• 한국게임학회 논문지
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• 제10권6호
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• pp.169-178
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• 2010

본 논문은 실시간 응용 프로그램에서 사실적인 금속 재질을 렌더링하기 위한 효과적인 기법을 제안한다. 제안된 기법은 금속면의 미세한 흡집을 표현하기 위해 법선 벡터를 섭동(perturbation)하는 방법을 사용한다. 법선 벡터를 섭동하는 일반적인 방법은 범프(bump) 매핑이나 법선(normal) 매핑 등의 방법을 사용하는 것이다. 그러나 이러한 방식은 이방성 반사 특성을 갖는 표면에서는 사실적인 빛의 산란을 보이지 못한다. 금속 특유의 반사를 표현하기 위해서는 미세면 분포 함수를 이용하여 이방성 반사 특성을 모델링하는 것이 일반적이므로 일반적 법선 섭동만으로는 만족스런 결과를 얻지 못한다. 본 논문은 법선 벡터의 섭동과 함께 미세면 분포 함수를 변형하는 기법을 통해 매우 사실적인 금속면 재질 렌더링이 가능한 기법을 제안한 다. 제안된 기법은 쉽게 GPU 프로그램으로 구현되며, 실시간 환경에서 동작한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2009년도 학술대회
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• pp.475-481
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• 2009

실시간 렌더링에서 Fur는 모피등과 같이 매우 복잡한 표면을 표현하는 문제로 가상세계의 사실감을 높이는데 매우 중요한 요소이다. 복잡한 Fur의 실시간 렌더링을 위하여 다수의 방법이 제안되어 왔으나, Fur를 사실처럼 보여지게 하는 측면에서, 기존의 정적인 표현으로서는 한계점이 존재한다. 본 논문에서는 중력 및 외력에 의한 시뮬레이션을 통한 Fur의 실시간 Animation 방법을 제안한다. 기본 구조는 모피의 볼륨을 구성하는 n개의 Shell과 Shell의 표현을 보강하는 Fin의 구조로 이루어져 있고, Shell과 Fin의 공유 Vertex 배열을 통해 이 두 가지 구조를 하나로 통합한다. 이 공유 Vertex 배열에 본 논문에서 제안하는 중력 및 외력에 의한 시뮬레이션을 적용하여 공유 Vertex 배열을 변형시킨다. 이 후 변형된 공유 Vertex배열을 기반으로 Rendering을 수행하게 된다. 본 논문에서 제안하는 방법을 사용하여, 정적인 Fur Rendering이 아닌 동적으로 움직이는 Fur Rendering을 사용 함 으로써 좀 더 높은 현실감을 느낄 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.55-61
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• 2005

In this paper, we propose the visual simulation system for virtual reality motion rider system. The visual simulation system can apply verity virtual reality system. This paper deals with programs on 3D automatic creation of terrain, road design, and a realtime rendering program for the virtual reality system. For the 3D automatic creation of terrain, DEM data and rectangular grid method are applied. We can make two different road object with the road design program. One of them includes road definition, and the other is obtained by using 'NURBS curve.' Visual simulation is consisted by additional modeling and real-time rendering. We can apply the programs made in this way to visual system of driving simulator.

• 한국게임학회 논문지
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• 제10권4호
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• pp.81-90
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• 2010

본 논문에서는 측정된 양방향 반사 분포 함수(BRDF)와 같은 데이터 없이 사실적인 직물 표면 렌더링이 가능한 효율적인 방법을 제안한다. 제안된 기법은 광선 추적 기반의 오프라인 렌더러와 게임과 같은 실시간 응용에 모두 적용할 수 있다. 제안된 기법은 교호적(alternating) 이방성 반사와 변형된 미세면 분포 함수를 이용하여 직조 표면을 표현한다. 실에 대한 절차적 모델링은 직물의 표면을 효과적이며 효율적으로 표현할 수 있게 한다. 실험결과는 제안된 기법을 통해 상호작용적 응용에서도 다양한 직조물 표면을 사실적으로 렌더링할 수 있음을 보이고 있다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제11권6호
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• pp.71-80
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• 2011

최근의 3D게임이나 가상현실을 위한 지형 시각화 응용에서는 사실적인 장면을 렌더링 하기 위해 고화질 영상을 실시간에 제공하는 GPU기반의 광선투사법을 이용한다. 이 방법은 지형데이터의 크기가 증가할수록 샘플링 해야 하는 텍셀의 개수가 증가하기 때문에 렌더링 속도가 저하된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 논문에서는 GPU에서 사진트리를 기반으로 수행되는 바운딩 박스 세분화를 이용하여 빈 공간이 제거된 바운딩 박스를 생성하고 이를 이용하여 광선투사법을 가속화하는 방법을 제안한다. 이 방법은 각 광선마다 빈 공간 도약을 위해 트리를 탐색하여 중복된 탐색연산을 수행해야 했던 기존의 방법과 달리 바운딩 박스를 이용하여 탐색 연산을 단 1번만 수행하도록 하여 수행속도를 가속화 하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.1-5
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• 2006

본 논문에서는 하이트필드 맵을 이용한 회화적 질감 표현 방법을 제시한다. 회화적 렌더링된 결과물의 하이트필드 맵을 이용하면 회화작품의 질감을 표현할 수 있다. 이를 위해 하이트필드 맵을 바탕으로 노말 매핑과 디스플레이스먼트 매핑 방법을 이용하여 회화적 렌더링을 구현하였다. 제시된 방법은 GPU 프로그래밍을 이용하여 물체의 세부적인 표면을 실시간으로 회화적 렌더링할 수 있어 3차원 가시화나 게임엔진에 응용할 수 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.9-14
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• 2000

