• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.9-20
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• 2010

3차원 공간에 존재하는 반투명 물질을 물리 기반으로 렌더링하기 위해서 빛의 진행 경로를 작은 구간으로 나눈 후, 각 구간에 대하여 빛의 직접적인 영향, 산란으로 인한 영향, 반투명 물질안에서의 소멸 및 물질의 발광으로 인한 영향 등을 고려한 빛의 에너지를 계산하여 누적하는 방식을 사용한다. 이중 빛의 산란은 연속 공간에서 매우 복잡한 방식으로 작용하기 때문에 이의 시뮬레이션을 위해서 상당한 노력이 필요하다. 빛의 산란을 효과적으로 계산하기 위해 여러근사 방법들이 고안되었는데, 그중 볼륨 포톤매핑 기법은 빛이 간섭매체 내부에서 산란되는 효과를 단순화된 시뮬레이션으로 미리 계산하여두고 이를 검색해 효율적으로 렌더링 하는 방법을 사용한다. 이 방법은 주변에서 검색한 시뮬레이션 정보를 이용하기 위해서 밀도추정방법을 적용하는데, 시뮬레이션자료의분포에 따라서 검색에 따른 편차가 있을 수 있게된다. 또한 시뮬레이션된 자료만을 이용하여 산란효과를 반영하기 때문에 고밀도이지만 시뮬레이션이 충분하지 못한 위치에 대해서 방향성 있는 위상함수에 대한 특징을 잘 표현하지 못한다는 문제가있다. 이러한 문제를해결하고자 하는 노력의 일환으로, 본 논문에서는 입자형태로 시뮬레이션된 볼륨데이터에 대해 밀도추정방법의 하나인 커널스무딩을 이용하여 표현한 산란효과를 반투명물질 자료구조에 저장하고 이를 복원하는 방법을 제안하고, 실험결과 분석을 통하여 장단점을 분석한다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제8권6호
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• pp.679-691
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• 2002

과학적 가시화의 한 분야인 볼륨 가시화는 3차원, 혹은 그 이상의 차원의 공간에서 정의된 추상적이고 복잡한 볼륨 데이타로부터 의미 있고 가시적인 정보를 효과적으로 추출하도록 도와주는 다양한 기술에 관한 연구 분야로서, 기상학, 의학, 계산 유체 역학 등 여러 학문 분야에서 점차 그 중요성을 더해가고 있다. 한편 가상 현실은 컴퓨터가 만든 가상의 세상에 사용자가 몰입하여 시각, 청각, 촉각 등의 감각을 이용하여 세상을 경험하고 대화식으로 정보를 주고받을 수 있도록 도와주는 여러 기술에 관련된 연구 분야로서 국내외적으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 CAVE라 불리는 몰입형 3차원 가상 환경 시스템 환경에서 인체 볼륨 데이타를 보다 개선된 볼륨 가시화 방법을 사용하여 실시간으로 입체 영상을 생성해주는 시스템을 설계하고 구현하였다. 이 시스템은 기존 3차원 텍스처 매핑 기반 볼륨 렌더링 방법의 느린 속도를 보완하고자, 영상 기반 렌더링에 기반을 둔 향상된 텍스처 매핑 기법을 사용하여 실시간 볼륨 입체 가시화 기능을 지원하며, 사용자를 위하여 다양한 인터페이스 기능들을 제공한다. 본 시스템의 효용성을 증명하기 위한 테스트 데이터로서 Visible Korean Human 데이타를 사용하였다. 본 논문에서는 실시간 입체 영상 시스템에 필요한 가시화 기법과 라이브러리, 그리고 구체적인 구현 내용에 대해서 설명한다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.1620-1632
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• 1998

