• 한국게임학회 논문지
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• 제17권1호
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• pp.89-98
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• 2017

본 논문에서는 물리기반 동적 변형을 실시간에 안정적으로 시뮬레이션하는 새로운 ARAP(as-rigid-as-possible) 방법을 제안한다. 1, 2, 3차원 물체의 변형을 안정적이며, 빠르고, 일관성 있게 다루기 위하여 방향성 입자로 이루어진 변형 그래프를 도입하고 그에 따른 ARAP 변형에너지를 공식화한다. 방향성 입자의 안정적인 시간 적분을 위해서는 변분 공식화에 기반을 둔 내재적 시간 적분 기법을 개발한다. 또한 국지적/전역적 최적화를 교대로 반복 적용하여 방향성 입자의 최적 위치 및 회전을 구한다. 제안된 방법은 구현이 쉽고 복잡한 변형을 실시간에 시뮬레이션할 수 있을 정도로 빠르다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.138-142
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• 1999

심장의 수축 및 이완기에서의 좌심실 벽 움직임은 허혈 및 심근경색증과 같은 심장질환에서 영상적 진단의 주요한 특징이다. 심장은 동적 기관으로써 진단을 위해서는 속도와 같은 4차원 파라미터의 추정이 필요하다. 본 논문에서는 심장의 좌심실 형태 및 움직임을 모델링하여 동적으로 가시화하는 방법을 제시한다. 본 논문에서는 좌심실을 Dynamic Gaussian Blob 모델로 근사화하였다. 이 모델은 가우시안 함수 기반 FEM 요소와 superellipsoid를 통합한 것으로 좌심실의 형태 및 벽의 움직임을 물리기반 방법에 의해 묘사할 수 있다. 즉, 일련의 영상들로부터 좌심실 벽에 대응되는 3차원 점들을 추출한 후 이 점들에 작용되는 힘에 의해 박동하는 좌심실의 움직임을 추적한다. 이와 같은 좌심실 벽 움직임 시뮬레이션은 심장 움직임에 이상이 있는 질환의 진단을 위한 빠르고 간편한 보조 도구로써 사용되어질 수 있다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권12호
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• pp.89-96
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• 2023

본 논문에서는 GPU기반으로 옷감을 찢는 데 필요한 동적 재메싱를 실시간으로 처리할 수 있는 방법을 제안한다. 얇은 쉘 재질은 물리 기반 시뮬레이션/애니메이션, 게임, 가상현실 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 옷감을 찢는 것은 기하학과 연결 구조를 동적으로 갱신해야 되기 때문에 그 처리 과정이 복잡하고 계산양이 크다. 특히 인터랙티브 콘텐츠를 다루는 분야에서는 이 과정이 빠르게 수행되어야 한다. 대부분의 방법에서는 실시간을 유지하기 위해 저해상도 시뮬레이션을 통해 재메싱을 수행하거나 이미 분할된 패턴을 그대로 이용하기 때문에 동적 재메싱이라고 보기 어려우며, 찢어진 패턴의 품질이 낮다. 본 논문에서는 GPU에 최적화된 동적 재메싱 알고리즘을 새롭게 제안함으로써 고해상도 옷감 찢어짐을 실시간으로 처리할 수 있게 한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 사전에 쪼개진 메쉬 형태가 아닌 동적 재메싱이 가능하기 때문에 가상 수술시뮬레이션이나, 실시간을 요구하는 게임 및 가상환경에서 물리 기반 모델링울 할 때 활용될 수 있다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제19권1호
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• pp.5-14
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• 2019

본 논문에서는 두 타원체 사이의 중심 간 방향으로의 최단 근접 거리를 구하는 실용적인 방법을 제안한다. 이는 타원체로 근사한 강체 및 변형체의 물리기반 동적 시뮬레이션에서 타원체 사이의 충돌을 처리 하는 핵심 기술이다. 본 논문에서는 외부에서 접하는 두 타원체의 중심 간 거리와 접촉점 및 접촉방향에 관한 조건식을 세우고 고정점 반복법 및 Aitken의 델타 자승 절차를 이용하여 최단 근접 거리를 구하는 방법을 개발한다. 또한 실제 오차에 따른 종료 조건을 도입함으로써 게임 등의 실시간 응용에서 최단 근접 거리를 더욱 빠르게 구할 수 있게 한다. 다양한 실험을 통해 제안된 방법의 효율성 및 실용성을 보인다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.523-526
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• 2010

주어진 경계선에 대해 비누막이 생성하는 표면 모델링 및 시간에 따른 변형 시뮬레이션은 컴퓨터 그래픽스 응용 프로그램의 한 분야이다. 이 문제에 대한 이전의 연구들은 주로 기하적인 방법들을 이용하였기 때문에 물리적으로 정확한 변형을 다루지 못하였다. 본 연구에서는 정확한 기하를 바탕으로 물리기반 변형을 다루기 위해 이산미분기하학으로부터 비누막의 동적인 모델을 제안한다. 우선, 비누 성분의 물리적인 특성들을 고려한 에너지 모델을 정의하고, 이를 이산 영역에서 나타내기 위해 이산미분기하 및 이산화 기법들을 이용한다. 제안하는 모델은 평형 상태에서의 비누막 형상뿐만 아니라 외력에 대한 표면의 변형까지 정확하게 나타내며, 실시간 시뮬레이션이 가능하여 게임, 애니메이션 목적으로 활용될 수 있다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.57-64
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• 2009