수작업으로 이루어지는 셀 애니메이션에 툰 렌더링과 같은 비사실적 렌더링 기법을 사용하면 더 적은 노력으로 훨씬 높은 화질의 영상을 얻어낼 수가 있다. 이와 같은 이유로 오늘날 툰 렌더링은 셀 애니메이션 영상산업에서 많이 사용되고 있다. 그러나 기존의 툰 렌더링 방법들에 의한 영상생성은 실시간 처리에 한계가 있어서 가상현실, 게임과 같은 즉각적인 반응을 필요로 하는 분야에서는 사용할 수가 없었다. 본 논문에서는 이와 같은 한계를 극복하여 다양한 분야로의 확장사용이 가능하도록 실시간 윤곽선 검출과 퐁 쉐이딩을 통해 실시간으로 수행되는 툰 렌더링을 구현하였다. 또한 빠른 그림자 생성 알고리즘을 사용해 장면에 그림자를 추가시킴으로써 여전히 실시간 수행이 가능하면서도 효과적인 결과 영상을 생성하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.934-943
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• 2007

컴퓨터 그래픽스 분야에서 다뤄지는 유체 시뮬레이션은 사실적인 애니메이션에 있어서 필수적인 요소이기는 하지만 그 계산량이 너무 많아서 실시간 시뮬레이션과 렌더링을 위해서는 많은 시스템 자원을 필요로 하여 주로 PC 환경에서 수행되어 왔다. 최근 휴대 전화의 성능이 빠르게 발전함에 따라 3D 게임과 같은 고급 콘텐츠를 모바일 환경에서 사용 가능하게 되었다. 본 논문에서는 PC 환경보다 비교적 성능이 제한적인 모바일 장치에서 위피 플랫폼의 MF3D API를 사용하여 실시간 유체 시뮬레이션을 구현하였다. 유체 시뮬레이션을 구현하기 위하여 나비에-스토크스 식의 풀이가 필요하며, 빠르고 안정적으로 수치해를 시뮬레이션하기 위해서 Stam의 Stable Fluid 기법을 빌보드에서 구현하여 사용하였다. 시뮬레이션 결과는 빌보드 기법을 통해 화면에 나타냈으며, "루피 스토리"라는 모바일 3D 게임 콘텐츠에 적용하였다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제9권4호
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• pp.771-778
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• 2008

하이브리드 렌더링 모델에서 적절한 수준을 결정하기 위한 단말기 성능분석 방법을 제안한다. 최근에 하나의 물체를 이루는 여러 개의 폴리곤에 각각 다른 음영법을 함께 적용하는 하이브리드 렌더링 모델을 제안하였다. 하이브리드 렌더링 모델에서 고로 음영과 평면 음영이 적용될 폴리곤 수는 그래픽 콘텐츠가 실행되는 단말기의 성능과 상황에 맞도록 계산되어져야 한다. 따라서 현재의 단말기 환경에 대한 성능 분석과 사용자의 선호도 등을 고려하여 자동적으로 실행 가능한 적절한 메시의 수와 고로 음영과 평면 음영의 정도를 계산해 내는 방법을 제안하였다. 하이브리드 렌더링의 개념자체는 간단하지만 실행 환경에 따라 여러 단계의 해상도를 자동적으로 가질 수 있으므로 실시간 렌더링 시간을 줄일 수 있는 효율적인 대안 방법이 될 수 있다. 또한 다양한 단말기 환경에서 게임과 같은 3차원 그래픽 콘텐츠의 실시간 적응 서비스에 적용할 수 있다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제7권3호
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• pp.59-66
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• 2007

광선추적법(ray tracing)은 빛의 반사, 투과 등을 사실적으로 표현할 수 있는 대표적인 전역조명(global illumination) 기술이지만, 복잡한 계산과정으로 인해 실시간 활용에는 많은 제약이 존재한다. 이런 문제를 해결하기 위해 최근에는 GPU(Graphics Processing Unit) 기반의 광선추적법 알고리즘이 활발하게 개발되고 있으며, 본 논문에서는 J. Purcell 등이 제안한 광선추적법 기법을 구현하였다. 그리고 구현된 알고리즘을 인터렉티브 응용분야에 활용하기 위해 렌더링 성능을 개선하는 두가지 방법을 적용하였다. 먼저, 그래픽스 하드웨어에서 지원하는 래스터라이제이션(rasterization)을 적용해 초기 광선의 교차점을 효과적으로 구했다. 또한 대상 물체를 가속화(acceleration) 구조로 구성하여 광선과 물체간의 교차연산에 소요되는 계산시간을 단축하였다. GPU 기반의 광선추적법 렌더링에서 다양한 성능 개선 알고리즘을 적용하여 향상된 렌더링 결과를 구체적으로 분석한 기존 연구가 비교적 적었으며, 본 논문에서는 각 과정에 따른 개선 결과를 제시하였다. 구현된 렌더러와 GPU 기반의 환경 맵을 비교하였으며 이동형 개인 컴퓨터와 무선 센싱 장비를 이용한 무선 원격 렌더링 시스템을 구현하였다. 제안된 시스템은 실시간 합성, 증강현실(augmented reality), 가상현실 등의 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대된다.