• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.1082-1093
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• 2011

3차원 캐릭터 모델의 만화적 표현을 위하여 일반적으로 사용되고 있는 기존의 카툰렌더링 방법들은 아티스트가 직접 그린 원화의 표현을 그대로 살리는데 한계가 있다. 본 논문에서는 원화로부터 만화적인 음영모델을 캡쳐하는 기술을 제안하고 이를 이용하여 3차원 캐릭터 모델을 효과적으로 카툰 렌더링하는 새로운 시스템을 제공한다. 이 시스템의 특징은 음영을 캡쳐한 후에 캐릭터 모델의 만화적 특성을 부각시키기 위하여 음영을 이용하여 형태를 강조하는 알고리즘을 포함하며 아티스트가 포스트 프러덕션으로 음영을 편집할 수 있는 스케치 기반 인터페이스를 지원하는 것이다. 이를 위하여 선택된 영역의 색상 분포와 비율을 분석하는 RGB 색상 정렬 알고리즘을 이용하여 카툰 텍스처를 자동으로 생성하는 방법론을 제시한다. 또한 캐릭터의 형태적 특성을 강조하기 위하여 세일리언시 기반 카툰 렌더링 알고리즘을 제안하며, 음영을 지역적으로 편집하는 스케치 인터페이스를 제공한다. 마지막으로 사용자 평가를 통하여 제안하는 시스템의 유용성을 입증한다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제12B권7호
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• pp.795-802
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• 2005

본 논문에서는 일곱 가지의 기본적인 감정 정보를 자동으로 파악하고 얼굴을 PDA 상에서 렌더링할 수 있는 얼굴 표정의 인식 및 합성 시스템을 제시한다. 얼굴 표정 인식을 위해서 먼저 카메라로부터 획득한 영상으로부터 얼굴 부분을 검출한다. 그리고 나서 기하학적 또는 조명으로 인한 보정을 위해 정규화 과정을 거친다. 얼굴 표정을 분류하기 위해서는 Gabor wavelets 방법을 enhanced Fisher 모델과 결합하여 사용할 때가 가장 좋은 결과를 보였다. 본 표정 분류에서는 일곱 가지 감정 가중치가 결과로 제시되고, 그러한 가중 정보는 모바일 네트웍을 통하여PDA 상으로 전송되어 얼굴 표정 애니메이션에 이용되어진다. 또한 본 논문에서는 고유한 얼굴 캐릭터를 가진 3차워 아바타를 생성하기 위하여 카툰 쉐이딩 기법을 채택하였다. 실험 결과 감정 곡선을 이용한 얼굴 표정 애니메이션은 선형 보간법 보다 감정 변화의 타이밍을 표현하는데 더 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2006년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.259-264
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• 2006

기존 NPR(Non Photo-realistic Rendering)에 관련된 연구들에서 보여주는 결과 영상들은 그 모델이 예술적 표현 매체임에도 불구하고, 그 매체에 대한 정확한 분석과 미학적인 연구를 토대로 하기 보다는 지나치게 기술적인 측면에서 접근이 이루어졌기 때문에 구현하고자 한 매체의 실제 특성과 합리성에 어긋나는 경우가 종종 보이고 있다. 따라서 정확한 회화적 렌더링의 구현을 위한 알고리즘을 위해 예술 표현 매체에서 추출해야 할 특징들이 무엇인지 분석하여, 인간이 그림을 그리는 과정에서 나타나는 특징들을 충실하게 단계별로 알고리즘화 할 수 있도록 하는 것이 본 논문의 목적이다. 본 논문에서는 미술 사조 중에서 19세기 후반에 프랑스를 중심으로 일어난 인상주의를 모델로 하였다. 따라서 우선 유화의 일반적인 특징과 유화 작품들 중 인상주의 화풍에서 드러나는 특징들을 분석하였고, 이를 통해 나타난 여러 특징들 중에서 알고리즘화하기 위한 요소들을 추출하여 재정의하고, 그것들을 토대로 알고리즘화 하였다. 또한, 예술적 관점에서의 분석을 통해 나온 지금까지의 결과물들을 통해 NPR 연구에 있어 예술과 공학 분야의 협력적 연구의 타당성과 가능성을 강조하고자 한다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.19-28
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• 2010

