• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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• pp.51-54
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• 2003

Fluid is an effective element in computer animation. Recently, the techniques from CFD have been actively applied to CG production. In this paper, we describe our fluid animation system which implements a variety of established simulation and rendering methods. We also explain our new techniques such as chemical reaction and hardware-assisted fluid animation that are being developed to enhance the features of our software system.

• 한국가시화정보학회지
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• 제2권2호
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• pp.8-15
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• 2004

With all the recent progresses in computer hardware and software technology, the animation of fluids in real-time is still among the most challenging issues of computer graphics. The fluid animation is carried out in two steps - the physical simulation of fluids immediately followed by the visual rendering. The physical simulation is usually accomplished by numerical methods utilizing the particle dynamics equations as well as the fluid mechanics based on the Navier-Stokes equations. Particle dynamics method is usually fast in calculation, but the resulting fluid motion is conditionally unrealistic. The methods using Navier-Stokes equation, on the contrary, yield lifelike fluid motion when properly conditioned, yet the complexity of calculation restrains this method from being used in real-time applications. This article presents a rapid fluid animation method by using the continuum-based fluid mechanics and the enhanced particle dynamics equations. For real-time rendering, pre-integrated volume rendering technique was employed. The proposed method can create realistic fluid effects that can interact with the viewer in action, to be used in computer games, performances, installation arts, virtual reality and many similar multimedia applications.

• International Journal of Contents
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• 제7권4호
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• pp.1-5
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• 2011

Physics based fluid animation schemes need large computation cost due to tremendous degree of freedom. Many researchers tried to reduce the cost for solving the large linear system that is involved in grid-based schemes. GPU based algorithms and advanced numerical analysis methods are used to efficiently solve the system. Other groups studied local operation methods such as SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) and LBM (Lattice Boltzmann Method) for enhancing the efficiency. Our method investigates this efficiency problem thoroughly, and suggests novel paradigm in fluid animation field. Rather than physics based simulation, we propose a robust boundary handling technique for procedural fluid animation. Our method can be applied to arbitrary shaped objects and potential fields. Since only local operations are involved in our method, parallel computing can be easily implemented.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.130-138
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• 2009

컴퓨터와 함께 많은 시간을 보내는 현대인들 중에는 바탕화면과 화면보호기로 마음의 편안함을 주는 자연풍경이나 가상수족관 등을 설정하는 사용자들이 증가하고 있다. 가상수족관은 임의의 가상 해저환경에서 자유롭게 행동하는 여러 종류의 물고기를 만들고, 동작을 분석하여, 물고기들의 애니메이션 작업을 수행함으로써 만들어진다. 본 논문에서는 유체의 형태변화를 실시간으로 표현하는 유체 애니메이션 기법과 가상물고기의 다양한 속성에 따라 상호작용을 할 수 있는 Smart Fish기술을 이용하여 활용가치가 높은 실감형 가상수족관을 구축하는 방법을 제안했다. 본 논문에서 제안하는 방법은 다양한 해저환경을 표현하는 가상수족관, 수족관 화면 보호기, 물고기 육성 게임 등에 활용되어질 수 있다.

• ETRI Journal
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• 제28권6호
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• pp.697-708
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• 2006

Various adaptive mesh refinement techniques are often employed in numerical simulations for increasing spatial and temporal resolution beyond the limits imposed by available CPU time and memory space. Recently, an octree-based adaptive mesh structure was successfully used in fluid animation to place more grid cells efficiently in visually interesting regions of fluids. In an attempt to optimize the use of computational resources further in fluid animation, this paper extends this adaptive technique by modifying the mesh refinement scheme so that the camera's viewing properties are dynamically exploited during the simulation. Based on a simple adaptive mesh structure, we show that the new meshing strategy can save a substantial amount of computation time and memory space by using a view-dependent adaptive approach. The experimental results reveal that the proposed technique provides a good compromise between the computational effort and the simulation's fidelity, and may be used quite effectively in 3D animation production.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2006년도 추계 종합학술대회 논문집
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• pp.264-268
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• 2006

본 논문에서는 안정적 유체 애니메이션 기법을 이용한 불과 연기 애니메이션에 대해서 기술한다. 휴대전화의 연산 성능이 발전하면서 3D 콘텐츠와 고급 어플리케이션의 구현이 가능하게 되었다. 이러한 배경을 활용하여 지금까지 PC 기반에서 주로 개발되었던 유체 시뮬레이션을 모바일 장치에서 구현하였다. 안정적 유체 애니메이션 기법을 사용한 불 시뮬레이션은 실시간 렌더링을 목표로 하였으며 외부환경과 불 시뮬레이션 사이의 상호작용을 구현하였다. 그리고 모바일 3D 게임 콘텐츠에 불 애니메이션을 결합하여 게임의 객체 혹은 배경으로 사용 가능하도록 실용성을 더하였다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제2권2호
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• pp.7-9
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• 2013

