• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.82-92
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• 2024

연구목적: 본 연구는 화재시뮬레이션 데이터를 증강현실에 연동할시 발생하는 방대한 데이터 구축과 그로 인한 데이터 과부하 문제 해결 방안을 강구하기 위함이다. 연구방법: 데이터 추정 기술인 선형 보간법의 신뢰도와 계산 복잡도를 개선하기 위한 적정 Input 데이터의 간격을 설정하기 위한 실험을 진행하였다. 또한, 선형 보간법이 화재의 동적 변화를 잘 반영하는지 확인하기 위한 타당성 검증을 진행하였다. 연구결과: 연구 대상 건축물인 지하 공동구에 적용 결과 10m 간격으로 데이터 입력시 보간법의 신뢰성과 시뮬레이션의 연산처리 속도 개선에서 높은 만족성을 보였다. 또한, 보간법을 활용한 화재시뮬레이션 데이터의 추정 방식이 높은 설명력과 신뢰성을 가진다는 것을 MAE와 R-Squared를 이용한 평가를 통해 검증하였다. 결론: 본 연구는 화재시뮬레이션에 디지털트윈 기술을 적용하면서 발생하는 데이터 과부하 문제를 보간법을 통해 해결하였으며, 이를 통한 화재 정보 예측과 시각화가 실시간 화재 예방에 크게 기여함을 확인하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.1-8
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• 2011

차세대 IT융합 기술의 발전에 따라 개인화 서비스를 위한 인프라스트럭처가 구축되면서, 사용자의 감성 상태와 생체신호 기반 서비스의 중요성이 부각되고 있다. 또한 감성에 따른 학생의 생체신호를 파악하는 것은 감성공학 전략의 중요한 성공요소가 되고 있다. 본 논문에서는 다양한 시각자극에 따른 생체신호 모니터링 시뮬레이션 시스템을 제안하였다. 다양한 시각자극에 의한 학생의 생체신호를 측정하여 수집한다. 고속 퓨리에 변환을 이용한 파워 스펙트럼을 분석하여 교감신경과 부교감신경의 활성 정도를 파악한다. 분석된 결과를 건강신호등에 표시하여 감성을 모니터링 한다. 고등학생과 대학생간의 감성의 평가를 하기 위해 SD 프로필과 대응표본 T-검정을 실시하여 유용성을 검증하였다. 평가결과, 긍정과 부정 자극에 대한 감성 활성화에 대한 차이가 통계적으로 의미가 있음을 증명하였다. 이를 체험형 시뮬레이션 시스템의 논리적 타당성과 유효성을 검증하기 위해 실험적인 적용을 시도하고자 한다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권12호
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• pp.175-179
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• 2016

최근 의료 영상 기술의 발전은 진단, 수술계획, 또는 교육에 도움이 되는 수술 시뮬레이션을 만들어 왔다. 개선된 고화질 영상과 3차원 시각화는 의료 영상 가용성을 향상시키고 수술, 교육 분야에서 더 잘 이용할 수 있게 되었다. 실제 인간의 시각은 입체이다. 따라서, 외과의사의 판단을 통해 2차원 영상을 스테레오로 재구성하여 처리하는 것이 함께 필요하다. 이러한 과정을 줄이기 위해, 3차원 (3D) 이미지가 사용되어 왔다. 3D 영상은 복잡한 상황에서 외과 의사가 매우 짧은 시간에 판단할 수 있도록 3D 시각화를 강화하여 제공한다. 3D 화상 데이터 세트에 기초하여, 가상 내시경 수술 계획, 실시간 상호 작용 가상 의료 시뮬레이션이 가능하게 되었다. 본 논문은 새로운 이미징 기술의 최근 응용 프로그램을 설명하고 이의 기본과 특별히 주목할만한 의료 3D 복원 기술에 관한 것이다. 최근 CT, MR 및 기타 영상 양식의 기술발전은 흥미로운 새로운 솔루션과 어깨 영상의 활용 가능성을 넓혀왔다. 특히, 의료 기기에서 파생 된 3차원 (3D) 이미지는 고급 정보를 제공한다. 이 프레젠테이션은 어깨와 팔꿈치의 수술실습에서 원리, 3D 영상기술의 잠재적 응용가능성, 시뮬레이션, 3D프린팅을 설명한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.574-576
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• 2022

