• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.1-8
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• 2004

본 논문은 한 장 혹은 여러 장의 실세계의 사진 영상을 입력으로 받아 영상 기반 모델링 방법 중 하나인 영상 분할 모델링 방법을 통해 환경을 3차원으로 모델링을 하고 주어진 실세계 사진 영상을 비사실적 렌더링하여 환경 탐색시 환경맵으로 사용하도록 하여 비사실적 탐색 영상을 생성하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 세밀한 3차원 환경 메쉬 모델을 생성하여 2차원 환경맵의 비사실적 랜더링 과정을 통해 비사실적 애니메이션 효과를 손쉽게 만들어 낼 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한, 환경맵의 비사실적 렌더링을 통한 환경 매핑방법으로 각 프레임 간의 유사성을 유지하며 렌더링하는 특징을 가지고 있어 자연스러운 비사실적 탐색 영상을 생성 할 수 있다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제15B권2호
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• pp.103-112
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• 2008

사실적인 컴퓨터 애니메이션 제작 시 종종 모션 캡쳐 기술이 사용된다. 모션 캡쳐 기술은 대상체의 운동을 측정해서 모델링한 운동 렌더링 결과를 그래픽스로 표현한다. 본 논문에서는 카메라를 사용해서 얻어진 2차원 영상 정보로부터 대상체의 3차원 운동을 측정하여 모델링하는 영상 기반 운동 렌더링 문제를 다룬다. 기존의 영상 기반 운동 렌더링 알고리즘은 계산량이 너무 많거나 정확도가 떨어지는 등의 단점이 있었다. 첫 번 째 단점은 장편 애니메이션 제작시 제작 시간이 너무 길어서 문제가 되고, 두 번 째 단점은 사실적인 애니메이션 구현시 사실감이 저하되는 문제를 야기 시킨다. 이와 같은 기존 방식의 단점을 보완하기 위하여 본 논문에서는 계산량이 적고 정확도가 높은 영상 기반 운동 렌더링 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안한 방식에서는 계산량이 적은 증분형 운동렌더링 알고리즘을 최적제어 이론의 시각에서 분석하여 정확도를 향상시키도록 개조한다. 본 방식을 광학식 모션 캡쳐 기술에 적용할 경우 표시자(marker)의 부착 없이도 모션 캡쳐가 가능하다는 부가적 인 장점 또한 얻을 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제29권8호
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• pp.431-439
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• 2002

그래픽스 하드웨어가 급속도로 발전해왔음에도 불구하고, 복잡한 전경을 실시간으로 렌더링하는 것은 중요한 문제로 남아 있다. 최근 이미지 기반 렌더링에 대한 연구가 활발히 진행되면서 렌더링 후 3차원 와핑에 기반을 둔 렌더링 기법들이 제시되었다. 이러한 방법들은 좋은 결과를 산출하지만, 적지 않은 계산량을 요구하며, 또한 3차원 그래픽스 가속기 상에서 구현하기가 어렵기 때문에, 실시간 문맥에 사용하기가 용이하지가 않다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 투영 텍스춰 기법에 기반을 둔 3차원 와핑을 통한 실시간 렌더링 기법을 제시한다 이 방법에서는 복잡한 물체를 약간의 시간 차이를 두고 렌더링한 두 장의 참조 영상을 원래의 모델을 단순화시킨 물체에 각각 투영하여, 그 결과 영상을 혼합함으로써, 중간 시간에 대하여 원래의 물체를 렌더링한 것과 같은 우수한 화질의 영상을 빠르게 생성할 수 있다. 이 기법은 3차원 게임이나 가상 현실과 같은 실시간 그래픽스 응용 소프트웨어를 개발하는데 유용하게 쓰일 수 있을 것이다.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권2호
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• pp.186-194
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• 2017

