• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.16 no.3
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• pp.41-48
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• 2010

Photon mapping is a traditional global illumination method using many photons emitted from the light source for photo-realistic rendering. However, this method needs a lot of resources to perform tracing of millions of photons. Progressive photon mapping solves this problem. Typical progressive photon mapping performs ray tracing at first to find the hit points on diffuse surface of objects. Next, light source repeatedly emits a small number of photons in photon tracing pass, and power of photons in each sphere that has a fixed radius with the hit points in the center is accumulated. This method requires less resources than previous photon mapping, but it spends much time for gathering enough photons since each of photons progresses through a random direction and rendering high quality image. To improve the method, we propose photon probing that calculates variance of photons in the sphere and controls radius of sphere. In addition, we apply cone filter in radiance estimation step for reducing aliasing at the edges in result image.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.20 no.1
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• pp.13-19
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• 2014

In this paper, we introduce a real-time method to render a 3D scene using image-based lighting. Previous approaches for image-based lighting focused on diffuse reflection and mirror-like specular reflection. In this paper, we provide a simple preprocessing approach to efficiently approximate Phong reflection model, which has been used for computer graphics applications for several decades. For diffuse reflection, we generate a texture map for diffuse reflection by integrating the source image in preprocessing step, similarly to the previous approaches. We adopt the similar idea to produce a set of specular reflection maps for various material shininess. By doing this, we can render a dynamic scene without high computational complexity or numerous texture map access.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.12 no.4
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• pp.7-15
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• 2006

The ultimate objective of painterly rendering is to express an inputted image as if it is hand drawn. The factors to express this painterly effect are thickness of the brush, direction, texture and the establishment of criteria judging if the produced brush will be drawn on to the canvas. In this paper, the algorithm using density of the edges in determining the criteria whether the brush will be drawn onto the canvas is proposed. Density of edges refers to the quantity of edge in the specific area. And uses the method of finding the location of the brush to be drawn as a unit of dynamic grid as well as expressing consistent directional through direction interpolation. Also, the texture is expressed using various textured brushes. Considering density of edges,We can express detailed area and abstract area. And it result in more human effect of oil painting.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2006.02a
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• pp.807-811
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• 2006

본 논문에서는 기존의 연구에서 여러 단계를 거쳐 복잡한 연산을 한 후에 수묵화 표현이 가능했던 것과 달리 기존에 요구되었던 채색과정을 줄임으로써 렌더링의 효율을 높인 실시간 3차원 수묵화 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안된 기법은 모델이 보여지는 방향에 따라 다른 조명 값과 법선 벡터 값을 계산한 후 연산 값에 따라서 여러장의 텍스처를 일정 비율에 맞춰서 모델에 적용함으로써 수묵화의 특징인 농담, 발묵 효과를 한 번에 적용할 수 있게 한다. 그리고 모델의 윤곽선을 표현하는데 사용자의 입력에 따라 붓의 굵기를 조절하게 하여 보다 사실적인 수묵화 느낌을 살렸다. 또한 텍스처 매핑 이후 에도 동양화적인 느낌을 살리기 위해서 두 가지의 종이질감효과를 추가하였다. 이 2 가지의 종이질감 효과는 일종의 안개 필터로서 기존의 안개 필터와 달리 모델이 그려지는 위치에 따라서 각각 가중치가 다른 필터가 적용되게 하였다. 이렇게 필터가 적용된 렌더링의 결과는 일반적으로 채색된 3차원 모델과 느낌이 다른 자연스러운 결과를 생성할 수 있다. 본 연구는 또한 간단한 구현에 장점을 두고 있기 때문에 간단한 애니메이션이나 일반 3차원 게임 등 여러 분야에서 기존에 적용하기 어려웠던 수묵화 기법을 다양하게 활용할 수 있는 가능성을 제시한다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.32 no.1
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• pp.29-38
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• 2005

The fluid animation procedure consists of physical simulation and visual rendering. In the physical simulation of fluids, the most frequently used practices are the numerical simulation of fluid particles using particle dynamics equations and the continuum analysis of flow via Wavier-Stokes equation. Particle dynamics method is fast in calculation, but the resulting fluid motion is conditionally unrealistic The method using Wavier-Stokes equation, on the contrary, yields lifelike fluid motion when properly conditioned, yet the complexity of calculation restrains this method from being used in real-time applications. Global illumination is generally successful in producing premium-Duality rendered images, but is also excessively slow for real-time applications. In this paper, we propose a rapid fluid animation method incorporating enhanced particle dynamics simulation method and pre-integrated volume rendering technique. The particle dynamics simulation of fluid flow was conducted in real-time using Lennard-Jones model, and the computation efficiency was enhanced such that a small number of particles can represent a significant volume. For real-time rendering, pre-integrated volume rendering method was used so that fewer slices than ever can construct seamless inter-laminar shades. The proposed method could successfully simulate and render the fluid motion in real time at an acceptable speed and visual quality.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.51 no.6
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• pp.190-197
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• 2014

