위한 일반적인 방법은 3차원 모델을 사용하여 객체를 만들고, 그 3차원 객체들을 조직하기 위하여 "장면 그래프(scene graph)"라는 자료구조를 사용하는 것이다. 최근 가상현실의 또 다른 플랫폼으로 이미지 기반 렌더링이 대두되고 있는데, 이 것은 사진과 같은 사실감을 줄 수 있다는 큰 장점을 가진 반면 상호작용의 한계로 인하여 아직까지는 간단한 항해 시스템 등에서만 사용하고 있다. 이 논문은 객체/장면 표현에 대한 위의 두 접근방법의 장점 병합하여, 3차원 모델과 다양한 이미지 기반 객체/장면을 정의하고 이 것들을 함께 렌더링 할 수 있는 장면 그래프 구조를 제안하였다. 또한 Shade등 [1]이 이미 제안한 것처럼, 한 객체에 대한 여러 단계의 LOD(level of detail)를 표현하기 위하여, 서로 다른 다양한 표현방법을 사용하였다. 예를 들면, 동일한 객체지만 가까운 거리에 위치할 때는 3차원 모델을 보여주고, 중간정도 떨어져 있는 경우 빌보드(billboard)의 형태로 보여주며, 아주 멀리 있을 때는 환경 맵(environment map)의 한 부분으로 보여줄 수 있다. 이러한 혼합된 플랫폼을 사용하는 가장 큰 목적은 이미지 기반의 가상환경에 3차원 모델을 포함시킴으로써 상호작용의 한계를 극복하는 것이다. 이러한 플랫폼을 만들기 위하여 몇 가지 선행해야 할 기술적인 과제들이 있다. 다양한 이미지 기반 기술을 유지할 수 있는 장면 그래프의 노드를 디자인하고, 적절한 LOD나 표현을 선택할 수 있는 기준을 정립하며, 그들 사이의 전환을 처리해야 함은 물론, 적절한 상호작용 방법을 구현하고, 전체적인 장면을 올바르게 렌더링 하는 것을 보장할 수 있어야 한다. 현재 우리는 Sense8사의 WorldToolKit 의 장면 그래프 구조에 환경 맵, 빌보드, 움직이는 텍스쳐(moving textures)와 스프라이트(sprites), 그림 속으로의 여행(Tour-into-the-Picture)", view interpolated 객체를 위한 새로운 노드를 추가하였다. 시점으로부터의 거리나 이미지 공간상의 척도를 사용하여 적절한 LOD를 선택하였으며, 사용자가 객체의 내부깊이를 인지하는 거리를 기준으로 객체를 3차원 모델로 보여줄 것인지 이미지로 보여줄 것인지 결정하였다. 또한 상호작용 중에는 객체가 얼마나 떨어져 있는지에 관계없이 3차원 모델이 있다면 그것을 사용하도록 하였다. 마지막으로, 이론적으로 유도한 스위칭 규칙이 유효한지 실험을 하였으며, 긍정적인 결과를 얻었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권8호
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• pp.669-679
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• 2013

HDR (high dynamic range) 영상을 LDR (low dynamic range) 영상으로 변환할 때 톤 맵핑 (tone mapping) 과정은 필수적이다. 많은 TMO (tone mapping operator)는 인간 시각 시스템의 특성들을 모방하여 발달되어 왔고 그 중 가장 대표적인 시각 특성이 국부 순응 방식이다. 그러나 TMO는 밝기나 명암, 채도 등의 영상 정보들을 압축하여 LDR 영상으로 대응시키기 때문에 압축에 의한 화질 저하가 나타난다. 본 논문에서는 TMO에 의한 화질 저하 보상을 위해 인간 시각의 선명도 특성을 기저 및 세부 영상 분할 처리에 적용하여 휘도 적응적 에지 보존 함수를 제안했다. 또한, 인간 시각 시스템에서 공간 주파수와 대비 민감도 사이의 관계를 나타내는 CSF (contrast sensitivity function)를 이용하여 선명화 필터를 설계하고, 이를 배경 휘도에 따라 적응적으로 적용하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.87-97
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• 2020

