본 논문은 복셀(voxel)로 표현된 임플리시트(implicit) 곡면에 새로운 앤티 앨리어싱 방법을 적용하여 저해상도에서도 양질의 이미지를 구현하는 것을 목적으로 한다. 임플리시트 곡면은 독창적인 3-D 모델링과 제어 방법을 만들며 과학 유사 분야와 의료영상 가시화 부분, 애니메이션 원형과 의료용 시뮬레이션, 대화식 모델링 같은 분야에 많이 이용되고 있다. 레이 트레이싱이나 텍스쳐 맵핑으로 표현된 임플리시트 곡면에서의 앤티 앨리어싱 방법은 일반적으로 stochastic 샘플링 방법이 많이 사용되고 있지만 이 방법은 복잡한 함수로 표현된 임플리시트 곡면에 더 많은 어렵고 복잡한 계산을 요구하며 이에 따라 처리시간과 비용이 많이 든다. 반면에 복셀로 표현되는 임플리시트 곡면은 고해상도를 사용하여 부드러운 이미지를 나타내고 있지만 시간이 많이 걸리는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 시프트(shifted) 더블 Z-버퍼 앤티 앨리어싱 방법를 제안하였다. 시프트(shifted) 더블 Z-버퍼를 이용한 앤티 앨리어싱 방법 외에 box 필터와 tent필터를 적용하여 앤티 앨리어싱 효과를 증가시킨 곡면 이미지를 구현하였다. 결론적으로, 시프트(shifted) 더블 Z-버퍼 앤티 앨리어싱 방법은 간단하고 효율적인 방법이며 여러 형태의 필터링 적용이 가능하고 멀티 Z-버퍼로의 확장성이 좋다.
자연에 존재하는 연속량의 데이터는 디지털화 될 때 숫자로 변환된다. 이때 부딪치는 일반적인 문제는 완전히 통합되지 않았거나 잘못 통합된 표본 추출의 결과로 정보를 잃어버리는 앨리어싱(Aliasing) 현상이 일어나게 된다. 현재 일반 사용자가 사용하는 PC기반의 모니터 해상도는 96PPI(Pixel ZPer Inch)밖에 제공하지 못한다. 이러한 저해상도에서 컴퓨터 그래픽 이미지 객체를 디스플레이 할 때 앨리어싱 현상이 자주 발생한다. 현재 PC 기반의 그래픽 하드웨어 구조의 변형없이 저해상도 모니터상에서 앨리어싱 현상이 발생하는 이미지를 기존의 계산 방법을 감소시키면서 앨리어싱 현상을 제거하는 기법이 필요하다. 본 연구에서는 이와 같이 앨리어싱 현상을 감소시켜 이미지 데이터의 품질을 향상시킬 수 있는 개선된 Anti-Aliasing 알고리즘을 제안한다.
본 논문은 3차원 임플리시트(implicit) 곡면을 렌더링할 때 시프트 멀티 Z-버퍼를 이용하여 앨리어싱을 줄이는 것을 목적으로 한다. 복셀로 표현된 임플리시트 곡면은 고해상도를 사용하면 앤티 앨리어싱 효과를 볼 수 있지만 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 따라서 복셀로 표현되는 곡면을 렌더링할 때 저해상도에서도 양질의 이미지를 생성하는 새로운 앤티 앨리어싱이 필요하다. 이에 각 복셀마다 여러 개의 Z-버퍼를 이동함으로써 샘플링되는 값을 다양화하고 평활하는 방법을 제안한다. 이 방법은 메모리의 효율성을 고려하여 연산이 간단하고 필터링 적용이 쉬운 장점이 있다. 다만 Z-버퍼의 개수를 증가시키면 시간소비량이 증가하므로 향후 과제로서 이미지의 질 향상 정도와 소비시간증가의 관계를 수치로 나타내는 연구가 요구된다.
본 논문에서는 포인트 샘플링을 이용한 음함수 곡면에서 나타나는 앨리어싱을 줄이기 위한 새로운 하이브리드 앤티앨리어싱 방법을 제안한다. 하이브리드 앤티앨리어싱 방법은 하나의 음함수 곡면에 대해 Z-버퍼에서 나타나는 픽셀 값들의 차이를 구하여 세가지 형태의 Z-버퍼를 각각 사용하는 방법이다. 차이의 수준을 정하여 차이가 심할 때는 멀티 Z-버퍼를 사용하고 차이가 중간 정도일 때는 더블 Z-버퍼를 사용하며 차이가 경미할 때는 원래의 Z-버퍼만을 사용하여 3차원 객체를 표현하는 방법이다. 기존에 앤티앨리어싱 효과를 높이기 위하여 전체적으로 멀티 Z-버퍼를 사용하였는데 사용되는 Z-버퍼의 개수를 줄이면서 멀티 Z-버퍼를 사용한 것과 비슷한 효과를 보이는 효율적인 방법이다.
