• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
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• pp.1120-1125
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• 2006

자연 현상에서 나타나는 물이나 바다와 같은 유체를 3 차원으로 시뮬레이션하는데 있어서 가장 중요한 요소는 실시간에 사실적으로 실행 가능하도록하는 것이다. 유체 모델은 특정 상황에 따른 다양한 방정식과 많은 파라미터값에 의해 제어되기 때문에 시뮬레이션하는데 많은 어려움이 따른다. 또한 복잡한 물리 수식을 기반으로 하기 때문에 유체 모델을 시뮬레이션하기 위해서는 많은 수행 시간이 소요된다. 본 논문에서는 실시간 유체와 강체(rigid body) 사이의 상호작용을 표현하기 위해 간략화된 유체 표면 모델(Fluid-Surface Model)을 제안하고, 개선된 계산과정을 통해 보다 빠르게 시뮬레이션하도록 한다. 또한 본 논문에서는 유체의 표면과 강체의 상호작용을 표현하는데 있어서 유체의 항력에 의해서 강체와 충돌시 발생하는 유체 표면의 움직임을 강체 모델의 제어를 통해 나타낸다. 본 논문에서 제안하는 자연스러운 유체 표면 모델은 유체역학적 방법을 사용하여 실시간에 사실적으로 표현된다. 그리고 이러한 유체 표면 모델을 PC 환경에서 사용자와 상호작용 가능하도록 재현하여, 게임이나 애니메이션에서의 유체 모델들에도 적용할 수 있다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.323-328
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• 2009

게임이나 가상현실 등에서 사용자들에게 사실성과 몰입 감을 주기 위해서 자연 현상들을 시뮬레이션하고 있다. 게임이나 가상현실에서 물이나 바다와 같은 유체를 3차원으로 시뮬레이션 하는데 있어서 중요한 요소는 실시간 처리와 사실성이다. 유체 모델은 특정 상황에 따른 다양한 방정식과 많은 파라미터 값에 의해 제어되기 때문에 시뮬레이션 하는데 많은 어려움이 따른다. 또한 복잡한 물리 수식을 기반으로 하기 때문에 유체 모델을 시뮬레이션하기 위해서는 많은 수행 시간이 소요된다. 본 논문에서는 실시간 유체와 강체(rigid body) 사이의 상호작용을 표현하기 위해 간략화 된 유체 표면 모델(Fluid-Surface Model)을 제안하고, 개선된 계산과정을 통해 보다 빠르게 시뮬레이션 하도록 한다. 또한 본 논문에서는 유체의 표면과 강체의 상호작용을 표현하는데 있어서 유체의 항력에 의해서 강체와 충돌 시 발생하는 유체 표면의 움직임을 나타낸다. 본 논문에서 제안하는 자연스러운 유체 표면 모델은 유체역학적 방법을 사용하여 실시간에 사실적으로 표현된다. 그리고 이러한 유체 표면 모델을 PC 환경에서 사용자와 상호작용 가능하도록 재현하여, 게임이나 애니메이션에서의 유체 모델들에도 적용할 수 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.17-24
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• 2011

컴퓨터 그래픽스에서 입자 기반의 유체와 강체 모델과의 상호작용을 정확히 시뮬레이션 하는 것은 중요한 문제이다. 일반적으로 이러한 상호작용은 시간에 대해 연속적이지 않은 환경에서 시뮬레이션 되어왔다. 이로 인해 상호작용을 시뮬레이션하는 데 있어서 많은 오차가 있었다. 본 논문에서는 이러한 불연속적인 환경에서 발생하는 오차를 해결하는 방법을 제안한다. 강체 모델의 거리함수장인 음함수가 공간에 따라 연속적으로 증가하는 특성을 이용하여 입자 충돌을 예측하는 예측 기반 충돌 처리 기법을 제안한다. 유체입자와 강체 모델이 충돌할 때 정확한 충돌시점과 충돌 지점을 계산한다. 이를 통하여 유체와 강체가 실제 환경인 연속적인 환경에서와 같이 상호작용하도록 시뮬레이션 하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2018년도 하계학술대회
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• pp.292-293
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• 2018

