• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.31-38
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• 2002

본 논문은 수묵화 기법에 의한 3차원 영상을 하드웨어 가속을 이용하여 실시간 렌더링하는 알고리즘을 제안한다. 기존의 수묵화에 관한 비사실적 렌더링의 연구는 2D 혹은 2.5D 수묵화 드로잉 시스템에 초점이 맞추어 왔었다. 이들 시스템들은 사용자의 세밀한 붓 터치 입력이 필요하고 2D 혹은 2.5D의 수묵화 영상만을 생성해 낼 수 있었다. 본 논문에서는 3차원 수묵화를 위한 자동화된 렌더링 시스템을 제안한다. 본 시스템에서는 별도의 사용자 입력을 받아들이지 않고 임의의 3차원 모델을 받아들여 이를 기반으로 3차원 수묵화 영상을 생성한다. 이를 위해 본 논문에서는 기존의 2D 드로잉 기법에서 벗어나 3D 수묵화 효과를 위한 새로운 모델링 과정을 제안한다. 2차원 기법을 3차원으로 확장 적용하는 데에는, 차수 증가와 더불어 계산량이 증가하여 결과 영상물을 얻기까지 많은 처리 시간이 요구되는 난점이 있다. 본 논문에서는 동양화 풍의 3D 게임과 가상 현실 환경에 적합한 실시간 렌더링을 위하여 상용 그래픽스 하드웨어 가속 기능에 기반한 실시간 렌더링 알고리즘을 제안한다. 그리하여 결과 영상물의 품질, 실시간 처리 능력 그리고 상용성을 동시에 만족시키고자 한다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.19-34
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• 2009

이 논문에서는 삼차원 메쉬를 이용한 자동화된 수묵화 렌더링 시스템을 소개한다. 먼저 수묵화의 특징을 분석하고 이를 바탕으로 수묵화 렌더링 시스템을 위한 요구사항을 제시한다. 또한 수묵화를 그릴 때 사용되는 중요한 단계들을 살펴본다. 이러한 분석에 기반하여 본 논문에서 제시하는 시스템은 다음과 같은 세 가지 레이어로 나누어진다: 중요선 레이어, 내부 칠하기 레이어 미디어 레이어. 본 논문의 가장 큰 특징은 사실적인 이미지 생성과 실시간 렌더링이라는 두 가지 요구사항을 모두 만족시킬 수 있는 새로운 방법을 제시한다는 점이다. 이 시스템은 몰골법, 백묘법, 구륵법 등 수묵화의 대표적인 세 가지 스타일을 쉽게 생성할 수 있다. 본 논문의 연구 결과는 컴퓨터 게임과 가상 환경 등 실시간 특성이 중요한 요소가 되는 어플리케이션에 바로 적용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.1082-1093
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• 2011

3차원 캐릭터 모델의 만화적 표현을 위하여 일반적으로 사용되고 있는 기존의 카툰렌더링 방법들은 아티스트가 직접 그린 원화의 표현을 그대로 살리는데 한계가 있다. 본 논문에서는 원화로부터 만화적인 음영모델을 캡쳐하는 기술을 제안하고 이를 이용하여 3차원 캐릭터 모델을 효과적으로 카툰 렌더링하는 새로운 시스템을 제공한다. 이 시스템의 특징은 음영을 캡쳐한 후에 캐릭터 모델의 만화적 특성을 부각시키기 위하여 음영을 이용하여 형태를 강조하는 알고리즘을 포함하며 아티스트가 포스트 프러덕션으로 음영을 편집할 수 있는 스케치 기반 인터페이스를 지원하는 것이다. 이를 위하여 선택된 영역의 색상 분포와 비율을 분석하는 RGB 색상 정렬 알고리즘을 이용하여 카툰 텍스처를 자동으로 생성하는 방법론을 제시한다. 또한 캐릭터의 형태적 특성을 강조하기 위하여 세일리언시 기반 카툰 렌더링 알고리즘을 제안하며, 음영을 지역적으로 편집하는 스케치 인터페이스를 제공한다. 마지막으로 사용자 평가를 통하여 제안하는 시스템의 유용성을 입증한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.1474-1486
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• 2010