레이 트레이싱이나 텍스쳐 맵핑에 의한 Implicit 곡면에서의 앤티 앨리어싱을 위한 방법으로 일반적으로 stochastic 샘플링 방법이 많이 사용되고 있다. 하지만 이 방법은 복잡한 함수로 표현된 Implicit 곡면에 더 많은 복잡한 계산을 요구하며 이에 따라 처리 시간과 비용이 많이 든다. 본 논문에서는 복셀(voxel)로 표현되는 Implicit 곡면에서 효율적인 방법 및 계산으로 앨리어싱을 감소시키기 위하여 shifted 더블 Z-버퍼를 이용하였으며, 또한 box-filter와 tent-filter를 적용함으로써 양질의 Implicit 곡면 이미지를 표현하였다.
초해상도 영상 복원은 저해상도 이미지를 고해상도 이미지로 변환하는 기술이다. 저해상도를 고해상도로 변환 시 정보가 없는 화소에 대한 정확한 화소값을 예측하는 보간법을 이용하게 되며 영상의 스케일링에 따른 앨리어싱 (aliasing) 이 발생하는 문제를 해결해야 한다. 본 논문에서는 Sobel 연산자를 통해 구한 에지 성분의 크기와 방향성을 이용하여, 초해상도 영상의 앨리어싱과 블러링(blurring) 을 줄이는 기법을 제안한다.
그림자는 사실적인 장면의 렌더링에 없어서는 안되는 중요한 요소다. 그림자를 생성하는 방법 중 한가지인 이미지 기반 방법은 빠른 속도로 인해 많이 사용되는 방법이다. 그러나 다른 여러 이미지영역의 방법과 마찬가지로 앨리어싱 문제가 나타나는 단점이 있다. 이 문제를 극복하기 위한 여러방법이 제안되었으며 PCF(Percentage Closer Filtering)도 그 중의 한 방법이다. PCF를 이용한 그림자 생성 기법은 렌더맨에 구현되면서 유명해졌는데, 결과적으로 그림자 경계에서 보이는 앨리어싱 문제를 어느정도 해결하였다. 그러나 사용되는 필터의 크기에 따라 계산 속도가 문제가 될 수 있는 단점이 있다. 본 논문에서는 기존의 PCF 방법을 개선하여, 거의 유사한 결과를 보이면서 PCF보다 더 빠른 시간안에 그림자를 생성하는 기법을 제안한다.
그림자는 사실적인 3차원 장면의 렌더링에 없어서는 안되는 중요한 요소다. 3차원 장면에서 그림자로 인해 물체 사이의 거리를 파악할 수 있고 3차원 효과를 보일 수 있다. 그림자를 생성하는 방법은 크게 이미지 기반 방법(Image Based Method)과 물체 기반 방법(Object Based Method)으로 구분된다. 물체 기반 방법은 정확한 그림자를 계산하는 것이 가능하지만 계산 속도가 장면의 복잡도에 의존하기 때문에 실시간 그림자 생성에는 적합하지 않다. 물체 기반 방법과는 달리 이미지 기반 방법은 그림자 계산 속도가 장면의 복잡도에 의존하지 않기 때문에 빠른 속도로 인해 많기 사용되는 방법이다. 그러나 다른 여러 이미지 영역의 방법과 마찬가지로 이미지 기반 방법은 앨리어싱(Aliasing) 문제가 나타나는 단점이 있다. 이 문제를 극복하기 위한 여러 방법이 제안되었으며 PCF(Percentage Closer Filtering)도 그 중의 한 방법이다. PCF를 이용한 그림자 생성 기법은 렌더맨에 구현되면서 유명해졌는데, 결과적으로 그림자 경계에서 보이는 앨리어싱 문제를 어느 정도 해결하였다. 그러나 사용되는 필터의 크기에 따라 계산 속도가 문제가 될 수 있는 단점이 있다. 본 논문에서는 기존의 PCF 방법을 개선하여, 거의 유사한 결과를 보이면서 PCF보다 더 빠른 시간안에 그림자를 생성하는 기법을 제안한다.
본 논문은 여러 송수신 레이다들이 지상에 고정된 MIMO(multiple input multiple output) 레이다 환경에서 이동표적을 이미징할 수 있는 알고리즘을 제시한다. 제시된 알고리즘은 평면파 근사를 사용한 polar format processing에 기반한 것으로 수신 레이다 간 이격이 큰 경우에도 복수의 송신 레이다를 사용해서 앨리어싱(aliasing) 현상이 배제된 이동표적 이미지를 얻을 수 있음을 보인다. 앨리어싱 현상을 줄이면서 해상도를 높일 수 있는 송신 레이다 배치에 대한 조건을 제시하며, 또한 각 송신 레이다에 의한 표적 산란 신호를 수신 레이다에서 분리시킬 수 있는 방법을 제시한다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해서 제시된 MIMO 레이다 시스템의 성능을 검증한다.
This paper develops an octree-based algorithm for machining simulation. Most commercial machining simulators are based on the Z map model, which has several limitations in terms of achieving a high level of precision in five-axis machining simulation. Octree representation being a three-dimensional (3D) decomposition method, an octree-based algorithm is expected to be able to overcome such limitations. With the octree model, storage requirement is reduced. Moreover, recursive subdivision is processed in the boundaries, which reduces useless computations. The supersampling method is the most common form of antialiasing and is typically used with polygon mesh rendering in computer graphics. The supersampling technique is being used to advance the efficiency of the octree algorithm..
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[게시일 2004년 10월 1일]
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