본 논문에서는 볼륨렌더링을 위한 빠른 병렬 알고리즘을 제안하고, 이를 4,096개의 프로세서를 가진 MasPar MP-2범용병렬 컴퓨터에서 C 언어와 MPL(MasPar Programming Language)언어를 이용하여 구현하였다. 본 알고리즘은 현재 가장 빠른 순차 볼륨 렌더링 알고리즘으로 알려진 Lacroute의 Shear-Warp 알고리즘을 병렬화한 것이다. 본 병렬 알고리즘은 밀림변환 공간 분할 기법과 이전의 렌더링 단계에서 얻은 부하정보를 이용하여 다음 렌더링시 부하를 균형화하는 부하균형화 기법을 이용함으로써 통신 오버헤드를 줄이며, 연속길이부호화 기법에 의한 볼륨 데이터 구조를 이용함으로써 처리할 복셀의 수를 크게 줄인다. MasPar MP-23에서 $128\times128\times128$복셀로 구성된 인체 두뇌 볼륨 데이터세트에 대하여 실험한 결과 초당 3~4프레임의 속도로 렌더링하였으며 본 알고리즘의 확장성에 의하여 16,384개의 프로세서를 가진 MasPar MP-2 시스템에서는 초당 12~16프레임의 렌더링이 가능할 것으로 기대된다. 또한 더 큰 볼륨에 대해서도 최근의 SIMD 또는 MIMD 머신상에서는 초당 30~60프레임의 렌더링이 가능할 것으로 기대된다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제11권4호
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• pp.553-559
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• 2010

본 연구는 척추경 나사못 고정술을 시행한 환자를 대상으로 고정술 전, 후 전산화 단층촬영 영상의 원 자료(raw data)를 이용하여 다양한 재구성 기법을 적용하여 나사못의 정확한 위치파악과 수술의 정확도 등 다양한 정보를 알아보고자 하였다. 임상에서 주로 이용 하는 재구성기법인 다평면재구성(MPR), 최대강도투영(MIP), 체적묘사기법(VRT)과 변형 제적묘사기법(modifying VRT)을 적용하여 영상데이터를 각 각 정량적 방법과 정성적 방법으로 비교 분석하였다. 재구성 영상의 분석 및 평가결과 전산화 단층촬영 영상재구성 기법 중 척추경 나사못 고정술 후 나사의 정확한 위치파악과 금속에 의한 인공음영을 최소화 시키는데 가장 유용한 재구성 기법으로는 변형 체적묘사기법으로 사료된다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.977-985
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• 2012

본 연구에서는 단일영상과 동영상에서의 효율적인 비사실적 렌더링 기법을 제안한다. 단일영상의 경우에는 최근 단일영상 NPR 기법에서 많이 사용되는 플로우 기반 DoG 필터와 Bilateral 필터를 CUDA 환경에서 구현하여 실시간 처리가 가능하게 한다. 또한 동영상의 경우에는 기존의 NPR 동영상 방법인 매 프레임마다 단일영상 NPR 기법을 적용하여 생성하는 방법이 아닌 첫 프레임은 단일영상에 적용되는 NPR기법을 사용하여 스타일화 하고, 다음 프레임부터는 움직임 벡터를 기반으로 한 픽셀 맵핑을 사용하여 이전 프레임에서 움직임이 있는 픽셀의 밝기 값을 다음 프레임의 움직임 벡터 위치로 복사함으로써 불필요한 계산량을 줄이고, 프레임 간의 일관성 또한 유지시키는 방법을 제안한다. 본 연구에서는 실험을 통하여 그 성능을 증명하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.1-7
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• 2002

This paper presents a practical technique for approximating the boundary surface of the volume swept out by three-dimensional objects using the depth-buffer. Objects may change their geometries and orientations while sweeping. The sweep volume is approximated as a union of volume elements, which are just rendered inside appropriate viewing frusta of virtual cameras and mapped into screen viewports with depth-buffer. From the depth of each pixel in the screen space of each rendering, the corresponding point in the original world space can be computed. Appropriately connecting these points yields polygonal faces forming polygonal surface patches approximately covering some portion of the sweep volume. Each view frustum adds one or more surface patches in this way, and these presumably overlapped polygonal surface patches approximately enclose the whole sweep volume. These patches may further be processed to yield non-overlapped polygonal surfaces as an approximation to the boundary of the original 3D sweep volume.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1997년도 춘계학술대회
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• pp.72-74
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• 1997