본 논문에서는 사용자가 지정한 반사 하이라이트 맵을 가이드 영상으로 하는 뉴럴 재조명 기법을 제안한다. 제안하는 신경망은 다양한 조명 위치에서 렌더링 된 영상을 이용해 사전학습시킨 백본 뉴럴 렌더러를 활용하며, 기저 영상과 렌더링 영상의 차이가 사용자가 제공한 반사 하이라이트 맵과 유사하도록 역전파에 의해 광원의 위치와 관련된 재조명 영상을 동시 최적화한다. 제안하는 방법은 아티스트가 선호하는 이차원 화면 공간 인터페이스를 제공하면서도 삼차원 조명의 위치를 명시적으로 추론할 수 있는 장점이 있다. 제안하는 뉴럴 재조명의 성능은 실제 값을 설정할 수 있는 실험 상황을 수립하여, 본 논문의 방법이 주어진 하이라이트 맵을 얼마나 잘 반영하는지 평가하고 실제 하이라이트 맵으로 추론한 조명 및 재조명 영상의 오차를 측정하였다. 제안하는 뉴럴 재조명이 추정한 광원 위치의 평균 오차율은 정규화된 삼차원 장면 크기 대비 0.11이다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제32권2호
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• pp.113-120
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• 2015

When humans explore the Moon, lunar caves will be an ideal base to provide a shelter from the hazards of radiation, meteorite impact, and extreme diurnal temperature differences. In order to ascertain the existence of caves on the Moon, it is best to visit the Moon in person. The Google Lunar X Prize(GLXP) competition started recently to attempt lunar exploration missions. Ones of those groups competing, plan to land on a pit of Lacus Mortis and determine the existence of a cave inside this pit. In this pit, there is a ramp from the entrance down to the inside of the pit, which enables a rover to approach the inner region of the pit. In this study, under the assumption of the existence of a cave in this pit, a 3D model was developed based on the optical image data. Since this model simulates the actual terrain, the rendering of the model agrees well with the image data. Furthermore, the 3D printing of this model will enable more rigorous investigations and also could be used to publicize lunar exploration missions with ease.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 춘계학술발표대회
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• pp.185-188
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• 2005

영상 기반 렌더링에서 평면에 투영된 사영 영상만을 가지고 3 차원 영상을 재구성 하는 여러 가지 모델링 기법들이 연구되어 왔다. 4D Plenoptic Function 을 사용하는 Light Field Rendering 이나 Lumigraph 방법은 여러 개의 영상으로 새로운 시점의 영상을 생성하는 기법이다. 이러한 방법은 사용자가 가상 세계에서의 항해를 가능하게 하고 2 차원의 정보만으로 3 차원 환경을 구성 할 수 있다. Concentric Mosaic, Plenoptic Stitching, Sea of Image 등은 Light Field 를 이용하여 사용자가 여러 가지 환경에서 항해할 수 있게 하는 기법이다. 특히 Takahashi 는 도시의 거리와 같은 대규모 환경에서의 항해에 관한 연구를 발표하였다. 단일 경로를 따라 파노라마 영상을 획득한 다음 Light Field 방법을 사용해서 새로운 시점의 영상을 생성한다. 하지만 대규모 환경에서 사용자가 이동할 수 있는 경로의 범위는 매우 넓고 경로를 따라 조밀하게 파노라마 영상을 획득해야 하기 때문에 데이터의 양이 많아지고 영상획득의 어려움이 있다. 이러한 단점으로 인하여 참조 영상의 네트워크 전송 시에 네트워크의 부하가 증가될 수 있다. 본 논문에서는 Takahashi 의 방법을 기본으로 파노라마 영상 모핑 방법을 이용하여 임의 시점 (Arbitrary View)의 영상을 렌더링 하는 방법을 제안한다. 파노라마 영상의 획득 간격을 비교적 크게 하면서 파노라마 영상 모핑 기법을 이용하여 중간 영상을 생성한 후 Takahashi 의 방법을 사용하여 임의 영상을 생성하는 방법이다. 적은 수의 파노라마 영상으로 비교적 좋은 임의 시점의 영상을 재구성 할 수 있었다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 1998년도 Proceedings of International Workshop on Advanced Image Technology
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• pp.147-153
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• 1998

