• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.11-16
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• 2010

본 논문에서는 그래픽스 하드웨어를 이용한 스윕 곡면의 효율적인 렌더링 알고리즘을 제안한다. 스윕 곡면은 스플라인 모션을 따라 움직이는 단면 곡선으로 표현된다. 이러한 표현은 행렬과 벡터의 곱으로 계산되며, 이는 프로그래밍이 가능한 그래픽스 하드웨어에 쉽게 적용될 수 있다. 스플라인 모션과 단면 곡선의 정보는 텍스쳐 메모리에 저장된다. 그래픽스 하드웨어의 정점 프로세서는 두 개의 곡면 매개변수를 2차원 정점으로 입력받아 한 번의 행렬 곱셈으로 스윕 곡면의 정점 좌표와 법선 벡터를 계산한다. 제안한 GPU 기반 스윕 곡면의 렌더링은 CPU 기반 렌더링에 비해 10배에서 40배 정도의 속도 향상을 보였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (2)
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• pp.652-654
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• 2004

PC 그래픽스 하드웨어의 급격한 발전에 따라 과거 슈퍼컴퓨터 급에서나 가능하였던 대용량 데이터의 볼륨 렌더링을 일반 PC에서 수행하려는 시도가 계속되고 있다. 특히, PC 그래픽스 하드웨어의 꼭지점 및 픽셀 쉐이더는 기존의 고정된 그래픽스 파이프라인에서 벗어나 사용자가 렌더링 과정에 개입하여 프로그래밍을 할 수 있도록 하여 많은 각광을 받고 있다. 그러나 그래픽스 하드웨어의 텍스쳐 메모리의 크기보다 큰 볼륨 데이터의 가시화는 아직까지 충분히 빠르지 못하며 텍스쳐의 압축으로 인하여 영상 품질도 좋지 못하다. 본 논문에서는 이러한 그래픽스 하드웨어의 프로그래밍 기능 중 꼭지점 좌표 및 텍스쳐 좌프의 조작, 그리고 픽셀 쉐이더를 통한 퐁 쉐이딩 연산을 이용하여 그래픽스 하드웨어의 메모리 크기보다 큰 대용량 볼륨 데이터를 고품질로 가시화하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 춘계학술발표대회
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• pp.1645-1648
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• 2005

PC 그래픽스 하드웨어의 급격한 발전에 따라 슈퍼컴퓨터 또는 여러 대의 컴퓨터를 이용한 병렬/분산 처리로나 가능하였던 실시간 볼륨 렌더링을 한대의 일반 PC에서 수행하려는 시도가 계속되고 있다. PC 그래픽스 하드웨어의 꼭지점 및 픽셀 쉐이더는 수치 계산에 최적화된 벡터 연산으로 빠른 볼륨 렌더링을 가능하게 하였을 뿐만 아니라 기존의 고정된 그래픽스 파이프라인에서 벗어나 사용자가 렌더링 과정에 개입하여 프로그래밍을 할 수 있도록 하였다. 본 논문에서는 이러한 그래픽스 하드웨어의 프로그래밍 기능 중 텍스쳐 좌표의 조작을 이용하여 다양한 종류의 볼륨 데이터를 빠르게 렌더링하고 픽셀 쉐이더의 여러 기능들을 이용하여 퐁 쉐이딩 연산, 이른 깊이 테스트, 팔진트리 텍스쳐등을 구현하여 고품질 영상을 실시간으로 얻고자 하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.13-20
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• 2006

모바일 환경에서 고급 그래픽스 기술을 적용하고자 하는 시도로 최근 3D 그래픽 엔진을 탑재한 단말기가 출시되고 있다. 이 단말기는 OpenGL ES 1.x을 기준으로 고정된 파이프라인을 통해 그래픽 연산을 처리하고 있으므로 사용자가 다양한 그래픽 표현을 수행하는데 제약이 따른다. 최근 PC 환경의 그래픽 엔진에서는 고정 기능의 파이프라인이 아닌 프로그래밍 가능한 파이프라인을 제공하여 기존 고정 파이프라인에서 불가능했던 유연한 그래픽스 기술을 제공하고 있다. PC환경의 프로그래밍 가능한 파이프라인은 DirectX와 OpenGL 그래픽 라이브러리에 의해 제공되고 있지만, 모바일 환경에서는 이를 지원하기 위한 관련 제품이 아직 출시되지 않고 있는 상태이다. 본 논문에서는 2005년 9원에 발표된 프로그레밍 가능한 그래픽스 파이프라인에 대한 표준인 OpenGL ES 2.0에 기반한 효율적인 셰이더 구조와 이 의 구동방식을 제시한다. 본 연구는 PC상에서 소프트웨어로 개발되었고, 연구 결과는 그래픽스 하드웨어 설계를 위한 검증용으로 사용될 수 있을 뿐 아니라 응용 프로그래머의 모바일 콘텐츠 제작을 위하여 활용될 수 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.1-6
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• 2007

