• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2023년도 제67차 동계학술대회논문집 31권1호
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• pp.83-84
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• 2023

2D 게임의 이미지들은 2D 스프라이트(Sprite) 조각들을 같은 평면에 겹쳐 그리는 방식으로 표현한다. 탑다운 뷰(Top-Down View) 2D 게임 시점은 평면의 그림에 입체적인 묘사를 함으로써 캐릭터나 오브젝트가 수직으로 일어서 있는듯한 3D 느낌을 전달한다. 그러나 실제로는 2D 평면이므로 3D 그림자 맵(Shadow Map) 방식을 사용할 수 없는 단점이 있다. 본 논문에서는 2D 스프라이트 오브젝트의 그림자를 3D 그림자맵으로 생성하는 방법과 동반되는 이슈들을 제시한다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.11-16
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• 2008

본 논문에서는 지형 맵에 실시간으로 부드러운 그림자를 드리우는 방법에 대해 소개한다. 이 방법은 셀프 셰도우 뿐만 아니라, 다른 물체에 그림자를 드리우는 것도 가능하다. 또한 이 방법은 지형에 대해 미리 계산해 두는 과정이 없기 때문에 지형이 변화하는 경우에도 적합하다. Shadow height map(SHM)이라는 새로운 자료구조는 높이 맵의 각 좌표에 해당하는 그림자의 높이를 기록한다. n 이 SHM 안에 있는 텍셀 수라고 할 때, SHM을 계산하는 것은 O(n)의 알고리즘 복잡도를 가진다. 그림자는 이 맵을 이용해 단순하고 빠르게 계산할 수 있다. 예제들은 실시간으로 표현할 수 있는 좋은 성능을 보이며, 적절한 시각적 품질을 보인다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.11-16
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• 2011

컴퓨터 그래픽스에서 그림자는 그림자 자체로서 뿐 아니라 장면 내 물체들 간의 거리감에 대한 단서를 제공함으로써 사실감 제고 측면의 매우 중요한 역할을 한다. 그림자를 표현하기 위한 전통적인 방법으로 그림자 매핑이나 그림자 볼륨 등의 기법들이 사용되지만 점광원(point light)을 가정하므로 결과가 자연스럽지 못하다. 반면, 면광원(area light)을 사용할 경우 부드러운 그림자를 생성하므로 좀 더 사실적인 그림자 표현이 가능하지만 광원면(light source surface) 전체에 대한 적분을 요구하기 때문에 계산비용이 매우 비싸다. 이러한 단점을 극복하기 위해 차폐물(occluder)의 광원으로의 역투사(back-projection)나 반영(penumbra)의 크기 계산을 통한 필터링 등 여러 방안들이 소개되었지만 낮은 수준(order)의 근사로 인한 누광(light bleeding)이나 물결현상(ringing effect), 그리고 성능저하 등의 문제가 발생한다. 본 논문에서는 그림자 아틀라스(shadow atlas)를 이용하여 이러한 문제들을 개선하는 방법에 대하여 기술한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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• pp.748-750
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• 2005

본 논문은 오목한 물체의 그림자 표현이 가능한 그림자 텍스처를 생성하기 위해, 기존의 그림자 맵 (shadow MaP) 방법으로 그림자 정보를 생성하고 아틀라스 텍스처 (atlas texture)에 저장하는 방법을 제안한다. 기존 그림자 텍스처 방법은 그림자 정보를 이미지 텍스처에 저장하므로 그래픽스 하드웨어의 색상 처리 기능을 사용하여 고품질의 그림자를 효율적으로 표현하는 장점이 있지만 오목한 물체의 그림자를 표현하지 못하고 그림자 텍스처 생성에 많은 시간이 소요되는 문제점을 가지고 있다. 실험 결과, 새로운 방법은 그림자 텍스처의 문제점을 해결하고 고품질의 그림자를 표현하는 것을 알 수 있다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.55-63
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• 2019

최근 교육, 제조, 건설 등 다양한 응용 분야에서 사실적인 가상환경을 표현하기 위하여 실세계 영상데이터를 활용하는 사례가 증가하고 있다. 특히, 스마트 시티 등 디지털 트윈에 대한 관심이 높아지면서, 항공 영상 등 실제 촬영한 영상을 이용하여 현실감 있는 3D 도시 모델을 구축하고 있다. 그러나, 촬영된 항공 영상에는 태양에 의한 그림자가 포함되어 있으며, 그림자가 포함된 3D 도시 모델은 사용자에게 정보를 왜곡시켜 표현하는 문제를 안고 있다. 그림자를 제거하기 위하여 그동안 많은 연구가 진행되었지만, 아직까지 해결하기 어려운 도전적인 문제로 인식되고 있다. 본 논문에서는 VWorld에서 제공하는 3차원 공간정보를 이용하여 건물의 높이 맵을 포함한 가상환경 데이터 셋을 구축하고, 높이맵과 딥러닝을 이용한 새로운 그림자 탐지 방법을 제안한다. 실험 결과에 의하면, 높이맵을 사용했을 때 기존 방법보다 그림자 탐지 에러율이 감소한 것을 확인할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.1442-1449
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• 2007