우리는 회화적 렌더링에 대기원근법이라는 실제 회화의 거리표현법을 표현하는 알고리즘을 제안한다. 대기원근법용 공기 중에서 일어나는 빛의 산란 현상을 회화적으로 표현하는 기법으로, 거리와 고도, 대기의 밀도에 따라 산란 정도가 변한다. 우리는 산란 현상의 이러한 특성을 반영하기 위해, 입력 영상에 대응하는 깊이 정보와 사용자 정의 매개변수를 사용하여 표현의 정도를 조절한다. 촬영정보를 반영하는 매개변수와 깊이 정보를 기반으로 각 픽셀의 거리와 고도를 계산하고, 표현을 제어하는 매개변수로 거리와 고도에 따른 산란 효과의 정도를 사용자 의도에 따라 조절한다. 추가적으로 깊이 정보를 이용해 찾아낸 윤곽선의 색을 강조해 줌으로써 근경과 원경 사이의 거리감을 명확히 한다. 우리는 우리의 알고리즘을 다양한 풍경 영상에 적용해 실험해 보았고, 기존의 연구들에 비해 거리감이 강조된 회화적 렌더링 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제37권2호
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• pp.110-125
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• 2010

본 논문은 이차원 영상으로부터 시각적으로 효과적인 정보를 제공할 수 있는 라인 드로잉 영상을 생성하는 방법을 제시한다. 본 방법은 기존의 단순한 에지 추출 방법과 달리 사람의 라인 드로잉 과정을 적용하여 직관적이면서 효과적인 결과를 생성하며, 크게 라인 추출, 라인 렌더링, 사용자 지시의 세단계로 구성된다. 라인 추출 단계에서는 우도 함수를 이용하여 물체의 중요한 경계 부분을 효과적으로 예측함으로써 라인을 추출한다. 추출된 라인을 실제 렌더링하는 라인 렌더링 단계에서는, 중요한 라인과 세부 라인의 구분 및 초점의 정확도를 표현하기 위하여 라인의 특징 크기와 번짐 정도를 고려하고, 이를 다양한 스타일로 표현하기 위해 텍스쳐 형태의 라인 영상을 적용한다. 마지막으로 사용자 지시 단계에서는 자동으로 생성된 라인의 모양이나 위치를 사용자 상호작용으로 수정할 수 있다. 이 때 사용자 입력에 대한 즉각적인 반응을 위해 라인 추출의 대부분의 과정이 GPU 상에서 구현된다. 제시된 방법의 결과로 사용자는 이차원 영상으로부터 중요한 부분과 초점이 맞는 부분의 표현 및 스타일을 원하는 대로 조절한 라인 드로잉을 얻을 수 있고, 또한 이를 자유롭게 수정할 수 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.7-15
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• 2006

회화적 렌더링은 주어진 영상을 가지고 사람이 직접 그린 듯 한 회화적 느낌을 표현하는 것이다. 이러한 회화적 느낌을 표현하기 위한 요소에는 브러시의 굵기, 방향, 질감, 그리고 생성된 브러시가 캔버스에 그려질지 판단하는 기준설정 등이 있다. 본 논문에서는 에지 밀도를 이용해 브러시가 캔버스에 그려질 조건을 설정하는 알고리즘을 제시한다. 에지밀도란 일정 영영에서의 에지의 양을 나타낸다. 기존의 색 차이만을 고려하던 그려질 조건에 에지밀도정보를 추가로 적용하여 대상과 배경을 분리하여 세밀함과 추상함을 동시에 표현할 수 있다. 이와 함께 정적 격자 단위로 그려질 위치를 찾는 것이 아닌 동적 격자 단위로 찾아가는 방법을 사용한다. 그리고 방향 보간을 통한 일관된 브러시의 방향설정을 하고 텍스처를 이용한 사실적인 브러시의 질감표현을 한다. 위의 과정들을 통해 좀 더 사람이 그린것과 같은 오일 페인팅(oil painting) 효과를 얻을 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제36권3호
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• pp.199-209
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• 2009

