• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제16권12호
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• pp.1165-1176
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• 2010

구름, 연기, 가스 등과 같은 반투과 매체 (participating media)를 사실적으로 가시화해주기 위해서는 그 내부에서 빛이 진행하는 과정을 물리적으로 시뮬레이션 해주어야 한다. 이 과정은 볼륨 렌더링 방정식이라는 적분 방정식을 통하여 표현할 수 있으나, 이를 정밀하게 푸는 것은 상당한 계산 시간을 요한다. 최근 GPU의 성능 향상에 힘입어, 반투과 매체에 대한 고속의 렌더링 기법들이 소개되고 있으나, 아직도 해결해야할 문제들이 많이 남아있다. 본 논문에서는 기존의 GPU 기반의 반투과 매체 렌더러의 기능/성능 향상을 위하여 적용한 렌더링 기법들을 설명하고, 그러한 노력들이 어떠한 개선 효과를 달성하였는지 분석한다. 이러한 기법들은 추후 각종 디지털콘텐츠 제작에 있어 특수 효과 생성을 위한 고속의 사실적인 볼륨 렌더러 구축에 유용하게 적용될 수 있을 것이다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제34권5_6호
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• pp.228-237
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• 2007

역변위 매핑은 기하정보를 증가시키지 않고, 모델에 상세함을 더하는데 사용된다. 우리는 부드럽고 정확한 굴곡을 표현할 수 있는 GPU 기반의 실시간 역변위 매핑 기법을 제안한다. 이를 위하여, 렌더될 각 픽셀에서 광선을 만들고 이를 전진시켜 나가며 변위 맵과의 교차점을 찾는다. 광선 추적을 안전하고 효율적으로 수행하기 위하여, 변위 맵을 쿼드트리 형태의 이미지 피라미드로 만들고, 이 트리를 하향식으로 탐색하며 전진해 나간다. 나아가, 변위 맵이 화면에서 확대되었을 때 선형 보간을, 그리고 화면에서 멀어져 작게 보일때는 때는 밉맵 필터링을 통해 화질을 향상시키고 렌더링을 가속화한다. 실험을 통해, 기존의 GPU 기반의 기법들과는 달리 날카로운 변위 맵에 대해 예각에서도 깨끗한 이미지를 생성하는 것을 확인하였다. 초당 수 백 프레임의 빠른 속도로 렌더링할 수 있었으며, 변위 맵의 해상도가 커져도 렌더링 속도의 저하가 적었다. 우리의 기법은 구현이 간단하고 수행속도가 빠르기 때문에 현존하는 게임이나 가상 현실 시스템 등에 쉽게 적용할 수 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.27-35
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• 2015

본 연구는 전역 조명 기법 중 하나인 환경-광 가림(ambient occlusion)을 이용한 볼륨 렌더링 방법을 설명한다. 볼륨 밀도 분포를 정규 분포로 가정하여, 환경-광 가림을 불투명도 전이함수의 변경과 무관하게 실시간 가시화할 수 있다. 전처리 과정에서 각 복셀 주변의 일정 크기 영역의 평균과 표준편차를 계산하여 두고, 가시화 단계에서 근방의 불투명도를 추정하여 밝기를 계산한다. 이 논문은 본 연구자들의 기존 연구를 발전시켜 이론적 모델을 일반화하고 출력 영상의 화질을 향상시킨다. 구체적으로 다양한 형태의 불투명도 전이함수를 사용할 수 있는 계산 모델을 제안한다. 그리고 영역의 크기를 다양하게 통계량을 생성하여 근처의 물체에 더 높은 가중치를 부여할 수 있도록 하였다. 최종적으로 환경-광 가림 효과와 지역 조명 효과를 혼합하여, 더 현실감 있는 화질의 볼륨 가시화 영상을 실시간으로 생성할 수 있다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제9권8호
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• pp.1045-1053
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• 2006

본 연구에서는 MHN(Maximum Homogeneity Neighbor) 필터링을 이용한 회화적 렌더링의 브러시 스트로크생성 알고리즘을 제안한다. 기존의 입력 영상의 기울기(gradient)를 브러시 스트로크의 생성에 이용하는 연구와 달리 영상을 구성하는 픽셀의 동질성(homogeneity)에 기반을 두어 스트로크를 생성하였다. 이를 위해 입력 영상에 MHN 필터를 적용하여 하나의 브러시 스트로크로 그려질 수 있는 동질성 영역을 추출하고 추출된 영역으로부터 최소자승법으로 브러시 스트로크의 중심축을 계산한 후, 팽창함수를 정의하여 브러시 스트로크를 생성하였다. 이 방법은 기존의 경사도 기반 스트로크 생성 방법을 복잡한 입력영상에 적용했을 때 발생하는 문제점인 스트로크 방향의 비일관성을 해결할 수 있다. 또한 두께가 일정하지 않은 브러시 스트로크를 표현할 수 있어 결과 영상의 회화적 느낌을 높일 수 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.7-14
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• 2007