본 논문에서는 원격 모니터링이나 시뮬레이션 시스템에서 충격 효과를 그래픽으로 표시하는 기술을 개발하였다. 산업 현장의 장비나 시설을 실시간으로 점검하며 보수의 시기를 찾아내거나 사고의 예방을 위해 원격 모니터링이나 시뮬레이션 시스템이 활용되고 있다. 이러한 시스템들은 사용자들에게 시각정보를 제공하여 상황을 보다 이해하기 쉽도록 도움을 준다. 논문에서 제안하는 내부 충격의 그래픽 표시 기법은 3차원 그래픽을 활용하여 장비나 시설을 모델링하고, 장비에서 발생하는 충격과 손상의 위치를 볼륨 렌더링을 이용하여 내부에 표시하는 방법이다. 이는 장비 내부의 충격과 손상 위치에 볼륨 렌더링으로 충격파를 표시하여 보다 정확하게 문제점을 파악할 수 있다는 장점이 있다. 그리고 보다 강렬한 시각 효과를 통해 문제 상황을 보다 빨리 확인할 수 있을 것으로 기대한다.

• 디지털융복합연구
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• 제10권10호
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• pp.447-456
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• 2012

공간과 형태 디자인에 있어서 스터디모델은 완성될 공간이나 형태가 디자인되는 공간과 형태에 구체적인 시각적 매개체를 제공하며, 보다 근본적으로 디자인도면에 대한 상호 보완적 수단으로서 이용된다. 즉 스터디모델은 2차원적인 속성을 지니는 디자인 도면에 3차원적인 이해 수단을 추가적으로 부여한다. 따라서 디자인이 진행되는 동안 구체적인 공간의 형태와 공간구성을 디지털스터디모델을 이용하여 자유로운 각도에서 시각적으로 감지하며 공간과 형태를 분석하게 해준다. 일반적으로 유형적인 재료를 사용하여 제작되는 스터디모델은 디자인 과정에서 디자인 내용의 변경과 스터디모델의 용도에 따라서 여러 번 제작되어야 하며, 디자인도면과 모델의 관계는 공간의 지각과 이해를 통해서만 이루어진다. 이것은 디자인도면과 스터디모델 매체사이의 상호보완성이 동시에 이루어지지 않기 때문이다. 그러나 본 연구에서 제안된 3차원 디지털 디자인 프로세스를 이용하면, 즉각적인 시각적 표현과 더불어 디자인 단계에서 다양한 분석과 디지털 디자인모델 결과물들을 얻어낼 수 있게 된다. 결국 디자인계획과 디자인 구체화 단계에서 디지털디자인 프로세스를 활용할 경우 입체적 표현을 실시간으로 적용할 수 있으며, 3차원 디지털모델을 시각화하여 최종 디자인을 위한 공간과 형태의 다양한 분석이 가능하게 된다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.1-9
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• 2009

최근 역감, 촉감 피드백을 생성할 수 있고 3 차원 상호작용이 가능한 컴퓨터 인터페이스 기술이 발전하면서 기존의 입출력 장치에 의존하던 컴퓨터 시뮬레이션의 한계가 줄어들어 그 종류가 다양해지고 있다. 특히, 가상현실 기반 수술 시뮬레이터의 수요가 증가 하면서 사실적인 가상환경을 제공하는 방법에 관련된 연구가 활발히 진행 되고 있으며 그 중에서 가상 장기 모델의 사실적인 표현 기술은 사용자의 몰입감을 높여주는데 중요한 역할을 하기 때문에 반드시 필요한 분야이다. 가상 장기 모델의 사실성을 높이기 위해서는 사용자의 상호작용에 따라 변형되는 시각적 피드백과 알맞은 햅틱 피드백을 전달해야한다. 본 연구에서는 이 두 가지 피드백은 사람이 인지하는 방법과 시스템의 요구 사항이 다르기 때문에 보다 효과적인 시뮬레이션을 하기 위하여 서로 다른 두 모델을 구현하고 두 모델간의 동기화를 위한 기술로써 적응성 질량-스프링 모델 기법을 제안한다. 또한, 유연체 변형에 대하여 표면의 세부 형태를 보여주는 시각모델과 사용자의 상호작용에 따른 햅틱 피드백을 전달하는 햅틱 모델, 그리고 이 두개의 모델을 연동시키는 동기화 모델을 통하여 유연체의 거동을 실시간, 사실적으로 제공할 수 있는 가변형 모델 시뮬레이션 프레임워크를 설계한다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.1-9
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• 2004