본 논문은 세일리언시 밀도에 기반한 스트로크의 단계별 세부묘사(Level of Detail:LOD) 표현 알고리즘을 제안한다. 회화적 렌더링에서 스트로크 LOD는 주된 대상에 대한 관찰자의 시선을 집중시키며 표현의 정확성을 높일 수 있는 장점을 가진다. 이를 위해 세밀하게 묘사된 부분과 추상적 묘사가 될 영역을 구분할 필요가 있다. 본 논문에서는 세일리언시 분포를 기준으로 공간 분할 후, 그 데이터에 기반하여 세밀한 표현의 정도를 제어한다. 세일리언시 분포가 높은 영역은 작가가 표현하고자 하는 주된 대상으로 가정하여 세밀한 묘사가 되도록 하며 밀도가 낮은 영역은 상대적으로 추상적인 표현을 한다. 우리의 알고리즘을 통해 쉽고 명확하게 스트로크 LOD를 제어, 표현 할 수 있다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.554-565
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• 2008

프랑스의 신인상파 화가 쇠라(Seurat)는 캔버스위의 독립 색채들은 망막위에서 재조직된다는 이론을 바탕으로 점묘화를 개발하였다. 점묘화는 캔버스에 작은 브러시 스트로크로 가득 채워서 그림을 그리는 방식이다. 이렇게 그려진 그림을 멀리 떨어져서 보면 각각의 브러시 스트로크는 보이지 않고, 혼합된 색상으로 보이게 된다. 이것을 색상의 병치혼합이라고 불린다. 본 논문에서는 점묘화 표현을 위한 회화적 렌더링기법을 제안한다. 우리는 점묘화에 나타나는 무수히 작은 점들을 자연스럽게 표현하기 위해서 왕타일링(Wang Tiling)기법을 활용한 계층적인 점 구조를 제안한다. 또한 신인상파의 팔레트 사용방법을 기반으로 사용자가 정의한 안료로 표현가능 한 팔레트를 설계한다. 마지막으로, 우리는 설계된 팔레트를 기반으로 계층적인 점구조로 샘플링 된 입력영상을 점묘 화가들이 했던 방식을 사용하여 병치혼합 시킴으로써 최종결과영상을 얻게 된다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.17-23
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• 2000

최근에 비사실적 렌더링 기법에 대한 관심이 증가하면서 여러 컴퓨터 그래픽스 연구자들에 의해서 펜화, 수채화, 인상파 기법 등 예술적 기법들을 표현하기 위한 연구가 진행되어 왔다. 본 논문은 사람의 손으로 찢어진 형태의 색종이를 이용하여 모자이크 영상을 생성하는 기법을 소개한다. 색종이를 칼이나 가위 같은 도구를 이용하는 것이 아니라 손으로 찢는 것 같은 모양을 표현하였다. 이를 위하여, 랜덤 중간점 추출 기법을 적용하였고, 종이의 질감을 표현하기 위해서 Perlin의 노이즈 함수를 적용하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.17-25
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• 2008

본 논문은 프로그래밍 가능한 GPU를 이용한 포토 모자이크 생성 방법을 제안한다. 그래픽스 파이프라인을 통해 포토 모자이크를 생성할 수 있도록 정점을 디자인하고, 타일로 사용할 영상 데이터베이스의 텍스처 표현을 제시한다. 정점 셰이더에서는 텍스처에 저장된 입력 영상과 타일 영상들을 이용해 최적 타일을 찾고, 프래그먼트 셰이더는 이것을 프레임 버퍼에 그림으로써 포토 모자이크를 생성한다. 본 논문에서 제안한 방법은 최적 타일을 찾는 기존의 포토 모자이크 알고리즘에 비해 월등히 빠른 결과를 보여준다.