최근 증강현실 산업 분야가 많은 각광을 받고, 시장이 성장함에 따라 보다 쉽게 증강현실을 구현 할 수 있도록 많은 SDK(Software Development Kit)들이 발표되었다. 기존에 발표 된 SDK들이 대부분 강체 추적만을 제공한다. 이는 현재 추적 알고리즘의 기반이 되는 이론이 강체에 한정되어 있기 때문이다. 그러나 제안하는 프레임워크는 강체 추적뿐만 아니라 비강체 추적 또한 가능하다. 이를 위하여, 제안하는 프레임워크는 증강현실의 핵심 기술인 추적 엔진과 보다 넓은 확장성을 가지도록 추적하고자 하는 물체를 사전에 분석하고 실시간으로 모델 변형 정보를 추정하는 시뮬레이션 엔진으로 구성된다. 추적 엔진은 기본적으로 물체의 표면에 존재하는 특징점 정보를 이용하여 추적을 진행 하되, 비강체 추적을 위하여 시뮬레이션 엔진의 도움을 받는 형태로 구성된다. 시뮬레이션 엔진에서는 물체의 역학 파라미터를 추정하여 이를 추적을 진행 할 때, 추적 엔진의 물체 표면 특징점 정보를 이용하여 물체의 변형 정보를 추정한다. 또한 제안하는 프레임워크는 성능 상의 장점 외에도 오픈소스로 공개되기에 국내 증강현실 시장 성장에 발판이 될 것으로 기대된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1995년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.591-595
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• 1995

진동구조물의 해석 또는 설계변경 등을 위해서는 구조물의 강체특성(질량, 질량중심위치, 관성모멘트, 관성적, 주축방향)을 정확히 추정할 필요가 있다. 본 연구에서는 Direct System Identification Method를 애용하여 진동 시험으로부터 얻어진 잡음이 혼입된 데이터로 부터 특성행렬(질량행렬, 감쇄행렬, 강성행렬의총칭)을 직접 규명하는 반복계산에 의한 노이즈에 강인한 방법의 개발과 가상중심점을 이용하지 않고 실험으로 부터 얻어지는 병진성분 데이터를 직접 이용하여 강체특성을 추정하는 방법을 개발한다. 마운트 지지된 평판모델에 대한 실험적 응용과 시뮬레이션에 의한 soild 모델 응용으로 본 연구의방법의 타당성을 검증한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2007년도 학술대회 1부
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• pp.89-95
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• 2007

본 논문에서는 연속적 충돌검사 방법과 제약 조건 기반의 강체 역학 모델링 기법을 이용하여 마커 기반의 트래킹 환경에서 현실의 객체와 가상의 객체가 물리적으로 현실적이고 안정적으로 상호작용하는 증강현실 방법을 제안한다. 본 논문에서 구현된 증강 현실 시스템은 증강 현실환경상의 현실 객체를 인식하고 트래킹 하는 부분과 증강현실에 등장하는 모든 종류의 객체들 간의 물리적인 상호작용을 시뮬레이션 하는 부분으로 크게 구성된다. 객체 트래킹에 사용되는 일반적인 카메라로는 적은 수의 불연속적인 프레임 밖에 얻을 수 없는 성능의 근본적인 한계에도 불구하고, 본 논문에서는 연속적 충돌검사 방법을 이용하여 객체간의 올바른 충돌 정보를 얻을 수 있었고, 이를 이용하여 제약 조건 기반의 강체 역학 시뮬레이션을 적용하여 안정적이고 현실적인 물리 반응을 생성할 수 있었다. 제안한 방법론은 이러한 트래킹 지연에도 불구하고 본 논문에서 사용된 다양한 벤치마킹 시나리오에서, 안정적으로 현실의 객체와 가상의 객체 사이에 물리적으로 실감나는 인터랙션 결과를 보여주었다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권5호
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• pp.255-262
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• 2007