This paper provides a method for video augmentation using image interpolation. In computer graphics or augmented reality, 3D information of a model object is necessary to generate 2D views of the model, which are then inserted into or overlayed on environmental views or real video frames. However, we do not require any three dimensional model but images of the model object at some locations to render views according to the motion of video camera which is calculated by an SFM algorithm using point matches under weak-perspective (scaled-orthographic) projection model. Thus, a linear view interpolation algorithm is applied rather than a 3D ray-tracing method to get a view of the model at different viewpoints from model views. In order to get novel views in a way that agrees with the camera motion the camera coordinate system is embedded into model coordinate system at initialization time on the basis of 3D information recovered from video images and model views, respectively. During the sequence, motion parameters from video frames are used to compute interpolation parameters, and rendered model views are overlayed on corresponding video frames. Experimental results for real video frames and model views are given. Finally, discussion on the limitations of the method and subjects for future research are provided.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2002년도 추계학술발표논문집 (상)
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• pp.425-428
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• 2002

본 논문에서는 한 장의 정면 얼굴 영상만으로 회전 변형을 수행할 수 있는 새로운 영상기반렌더링(Image Based Rendering, IBR) 기법을 제안한다. 3차원 기하학적 모델을 대신하면서 수평 회전 변형을 연출하기 위해, 특정 인물의 정면, 좌우 반측면, 좌우 측면의 얼굴 영상에 대한 표준 메쉬 집합을 작성한다. 변형하고자 하는 임의의 인물에 대해서는 정면 영상에 대한 메쉬만을 작성하고, 나머지 측면 참조 메쉬들은 표준 메쉬 집합에 의해 자동으로 생성된다. 입체적인 회전 효과를 연출하기 위해, 회전 변형시 발생할 수 있는 제어점들간의 중첩 및 역전을 허용하도록 기존의 두 단계 메쉬워프 알고리즘을 개선한 역전가능 메쉬워프 알고리즘(invertible meshwarp algorithm)을 제안한다. 이 알고리즘을 이용하여 다양한 남녀노소의 정면 얼굴 영상에 대해 회전에 따른 포즈 변형을 수행하여 비교적 자연스러운 포즈 변형 결과를 얻었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권7호
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• pp.2345-2358
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• 2022

This paper presents a method to generate stained-glass animation from video inputs. The method initially segments an input video volume into several regions considered as fragments of glass by mean-shift segmentation. However, the segmentation predominantly results in over-segmentation, causing several tiny segments in a highly textured area. In practice, assembling significantly tiny or large glass fragments is avoided to ensure architectural stability in stained glass manufacturing. Therefore, we use low-frequency components in the segmentation to prevent over-segmentation and subdivide segmented regions that are oversized. The subdividing must be coherent between adjacent frames to prevent temporal artefacts, such as flickering and the shower door effect. To temporally subdivide regions coherently, we obtain a panoramic image from the segmented regions in input frames, subdivide it using a weighted Voronoi diagram, and thereafter project the subdivided regions onto the input frames. To render stained glass fragment for each coherent region, we determine the optimal match glass fragment for the region from a dataset consisting of real stained-glass fragment images and transfer its color and texture to the region. Finally, applying lead came at the boundary of the regions in each frame yields temporally coherent stained-glass animation.