• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.88-100
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• 2005

인간의 피부를 사실적으로 렌더링하는 것은 그 동안 컴퓨터 그래픽스 분야에서 난제로 여겨져 왔으며 지금까지도 중요한 연구 과제로서 남아있다. 피부와 같은 반투명성 물질은 표면하 산란을 포함한 복잡한 광학 특성을 가진다. 본 논문에서는 사실적인 피부 렌더링을 위해 표면하 산란을 고려한 쉐이더를 제안하고 3D 패키지, 마야의 플러그인 형태로 구현하였다. 구현된 피부 쉐이더를 적용한 렌더링 이미지는 기존의 전통적인 쉐이딩 기법을 이용한 이미지에 비해 보다 더 사실적인 피부의 표현이 가능하였고 피부의 피지, 표피, 진피 층을 각각 정반사, 다중 산란, 단일 산란으로 모델링할 수 있었다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.23-29
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• 2002

컴퓨터 그래픽스 분야에 있어서 하드웨어의 활용은 렌더링 속도를 높이고 높은 수준의 결과를 얻기 위한 중요한 요소이다. 최근의 급속한 하드웨어의 발달은 기존에 불가능했던 다양한 여러 가지 효과들을 가능하게 해 주었으며, 쉐이더 기능을 이용하여 고급의 렌더링 기법들을 실시간에 구현할 수 있게 되었다. 본 논문에서는 이러한 하드웨어를 이용하여 최대 4가지의 물질에 대한 직접 볼륨 렌더링(direct volume rendering)을 수행할 수 있는 기법을 제안한다. 이 기법에서는 다양한 물질에 대한 렌더링 기능 이외에 그라디언트 값에 의한 물질 표면의 강조 효과, 광원의 거리에 의한 빛의 감소효과(Light Attenuation)와 Depth cueing, 복수의 광원에 의한 조명 효과 등의 다양한 고급 렌더링 기법들을 볼륨 렌더링에 적용할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.2675-2680
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• 2010

3D 그래픽을 처리하는 연산 과정에는 고정적인 연산만을 수행하는 영역과 Shader 등과 같은 명령어에 의한 프로그래밍이 요구되는 영역이 구분되어 있다. 이러한 3D 파이프라인의 특성을 고려하여 fixed 구조로 설계한 graphics hardware와 명령어 기반의 programmable hardware를 혼합한 구조로 설계하면 효율적인 그래픽 처리가 가능하다. 본 논문에서는 이러한 혼합 구조에 적합한 OpenGL ES(Open Graphics Library Embedded System) 2.0을 지원하는 Fragment Shader를 설계하였다. fixed hardware와 Shader간 데이터 입출력으로 인해 발생할 수 있는 전체 파이프라인의 지연을 줄일 수 있도록 내부 인터페이스를 최적화하였으며 Shader 내부 레지스터 그룹을 interleaved 구조로 설계하여 레지스터 면적과 처리 속도를 개선하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.229-232
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• 2009

최근 모바일 기기에서도 고성능 그래픽 효과가 요구되면서 다양한 연산 처리를 하는 프로그래머블 쉐이더가 필요하게 되었다. 이러한 이유로 프로그래머블 쉐이더 프로세서의 ALU는 기존에 비해 상대적으로 커지게 되었다. 이 논문에서 제안하는 듀얼 페이지 구조는 프로그래머블 쉐이더에서 상대적으로 커진 ALU 하나를 이용하여 동시에 두 개의 연산 처리를 가능하게 하는 구조이다. 이러한 구조를 사용하여 기존 구조에 비해 평균 40%의 성능을 개선 하였다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제21권2호
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• pp.79-88
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• 2021

폭발, 마법 등 불특정한 시각효과를 구현하는데 파티클과 노이즈가 효과적으로 사용된다. 파티클은 자유롭게 제작할 수 있지만, 많이 사용될수록 CPU/GPU 사용률이 높아진다. 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하기 위해 변경이 어렵지만, 정해진 자원을 소모하는 폴리곤 메시를 활용해 CPU/GPU 사용률을 줄인다. 그리고 쉐이더를 활용해 폴리곤 메시의 정점과 표면 텍스처 매핑에 불특정한 패턴을 가진 노이즈 텍스처를 적용하여 시각효과를 구현한다. 실험결과, 프로파일러에서 쉐이더를 적용한 구체 폴리곤 메시가 2~4ms CPU, 1~2m_s GPU 사용률을 보였고 쉐이더를 활용해 불특정한 시각효과를 구현할 수 있음을 보였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2008년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.35 No.1 (A)
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• pp.9-10
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• 2008

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권9호
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• pp.53-58
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• 2006