물리 기반의 헬리콥터 시뮬레이션은 항공학, 항공역학 등의 분야에서 많이 연구되어 오고 있으나, 복잡한 수식, 많은 계산량 등으로 인해 사실성과 속도를 동시에 추구하는 컴퓨터 그래픽스 분야에는 적용하기 어려웠다. 본 논문에서는 컴퓨터 그래픽스 분야에 적용할 수 있도록 구현하기 쉽고, 실시간 헬리콥터 시뮬레이션을 가능하게 하는 헬리콥터 회전 깃(rotor blades)의 역학적 모델을 제안한다. 헬리콥터는 회전 깃과 공기의 충돌로 발생한 힘을 통해 운동하는데, 이는 유체와 강체가 충돌해서 발생하는 충돌력으로 설명할 수 있다. 이를 근거로 근사화한 회전 깃의 역학적 모델을 도입하면, 기존의 강체 시뮬레이션 방법으로 유체와 강체가 충돌하는 헬리콥터의 움직임을 실시간 시뮬레이션 할 수 있다. 본 논문에서는 실시간 계산이 가능하도록 뉴턴의 양력 계산법을 응용하여 회전 깃의 움직임으로 발생하는 힘을 구한다. 본 논문이 제안하는 방법에 따라 구현된 프로토타입 시스템은 실제와 유사한 헬리콥터 시뮬레이션을 실시간에 처리할 수 있음을 보였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.818-823
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• 2011

일반적인 강체의 동역학 해석방법은 지면에 고정된 좌표계에서 강체의 절대적 병진 위치좌표와 회전 각도 좌표의 6개 좌표계를 이용하여 기술된다. 그러나 철도차량의 경우 트랙의 중심과 같이 이동하는 트랙 좌표계에서 강체의 운동을 기술하는 방법이 이용될 수 있다. 트랙 좌표계는 트랙을 기준으로 강체의 운동이 기술되므로 트랙 좌표의 변위의 구속조건이 쉽게 설정될 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 트랙 좌표계를 이용한 철도차량 운동방정식의 유도 방법과 시뮬레이션 결과를 제시하고자 한다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.14-14
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• 2017

본 연구는 트랙터 주행노면의 토양 특성이 트랙터 승차진동에 미치는 영향을 분석하는 것을 목표로 하였다. 여러 토양조건에서 실제 트랙터 주행실험을 진행하는 것은 어렵기 때문에, 상용 CAE 프로그램을 이용하여 트랙터를 모델링하고 시뮬레이션을 진행하였다. 이를 통해 여러 토양조건에 따른 승차진동의 특성을 비교, 분석하였다. 모델의 유의성은 트랙터 아스팔트 주행실험을 통해 진동데이터를 획득하고 실측 진동 데이터와 시뮬레이션을 통해 얻어진 진동 데이터를 분석해 검토하였다. 이 때, 노면 토양의 특성에 따라서 트랙터가 장애물을 만났을 때 순간적인 진동 특성을 분석하기 위해서 트랙터 주행 노면을 사인범퍼(sine-bumper) 노면으로 설정하고 주행실험 및 시뮬레이션을 진행하였다. 본 연구에서는 강체 노면, Heavy clay, North Gower Clay Loam 토양, Grenvile Loam 토양의 네 가지 노면 조건을 분석하였다. 분석 결과 침하가 발생하지 않는 강체 노면보다 침하가 발생하는 세 가지 토양 조건에서 장애물에 따른 순간적인 진동이 더 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 다만 승차진동이 토양 파라미터와 단순히 선형적인 관계만을 보이는 것은 아니라는 것도 확인할 수 있었다. 이 후, North Gower Clay Loam 토양 조건에서 트랙터 속도에 따른 시뮬레이션 진행 결과를 분석하였을 때, 토양 침하가 발생하는 토양 조건에서도 속도가 증가함에 따라서 진동 크기가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.1382-1390
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• 2010

우리는 일상에서 유체와 강체 사이에서 일어나는 상호작용을 흔히 볼 수 있다. 하지만 이를 시뮬레이션하는 것은 많은 계산량이 필요한 어려운 작업이다. 본 논문에서는 유체와 강체 사이의 상호작용 현상 중 하나인 물수제비 현상을 실시간으로 시뮬레이션 할 수 있는 역학적 모델을 제안한다. 이를 위해 실시간에 계산 가능하면서도 이전 연구에서 고려하지 않았던 돌멩이의 회전운동을 포함하는 개선된 역학적 모델을 사용하며 공기와의 마찰로 생기는 힘들도 포함한 수식을 제안한다. 제안하는 모델을 사용하면 사용자의 다양한 입력에 대해 사실적인 물수제비 현상을 시뮬레이션 할 수 있다. 또한 이전 결과에 비해 보다 원에 가까운 파장을 만들면서 실시간 처리가 가능한 수면 모델도 제시한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 상호작용 역학 시스템이나 게임 엔진들에 쉽게 적용할 수 있다.