본 논문에서는 점묘주의에서 화가들이 사용했던 색상이론을 기반으로 색상병치의 특징 및 패턴을 분석하고 얻어진 분석 데이터를 회화적 렌더링에 적용해 점묘화를 생성하는 알고리즘을 제안한다. 점묘화의 병치를 분석하기 위해서, 실제 작품에 나타나는 스트로크의 색상을 추출하고 그 색상의 분포도를 잘 알려진 확률분포함수와 적합도 검정을 통해 최적의 분포도 함수를 얻는다. 이러한 분포도 함수를 이용해 색상 병치를 함으로써 2D 입력영상을 점묘화풍의 영상으로 효과적으로 변환할 수 있었다. 우리의 연구는 실제 작품을 통해 얻어진 데이터를 사용함으로써 보다 신뢰성이 있으며 합리적이라고 할 수 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.11-18
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• 2003

본 논문에서는 회화적 렌더링에서 칼라변환을 이용한 브러쉬 스트로크의 생성에 관한 새로운 알고리즘을 제안한다. 본 논문의 브러쉬 스트로크 생성을 위한 전체적인 구성은 다음과 같다. 첫째, 두 장의 사진(한 장의 소스 이미지와 한 장의 참조 이미지)을 입력으로 하여 칼라 변환 이론을 적용하여 색상 테이블이 바뀐 새로운 이미지를 생성한다. 이 방법은 소스 이미지의 칼라 분포 형태를 창조 이미지의 칼라 분포 형태로 변환하기 위해, 선형 히스토그램 매칭이라 불리는, 간단한 통계학적 방법을 이용한다. 둘째, 가우시안 블러링과 소벨 필터를 이용하여 에지를 검출한다. 검출된 에지는 브러쉬 스트로크 렌더링 시 에지 부분에서 스트로크를 클리핑 함으로써 이미지의 윤곽선 보존을 위해 사용된다. 셋째, 브러쉬 스트로크의 방향을 결정하기 위한 방향맵을 생성한다. 방향맵은 입력 영상에 대한 영역 분할 및 병합을 토대로 만들어진다. 영역별 각 픽셀들에 대해 이미지 그래디언트에 기초한 일정한 방향을 부여함으로써 방향맵을 구성한다. 넷째, 구성된 방향맵을 참조하여 브러쉬 스트로크 생성의 기초가 되는 베지어 곡선(Bezier Curve)의 제어점(Control point)을 설정한다. 실제 회화작품에서 사용되는 브러쉬 스트로크는 일반적으로 곡선의 형태를 이루므로 곡선 표현이 가능한 베지어 곡선을 이용하여 브러쉬 스트로크를 표현하였다. 마지막으로, 생성된 브러쉬 스트로크를 에지부문에서 클리핑하고 배경색을 참조하여 블렌딩하거나 퐁 조명 모델을 이용하여 이미지에 적용하게 된다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.7-15
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• 2006

회화적 렌더링은 주어진 영상을 가지고 사람이 직접 그린 듯 한 회화적 느낌을 표현하는 것이다. 이러한 회화적 느낌을 표현하기 위한 요소에는 브러시의 굵기, 방향, 질감, 그리고 생성된 브러시가 캔버스에 그려질지 판단하는 기준설정 등이 있다. 본 논문에서는 에지 밀도를 이용해 브러시가 캔버스에 그려질 조건을 설정하는 알고리즘을 제시한다. 에지밀도란 일정 영영에서의 에지의 양을 나타낸다. 기존의 색 차이만을 고려하던 그려질 조건에 에지밀도정보를 추가로 적용하여 대상과 배경을 분리하여 세밀함과 추상함을 동시에 표현할 수 있다. 이와 함께 정적 격자 단위로 그려질 위치를 찾는 것이 아닌 동적 격자 단위로 찾아가는 방법을 사용한다. 그리고 방향 보간을 통한 일관된 브러시의 방향설정을 하고 텍스처를 이용한 사실적인 브러시의 질감표현을 한다. 위의 과정들을 통해 좀 더 사람이 그린것과 같은 오일 페인팅(oil painting) 효과를 얻을 수 있다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.1640-1651
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• 2009