본 논문에서는 바이러스와 같은 생화학 물질의 분자구조를 3 차원 모델로 시각화하여 관찰하고, 그 분자모델을 직관적인 방법으로 조작하기 위한 가상 현실 분자 모델링 시스템을 제안한다. 이 시스템을 사용하면, 입체영상 디스플레이 장치와 데이터 글러브 및 동작 추적 장치를 사용하여 3 차원 분자 모델을 실감나게 조작할 수 있어서 효율적으로 분자들을 관찰하고 결합, 분리하는 등의 분자 모델링 작업이 가능하다. 사용자들은 마우스나 키보드 등의 장비 대신에 자연스러운 몸 동작이나 손 동작을 이용하여 분자 모델링 작업을 위한 동작을 하게 된다. 분자들의 결합을 화학적으로 정확하게, 그리고 실시간으로 시뮬레이션 하기 위해서 에너지 계산 알고리즘을 구현하였으며 이러한 작업이 가능하도록 분자 구조를 표현하는 새로운 자료구조를 제안하였다. 본 연구에서 제안하는 동작 기반의 VR 분자 모델링 시스템의 타당성을 검증하기 위하여 HIV 바이러스 분자를 가지고 분자 모델링 작업을 수행하였고, 사용자 테스트를 실시하여 기존의 방식과 작업 성능 및 사용자 만족도를 비교하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.194-203
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• 2011

불완전 척수손상환자에게 시각적 바이오피드백 시뮬레이션훈련의 적용을 통해 균형에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 불완전 척수손상환자 중 기능향상을 기대할 수 있는 ASIA장애척도 C, D환자 15명을 실험군 7명, 대조군 8명으로 무작위 분류하였다. 균형진단과 바이오피드백 훈련이 가능한 Tetrax Interactive Balance System을 이용하여 시각적 바이오피드백 시뮬레이션훈련을 6주간 일주에 3회씩, 1회에 15분간 총 18회를 실시하였다. 분석방법은 집단 내 전과 후의 차이는 대응표본 t검정을 시행하였고, 두집단 사이 전후 변화량의 차이는 독립표본 t검정을 사용하였다. 실험군은 자세 흔들림을 측정하는 안정성지수와 낙상의 위험정도를 나타내는 낙상지수 및 각각의 체중 변화를 감지하는 체중분포도(A, C, D, LEFT, HEEL)와 체중분포지수에서 유의하게 향상되었고, 자세조절능력을 나타내는 동조화에서는 좌우뒤꿈치(AC)간과 좌우앞꿈치(BD)간을 제외하고 모두 유의하게 향상되었다(p<.05). 대조군은 체중분포도(A, C, LEFT)에서만 유의하게 향상되었다(p<.05). 실험군과 대조군간의 변화량에서 체중분포도(A, B, C, HEEL)와 안정성지수 및 낙상지수, 그리고 동조화 AD에서만 유의한 향상을 보였다(p<.05). 이 연구의 결과로 볼 때 불완전 척수손상환자에게 부가적으로 균형증진을 위한 시각적 바이오피드백 시뮬레이션훈련은 균형능력향상에 있어서 유용할 것이며 추후 더 많은 연구들이 시행되어야 할 것이다.

• 한국측량학회지
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• 제26권6호
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• pp.599-609
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• 2008