In this paper, we present a method for optical parameter-based material rendering with measuring the thickness of a material using ultrasonic waves. Thickness is an important element in determining the reflectance and transmittance of a material along with its optical characteristics and plays a crucial role in more realistic object rendering. In studies conducted thus far, thickness has been measured and used for rendering. The proposed method is a novel method attempted for the first time ever to render a material considering the thickness of a material whose thickness cannot be measured by visual assessment, using ultrasonic waves. It was implemented by measuring the sound velocity of the reference sample and applying the results to the thickness measurement of other objects that have the same characteristics. The characteristics of the objects measured are reflected in the quality of the final rendering, thus verifying the importance of thickness in rendering.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.11a
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• pp.724-726
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• 2005

지금까지의 컴퓨터 그래픽스의 방향은 사진과 유사하게 표현하는 Photorealism이 강세였으나, 최근 각종 기술문서나 의학, 교육등 많은 분야에서 사진과 같은 컴퓨터 그래픽스보다는 사물의 특징을 강조하고, 불필요한 부분을 생략해서 표현하는 비사실적 렌더링(Non-Photorealistic Rendering)분야가 새롭게 떠오르고 있다. 비실사기법을 통해 생성된 이미지는 사물의 특징을 부각시켜 시현함으로서 사진과 같은 사실적인 묘사보다는 사물의 특징을 통한 의미전달에 초점을 둔 렌더링 기법이라 할 수 있다. 비실사기법에는 수채화, 수묵화, 유화, 목탄화, 데생과 같은 미술기법과 만화와 같이 표현하는 Cartoon Rendering등 다양한 분야가 있지만 본 논문에서는 모든 그림의 기본 요소가 되는 정을 이용하여 사물을 표현하는 점묘법을 적용한 비실사기법에 대해서 이미 발표된 논문을 살펴보고, 새로운 기법을 제안하고자 한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2007.02a
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• pp.1-7
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• 2007

본 논문은 3차원 스캐너로 획득된 실제 얼굴 데이터를 햅틱 상호작용을 통해 직접 변형하고 재질감을 모델링 하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 그래픽 하드웨어 기반의 햅틱 렌더링 알고리즘을 기반으로 획득된 2.5D 얼굴 데이터를 mass-spring 모델을 적용하여 변형하고 얼굴의 재질감(탄성, 마찰, 거칠기) 정보를 모델링 하는 것이다. 햅틱 장치를 이용한 변형알고리즘은 변형 시 효율적인 변형 영역 탐색을 위하여 공간 분할방법인 k-d 트리 구조를 이용하여 최근방 탐색 알고리즘을 구현하였으며, 사실적인 힘 계산을 위하여 각 포인트 마다 mass-spring 모델을 적용하여 반력 연산 및 물체의 변형을 수행하였다. 아울러 재질감을 모델링 하기 위해 깊이 이미지 기반 표현(Depth Image Based Representation, DIBR)을 이용하여 가상 물체의 거칠기, 탄성, 및 마찰을 편집할 수 있는 방법론을 제시하고, 편집된 재질감을 직접 물체의 표면에 적용하여 렌더링 하는 알고리즘을 제안한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2002.04a
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• pp.305-308
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• 2002

가상현실 기술이 발달함에 따라 사용자들은 더 현실적이고 사실적인 느낌을 요구한다. 이런 요구를 충족시키고자 여러 기술이 발전해왔는데, 햅틱 기술도 그 중 하나이며, 조각, 디자인, 오락, 의료 등 다양한 분야에서 햅틱 기술을 채택하고 적용하는 추세이다. 이렇게 다양한 분야에서 햅틱 렌더링을 위해 사용하는 모델로는 표면모델이 가장 널리 사용된다. 본 논문에서는 햅틱 장비를 사용하여 다양한 분야에서 가장 많이 사용되는 삼각형 메쉬들로 구성된 표면 모델을 조작하는 실험 및 연구를 진행하였다. 햅틱 렌더링을 위해 필요한 방법들과 시스템의 속도향상을 위한 방법들도 제시한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2012.06c
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• pp.410-412
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• 2012

메이크업 시뮬레이션은 입력 장치와 디스플레이를 사용하여 가상의 얼굴에 다양한 화장법을 시험해 볼 수 있는 도구이다. 최근 다양한 환경을 고려한 여러 메이크업 시뮬레이션이 개발되었지만, 대부분의 시스템은 2차원 영상에서 이루어지며 제한된 조건에서의 시뮬레이션 결과만 확인할 수 있다. 본 연구에서는 측정된 피부의 거칠기와 반사도를 적용하고 적용된 반사도를 조절할 수 있는 사실적인 메이크업 시스템을 개발하였다. 개발된 시뮬레이션 방법을 사용시 3차원 스캐너로 획득한 고해상도의 얼굴 데이터 상에서 측정된 반사도를 사용하여 빛을 고려한 메이크업을 시뮬레이션 할 수 있다. 정점 기반 형상표현을 사용하여 3차원 모델의 렌더링 과정을 간단하고 유연하게 표현하였으며, 반사도를 얼굴 부위에 따라 달리 적용하여 보다 사실적인 메이크업 시뮬레이션을 가능하게 하였다. 또한 사용자에게 반사도를 직접 조절 가능하게 함으로서 보다 사실적인 3차원 메이크업을 가능하게 하였다.