깊이 영상 기반 렌더링은 깊이 정보를 활용하여 가상 시점의 영상을 생성하는 기술로 다양한 3차원 영상시스템에서 필요로 하는 기술이다. 깊이 영상 기반 렌더링에서 가장 어려운 과제는 가상 시점 영상에서 새롭게 드러나는 부분을 채우는 과정이다. 영상 인페인팅은 이 과정에서 보편적으로 활용되는 방법이다. 본 논문에서는 홀을 채우는 과정에서 발생하는 오류를 줄이고 자연스럽게 채우는 방법을 제안한다. 먼저 색상 영상의 정보와 깊이 정보를 활용하여 지역적으로 적응적 패치 크기를 선택하도록 하였다. 또한 패치 간 유사도에 따라 홀을 채우는 방법을 한 번에 채우는 경우와 부분적으로 채우는 경우로 구분하였다. 이를 통해 오류의 발생을 줄이고 깊이 영상 기반 렌더링에서 가장 큰 문제가 되는 오류의 전파를 억제하였다. 실험을 통해 제안한 방법이 기존의 방법보다 시각적으로 자연스러운 가상 시점 영상을 생성하는 것을 확인하였다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2007년도 학술대회 1부
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• pp.58-63
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• 2007

본 논문은 현미경이나 카메라 영상 등의 실시간 영상을 이용한 변형체(deformable object)의 햅틱 렌더링을 구현하는 방법에 관한 것이다. 이는 저속으로 변형하는 물체의 영상정보를 실시간으로 추출하여, 그에 대한 영상처리를 통해 변형과 이동에 대한 위치 정보를 제공함으로써 이루어진다. 물체에 변형이 가해지면 카메라를 통해 컴퓨터로 그 영상이 전송되며 얻어진 영상은 스네이크 알고리즘의 영상처리 과정을 거쳐 이차원 모델 구현을 위한 위치정보를 제공한다. 이 가상모델에 대한 햅틱 렌더링을 구현하여 햅틱장치에 힘 피드백을 주게 되며, 안정적인 햅틱 렌더링의 구현을 위해 보간법(interpolation) 및 보외법(extrapolation)을 적용하여 모델과 햅틱장치간의 샘플링 문제를 해결한다. 그래픽 렌더링 또한 구현하여 조작의 용이함을 제공한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권4호
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• pp.433-439
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• 2000

볼륨 렌더링은 기하학적인 기본 도형으로 모델링하지 않고, 3차원 데이터를 직접 가시화하는 방법이다. 이런 볼륨 렌더링의 특성으로 말미암아 3차원 영상을 도시할 때에, 복잡한 물체의 경우에도 물체의 표면을 상세하게 표현하는데 유리하여 의료 영상을 가시화하는 쪽으로의 적용이 많이 이루어져 왔다. 일반적으로 볼륨 데이터의 크기가 커서 실시간으로 처리하기 쉽지 않기 때문에, 근래에는 이 렌더링 시간을 줄이기 위해서 많은 여러 가지 렌더링 알고리즘이 제안되었다. 본 논문에서는 부호화 되어 있지 않은 볼륨 데이터를 빠르게 렌더링 하기 위해서, 쉬어-왑 분해를 이용하는 블록 기반의 볼륨 렌더링 기법을 제안한다. 이 방법에서는 블록 기반의 데이터와 함께 장기의 영역 분할 데이터를 동시에 이용하여 볼륨 렌더링을 수행하므로써, 부호화되어 있지 않은 데이터에 대해 렌더링 속도를 증가시킨다. 본 논문에서는 3차원 X-ray CT 흉부 영상과 MR 3차원 두부 영상을 렌더링 함으로써 제안한 방법의 성능을 검증하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.13-19
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• 2014

본 논문에서는 현실감 있는 렌더링을 위하여 최근 널리 사용되고 있는 영상 기반 조명(image-based lighting)과정을 실시간으로 처리하기위한 기술을 다룬다. 기존의 영상을 광원으로 사용하는 실시간 렌더링 기법에서는 주로 난반사(diffuse reflection)와 거울 면 정반사(mirror-like specular reflection)을 다루는 반면, 본 논문에서는 기존에 컴퓨터 그래픽스 분야에서 널리 사용하던 퐁 반사 모델(Phong reflection model)을 실시간으로 렌더링 하기 위한 방법을 제안한다. 특히 새로운 방법론 보다는 기존의 방법들을 확장하여 게임이나 실시간 미리보기 등의 응용에서 전통적인 방법으로 제작된 표면 속성을 가지는 기하객체를 보다 사실적으로 렌더링하기 위한 실용적인 방법을 제안한다. 난반사의 경우에는 기존의 방법과 유사하게 전처리 과정에서 원본 광원 영상으로부터 난반사를 실시간으로 계산하기 위한 영상을 생성하는 방법을 사용한다. 정반사의 경우에도 유사하게 전처리 과정에서 광택도(shininess)에 따른 반사 맵을 미리 생성하고 이를 물체의 광택도(shininess)에 따라서 보간하는 방법을 사용한다. 이와 같은 방법으로 실시간에 비교적 매우 적은 양의 계산과 적은 텍스처 참조를 통하여 영상 기반 조명을 근사할 수 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2000년도 가을 학술발표논문집 Vol.27 No.2 (2)
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• pp.481-483
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• 2000

