• 한국게임학회 논문지
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• 제13권2호
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• pp.49-58
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• 2013

본 연구에서는 게임의 실외 지형을 구성하는 많은 수의 다양한 나무를 효율적이고 자연스럽게 표현하기 위한 나무 성장 모델을 설계한다. 제안하는 나무 성장 모델은 (1) 다양한 종류의 나무를 보다 직관적이면서 자연스럽고 효율적으로 모델링하기 위한 성장 볼륨 및 약수 함수의 합성 곱 기반의 나무 모델링 방법, (2) 복잡한 구조의 다수 나무들의 실시간 처리를 위하여 인스턴싱 기반의 가지의 세분화 단계를 통한 렌더링 방법, 그리고 (3) 이를 조합하여 게임 배경을 효율적으로 구축하는 방법으로 구성된 나무 성장 모델이다. 제안한 나무 성장 모델을 통하여 자연스럽고 다양한 나무의 성장과 이를 통한 자연스러운 게임 배경의 구축 가능성 및 실시간 처리의 효율성을 실험을 통해 확인한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.398-407
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• 2012

본 연구에서는 넓은 지형에 분포하는 많은 수의 나무를 사실적이면서 효율적으로 표현하는 나무 모델 방법을 제안한다. 나무 가지의 재귀적 계층 구조와 싹으로부터 자기조직화를 통한 가지 생성 과정을 결합하여 단순화시킴으로써 보다 직관적이고 효율적으로 나무를 생성한다. 이러한 생성 과정은 사용자가 단계별 구조와 가지 길이, 분포, 방향과 같은 외형 조절을 인터랙티브하게 제어할 수 있도록 한다. 또한 많은 수의 나무를 동시에 제어하여 다양하게 성장시킬 수 있도록 하는 환경 적응형 모델을 설계하고 이를 효과적으로 처리하는 성장 환경 적용 방법을 제안한다. 여기에 넓은 지형위에 분포하는 복잡한 나무 모델의 실시간 시뮬레이션을 위해 GPU(Graphics Processing Unit)를 통한 렌더링 과정과 가지 표면의 연속적 세분화단계, 그리고 인스턴싱 기법을 도입한다. 제안한 나무 모델을 통해 넓은 지형에 다양한 나무를 사실적이고 효율적으로 표현할 수 있는지 여부를 시뮬레이션을 통해 확인한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(A)
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• pp.426-429
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• 2011

광범위한 지형을 배경으로 하는 게임과 같은 실시간 시뮬레이션 시스템에서 사실적 표현을 높이는 중요한 요소 중 하나가 나무와 같은 자연물 표현이다. 하지만 시스템에 적합한 나무 모델을 매번 새롭게 제작하고 표현하는 일은 다소 어려움이 따른다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위하여 실시간 시스템에 적합한 다양하고 사실적인 나무를 모델링하는 방법을 설계한다. 이는 프랙탈 기반의 재귀적 계층 구조를 바탕으로 가지 성장의 자기조직화 처리를 결합하여 나무 성장 과정을 단순화시킴으로써 실시간 시스템에서 직관적이고 효율적으로 활용가능하게 한다. 또한 다양한 나무 모델을 자연스럽게 생성할 수 있도록 인터렉티브 제어 요소를 정의함은 물론 실시간 시스템 내 많은 수의 복잡한 나무 모델을 효율적으로 렌더링하기 위한 GPU를 기반으로 한 가지 표면에 대한 LOD 설정과 인스턴싱 방법을 추가하여 그 결과를 함께 보인다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.637-646
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• 2013

본 연구는 다수의 나무로 구성된 실외 지형에 적합하고 다양하고 자연스러운 나무를 모델링하기 위하여 새로운 성장 규칙(약수 함수의 합성 곱 기반)의 모델링 방법을 제안한다. 기본적으로 나무를 구성하는 가지와 잎의 효율적 관리와 자연스러운 가지 증식을 위하여 기존의 성장 볼륨기반 알고리즘을 활용한다. 이 논문의 주요 특징은 각 성장 단계에서 가지와 잎의 성장과 운명을 자연스럽게 표현하는 약수 함수 합성 곱 이론을 도입하는 것이다. 이를 기반으로 일반화된 생성 함수를 갖는 여러 약수 함수와 성장 규칙의 변형을 통해 사용자의 제어를 최소화하여 다양한 나무를 모델링하는 방법을 제안한다. 이 모델링 방법은 가지와 잎을 동시에 고려하는 특징이 있으며, 다수의 나무들로 구성된 실외 지형 구축에 보다 효과적이라는 이점이 있다. 제안한 방법을 통해 자연스럽고 다양한 나무 모델 생성과 이를 활용하여 넓은 자연 지형 구축 가능성과 다수의 나무를 구성하는 과정에서의 효율성을 실험을 통해 증명한다.

