• 스마트미디어저널
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• 제9권3호
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• pp.107-115
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• 2020

최근 건설분야에 3차원 설계기술인 BIM이 의무화 되면서 다양한 활용사례에 대한 연구가 증가하고 있다. 특히 4차산업혁명의 핵심기술 중의 하나인 가상현실 기술과 BIM이 융합되면 사전 설계검토, 시공시뮬레이션 등 다양한 분야에 활용될 수 있다. 하지만 현재까지 가상현실 접목기술이 단순 프로토타입 수준이거나 모델하우스 정도에만 활용되고 있다. 또한 품질이 높은 가상현실 콘텐츠 제작시 비용이 많이 들기 때문에 관련 분야의 활성화가 어려운 상황이다. 이에 본 논문에서는 가상건설분야 활용도 및 품질을 높이기 위해 BIM을 활용해서 가상현실 콘텐츠를 제작할 때 시간 소요가 많이 발생하는 재질 매핑 시간을 단축시키는 연구를 진행하였다. 이를 위해 BIM 모델시 재질 매핑 가능하도록 객체 속성을 부여하였고, 건설분야에 가장 많이 활용되는 재질을 구성하였으며, 속성과 재질을 자동으로 매핑해 주는 자동화 머터리얼 기능 개발과 최종 테스트를 진행하였다. 테스트를 위해서 10개의 모델을 활용해서 3회 반복 테스트를 하여 최종적으로 약 50.16%의 생산성 향상을 달성하였다. 향후에는 재질 매핑 자동화 기능 고도화를 포함하여 대용량 BIM 모델을 기반으로 물리적인 데이터 경량화를 포함하여 BIM 데이터를 기반으로 가상현실 콘텐츠 제작과 관련된 생산성 향상 연구를 진행할 예정이다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제10권6호
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• pp.169-178
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• 2010

본 논문은 실시간 응용 프로그램에서 사실적인 금속 재질을 렌더링하기 위한 효과적인 기법을 제안한다. 제안된 기법은 금속면의 미세한 흡집을 표현하기 위해 법선 벡터를 섭동(perturbation)하는 방법을 사용한다. 법선 벡터를 섭동하는 일반적인 방법은 범프(bump) 매핑이나 법선(normal) 매핑 등의 방법을 사용하는 것이다. 그러나 이러한 방식은 이방성 반사 특성을 갖는 표면에서는 사실적인 빛의 산란을 보이지 못한다. 금속 특유의 반사를 표현하기 위해서는 미세면 분포 함수를 이용하여 이방성 반사 특성을 모델링하는 것이 일반적이므로 일반적 법선 섭동만으로는 만족스런 결과를 얻지 못한다. 본 논문은 법선 벡터의 섭동과 함께 미세면 분포 함수를 변형하는 기법을 통해 매우 사실적인 금속면 재질 렌더링이 가능한 기법을 제안한 다. 제안된 기법은 쉽게 GPU 프로그램으로 구현되며, 실시간 환경에서 동작한다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2003년도 춘계학술발표대회논문집
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• pp.512-515
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• 2003

텍스쳐 매핑은 복잡한 3차원 모델을 모델링하는 대신 텍스쳐 맵으로써 대체하는 기법이다. 일반적인 영상기반 렌더링 기법에서는 영상으로부터 바로 텍스쳐를 추출하여 렌더링에 사용한다. 그러나 이러한 텍스쳐는 주변 환경으로부터의 빛과 물체의 반사 속성이 결합되어 나타나는 색이므로 영상으로부터 획득한 텍스쳐를 텍스쳐 맵으로 사용할 경우 비사실적인 영상을 생성하게 된다. 그러므로 획득한 텍스쳐에서 물체의 재질을 찾아내는 것은 사실적인 렌더링을 하기 위해 매우 중요한 일이다. 본 논문에서는 사실적인 렌더링을 위해 HDRI 환경맵을 이용하여 Diffuse map을 생성하는 기법을 제시한다.

• 디지털융복합연구
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• 제13권11호
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• pp.331-336
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• 2015

로우 폴리곤(Low-Polygon) 모델에 사용되는 텍스쳐 매핑은 3D게임그래픽 표현에 있어서 중요도가 높은 작업과정의 하나이다. 그 과정에서 손맵(hand painted texture)은 모델링 표면에 단 한 장의 텍스쳐를 사용하여 재질의 색상 및 시각적 촉각을 표현한다. 3D게임그래픽에서 돌출, 함몰과 같은 시각적 촉각 표현이 매우 중요하다. 평면을 입체적 양감으로 인지하는 것은 게슈탈트 법칙(Gestalt Law)의 경험적 시지각으로 해석할 수 있다. 또한 촉각을 인지하고 지각하는데 있어서 필요한 것이 어포던스(Affordance)라는 개념이다. 이는 학습과정에서 그 관계성을 시각적으로 지각하는 것을 의미한다. 본 논문에서는 3D게임그래픽 제작자들을 대상으로 한 손맵에 대한 설문조사 분석결과를 통하여 손맵이라는 텍스쳐 맵 제작 시 중요한 특징들을 제시하고 한다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제10권3호
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• pp.103-111
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• 2010