버텍스 쉐이더는 fixed function T&L(Transform and Lighting) 엔진의 유연성을 향상시키고, 이전보다 다양한 3D 그래픽 효과를 표현하기 위하여 설계되었다. 본 논문의 쉐이더는 DirectX 8.1 의 Vertex Shader 1.1 과 OpenGL ARB에 기초하여 설계하였다. 버텍스 쉐이더는 벡터 연산을 위하여 4개의 ALU로 구성된다. 작은 면적의 저전력 설계를 위하여 32비트 부동소수점 데이터 형식을 24비트 데이터 형식으로 대체하였다. 버텍스 쉐이더 코어의 동작 검증을 위하여 Xilinx Virtex2 300M gate 모듈을 사용하였다. 시납시스 합성결과 TSMC 0.13um 공정에서 115MHz의 주파수로 동작가능하고, 12.5M Polygons/sec 의 연산성능을 보였다. 버텍스 쉐이더 코어의 면적은 동일 공정에서 11만 게이트를 차지한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.479-481
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• 2019

최근, 가상현실(VR) 기술을 이용하여 다양한 산업 분야의 훈련 시스템을 제작하여 교육에 널리 활용하고 있다. 가상현실 기반 훈련 시스템은 안전할 뿐만 아니라 재료의 낭비도 없고, 언제 어디서든 실습을 해 볼 수가 있어서 여러 가지 장점이 있다. 예를 들면, 가상현실 용접 훈련 시뮬레이션 시스템은 몰입형 환경에서 철판 모재의 접합을 실제와 같이 수행할 수 있어서 현장 작업자 및 신입 교육 훈련에 널리 쓰이고 있다. 이 때 철판 모재 접합을 사실적으로 표현하는 것이 훈련의 효과를 극대화하기 위해 중요하지만 기존의 기술로는 접합의 효과를 자연스럽게 표현하기에는 한계가 있었다. 본 연구에서는 용접 훈련 시스템을 구축하기 위해 접합 효과를 쉐이더 기반으로 표현하는 방법을 경험 DB와 수학적 모델 기반으로 제시하고자 한다. 본 연구 논문의 결과를 용접 훈련 시스템에 적용하면 철판 모재의 접합 가시화를 사용자에게 정밀도 높게 제공하여 용접 훈련 효과를 보다 향상하는데 도움을 줄 수 있겠다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2006년도 추계 종합학술대회 논문집
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• pp.235-237
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• 2006

비사실적렌더링(NPR-Non Photorealistic Rendering) 기법은 현재 다양한 미술 소재를 가지고 3차원 표현에 활발히 이용되고 있다. 하지만 소재의 이용 범위에 있어서 동양적인 회화 기법들은 목탄, 유채, 연필 등 서양화 기법에 미치지 못한다. 동양화 회화 표현 중 담채화는 동양화에서, 묽게 갠 먹이나 잉크, 그림물감 등으로 수채화 위에 가볍게 한 겹 칠한 그림이다. 본 논문에서는 이러한 수묵 담채화 표현과 비사실적 렌더링의 개념을 결합한 새로운 영상 표현 기법을 3D 애니메이션 프로그램 Alias MAYA의 스크립트 언어인 MEL(MAYA Embeded Language)을 이용하여 구현하였다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2007년도 학술대회 1부
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• pp.38-43
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• 2007

재조명(relighting) 렌더링은 장면 내에 새로운 광원의 추가 또는 기존 광원 속성의 변경으로 인한 영상의 변화를 효율적으로 계산하는 과정을 말한다. 본 논문에서는 쉐이딩(shading) 계산에서 광원에 독립적인 파라메터를 미리 텍스쳐 이미지 형태로 캐시화하여 재조명 렌더링 과정에서의 계산량을 줄이는 방법을 사용하였다. 이러한 쉐이딩 파라메터들의 캐시 이미지들은 사용자가 카메라 시점을 바꾸고자 할 경우 새로 생성을 하여야 하는데, 이 계산에 많은 시간이 소요된다. 본 논문에서는 새로운 시점에서의 캐시 이미지들를 영상 기반 렌더링(image-based rendering) 기법을 이용하여 실시간에 구하는 방법을 제시한다. 먼저 여러 개의 지정된 카메라 시점에 대한 캐시 이미지들을 미리 생성해 둔다. 다음 원하는 시점의 캐시 이미지는 각 픽셀에 투영되는 3차원 표면점을 역시점변환(inverse viewing transform)을 통해 구하고, 이 점을 지정된 카메라 시점으로 다시 투영하여 캐시 이미지에서의 대응 픽셀을 찾는다. 대응 픽셀의 파라메터 값들을 평균하여 새 캐시 이미지에 써준다. 이 과정들은 하드웨어 그래픽 가속기의 단편 쉐이더(fragment shader)를 이용하여 실시간으로 수행된다.