• Korean Journal of Computational Design and Engineering
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• v.15 no.2
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• pp.136-143
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• 2010

Realistic Modeling is to maximize the reality of the environment in which perception is made by virtual environment or remote control using two or more senses of human. Especially, the field of haptic rendering, which provides reality through interaction of visual and tactual sense in realistic model, has brought attention. Haptic rendering calculates the force caused by model deformation during interaction with a virtual model and returns it to the user. Deformable model in the haptic rendering has more complexity than a rigid body because the deformation is calculated inside as well as the outside the model. For this model, Gibson suggested the 3D ChainMail algorithm using volumetric data. However, in case of the deformable model with non-homogeneous materials, there were some discordances between visual and tactual sense information when calculating the force-feedback in real time. Therefore, we propose an algorithm for the Volume Haptic Rendering of non-homogeneous deformable object that reflects the force-feedback consistently in real time, depending on visual information (the amount of deformation), without any post-processing.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.04c
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• pp.217-219
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• 2003

본 논문에서는 실시간으로 상호작용이 가능한 광범위한 3차원의 넓은 외부영역을 렌더링하기 위해 공간문할 방법으로 제한적 옥트리를 이용하고, 충돌검출 방법으로 계층적 경계상자를 사용하여 효과적으로 충돌검출을 하는 방법을 소개한다. 넓은 외부 영역을 동적으로 빠르게 처리하기 위해 공간을 분할시켜 처리영역을 축소하고 3차원 공간을 고정볼륨 바운드를 구축한 후 이를 처리 값으로 이용한 계층적 경계상자를 이용하여 충돌처리를 한다. 옥트리는 정적인 물체에 대한 정확한 표현 시 주로 사용되나 본 논문에서는 이를 동적인 환경에 이용하기 위하여 제한적 OSF를 사용한다. 또한 폴리곤의 충돌검사를 모두 하지 않고 빠른 시간에 충돌검출을 판단할 수 있는 방법과 경계상자의 충돌검출에 대한 비용이 3차원 개체 개수에 대해 비례하여 증가하는 데에 대한 개선 방법을 제안한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06a
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• pp.438-441
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• 2011

가상현실기반 충치치료 훈련 시스템에서 필수적으로 구현되어야 하는 부문은 절삭도구인 버(bur)를 이용하여 치아를 삭제하는 과정이다. 치아에 비하여 시술도구의 크기가 상대적으로 매우 작기 때문에 보다 정교한 충돌감지뿐만 아니라 치아 삭제에 따른 형태변형에 동기화된 정확한 충돌 모델이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 디스턴스 필드를 이용한 볼륨 모델을 치아에 적용하고 이를 형태변형 시각화와 햅틱 렌더링에 함께 이용하는 실시간 충돌 모델을 제안한다. 또한 안정적인 햅틱 피드백을 위해 버의 포인트 쉘 생성 방법과 시간 응집도에 따른 점 접촉 모델 가속화 방법을 제시한다.

• The KIPS Transactions:PartB
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• v.8B no.2
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• pp.164-172
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• 2001

본 논문에서는 시각화와 공간적, 속성 혼합 쿼리를 수행할 수 있는 관계형 데이터베이스를 설계하고 구현하였다. 쿼리에 사용되는 데이터형은 슬라이스, MPR, 볼륨 렌더링으로 시각화할 수 있으며, 쿼리는 아탈라스를 이용하는 경우와 그렇지 않는 경우를모두 고려하였다. 영상 데이터는 공간충전 곡선으로 공간적으로 클러스트링한 후 무손실 압축하여 데이터베이스에 저장된다. 본 논문은 저장 데이터의 양을 줄이기 위하여 관심영역의 크기에 따라 창의 크기가 변하는 적응적 Hibert 곡선을 제안하였으며, 실험에서 Hibert 곡선의 적용한 데이터보다 약 1.15배 높은 압축율을 보였다. 또한 아틀라스에 대한 뇌종양의 공간적 쿼리 결과를 통하여 본 의료 영상 데이터베이스의 유용성을 보였다.

• Korean Journal of Computational Design and Engineering
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• v.13 no.6
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• pp.469-477
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• 2008

Physically-based rendering is an image synthesis technique based on simulation of physical interactions between light and surface materials. Since generated images are highly photorealistic, physically-based rendering has become an indispensable tool in advanced design visualization for manufacturing and architecture as well as in film VFX and animations. Especially, BRDF (bidirectional reflectance distribution function) is critical in realistic visualization of materials since it models how an incoming light is reflected on the surface in terms of intensity and outgoing angles. In this paper, we introduce techniques to represent BRDF as B-spline volumes and to utilize them in physically-based rendering. We show that B-spline volume BRDF (BVB) representation is suitable for measured BRDFs due to its compact size without quality loss in rendering. Moreover, various CAGD techniques can be applied to B-spline volume BRDFs for further controls such as refinement and blending.