영상 기반 모델링 및 렌더링을 위해 제안된 LDI(Layered Depth Images) 기법은 여러 장의 2차원 영상과 깊이 정보, 카메라 정보를 입력으로 받아 3차원 와핑을 이용해 새로운 장면을 렌더링한다. 하지만 이 기법은 홀 발생 문제 등 몇가지 결함을 가지고 있다. 본 논문은 이러한 LDI의 문제를 해결하고자, 의료 영상 가시화 분야에서 널리 사용되는 쉬어-왑 렌더링 알고리즘을 사용한 결과를 설명한다. 한편, 본 논문에서 제안된 알고리즘은 적은 데이터를 필요로 하는데, 웹 상에서 오브젝트 플레이어 플러그인으로 개발한 결과 좋은 성능을 보였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2021년도 하계학술대회
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• pp.101-104
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• 2021

영상에 새로운 광원을 추가하거나 기존의 광원을 변경하여 영상 내 오브젝트들에 적용된 조명을 변경하는 것을 영상 기반 재조명이라 한다. 하지만, 영상에는 재조명을 위해 필요한 광원과 오브젝트들의 3차원 기하 정보가 부재하다는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해, 본 연구에서는 영상으로부터 재조명에 필요한 요소들을 추정하는 접근법을 취한다. 오브젝트 표면의 노말과 알베도는 조명의 주 요소이지만 광원에는 독립적이므로 새로운 광원에 대한 재조명을 가능케 한다. 따라서 본 연구는 영상으로부터 노말맵과 알베도맵을 추정한 뒤, 이를 이용하여 영상 기반 렌더링하는 영상 재조명 방법을 제안한다. 조건부 적대적 생성망을 다양한 조명 환경에서 렌더링된 3차원 오브젝트 영상들과 그에 대응하는 노말맵, 알베도맵을 이용해 학습함으로써, 임의의 영상에 대한 노말맵과 알베도맵 추정기를 생성한다. 이를 통해 추정된 노말맵과 알베도맵은 3차원 공간상에서 새로운 광원에 대해 렌더링됨으로써 재조명 영상을 생성한다. 마지막으로, 영상 기반으로 재조명된 영상과 ground truth와의 비교 실험을 통해 본 연구에서 제안한 방법이 유효함을 확인한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제9권8호
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• pp.971-981
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• 2006

쉬어-왑 분해 렌더링은 볼륨 렌더링 방법 중 가장 빠르지만 영상의 화질이 좋지 않다는 단점이 있다. 본 연구에서는 쉬어-왑 렌더링의 빠른 속도를 유지하며 화질을 개선하는 방법을 제안한다. 화질 개선의 첫 번째 방법은 중간영상(intermediate image) 기반의 수퍼샘플링(supersampling) 기법이다. 객체 좌표와 영상 좌표간의 변환을 효율적으로 수행하여 임의 비율의 영상 확대를 빠르게 수행한다. 화질 개선의 두 번째 방법은 선-적분(pre-integrated) 렌더링을 사용하는 것이다. 기존의 선-적분 기반 쉬어-왑 렌더링은 빈-공간 도약(empty space leaping)을 하지 못하여 속도가 저하되는 문제가 있지만, 본 연구에서 제안하는 겹친 최소-최대 지도(overlapped min-max map) 자료구조를 사용하면 빈-공간 도약을 수행하여 속도 문제를 해결한다. 본 제안 방법을 통해 광선추적법(ray-tracing) 수준의 고화질 렌더링 영상을 빠른 시간에 생성할 수 있다.