• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.17-26
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• 2004

본 연구는 적은 감쇠(damping) 효과를 가지면서도 안정적으로 의복의 움직임을 생성할 수 있는 시뮬레이션 방법을 제안한다. 최근 의복 시뮬레이션 분야에서는 뛰어난 수치적 안정성을 지닌 암시적 적분법(implicit integration)이 널리 이용되어 왔다. 그러나, 암시적 적분법은 선형화 과정에서 과도한 감쇠효과가 발생하고, 이 감쇠효과는 내부 변형 없는 회전이동 시에도 과도하게 나타나므로, 옷감의 회전 이동이나 주름의 자연스런 움직임을 크게 방해한다. 본 연구는 불필요한 감쇠효과를 줄이고 안정적으로 의복의 움직임을 표현할 수 있는 새로운 암시적 적분법을 제안한다. 제안하는 방법용 선형화 과정에서 발생하는 내부 감쇠력을 회전이용이 아닌 순수한 내부 변형에 대해서만 발생하도록 모델링하며, 이렇게 계산된 내부 감쇠력을 역학식에 안정적으로 반영한다. 실험 결과는 제안하는 방법이 기존의 방법들에 비해 보다 다양한 재질의 옷감을 과도한 감쇠 효과 없어도 안정적으로 실시간에 생성할 수 있음을 보여주었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.995-1001
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• 2005

효율적인 옷감 애니메이션 생성을 위해 암시적 적분법이 표준적 접근법으로 자리 잡았다. 이 기법은 시스템의 안정성이 보장되므로 큰 시간 간격을 사용할 수 있으며, 옷감 모델의 실시간 혹은 상호작용적 애니메이션을 위한 최선의 선택으로 받아들여지고 있다. 암시적 방법이 옷감 애니메이션에 도입된 이후 다양한 종류의 암시적 적분 기반 옷감 애니메이션 기법들이 제안되었으며 일반적인 PC 환경에서 수천 개의 질점을 가진 옷감 모델을 실시간에 시뮬레이션 할 수 있는 수준에 도달해 있다. 암시적 적분법이 안정성을 보장한다는 장점을 가지지만 명시적 기법에 비해 구현이 조금 더 복잡하며 병렬화가 어렵다는 문제를 가지고 있다. 암시적 적분법을 통해 옷감 애니메이션을 생성하는 것은 대규모 희소행렬을 가진 선형 시스템을 푸는 것으로 정형화된다. 본 논문에서는 암시적 적분법의 특성을 이용하여 안정적으로 복잡한 옷감 모델의 동작을 생성하면서도 매우 쉽게 병렬화가 가능한 기법을 제안한다. 옷감 애니메이션은 동작 시뮬레이션과 함께 자체충돌을 고려해야만 사실적인 결과를 얻을 수 있다. 그런데 자체충돌 감지 역시 중요한 계산상의 병목으로 작용한다. 본 논문에서는 효율적인 자체 충돌 처리 기법도 같이 제안한다.

• 소음진동
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• 제5권2호
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• pp.207-213
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• 1995

본 논문에서 구조동력학 문제를 풀기 위한 명시적(explicit) 예측 수정자 시간적분법을 개발하였으며, 이 알고리즘은 최근 개발된 암시적(implicit) 일반화된 $\alpha$ 방법으로부터 유도하였다. 암시적 방법과 같이 명시적 일반화된 .alpha. 방법도 하나의 변수를 갖는 알고리즘의 집합이며, 이 변수는 고주파 영역에서 수치 감쇠의 양을 정의한다. 제안된 알고리즘은 수치감쇠가 없는 시간적분법으로 파의 젼달 문제를 풀때 나타나는 가상의 진동을 감소시키는 수치감쇠를 가지고 있기 때문 에 선형 혹은 비선형의 구조동력학 문제에 효과적으로 이용될 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.479-485
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• 2007