• 한국환경생태학회지
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• 제15권2호
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• pp.159-172
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• 2001

본 연구는 수도권 지역의 아까시나무림을 중심으로 식물군집의 식생구조적 특성을 분석함으로써 향후, 도시녹지의 자연성 복원을 위한 기초 자료로 제시하고자 하였다. 조사지역은 서울도심지역으로 중구 남산과 서대문구 안산, 서울외곽지역으로 은평구 봉산과 부천시, 성주산, 비도시지역으로 경기도 천마산을 선정하였다. 주요 연구분야는 생태적 특성과 복원모델로 구분하였가. 생태적 특성평가는 천이단계, 자연성 및 다층적 식생구조와 종다양성을 실시하였으며, 복원모델은 적정수종, 개체수, 흉고단면적, 수목간 최단거리를 선정하였다. 조사결과, 복원모델은 비도시지역 중 자연성이 높으며 다층구조를 이루고 있는 자생식물군집을 선정하였으며 적정식물은 교목성장 3종, 아교목성정 7종, 관목성장 16종, 주연부 수종 4종 초본식물 27종이 적절한 것으로 판단되었다. 향후, 아끼시나무림읜 자연성 복원을 위해서 자연림인 참나무류로의 천이를 유도할 수 있도록 자생종 중심의 생태적 복원방안의 모색이 이루어져할 것이다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(C)
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• pp.362-363
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• 2012

본 논문에서는 한 장의 실제 나무 영상이 주어졌을 시, 사실적인 3차원 나무 모델링(modeling) 및 자가생장(self-growth) 표현을 위한 방법을 소개하도록 한다. 스켈레톤기반의 간략화(skeleton-based abstraction)를 이용하여 동일한 나무 몸통(trunk)을 갖는 다양한 나무 모델생성과 함께 나무의 다면체구조(manifold structure)를 고려한 지오데식 커널(geodesic kernel)을 이용하여 나무의 자가생장을 표현한다. 나무의 자가생장은 사전 정의된 나무 굵기, 전체 크기, 그리고 가지증식 순서정보와 같은 상대적 성장정보(allometric information)를 동시 이용하여 상대적인 나무 생장(allometric tree growth)을 표현하도록한다. 한편, 보여지지않는 나무 가지와 잎들에 대해선, 나무구조는 로컬하게 자기유사성(local self-similarity)을 갖는다라는 고전적인 절차적(conventional procedural) 가정을 이용하여 자동적으로 생성토록한다. 실제영상을 이용한 몇몇들의 실험을 통해 보다 효과적으로 나무 모델 및 생장 표현이 가능함을 보여주도록한다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.29-38
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• 2017

본 논문은 나뭇가지 패턴을 의자의 골격에 임의로 합성하는(Tree-Inspired Chair) 모델링 기법을 제안한다. 여러 개의 입력모델을 합성하는 기존 기법과 다르게, 제안 기법은 하나의 메쉬만 사용하여, 사용자가 원하는 부분의 contour mesh로부터 나무 성장 시뮬레이션으로 생성된 패턴을 갖는 의자 모델링이 가능하다. 우리는 나뭇가지 패턴을 생성시킬 영역 contour mesh를 효율적으로 추출하기 위하여 새로운 기법을 제안한다. 우선, 입력된 모델의 face 면적에 기반한 contour mesh를 생성하고, 그 메쉬의 앞뒷면 정보를 이용하여 연결정보가 복원된 skeleton mesh를 생성한다. 또한, 입력 모델의 형상과 유사하게 나뭇가지 패턴을 생성하기 위해 형상 표면의 tangent vector를 고려하는 3-way 나무성장 시뮬레이션 기법을 제안한다. 제안기법은 기존의 가구 모델을 이용하여 간단한 파라미터의 조작만으로 나뭇가지 형상과 가구 모델의 골격을 결합하는 새로운 형태의 가구 모델링을 보여준다. 우리는 실험을 통하여 제안 기법의 성능과 유효성을 보여주었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권4호
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• pp.333-343
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• 2011

