• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.1-9
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• 2010

경험을 통한 지식의 습득이 단순한 기호나 수식을 통한 지식의 습득과 비교해서 보다 안정적이고 명료하게 학습자에게 정보를 전달한다. 컴퓨터 기반의 교육용 시스템은 가상현실기술, 지능형 교육 시스템, 개념의 시각화기술, 시뮬레이션 기반 시스템, 미세한 세계(MicroWorld)를 이용한 형태로 연구되어지고 있다. 본 논문에서는 교육용 시스템의 여러 형태 중에서 시뮬레이션 기반으로 물리법칙을 2D로 시각화하여 학습자에게 교육할 수 있는 방법을 제안한다. 특히 물리법칙 중 중력의 법칙을 시뮬레이션하여 확인함으로써 간접적 경험을 통하여 보다 명료하게 지식을 습득한다. 시뮬레이션을 통한 명확한 지식 전달을 위해서 본 논문에서는 실시간적인 물리법칙의 시각화, 가상 이상 현상(virtual anomaly), 물리법칙의 시각화를 시뮬레이션한다. 그리고 학습자는 이러한 방법들을 통해서 효율적이고 효과적인 지식습득이 가능함을 보인다.

• 전자통신동향분석
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• 제22권4호통권106호
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• pp.53-63
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• 2007

게임 물리 기술은 컴퓨터 그래픽스의 한 분야로써 오랫동안 연구되어 왔던 물리 기반모델링(physically-based modeling) 분야의 다양한 연구 성과를 게임에 적용한 것이다. 게임 물리는 실제와 유사한 게임 환경을 구현하기 위한 필수적인 게임 요소 기술로써 그동안 연산의 복잡도에 따른 실시간성의 제약에 의해 게임에 부분적인 활용이 이루어져 왔으나 하드웨어의 성능향상과 더불어 그 중요성이 더욱 높아지고 있다. 본 논문에서는 게임 물리 기술들의 발전과 주요 기술들에 대해서 설명하고 현재 시장에서 많이 사용되는 상용 물리 엔진의 특징과 연구 동향을 통하여 앞으로의 발전 방향을 제시하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.195-195
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• 2012

인공신경망 모형은 복잡하고 비선형의 입력과 출력 관계를 잘 반영할 수 있어서 유출 모델링에 널리 적용되어 왔다. 그러나 인공신경망 모형은 강우나 유역특성의 공간적 분포를 반영하는 것이 어려우며 물리적 개념이 결여되어 있는 단점이 있다. 본 연구에서는 유역특성과 물리적 개념을 반영할 수 있는 물리기반 모형과 인공신경망 모형의 장점들을 조합하여 물리기반 모형의 일 유출량 해석 능력을 향상하기 위하여 SWAT 모형과 인공신경망(ANN)을 연계하였다. SWAT-ANN 연계모형은 두 단계로 구성되어 진다. 첫 번째 단계에서는 관측 자료를 이용하여 SWAT 모형을 보정한다. 두 번째 단계에서는 첫 번째 단계에서 계산한 소유역별 SWAT 모형의 유출결과를 ANN의 입력자료로 이용하여 SWAT-ANN 연계모형을 구축한다. SCE-UA 최적화 방법을 적용하여 SWAT 모형의 매개변수들을 보정하였고, ANN 학습은 3층의 feed-forward 역전파 알고리즘에 기초한 Bayesian Regularization 방법을 적용하였다. ANN 은닉층의 뉴런 및 전달함수는 시행착오를 통하여 적절한 ANN 구조를 설정하여 SWAT-ANN 연계모형의 일유출량을 모의하였다. 여러 가지 통계적 오차기준을 이용하여 보청천 유역에서 SWAT-ANN 연계모형의 결과와 SWAT 단독 모형의 결과를 비교하였다. SWAT-ANN 연계모형이 SWAT 단독 모형보다 더 우수한 결과를 나타내어 일 유출량 해석을 위한 SWAT-ANN 연계모형의 유용성을 확인할 수 있었다.