본 논문에서는 사실적인 질량-스프링 기반 옷감 모델의 애니메이션을 효율적이며 사실적으로 생성하기 위해 근사된 암시적 적분법을 계층적으로 적용하는 기법을 제안한다. 제안된 계층적 시뮬레이션 방법은 매우 많은 정점을 가진 메쉬(mesh)의 사실적인 움직임을 상호작용적으로 생성할 수 있다. 이 기법은 암시적 적분법을 근사하는 빠르고 안정적인 방법을 사용한다. 이 근사 기법은 효율적이기는 하지만 극도로 부정확하며 지나치게 댐핑(damping)이 많이 일어난다. 본 논문에 제안된 계층적 시뮬레이션 기법은 메쉬 구조를 다중 단계로 구성하여 옷감 모델의 사실적인 외형을 표현하도록 하며, 각각의 단계에 시뮬레이션을 적용할 때 현재 단계의 메쉬에 존재하는 일부 질점이 이전 단계의 시뮬레이션 결과를 따르도록 한다. 이러한 계층적 시뮬레이션 방법은 많은 수의 질점으로 구성된 옷감 모델의 사실적인 동작을 효율적으로 생성한다. 또한 계층적 기법은 옷감 모델에 사실적인 주름을 생성할 수 있도록 하며, 계층적 단계에 따라 스프링의 수축 저항을 제어할 수 있도록 하여 주름의 패턴도 쉽게 제어할 수 있도록 한다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제18권5호
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• pp.123-132
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• 2018

실시간 그래픽스 응용에서 연체의 움직임을 효율적으로 생성하기 위해 다양한 방법이 제안되었다. 연체 구성 요소들의 위상을 유지하기 위해서는 서로를 묶는 힘이 존재할 수밖에 없으며, 이는 강직도(stiffness)로서 수치적분의 시간간격의 크기를 제한하고 효율성을 떨어트린다. 이를 해결하기 위해 시간간격을 늘릴 수 있는 암시적 적분이 제안되었지만, 대규모 행렬이 포함된 선형시스템을 풀어야 해서 계산복잡도가 크게 높아진다. 이 문제를 개선한 근사 기법들은 댐핑 효과의 증가와 정확성의 손실을 초래할 수밖에 없다. 본 논문에서는 선형시스템을 풀지 않고도 안정성은 크게 높이기 위해 조화진동에 근거하여 스프링 힘을 적분하고, 이를 근사 암시적 기법과 결합하여 안정성을 극대화 하는 방법을 제안한다. 이 기법은 GPU를 통한 병렬화가 용이하여 거대한 규모를 가진 연체 객체의 움직임을 실시간에 생성할 수 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.27-33
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• 1999

본 논문은 유연한 비정형 물체의 애니메이션을 위한 효율적인 기법을 제안한다. 비정형 물체를 표현하기 위해 질량-스프링 모텔이 사용되었다. 지금까지 많은 기법들이 부드러운 객체의 사실적인 애니메이션을 생성하기 위해 질량-스프링 모델을 사용하였다. 질량-스프링 모텔의 애니메이션을 수행하기 위한 가장 손쉬운 접근법은 명시적 오일러 방법 (explicit Euler method)인데, 이 방법은 '불안정성 문제'라는 잘 알려진 문제가 발생한다는 단점을 가지고 있다. 이 불안정성 문제를 해결하기 위한 해법으로 암시적 적분법이 사용될 수 있다. 그러나, 이 암시적 방법의 가장 결정적인 약점은 대규모의 선행 시스템을 풀어야 한다는 것이다. 본 논문은 암시적 방법의 근사(approximation)를 이용하여 질량-스프링 모델을 빠른 시간에 애니메이션 할 수 있는 기법을 제시한다. 제안된 기법은 n 개의 질점이 O(n) 개의 스프링으로 연결되어 있을 때, 각 질점의 상태를 O(n) 시간에 안정적으로 갱신할 수 있다. 본 논문은 사실적인 결과를 위해 비정형 물체와 공기와의 상호 작용도 고려하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권12호
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• pp.1966-1973
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• 2001