백합나무(yellow poplar)는 기후변화의 주범인 이산화탄소의 흡수율이 매우 뛰어나고 오존흡수율도 뛰어나 저탄소 녹생성장 시대에 적합한 수종이다. 속성수인 백합나무는 구조용 부재로의 성능은 약간 부족하지만 가구재나 내장재, 합판용재 등 다양한 용도로 활용가능한 수종이다. 본 연구에서는 백합나무를 이용하여 대단면 스킨팀버를 개발하고 압축 성능을 평가하였으며 다양한 용도 개발을 위해 수치해석 모델을 개발하였다. 정각형 스킨팀버는 소재에 대해 56.3%의 잔존 강도를 보여서 우수한 성능을 나타내었으며 원통형 스킨팀버의 경우 잔존면적율이 25%임에도 불구하고 소재에 대해 50% 가까운 압축 성능을 나타내어 가구용 뿐만 아니라 대단면 재료로써 다양한 쓰임새가 가능함을 보여주었다. 정각형과 원통형 모두 Brooming or end rolling이 주요 파괴모드로 나타났으며 부분적으로 splitting 파괴 모드도 나타났다. 잔존면적률이 큰 정각형 스킨팀버의 압축성능이 원통형 스킨팀버보다 높게 나타났지만 두 집단간에 압축성능에 있어 통계적 유의성은 보이지 않아 사용자의 편의대로 혼용하여 활용 가능할 것으로 판단된다. 수치해석 모델은 실제 압축성능 실험과 상당히 유사한 결과를 보였다. 따라서 다양한 형태와 치수에 대한 수치해석 모델 적용을 통해 백합나무 스킨팀버의 다양한 용도 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제14권5호
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• pp.97-106
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• 2014

본 연구는 가상 조경을 구성하는 꽃, 나무 등의 디지털 식물 표현에 필요한 다수의 다양한 잎들을 쉽고 직관적으로 모델링하기 위한 효율적인 방법을 제안한다. 제안하는 절차적 방법은 잎을 크게 잎몸과 잎맥으로 구분하여 잎몸에 해당하는 이진영상으로부터 컨투어를 검출하고 이를 기반으로 잎맥을 절차적으로 모델링함으로써 잎을 생성한다. 우선 복잡한 잎맥 구조를 주잎맥, 곁 잎맥 그리고 3차 잎맥으로 나누며 모든 잎맥은 시작 옥신(auxin)으로부터 목적 옥신으로 향하며 절차적으로 성장하는 구조를 갖는다. 이때 성장에 필요한 목적 옥신을 자동으로 계산하기 위해 잎몸에 해당하는 이진영상으로부터 근사화된 컨투어를 찾아 이를 기반으로 후보목적 옥신을 계산한다. 마지막으로 다중 텍스쳐 맵 합성을 적용하여 자연스러운 디지털 잎을 생성한다. 제안한 방법을 통하여 자연스러운 다양한 잎의 생성이 가능하고, 효율적인지 여부를 실험을 통해 증명했다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.310-310
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• 2020

자연하천에서 식생의 성장은 유속 및 수위 변화에 중요한 영향을 미치며, 따라서 식생으로 인한 흐름저항은 흐름과 유사이송 모델링을 위한 중요 매개 변수가 된다. 즉, 수치 모델을 활용함에 있어 식생의 흐름 저항을 정확하게 추정하는 것이 매우 중요하며, 보다 정확한 추정을 위해 실험 혹은 현장 데이터를 활용한 보정과정이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 식생 패치를 포함한 인공 수로의 흐름 모의를 위해 실규모 실험 수로에서 측정된 유속 및 수위 데이터를 활용하여 모델보정을 수행하고자 한다. 이를 위해 공간 분포 별로 각기 다른 흐름 저항식의 적용이 가능하며, 식생 저항 공식을 포함하고 있는 Delft3D 모델을 활용하였다. 또한 실규모 수로에서의 유속 및 수위 데이터 수집을 위해 한국건설기술연구원 하천연구센터에서 실험을 수행하였다. 실험 구간의 길이는 약 120 m이고 하폭은 11 m이며, 국내 하천에서 보이는 식생패치의 유사한 형태를 재현하기 위해 하천 내 가장 많이 활착되어있는 버드나무와 유사한 형태의 인공식생을 제작하였다. 인공 식생은 지그재그로 배치되었으며, 식생의 전체 높이는 1.1 m이고, 각 패치 당 23그루의 인공 식생이 총 8개 패치에 식재되었다. 모의 조건은 상류단 유입 유량 2.805 ㎥/s, 하류단수위 98.764 m의 정류 조건을 적용하였다. 또한 식생 패치 구간에서의 흐름 저항 추정을 위해 Delft3D 모델 내에서 선택가능 한 Baptist의 비침수(Non-submerged)식을 적용하였으며, 항력계수 결정을 위해 1과 1.5를 적용하여 측정 수위와 비교하였다. Delft3D의 흐름 모의 결과, 항력계수 1.5를 적용했을 때, 측정 수위와 거의 일치하는 것으로 나타났으며, 항력계수 1.0을 적용했을 경우, 측정 수위에 비해 다소 낮게 모의되는 것으로 나타났다. 또한 항력계수 1.5인 경우 식생 패치 구간에서 평균 0.65 m/s의 유속이 발생하였다.