We have developed a 3-D image processing and display technique that include image resampling, modification of MIP, and fusion of MIP image and volumetric rendered image. This technique facilitates the visualization of the three-dimensional spatial relationship between vasculature and surrounding organs by overlapping the MIP image on the volumetric rendered image of the organ. We applied this technique to a MR brain image data to produce an MRI angiogram that is overlapped with 3-D volume rendered image of brain. MIP technique was used to visualize the vasculature of brain, and volume rendering was used to visualize the other structures of brain. The two images are fused after adjustment of contrast and brightness levels of each image in such a way that both the vasculature and brain structure are well visualized either by selecting the maximum value of each image or by assigning different color table to each image. The resultant image with this technique visualizes both the brain structure and vasculature simultaneously, allowing the physicians to inspect their relationship more easily. The presented technique will be useful for surgical planning for neurosurgery.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.224-232
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• 2016

The methodology to visualize the shape of blood vessel and its blood flow have been attracting as a very interesting problem to forecast and examinate a disease in thrombus precursor protein. May previous visualization researches have been appeared for designing the blood vessel and also modeling the blood flow using a doppler imaging technique which is one of nondestructive testing techniques. General visualization methods are to depict the blood flow obtained from doppler effects with fragmentary stream lines and also visualize the blood flow model using volume rendering. However, these visualizeation techniques have the disadvantage which a set of small line segments does not give the overall observation of blood flows. Therefore, we propose a visualization system which reconstruct the continuity of the blood flow obtained from doppler effects and also visualize the blood flow with the vector field of blood particles. This system will use doppler phase difference from medical equipments such as OCT with low penetration and reconstruct the blood flow by the curvature estimation from vector field of each blood particle.

• 정보처리학회논문지B
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• 제9B권2호
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• pp.255-262
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• 2002

가상현실은 시간과 공간의 제약을 줄일 수 있다는 장점 때문에 많은 부분에서 관심 있는 주제로 대두되고 있다. 이와 함께 최근의 xDSL 같은 초고속 인터넷 기반 기술의 발전은 3차원 모델의 실시간 서비스를 통해 가상현실을 구현하게끔 하고 있다. 그러나 이러한 네트워크 상에서의 3차원 모델 기반 가상현실 구현은 3차원 모델 데이터를 비대함으로 서비스에 제한을 받을 수밖에 없다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방안 중 하나가 이미지 기반 가상현실이라 할 수 있다. 본 논문은 3차원 모델 데이터의 온라인 서비스시 3차원 모델 데이터의 비대함을 해결하기 위해 동적으로 생성된 3차원 모델에 이미지 기반 가상현실 기법을 적용하였다. 이와 함께 웹 서비스화 하기 위한 부가적인 기법을 기술하였으며 실 예를 통하여 이 기법의 효율성을 검증하였다. 이 방법을 적용시 3차원 모델 제공 서비스와 비교시 서비스 이용자에게 거의 동일한 현실감을 제공하면서 전송되는 데이터의 양을 감소시킬 수 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.47-54
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• 2017

본 논문은 향상된 곡률기반 GPU 등가면 레이캐스팅 기법을 제안한다. 제안한 방법은 등가면을 계산할 때 Sigg et al. [1]이 제안한 고속연산 기법을 사용하고 미분값을 계산할 때는 드 부어 알고리즘을 사용한다. 이렇게 함으로써 추가적인 텍스쳐 읽기연산의 수를 84번에서 27번으로 줄일 수 있어, 플랫폼에 따라 편차는 있으나 결과적으로 최고 약 30%가량 성능이 향상된다.