The Jacobian matrix of the equations of motion of a system using velocity transformation technique is derived via variation methods to apply the implicit integration algorithm, DASSL. The concept of generalized coordinate partitioning is used to parameterize the constraint set with independent generalized coordinates. DASSL is applied to determine independent generalized coordinates and velocities. Dependent generalized coordinates, velocities, accelerations and Lagrange multipliers are explicitly retained in the formulation to satisfy all of the governing kinematic and dynamic equations. The derived Jacobian matrix of a system is proved to be valid and accurate both analytically and through solution of numerical examples.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.37-45
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• 2002

본 논문은 매우 안정적이며 동시에 사실적인 직물 시뮬레이션 기법을 제안한다. 제안된 방법을 통해 안정성을 향상시킴으로써 고정된 큰 시간 간격을 사용할 수 있게 되었고, 따라서 복잡한 옷감의 변형 및 움직임을 효율적으로 시뮬레이션 할 수 있었다. 또한 제안된 방법은 직물의 가장 중요한 특성중의 하나인 주름 현상을 자연스럽게 표현한다. 안정성과 사실성에서 동시에 큰 향상을 가져올 수 있었던 것은, 수치적 안정성 외에 옷감의 좌굴 후 거동시의 불안정성을 극복함으로써 가능했다. 좌굴에 의한 불안정성은 직물의 구조적 불안정성으로부터 기인하며 단순히 암시적 시적분 방법을 사용함으로써 해결되지 않는다. 그러한 불안정성은 감쇠력을 더하여 안정성을 회복할 수 있으나 직물의 움직임을 둔화 시켜 사실적인 움직임을 얻을 수 없게 한다. 본 논문에서는 즉좌굴(immediate buckling) 가정에 기반 한 새로운 직물의 좌굴 모형을 제시한다. 즉좌굴 가정은 직물이 좌굴되는 순간 안정한 상태로 곧바로 변형되는 것을 의미하며, 이러한 가정을 통해 가상적인 감쇠력을 더하지 않고도 안정적으로 직물을 시뮬레이션 할 수 있다. 결과적으로 즉좌굴 모델은 직물의 고유한 좌굴 현상을 적절히 모델링하여 안정성을 향상시킬 뿐 아니라 외부 힘에 민감하게 반응하는 직물의 움직임을 사실적으로 생성할 수 있도록 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권10호
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• pp.1261-1267
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• 2013

다물체 기계시스템에서 핀조인트나 병진조인트 같은 저자유도 조인트는 고자유도 조인트보다 훨씬 빈번하게 사용된다. 저자유도 조인트에 대한 기구학적 구속조건식을 효율적이고 체계적으로 공식화하기 위해, 본 논문은 구속조건식을 표현하는 새로운 접근방법으로 파라메트릭 일반좌표를 이용한다. 제안된 방법에서는 직교좌표와 파라메트릭 일반좌표를 혼합하여 조인트 구속조건을 생성하는데, 이는 구속조건에 대한 자코비안과 같은 구속조건 편미분행렬을 매우 간단하게 표현되도록 하므로써 공식의 복잡성과 계산시간을 단축시킨다. 제안된 방법은 암시적 적분기를 바탕으로 실린더-크랭크시스템에서 검증되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.1077-1082
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• 2011

볼 조인트는 두 요소 사이에서 회전 및 이동이 원활하도록 돕는 역할을 하는 기계요소이다. 본 연구의 대상인 볼 조인트는 중대형 승용차량용 볼 조인트로서 너클과 컨트롤 암의 운동을 돕는다. 본 연구에서는 볼 조인트의 공정 및 시험에 관한 해석 방법을 제안하고자 한다. 볼 조인트의 제작공정은 플러깅 공정과 스피닝 공정으로 나눌 수 있다. 볼 조인트의 제작공정 및 성능시험을 암시적 수치 적분법을 적용한 상용 동역학 프로그램인 NX DAFUL 2.0 을 사용하여 해석하였다. 또한 설계요구조건을 정의하기 위하여 볼 스터드에 작용하는 응력의 평균 및 분산을 반응치로 설정하였다. 그리고 완성된 볼조인트의 유격량을 시험하는 유격시험해석을 통해 최적의 설계를 제안하였다.