Current physics-based simulation is an important tool in the fluid animation. However some problems require a new change to current research trends which depend only on the simulation. The ultimate goal of this project is to obtain information of flow example, analyze an example through machine learning and the novel fluid animation reconfigure without physical simulation.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제32권1호
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• pp.29-38
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• 2005

유체 애니메이션은 물리적 시뮬레이션과 시각적 렌더링으로 구성된다. 물리적 시뮬레이션은 입자 동역학을 이용한 해석 방법과 나비어-스토크스(Navier-Stokes) 방정식을 이용한 연속체 유동해석 방법이 많이 사용된다. 입자 동역학을 이용한 시뮬레이션은 연산 속도는 빠르나 유체의 움직임이 경우에 따라 부자연스러우며, 나비어-스토크스 방정식을 이용한 방법은 적절한 조건 하에서 사실적인 유체의 움직임을 표현할 수 있으나 방대한 연산량과 계산의 복잡성으로 인하여 실시간 응용이 어렵다. 우수한 품질의 렌더링 영상은 주로 전역적 조명 방법을 사용하여 얻을 수 있는데, 이 역시 실시간 응용에 적합한 속도론 내기에는 부적합하다. 본 논문에서는 개선된 입자 동역학 시뮬레이션과 선적분 볼륨 렌더링을 이용한 고속유체 애니메이션 방법을 제안한다 레나드-존스(Lennard-Jones) 모턴을 이용한 입자동역학 해석기법을 이용하여 유체의 움직임을 고속으로 시뮬레이션 하였으며, 적은 수의 입자만으로도 충분한 유체의 부피를 표현할 수 있도록 연산효율을 개선하였다. 또한 실시간 렌더링을 위하여 적은 수의 슬라이스로도 우수한 품질의 영상을 빠르게 얻을 수 있는 선적분 볼륨 렌더링 방식을 사용하였다. 본 제안 방법을 사용하여 실시간 응용에 적절한 속도와 화질을 보여주는 유체 애니메이션이 가능하다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2022년도 제66차 하계학술대회논문집 30권2호
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• pp.577-580
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• 2022

본 논문에서는 마이크로소프트(Microsoft, MS) 홀로렌즈v2를 이용하여 물리 기반 애니메이션은 유체와 로프를 제어할 수 있는 새로운 방법에 대해 소개한다. 물리 기반 시뮬레이션 혼합현실, 메타버스, 게임 등 다양한 콘텐츠에서 몰입감을 개선하기 위해 활용되고 있는 기술이다. 하지만, 계산양이 크고 사용자가로 인한 직관적인 제어 시스템의 부재로 많은 시장에 활용되기에는 어려운 구조이다. 이러한 문제를 완화하기 위해 본 논문에서는 혼합현실 환경에서 무선으로 사용자 인터페이스를 구현한 홀로렌즈v2를 이용하여 물리 애니메이션을 제어하고자 한다. 이러한 도전은 혼합현실에서도 사용자의 손동작, 음성, 눈 추적 등 다양한 인터페이스를 통해 시뮬레이션을 제어할 수 있다는 가능성을 열어줌으로써, 관련시장도 확장 될 수 있다. 본 논문에서는 대표적으로 유체와 로프 시뮬레이션을 홀로렌즈를 통해 제어하는 결과를 보여준다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.13-21
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• 2014

본 논문의 목적은 효율적인 왕관형 수면 애니메이션 제작 기법을 제안하는 것이다. 왕관형 수면 애니메이션을 제작하는 단계에서 비용과 시간이 많이 소요되는 문제가 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 기하적 메쉬와 절차적 텍스쳐를 활용한 물리기반 시뮬레이션이 필요 없는 왕관형 수면 애니메이션 기법을 제안한다. 텍스쳐는 메쉬에 적용하였고 적용된 데이터를 언리얼 엔진을 활용하여 재질을 제작한 뒤, 수면의 움직임을 제어 하였다. 그 결과 기존 유체 시뮬레이션 방법에 비해 빠른 시간에 사실적인 왕관형 수면 애니메이션을 만드는 것을 확인할 수 있었다.