• Journal of Korea Society of Digital Industry and Information Management
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• v.8 no.1
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• pp.55-64
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• 2012

The advantage of direct volume rendering is to visualize structures of interest in the volumetric data. However it is still difficult to simultaneously show interior and exterior structures. Recently, cone beam computed tomography(CBCT) has been used for dental diagnosis. Despite of its usefulness, there is a limitation in the detection of interior structures such as pulp and inferior alveolar nerve canal. In this paper, we propose an efficient volume rendering model for visualizing important interior as well as exterior structures of dental CBCT. It is based on the concept of illustrative volume rendering and enhances boundary and silhouette of structures. Moreover, we present a new method that assigns a different color to structures in the rear so as to distinguish the front ones from the rear ones. This proposed rendering model has been implemented on graphics hardware, so that we can achieve interactive performance. In addition, we can render teeth, pulp and canal without cumbersome segmentation step.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.10 no.4
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• pp.1-5
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• 2004

본 논문에서는 인체의 머리 부분을 촬영한 자기 공명 촬영 영상(MRI: Magnetic Resonance Imaging)에서 뇌 영역의 대뇌 피질 만을 분할하는 방법에 대해 제시하고자 한다. 뇌의 해부학적 구조를 파악할 경우에 영상 내에 함께 보여지는 두개골과 뇌척수액 등을 제외한 대뇌피질 영역을 분할하면 보다 효과적인 정보 분석 및 진단이 가능하게 된다. 본 논문에서는 3단계 알고리즘을 제시한다. 첫번째 단계에서는 Speckle reducing anisotropic diffusion (SRAD)를 이용하여 영상 내에 존재하는 잡음을 제거하기 위한 필터링이다. 두번째 단계에서는 필터링된 결과를 이용하여 추출된 임계값과 사용자의 인터렉션인 씨드 포인트를 통해 영상분할을 수행하고, 세 번째 단계에서는 후 처리를 통해 분할 결과를 보완한다. 영상분할 결과의 정확성을 측정하기 위하여 현재 병원의 의료진들이 사용하고 있는 Mayo clinic사의 Analyze를 이용하여 분할된 결과와의 오류를 측정하였다. 또한 최종 결과에 대해 ultravis를 이용한 볼륨 렌더링으로 영상분할의 최종 결과를 제시하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2000.04a
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• pp.299-302
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• 2000

의료영상의 크기가 커짐에 따라 처리해야 할 데이터량이 많아졌다. 또한 점점 더 많은 사람들이 빠른 3차원 가시화 결과를 기대한다. 하지만 이전에 제시된 많은 방법들은 실시간 응답 결과를 기대하기는 힘들다. 본 논문은 하드웨어를 이용하여 의료영상을 빠른 속도로 3차원 가시화하는 방법과 그 구현 결과에 대해 기술한다. 구현에 있어 자바를 이용함으로써 플랫폼 독립적이며 OpenGL을 기반으로 한 자바 3D API를 사용함으로써 쉽고 빠르게 3차원 가시화 결과를 디스플레이할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2015.04a
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• pp.69-72
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• 2015

계산 과학 분야에서 자원을 필요한 만큼 빌려 쓸 수 있는 클라우드 기술을 적용하여 과학 클라우드(Science Cloud)를 구축하는 연구가 활발해지고 있다. 특히 의료 분야에서는 3D 볼륨 렌더링과 갈은 고성능의 자원을 활용한 대규모 작업 계산 응용이 있다. 이러한 응용의 성공적인 작업 수행과 실시간으로 변화하는 자원 수요에 대처하여 클라우드 자원을 효율적으로 관리하기 위한 오토 스케일링 엔진 개발이 필요하다. 그러나 대부분의 오토 스케일링 엔진은 단순한 하드웨어의 성능을 기반으로 제공되고 있어 클라이언트에 따라 부하를 고려해야한다. 본 논문에는 클라이언트에 따라 가중치를 적용한 동적인 SLA 기반으로 자원 수요를 예측하고 클라우드 자원을 효율적으로 관리하는 오토 스케일링 엔진을 제안한다.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.16 no.11
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• pp.67-76
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• 2011

This paper describes the development of interactive visualization techniques and a program that allow us to visualize the structure of the volume data and interactively select and visualize the isosurface components using contour tree. The main characteristic of this technique is to provide an algorithm that draws the contour tree in 2D plane in a way that users easily understand the tree, and to provide an algorithm that can efficiently extract an isosurface component utilizing GPU's parallel architecture. The main characteristic of the program we developed through implementing the algorithms is to provide us with an interactive user interface based on the contour tree for extracting an isosurface component and visualization that integrates with previous isosurface and volume rendering techniques. To show the excelland vof our methods, we applied 3D biomedical volume data to our algorithms. The results show that we could interactively select the isosurface components that represent a polypeptide chain, a ventricle and a femur respectively using the user interface based on our contour tree layout method, and extract the isosurface components with 3x-4x higher speed compared to previous methods.