본 논문에서는 브러시 스트로크 프로파일을 이용한 새로운 스트로크 기반 표현기법을 소개한다. 우리가 제안하는 알고리즘은 이미지 검색기법에 기반하고 있으며 단순하지만 다양한 페인팅 스타일을 생성할 수 있는 유연성과 확장성이 있는 알고리즘 이다. 이를 위해 우리는 실제 스트로크 데이터를 수집하여 구축한 확장 가능한 데이터베이스를 사용한다. 그리고 인력영상을 데이터베이스에 있는 스트로크의 조합으로 재생산 한다. 이때 적합한 스트로크를 결정하는 검색 프로세스와 검색된 스트로크를 캔버스에 그릴지 말지를 판단하는 판단 프로세스를 알고리즘에 포함시킨다. 또한 우리는 물리적인 시뮬레이션 없이 사용할 수 있는 시각적 효과가 좋은 효율적인 브러시 스트로크 모델 및 표현기술을 제안한다. 제안된 알고리즘은 다양한 사용자 파라미터를 제어함으로써 다양한 회화적 작품의 변이를 만들어 낼 수 있고 스트로크 데이터베이스의 구성을 변경함으로써 다양한 회화적 매체의 스타일을 갖는 결과물을 생산할 수 있는 확장성 있는 프레임워크를 제공한다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제36권3호
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• pp.199-209
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• 2009

본 논문은 세일리언시 밀도에 기반한 스트로크의 단계별 세부묘사(Level of Detail:LOD) 표현 알고리즘을 제안한다. 회화적 렌더링에서 스트로크 LOD는 주된 대상에 대한 관찰자의 시선을 집중시키며 표현의 정확성을 높일 수 있는 장점을 가진다. 이를 위해 세밀하게 묘사된 부분과 추상적 묘사가 될 영역을 구분할 필요가 있다. 본 논문에서는 세일리언시 분포를 기준으로 공간 분할 후, 그 데이터에 기반하여 세밀한 표현의 정도를 제어한다. 세일리언시 분포가 높은 영역은 작가가 표현하고자 하는 주된 대상으로 가정하여 세밀한 묘사가 되도록 하며 밀도가 낮은 영역은 상대적으로 추상적인 표현을 한다. 우리의 알고리즘을 통해 쉽고 명확하게 스트로크 LOD를 제어, 표현 할 수 있다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.1474-1486
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• 2010

우리는 회화적 렌더링에 대기원근법이라는 실제 회화의 거리표현법을 표현하는 알고리즘을 제안한다. 대기원근법용 공기 중에서 일어나는 빛의 산란 현상을 회화적으로 표현하는 기법으로, 거리와 고도, 대기의 밀도에 따라 산란 정도가 변한다. 우리는 산란 현상의 이러한 특성을 반영하기 위해, 입력 영상에 대응하는 깊이 정보와 사용자 정의 매개변수를 사용하여 표현의 정도를 조절한다. 촬영정보를 반영하는 매개변수와 깊이 정보를 기반으로 각 픽셀의 거리와 고도를 계산하고, 표현을 제어하는 매개변수로 거리와 고도에 따른 산란 효과의 정도를 사용자 의도에 따라 조절한다. 추가적으로 깊이 정보를 이용해 찾아낸 윤곽선의 색을 강조해 줌으로써 근경과 원경 사이의 거리감을 명확히 한다. 우리는 우리의 알고리즘을 다양한 풍경 영상에 적용해 실험해 보았고, 기존의 연구들에 비해 거리감이 강조된 회화적 렌더링 결과를 얻을 수 있었다.

• 디지털융복합연구
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• 제14권12호
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• pp.413-421
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• 2016

본 연구는 아이폰 전용 어플리케이션 '스케치 플러스'의 제작을 중심으로 진행된 스마트 미디어에서의 펜화기법을 적용한 제작 연구이다. 비사실적 렌더링을 기반으로 펜화기법을 개발, 재현하고 그 과정에서 디자인적 관점과 알고리즘의 융합과정을 기술하는 것을 목적으로 한다. 연구를 통해 전통적 예술형태를 모방하는 기술인 비사실적 렌더링에 대한 개념을 이해하고 스마트 미디어에서의 선행연구를 분석하여 15가지의 펜화기법과 표현방식을 제시하였다. 특히 펜화기법의 재현과정에서 스마트 기기의 한계 때문에 발생하는 속도 문제를 해칭의 패턴화 및 재사용(Reused)으로 해결하는 과정으로 기술하였고, 펜화 패턴의 이미지 변환과정을 밑그림, 명암구성, 패턴의 적용, 묘사 및 색상적용의 4단계로 구성하여 정리하였다. 아날로그 펜화기법을 재현하는 본 연구가 융복합형 비사실적 렌더링의 제작사례로 활용될 수 있기를 기대한다.