본 연구에서는 스테인드글라스 렌더링을 위한 조명 모델을 제안한다. 본 기법은 스테인드글라스에서 중요시되는 광학적 요소를 렌더링 알고리즘에 반영하여 보다 사실적인 스테인드글라스 결과 영상을 만들어낸다. 이를 위해 3단계의 작업을 수행하게 되는데 먼저 스테인드글라스의 표면과 빛의 방향에 의해서 영향을 받게 되는 확산광과 빛과 시선의 각도에 따라 달라지는 하이라이트를 계산한다. 그 다음으로 프레넬 항을 이용하여 스테인드글라스에 투과된 빛의 양을 계산한다. 그 후, 각 유리조각의 색상에 따른 빛의 흡수를 표현하여 사실적인 스테인드글라스 영상을 만든다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.187-199
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• 2007

회화적 렌더링의 궁극적인 목적은 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 그려질 것인가를 판단하는 기준설정 등이 있다. 본 논문에서는 에지 밀도를 이용해 브러시가 캔버스에 그려질 것인가를 판단하는 기준을 설정하는 알고리즘을 제시한다. 에지밀도란 일정 영역에서의 에지의 양을 나타낸다. 이와 함께 정적 격자 단위로 그려질 위치를 찾는 것이 아닌 동적 격자단위로 찾아가는 방법을 사용하고 브러시의 일관된 방향성을 위해 방향 보간을 한다. 또한 텍스처를 가진 다양한 브러시를 사용하여 질감을 표현한다. 에지의 밀도정보를 이용한 그려질 판단 기준설정, 통적 격자에 의한 위치선정, 일관된 브러시의 방향, 그리고 텍스처를 사용한 질감 표현 과정들을 통해 더 사실적인 오일 페인팅(oil painting)의 효과를 얻을 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권12호
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• pp.5936-5954
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• 2018

Eight out of the top ten the largest technology companies in the world are involved in some way with the coming mobile VR revolution since Facebook acquired Oculus. This trend has allowed the technology related with mobile VR to achieve remarkable growth in both academic and industry. Therefore, the importance of reproducing the acoustic expression for users to experience more realistic is increasing because auditory cues can enhance the perception of the complicated surrounding environment without the visual system in VR. This paper presents a audio downmixing system for auralization based on hardware, a stage of sound rendering pipelines that can reproduce realiy-like sound but requires high computation costs. The proposed system is verified through an FPGA platform with the special focus on hardware architectural designs for low power and real-time. The results show that the proposed system on an FPGA can downmix maximum 5 sources in real-time rate (52 FPS), with 382 mW low power consumptions. Furthermore, the generated 3D sound with the proposed system was verified with satisfactory results of sound quality via the user evaluation.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
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• pp.1113-1119
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• 2006

본 논문에서는 광고나 포스터제작에 사용될 수 있는 이미지 모자이크 기법을 소개한다. 모자이크는 임의의 개수의 셀로 하나의 전체 이미지를 표현하는 기법이다. 이중 포토 모자이크는 사진의 조합으로 새로운 사진을 생성한다. 이는 만들고자 하는 영상을 격자를 이용해 나누고 해당 격자에 최적의 이미지를 영상 DB 로부터 찾아 격자를 채움으로써 하나의 이미지 모자이크를 생성한다. 본 논문에서는 하나의 단위 이미지(색이 할당되지 않고 형태만 갖는 영상)를 사용하여 경계로 구분된 특정 영역을 채워나감으로써 하나의 추상화된 예술적 모자이크 영상을 생성하는 알고리즘을 소개한다. 하나의 단위 이미지는 회전, 이동을 통해 다양하게 변할 수 있으며 입력영상의 그래디언트의 방향과 에지정보를 이용해 해당영역을 채우게 된다. 이를 위해서 에지를 넘어서지 않도록 단위 이미지를 변환시키며 최적의 위치를 찾게된다. 또한 입력영상의 색상이나 임의의 색상이나 특정 색상테이블을 이용해 단위 이미지에 색상을 할당함으로써 만들고자 하는 입력영상과 비슷한 모양을 갖거나 형태만을 유지한 추상화된 모자이크 영상 생성이 가능하다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.15-23
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• 1996

범프 맵핑(bump mapping)은 나무껍질과 같은 울퉁불퉁한 물체를 표현하기 위한 방법으로서 텍스쳐 맵핑(texture mapping)보다 더욱 사실적인 영상을 얻을 수 있는 렌더링(rendering) 기법이다. 본 논문에서는 기존의 범프 맵핑 알고리즘의 단점을 보완한 새로운 알고리즘을 제시하며, 또한 이 알고리즘을 실시간으로 처리하기 위한 하드웨어 구조를 제시한다. 이는 기존의 구조에 비해 구현하기가 더욱 간단한 것이다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.906-914
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• 2014

There are many studies to create realistic paint effects and the research area still has attracted attention in these days. However, the consideration for the characteristics of the real paint effects from the point of viewers is not enough. In this paper, we extract the important paint features and survey the importance values. Based on the survey results, we suggest a new paint system. The paint system utilizes the paint simulation that reflects viscoelasticity and mixing suggested by You et al. (2013) and proposes the paint rendering method that represents the details of a paint, a solvent, and pigments. We survey the quality of our results and prove that our paint system is superior to the previous studies.