전자 및 디스플레이 기술의 진보에 따라 공간정보 분야는 급속히 발전되고 있으며, 다양한 공간정보 콘텐츠의 3차원 입체화가 기술이 상용화되고 있다. 공간정보기술은 여러 분야에서 의사결정에 중요한 역할을 하고 있지만, 3차원 데이터 및 결과물은 2차원 평면상에서 시각화되고 있다. 그러나 실세계 공간에 존재하는 지형지물 등 다양한 3차원 객체들을 2차원 평면에서 시각화한 결과를 기반으로 의사결정에 활용하는 것은 한계가 있다. 그러므로 본 연구에서는 3차원의 객체를 실감적이고 입체적으로 디스플레이 하기 위하여 가상의 3차원 공간 좌표계를 형성하였다. 입체 디스플레이를 위한 공간좌표계상에서 관측자의 위치, 방향, 영상의 크기 및 중복도, 축척 등을 동적으로 설정할 수 있도록 공선조건식을 적용하여 관측자의 동적인 시점을 고려하여 신속하게 입체영상을 생성하고 디스플레이 할 수 있는 방법을 개발하였다. 생성된 3차원 대상물의 회전, 이동 및 축척변화에 대응되는 다양한 관측자 시점에서 실시간 입체영상을 생성하였으며, 또한 flying-trough 및 walking-trough를 시뮬레이션할 수 있는 입체 동영상 제작 알고리즘을 구현하였다. 3차원 대상물을 입체로 디스플레이하기 위해서는 양안시차의 원리에 의해 대상물을 좌안 및 좌측영상으로 분리하고 무안경식, 편광식, 여색방식 등의 입체시 기법을 적용하여 동시에 디스플레이하여야 한다. 본 연구는 입체 모니터상에서 실감적 입체 디스플레이 기법을 구현하여 실세계에 존재하는 3차원 대상물을 효율적이고 실감적으로 생성하므로써 지형공간 데이터의 입체 시각화를 향상시킬 수 있다. 특히 차세대 모니터인 무안경식 입체 모니터에 디스플레이 할 수 있는 지형공간 데이터의 입체 콘텐츠 제작 방법을 개발하여 무안경식 모니터의 GIS 분야에서의 활용 가능성을 연구하는데 목적이 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.6-6
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• 2022

최근 수재해에 대응하기 위한 물관리 환경은 기후변화에 따른 홍수 피해 심화와 댐과 하천 시설의 노후화 점증, 하천관리일원화 등 정책적 변화, 그리고 포스트코로나 디지털 혁신 등 복합적 대전환 시대 진입에 따라 복잡다단한 양상을 보이고 있다. 디지털 트윈은 디지털 대전환(digital transformation) 시대 다양한 산업 영역에서 지능화와 생산성 향상을 목적으로 도입되고 있다. 본 국가 시범사업에서는 170 km에 달하는 섬진강 유역 전체를 대상으로 홍수에 대응하기 위한 디지털 트윈 플랫폼(K-Twin SJ)을 구축하고 있다. 본 플랫폼은 국가 인프라 지능정보화 사업의 일환으로 시작되었으며, 공간정보와 시설물 모델링, 홍수 분석 등 수재해에 대응하기 위한 수자원 분야의 다학제적인 강소기업들과 K-water에서 컨소시엄을 구성하여 추진하고 있다. 본 사업의 내용은 섬진강 댐-하천 유역에 대하여 고정밀도 3D 공간정보화, 실시간 물관리 데이터 연계, 홍수 분석 시뮬레이션, AI 댐 운영 최적화, AI 사면 정보 생성, 하천 제방 안전성 평가, AI 지능형 CCTV 영상분석, 간이 침수피해 예측, 드론 제약사항 조사 체계 개발을 포함하고 있다. 물관리 데이터와 하천 시설정보를 트윈 플랫폼 상에서 위치기반으로 시각화 표출하기 위해서는 유역의 공간정보를 3차원으로 구축하는 과정이 필수적이다. 따라서 GIS 기반의 섬진강 하천 중심 공간정보 구축을 위해 유역의 국가 정사영상과 5m 수치표고모형(DEM)은 최신성과를 협조 받아 적용하였으며, 홍수 분석을 위한 하천 중심 공간정보는 신규 헬기에 LiDAR 매핑을 수행하여 0.5m 급 DEM을 신규 구축하였다. 또한 하천 시설물 중 섬진강댐과 79개 주요 하천 횡단 교량과 3개 보 시설을 지상기준점 측량과 드론 매핑, 패턴 방식의 경량화 작업을 통해 트윈에 탑재할 수 있는 시설물 3D 객체 모델을 제작하였다. 홍수 분석을 위해서는 섬진강 유역에 대해 K-Drum, K-River, K-Flood 모델을 구축하였으며, AI 하천 수위 예측 학습 모델을 개발하였다. 섬진강 디지털 트윈 유역 물관리 플랫폼을 통해 데이터 기반의 똑똑한 물관리를 구현하고자 한다.