그림자는 사실적인 3차원 장면의 렌더링에 없어서는 안되는 중요한 요소다. 3차원 장면에서 그림자로 인해 물체 사이의 거리를 파악할 수 있고 3차원 효과를 보일 수 있다. 그림자를 생성하는 방법은 크게 이미지 기반 방법(Image Based Method)과 물체 기반 방법(Object Based Method)으로 구분된다. 물체 기반 방법은 정확한 그림자를 계산하는 것이 가능하지만 계산 속도가 장면의 복잡도에 의존하기 때문에 실시간 그림자 생성에는 적합하지 않다. 물체 기반 방법과는 달리 이미지 기반 방법은 그림자 계산 속도가 장면의 복잡도에 의존하지 않기 때문에 빠른 속도로 인해 많기 사용되는 방법이다. 그러나 다른 여러 이미지 영역의 방법과 마찬가지로 이미지 기반 방법은 앨리어싱(Aliasing) 문제가 나타나는 단점이 있다. 이 문제를 극복하기 위한 여러 방법이 제안되었으며 PCF(Percentage Closer Filtering)도 그 중의 한 방법이다. PCF를 이용한 그림자 생성 기법은 렌더맨에 구현되면서 유명해졌는데, 결과적으로 그림자 경계에서 보이는 앨리어싱 문제를 어느 정도 해결하였다. 그러나 사용되는 필터의 크기에 따라 계산 속도가 문제가 될 수 있는 단점이 있다. 본 논문에서는 기존의 PCF 방법을 개선하여, 거의 유사한 결과를 보이면서 PCF보다 더 빠른 시간안에 그림자를 생성하는 기법을 제안한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2001년도 봄 학술발표논문집 Vol.28 No.1 (B)
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• pp.622-624
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• 2001

영상기반 렌더링(image-based rendering) 기법은 전통적인 컴퓨터 그래픽 기법과는 다르게 장면 생성 시 복잡한 3차원 정보들을 2차원 영상들의 조합으로 표현하여 렌더링 하는 방법이다. 그 중에서 원통맵을 이용한 렌더링은 파노라마 영상을 이요해 관찰자에게 보다 빠르게 실시간으로 장면을 렌더링하여 보여준다. 이러한 영상기반 렌더링에서도 ㅅㄹ제감을 보다 더 높이기 위해서는 빛과 빛에 의해 생기는 그림자, 하이라이트의 역할이 매우 중요하다. 하지만 파노라마 영상의 경우 미리 촬영된 영상들을 사용하므로 실시간으로 동적인 광원의 변화와 그로인한 그림자와 하이라이트 부분을 표현하기 위해서는 변화된 영상들을 재촬영하여 새로운 파노라마 영상을 제작해야 한다. 본 논문에서는 OpenGL을 이용하여 실내 공간을 표현한 원통 영상 기반 환경 맵에서 광원의 위치변화에 의해 가상 하이라이트 (virtual highlight)의 움직임을 파노라마 이미지의 재 촬영 없이 몇 가지 기하학 정보만으로 계산하여 표현해 주는 방법을 제안한다.

• 방송공학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.24-35
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• 2016

증강현실에서 주변 환경의 조명 분포를 추정하여 자연스러운 그림자 영상을 생성할 수 있다. 그러나 별도의 센서 장비 없이 주변 환경을 해석하는 과정에는 조명 분포의 모델, 가상 객체의 기하정보, 표면의 반사특성 등이 필요하다. 3D 마커를 이용하는 기존의 조명분포 추정 방법은 조명 공간을 지오데식 돔(geodesic dome)으로 모델링하고 마커에 의한 그림자 이미지를 분석한다. 그러나 사전에 설정 된 후보 그림자 맵을 이용하기 때문에 실제 조명의 분포를 정확하게 추정하지 못할 수 있다. 본 논문에서는 증강현실에서 주변 환경의 광원 정보를 정확하게 추정하기 위해 조명 공간을 계층적으로 분할하는 방법이 제안된다. 제안된 방법은 그래디언트 레이(gradient ray)를 이용해 분할된 그림자 영역과 후보 그림자 맵 간의 상대적 중첩 영역 비(ratio)에 따라 지오데식 돔을 계층적으로 분할한다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제15권5호
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• pp.99-108
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• 2015

3D 게임에서 오브젝트의 위치를 파악하거나 사실감을 높이기 위하여 광원의 시점에서 정점의 깊이 값을 계산하는 그림자 매핑 기법이 많이 사용된다. 그림자 맵의 깊이 값은 월드 좌표를 통해 계산되기 때문에 월드 좌표가 변하지 않는 정적 오브젝트는 깊이 값을 갱신할 필요가 없다. 본 논문에서는, (1) 렌더링 속도를 향상시키기 위하여 한번만 저장하는 정적 오브젝트 깊이 값과 매번 갱신하는 동적 오브젝트의 깊이 값을 다중 렌더 타겟을 이용하여 따로 관리한다. 또한 (2) 쿼터 뷰 기반 3D 게임에서 동적 오브젝트 그림자 품질을 높이기 위하여 광원의 위치가 카메라를 따라다니며 동적 오브젝트에 가깝게 변동한다. 제안하는 방법의 효율성을 3D 게임의 다양한 정적 및 동적 오브젝트 구성에 따른 실험을 통하여 검증하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.464-466
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• 2011

본 논문에서는 영상 처리 및 컴퓨터 비전 분야의 기술을 마이크로 소프트 사의 키넥트에 적용하여 효과적인 체감형 학습을 위한 콘텐츠를 구성하고자 한다. 일반적으로 사람들이 많이 알고 있는 손 그림자 놀이를 응용하여 참여자들의 움직임을 통해 인터랙션을 발생시킬 수 있도록 하였고, 깊이정보맵으로부터 카메라에서 가장 가까운 거리에 있는 영역을 검출하기 위해 Meanshift segmentation(평균이동분할) 알고리즘을 적용 시켰다. 본 시스템의 체감형 콘텐츠는 문화 콘텐츠의 한 종류로서 이의 확장된 버전이 여러 분야에서 많은 활용이 될 것을 기대한다.