곡면은 다각형 메쉬에 비해 간결한 표현을 가지고 부드러운 형상을 표현할 수 있지만, 현재 그래픽스 하드웨어는 곡면 렌더링을 지원하고 있지 않다. 최근의 GPU를 이용하여 프로그래밍 가능한 그래픽스 파이프라인은 기존의 다양한 그래픽스 알고리즘들을 가속화시키는 데 이용될 수 있기 때문에, 이 논문에서는 GPU 하드웨어를 이용하여 블렌딩을 기반으로 생성된 임의의 위상을 가진 곡면을 빠르게 렌더링 하는 방법을 제시한다. 제어 메쉬상에서 샘플링된 매개변수와 지역 곡면을 표현하는 정보들을 그래픽스 파이프라인으로 전달하여, 정점 프로세서에서 이러한 정보들을 가지고 블렌딩된 곡면상의 위치 정보와 노말 벡터를 계산한다. 이러한 방법은 CPU에서 블렌딩 곡면을 계산하는 것보다 훨씬 빠르게 수행된다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2008년도 학술대회 1부
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• pp.414-419
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• 2008

최근 컴퓨터 그래픽스 분야에서 3차원 렌더링은 영화 제작, 광고, 인테리어 시뮬레이션, 의료 영상 등 많은 분야에서 중요하게 사용되고 있으며 기술의 발달로 인해 그 사실성이 매우 높아지고 있다. 또한 렌더링 기술의 발달과 하드웨어의 비약적인 발전에 의해 실시간 게임 등에도 물리 기반 3차원 렌더링 기법들이 응용되어 사실성을 더해 가고 있다. 그러나 영화 제작 등에 사용될 수 있는 정도의 고품질 영상을 생성하기 위해 아직 적지 않은 시간을 필요로 하는 한계를 가기고 있다. 본 논문에서는 가상의 3차원 공간에 만들어진 복잡한 장면에 대하여 고품질 영상의 매우 중요한 요소 중의 하나인 물리 기반 전역 조영을 빠른 시간 안에 사실적으로 생성할 수 있는 렌더링 기법을 제안한다. 특정 제약 속에서 빠른 계산을 가능하게 하는 프로그래밍 가능한 그래픽스 하드웨어를 사용하여 물리 기반 전역 조영 알고리즘을 가속하고 포톤 매핑 기법을 적용한 광선 추적법 기반에서 효과적으로 동작할 수 있도록 렌더링 시스템의 구조를 최적화 하였다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2007년도 학술대회 1부
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• pp.1025-1030
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• 2007

여러 학계와 산업계로부터 인체영상과 같은 정적인 볼륨 데이터뿐만 아니라, 유체 흐름과 같은 동적으로 움직이는 Time-Variant 볼륨 데이터에 대한 실시간 렌더링의 요구가 계속되고 있다. 일반적으로 Time-Variant 데이터는 그 크기가 정적 볼륨 데이터의 수배에서 수백 배에 이르러, 이를 실시간으로 가시화하는 데에 많은 어려움이 있어왔다. 한편, PC 그래픽스 하드웨어의 급격한 발전에 따라 슈퍼컴퓨터나 다수의 컴퓨터들을 이용한 병렬/분산 렌더링으로나 가능했던 Time-Variant 볼륨 데이터의 실시간 볼륨 렌더링을 한대의 일반 PC에서 수행하려는 시도가 계속되고 있다. GPU의 꼭지점 및 프래그먼트 쉐이더(vertex & fragment shader)는 수치 계산에 최적화된 벡터 연산과 사용자 프로그래밍 기능으로 빠른 볼륨 렌더링을 일반 PC에서도 가능하게 했다. 본 논문에서는 GPU를 이용해서 Time-Variant 볼륨 데이터를 빠르게 가시화하고, 이렇게 개발한 GPU 볼륨 렌더링 프로그램을 사용자가 사용하기 편리하도록 사용자 친화적인 유저 인터페이스를 설계하고 구현하였다. 특히, 시간에 따라 동적으로 변화해야 하는 전이함수를 최대한 편리하게 생성할 수 있도록 전이함수 에디터에 중점을 두었다.