• 지구물리
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• 제7권4호
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• pp.247-253
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• 2004

3차원 형상화를 통한 분석이 많은 분야에서 연구 및 적용되고 있다. 3차원 형상화는 사진영상의 중첩에서 (3차원)레이저 스캐닝(laser scanning)으로 발전을 하여 가고 있으며, 각 방법이 각기 그 자체로서 발전을 해가고 있는 추세이다. 본 연구에서는 물체에 대한 데이터베이스를 구축하여 대상 이미지에 대하여 기하학적 패턴 매칭(patter matching)을 기반으로 한 인지(인식) 알고리즘을 도입하여 3차원 형상화를 통한 지질 및 지반조사를 위한 기초 기술로 활용하고자 하였다. 물체의 외형적인 성질에 기반하며 특별한 광원없이 물체를 인지할 수 있는 3차원 형상화 알고리즘은 지질 및 지반조사 분야 외에서도 많은 도움이 될 것이다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.29-36
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• 2015

사람의 손가락은 도구를 다루는 세밀한 동작을 하기 위해 필수적인 부위이며, 캐릭터 애니메이션에 있어 자연스러운 손가락 움직임 표현은 중요한 이슈 중 하나이다. 그 중에서도 키보드 타이핑 모션은 다양한 관절을 자연스럽게 사용하는 고난도 동작이며, 기존 애니메이션 파이프라인을 활용해서는 만들기 쉽지 않다. 본 논문에서는 물리 시뮬레이션을 이용하여 사실적인 키보드 타이핑 모션을 자동으로 생성하는 방법을 제시한다. 물리 기반 시뮬레이션에서 타이핑 모션을 잘 수행하기 위해서는 손과 키보드 모델이 허용된 범위를 벗어나지 않아야 하며, 사용자의 입력에 맞는 키만 정확히 타건해야 한다. 또한 실제 키보드 타건을 관찰한 결과 항상 손의 위치 및 자세는 키보드 위의 특정 기본 자세를 유지하려고 하며, 타건하는 손가락 이외의 움직임을 최소화하려는 경향을 확인할 수 있었고 이를 반영하고자 하였다. 이러한 다양한 제약 조건을 하나의 해결기에서 다루어 실시간으로 자연스러운 키보드 타이핑 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있고, 이러한 결과는 애니메이션 및 가상 현실 기반 인터랙션 컨텐츠 등에서 유용하게 사용될 수 있다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.129-134
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• 1995

본 연구에서는 경보에 관한 지식을 획득하는 방법으로 경보간의 논리적 물리적 상관관계를 평가하여 지식구조를 설정하는 방법을 사용하고 있다. 이 지식구조를 지식기반으로 추론하여 주어진 상황에서 필요 없는 경보를 제거하거나 억제하며, 표시된 경보에 대해서도 운전원 조치의 긴급성을 운전상황에 따라 평가하여 우선순위를 동적으로 표시하는 지식기반 다이나믹 경보처리기술을 개발한다. 이를 위해 경보 운전절차서에 나타난 개별 경보들 중에서 주요계통경보들을 운전모드별로 분류하고, 연동신호에 의한 경보와 물리적인 원인-결과의 연동관계의 경보로 평가, 분석하여, 설정된 경보처리기술의 적용가능성을 평가하기 위해 가상 시나리오를 개발하고, 예비 prototype을 구현하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.110-110
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• 2019

유역 강우-유출 과정의 물리적 특성과 비선형성을 반영하여 유출을 예측할 수 있는 새로운 방법을 제시한다. Dynamic wave 이론 기반의 강우-유출 모형과 유역의 지형적, 수문학적 특성을 이용하여 유역의 순간단위도를 S-수문곡선 방법을 통해 유도하였으며, 비선형성을 고려한 유출수문곡선 산정을 위해 순간단위도의 회선적분 시 강우강도별로 달라지는 순간단위도를 반영하였다. 기존 선형 가정에 근거한 단위도 방법이나, kinematic wave 이론 기반의 순간단위도 방법들에 비해 유역 반응의 물리적 특성과 비선형성을 잘 반영할 수 있었으며, 수치 시뮬레이션을 통한 강우유출 예측 방법에 비해 예측에 소요되는 시간이 짧다는 이점을 가졌다. 본 연구에서 제시한 방법에 대한 이상적 유역, 실제 유역에 대한 검증을 진행하였으며 실제 관측결과와 비교해 본 결과 유역의 강우-유출 관계를 정확히 예측하였다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2022년도 제66차 하계학술대회논문집 30권2호
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• pp.587-590
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• 2022