물리적 기반의 다이내믹 시뮬레이션에 있어서 안정적이고 효율적인 제한 시스템은 매우 중요한 요소 중 하나이다. 본 논문은 기존에 널리 사용되고 있는 제한 시스템들(Lagrange Multiplier method, Baumgarte stabilization method, Post-stabilization Method, Implicit constraint enforcement method, Fast projection method)에 대한 분석과 평가를 통해 제한 시스템을 사용하고자 하는 사용자들에게 적절한 선택을 할 수 있는 지침을 제공하고자 한다. 본 논문은 기존의 제한 방법들에 대한 수학적 수식들이 설명되어 있고, 제한 오차 비교, 계산 비용, 동적 움직임 분석 등을 통해 기존 제한 시스템들 각각에 대한 평가를 제공한다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.59-67
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• 2012

그리드 컴퓨팅은 하나의 대용량 작업을 처리하도록 물리 자원을 구성하고 있지만 최근에는 데이터의 급속한 증가로 인해서 복수개의 작업을 처리하는 방법이 필요하다. 일반적으로 대용량 작업을 요청하면 각 물리 자원들이 작업을 분할하게 되며, 자원의 성능과 거리에 따라 처리 시간이 다르다. 성능에 따라 먼저 완료된 유효자원은 어떠한 작업도 하지 않으며, 모든 작업이 끝났을 경우에 다음 작업을 처리한다. 이에 본 논문에서는 먼저 처리가 완료된 자원을 다른 작업에 할당할 수 있는 동적 자원 재배치 스케줄링 모델(DRRSM: Dynamic Resource Reallocation Scheduling Model)을 제안한다. DRRSM은 먼저 처리가 완료된 자원을 다른 작업에 자원의 성능과 거리에 따라 작업을 재배치시키는 방법이다. DRRSM은 여러 개의 대용량 작업을 처리하는데 효과적이다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제18권1호
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• pp.125-134
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• 2018

본 논문에서는 시간에 따라 연속적으로 변하는 $3{\times}3$ 행렬의 회전 성분을 효율적으로 추출하는 실용적인 방법을 제안한다. 이는 물리기반 동적 변형을 위하여 널리 사용되는 공회전 유한 요소법이나 형상 맞춤 변형에서 매우 중요한 기술이다. 최근 극분해를 사용하는 시간 독립적인 기존 방법들과 달리 회전행렬 추출을 물리적으로 공식화한 후, 점진적 회전 표현법을 이용하는 반복법이 제안되었다. 본 논문에서는 점진적 회전 벡터의 최대 회전각을 ${\pi}/2$ 이내로 제한함으로써 반복 횟수를 줄이는 최적화 기법을 개발한다. 사실적인 동적 변형 시뮬레이션에서는 충분히 작은 시간 간격을 사용하기 때문에 이러한 제한은 실용적으로 문제가 되지 않는다. 다양한 실험을 통해 제안된 방법의 효율성 및 실용성을 보인다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.16-25
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• 2005

계산유체 역학 분야에서는 유체 시뮬레이션 계산에 있어 계산 시간과 컴퓨터 메모리의 한계를 뛰어 넘는 유효 해상도를 달성하기 위하여 다양한 형태의 적응적 메쉬 기법들이 제시되어 왔다. 특히 최근에 컴퓨터 그래픽스 분야에서는 팔진 트리 기반의 메쉬 구조를 사용하여 중요 지역에 높은 해상도를 적용하려는 유체 애니메이션 방법이 제시되었다 [1]. 본 논문에서는 계산시간과 메모리 사용량을 보다 절약하기 위해, 이러한 적응적 방법을 확장하여 카메라의 특성을 이용하여 보이는 지역에 상대적으로 높은 해상도의 메쉬를 적용해주는 시점의존 방법을 제시한다. 이와 함께 시뮬레이션 과정에서 동적으로 변하는 메쉬 구조를 효율적으로 구현하기 위하여 기존의 팔진 트리와는 다른, 단순한 형태의 가변 메쉬 구조를 제시한다. 또한 실제 구현을 통하여 본 논문이 제시하는 시점의존기법이 유체 시뮬레이션 결과의 질을 비교적 잘 유지하면서, 계산에 필요한 자원을 효과적으로 줄일 수 있다는 사실을 보이도록 한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2009년도 학술대회
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• pp.90-93
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• 2009

물리기반 형상변형 기술은 게임 및 시뮬레이션과 같은 분야를 중심으로 점차 그 사용이 증가하는 추세이고 이에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 하지만 아직까지 3 차원 객체와 물리기반 변형기술간의 상호작용을 증대시키기 위한 연구는 원활이 이루어지지 않고 있다. 본 연구는 사용자의 몰입감을 증가시키고 변형의 효율성을 높이기 위해서 증강현실 환경을 이용한 물리기반 형상변형을 제안한다. 증강현실 환경 하의 시스템에서 3 차원 객체와 사용자의 효율적인 상호작용을 위해서는 물리기반 형상변형이 실시간으로 이루어져야 한다. 제안된 방법에서는, RBF(Radial Basis Function) [1] 와 LSM (Lattice Shape Matching) [2, 3]방법을 조합해서 메쉬 모델에 적용하였다. 또한, 물리기반 형상변형을 위해 lattice shape matching 의 동적 움직임을 계산하였다. 최종적으로, 이러한 방법들을 증강현실 환경 하에서 구현하였다.