본 논문에서는 직물을 사실적으로 렌더링할 수 있는 절차적 접근법을 제안한다. 가상 직물을 렌더링하기 위한 기존의 절차적인 기법들은 결과의 사실성이 부족하다는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 제안된 예제-기반 접근법은 렌더링의 사실성을 매우 높였지만, 다양한 재질의 반사를 표현하기 위해서는 대용량의 저장 공간이 필요하다는 단점을 가진다. 본 논문에서 제안되는 기법은 미세면(microfacet) 모델을 이용하여 직물을 표현한다. 미세면 모델은 이방성 반사특성을 갖도록 하였으며, 씨실과 날실은 이러한 이방성 반사 특성을 수직으로 교차하여 표현할 수 있다. 이와 함께 본 논문은 실을 더욱 사실적으로 표현하기 위해 직조물을 구성하는 실의 굴곡을 절차적으로 모델링하는 기법을 제안한다. 제안된 기법은 데이터를 사용하지 않고도 매우 사실적인 직물 렌더링이 가능하다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2008년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.635-638
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• 2008

최근 컴퓨터 그래픽 기술의 급속한 발전과 더불어 온라인 게임의 환경도 다양하게 변하고 있다. 사실적인 표현을 위한 원근감, 입체감, 물체의 재질, 그림자, 빛의 세기 등의 다양한 요소가 고려되어야 한다. 그 중 음영의 표현은 객체의 사실적 표현에 중요한 역할을 한다. 음영을 생성하기 위해서는 반복적인 많은 연산을 수행해야 한다. 즉 객체 판단을 위한 수많은 점들에 대한 영역의 분리와 빛의 세기 등을 구별해야 한다. 본 논문은 실시간 그림자를 생성하기 위해 그림자의 영역을 판단하기 위한 데이터를 추출하지 않고, 객체에 대한 LOD를 생성하여 이를 그림자로 매핑 해줌으로써 사실적인 음영을 생성시킬 수 있는 효율적인 방법을 제시한다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.9-16
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• 2011

본논문에서는 3차원 3D 얼굴 스캔 데이터와 사진 이미지를 이용하여 3D 얼굴 모델을 생성하고 향후의 얼굴을 예측하는 시스템 개발에 대해 기술한다. 본 시스템은 3차원 텍스처매핑, 얼굴 정의 파라미터 입력 도구, 3차원 예측 알고리즘으로 구성 되어 있다. 3차원 텍스처매핑 기능에서는 3D 스캐너로 획득한 얼굴 모델과 사진 이미지를 이용하여 특정 연령에서의 새로운 얼굴모델을 생성한다. 텍스처매핑은 3D 스캐너로부터 획득한 메쉬 데이터에 정면과 좌우 측면의 세 방향의 사진 이미지를 이용하여 매핑하였다. 얼굴 정의 파라미터 입력도구는 3차원 텍스처매핑에 필요한 사용자 인터페이스 도구로서, 얼굴 모델의 정확한 재질값을 얼굴 사진으로부터 얻기 워하여 사진과 3D 얼굴 모델의 특징점을 일치시키는데 사용된다. 본 연구에서는 한 얼굴의 향후 연령대에서의 얼굴 모델을 구하기 위하여 100여개의 얼굴 스캔 데이터베이스를 이용한 통계적 분석에 의해 재질값을 예측 계산하여 해상도 높은 재질값을 가지는 모든 연령대의 3D 얼굴모델을 구성하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.206-212
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• 2013

멀티미디어, 가상현실 및 네트워크로 대표되는 ICT 기술은 문화콘텐츠의 원형을 보존하고 복원을 위한 좋은 수단이다. 본 논문에서는 우리나라의 대표적인 문화콘텐츠라 할 수 있는 전통목조건축물을 디지털화하기 위한 멀티미디어와 증강현실 기술의 세부적인 방법을 제시하고 구현하였다. 그래픽 기법을 사용하여 전통목조건축물에 사용되는 건축 부재들을 3D 모델링하였고, 전통목조건축물의 지붕 곡선을 표현하였고, 전통목조건축물의 재질 매핑을 하였다. 또한, 마커 기반 증강현실 기법을 사용하여 모바일 기기를 통하여 전통목조건축물의 정보를 획득할 수 있도록 구현하였다. 멀티미디어 및 증강현실로 구현된 전통목조건축물 결과물의 활용 방안을 또한 제시하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.19-27
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• 2011

본 논문에서는 윈도우(Windows) 기반의 데스크탑 환경에서, 특히 컴퓨터 게임에 관련된 응용 프로그램들에서 활발하게 사용되는 Direct3D가 제공하는 핵심적인 기능들과 함수들을 리눅스 환경에서 OpenGL 라이브러리를 기반으로 에뮬레이션 형태로 제공하고자 한다. 리눅스(Linux) 운영 체제 하에서는 일반적으로 X 윈도우 시스템과 OpenGL 라이브러리만 사용 가능한 컴퓨터 그래픽스 환경이 제공된다. 이 상황에서는, 우선적으로 윈도우 기반의 PC에서 Direct3D를 기반으로 개발된 게임 프로그램들이나 사용자 인터페이스 등을 컨버전하는 변환 작업에서 이러한 에뮬레이션 환경이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 DirectX 9.0을 기준으로, 많이 사용되는 함수들을 선별하여 이들을 지원함으로써, 최종적인 전체 구현의 프로토타입을 확보하였다. 본 논문의 구현은 3차원 좌표 변환(3D coordinate transformation), 광원 및 재질(light & material), 텍스처 매핑(texture mapping), 애니메이션(animation) 등을 지원하여, 이를 이용하여 다양한 응용 프로그램 예제들과 실제 게임 캐릭터의 애니메니션 스크립트를 성공적으로 실행하여, 유용성을 입증하였다.