본 논문에서는 물리기반 옷감 시뮬레이션에 적합한 소리를 효율적으로 생성하기 위한 데이터 기반 합성 기법을 제안한다. 시뮬레이션에서 소리를 표현하는 방법은 크게 생성과 합성이 있지만, 합성은 실시간 애플리케이션에서 활용이 가능하기 때문에 인터랙티브한 환경에서 자주 활용되고 있다. 하지만, 데이터에 의존하기 때문에 원하는 장면에 부합하는 사운드를 합성하기는 어려우며, 기존 방법은 한 방향으로만 사운드 데이터를 검색하기 때문에 불연속으로 인한 끊김 현상이 발생한다. 본 논문에서는 양방향 사운드 합성 기법을 제시하며, 이를 통해 불연속적으로 합성되는 사운드 결과를 효율적으로 개선될 수 있음을 보여준다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.109-109
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• 2019

본 연구에서는 강우-유출 과정 모의를 위한 GPU 기반 확산파 모형을 개발하였다. 확산파 방정식을 풀기위한 수치기법으로는 유한체적법을 이용하였으며, van Leer TVD limiter를 적용한 MUSCL 기법을 이용하여 각 셀의 인터페이스의 물리적 성질을 재구성하여 구하였다. 또한, 침투를 고려하기 위하여 Horton 침투 모형을 이용하였다. 개발된 모형을 이용하여 1D single overland plane과 2D V-shaped overland에서 강우-유출 과정을 모의실험을 하였으며, 각각 해석해와 dynamic wave model을 이용하여 계산된 수치 결과와 비교하여 본 모형의 정확성을 검증하였다. 또한, 1D와 2D의 기복이 심한 지형에 적용하여 강우-유출과정이 본 모형을 통하여 물리적으로 타당한 해석이 가능함을 검증하였다. 마지막으로 복잡한 실제 지형에 적용하였으며, 측정값과의 비교를 통하여 실제 유역에서의 확산파 모형의 적정성을 검증하였다. 또한, 본 연구에서는 NVIDIA사의 GPU인 Geforce GTX 1050과 GPU의 병렬 연산 처리 능력을 활용할 수 있는 NVIDIA사의 CUDA-Fortran을 이용하여 GPU 기반 확산파 모형을 개발하였다. PC windows에서 CPU(Intel i7, 4.70 GHz) 기반 모형 대비 GPU 기반 모형의 계산속도 성능을 비교한 결과, 격자 간격이 증가할수록 CPU 기반 모형 대비 GPU 기반 모형의 연산 효율이 증가하였으며, 격자 간격이 $3200{\times}3200$일 때, CPU 기반 모형 대비 GPU 기반 모형의 연산 효율이 최대 약 150배 증가하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제22권2호
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• pp.56-61
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• 2019

셀 기반 유한 차분법을 사용하여 P파 속도와 밀도 변화를 고려한 3차원 시간 영역 음향 파동 전파 모델링에서 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 살펴보았다. 일반적인 유한 차분법에서는 격자점에 탄성파 속도 또는 밀도와 같은 물성을 할당하고 계산하지만 셀 기반 유한 차분법에서는 이러한 물성을 격자점 사이의 셀에 할당한다. 격자점에서의 차분식 계산을 위해서는 주변 셀의 물성 평균값을 이용하는데 이로 인해 일반적인 유한 차분법에 비해 계산량이 증가하게 된다. 이 연구에서는 이러한 계산량 문제를 개선하기 위해 메모리를 추가로 사용하여 모델링 시간을 30 % 이상 줄일 수 있었다. 또한 밀도가 제한적으로 변화하는 매질에서 셀 기반 유한 차분법과 일반 유한 차분법을 함께 사용하여 모델링 성능을 추가로 향상시킬 수 있었다.