• 암석학회지
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• 제23권2호
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• pp.139-144
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• 2014

저어콘 음극선발광영상의 입체적 연구를 위해, 단계적 연마를 사용한 연쇄단층촬영과 영상 후처리작업으로 저어콘 내부 누대구조의 3차원 복원을 최초로 시도하였다. 연구에 사용된 시료는 경상분지 북동부 영덕화강암체에서 분리한 고생대말 시기의 저어콘으로 평면 음극선발광영상에서는 전형적인 진동누대구조가 관찰된다. 시료의 연쇄단층촬영을 위해 에폭시마운트 제작 후 $3{\mu}m$과 $1{\mu}m$ 연마액을 이용한 연마와 후방산란전자영상과 음극선발광영상 촬영을 시료가 소진될 때까지 반복하였다. 단계별 두께의 차이는 약 $3{\mu}m$이며, 약 80여개의 저어콘 중 7개를 선정하여 같은 면적 영상파일로 저장한 후 영상편집 소프트웨어인 Image J와 Volume Viewer를 이용하여 3차원 내부구조를 복원하여, 저어콘의 진동누대 및 덧성장구조를 입체적으로 재현하는데 성공하였다. 3차원적 내부구조 영상은 2차원적으로 관찰하는 단면영상의 내부구조와 달리 특정방향에 따른 단면관찰이 가능하고 다양한 변화양상을 재현할 수 있다. 이 방법은 고분해능 이차이온질량분석기 연대결과가 복잡하게 나오는 저어콘이나 미세구조 파악이 필요한 다른 지질시료의 입체적인 성장 및 재결정작용의 내부 구조연구에 응용될 수 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 봄 학술발표논문집 Vol.31 No.1 (B)
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• pp.733-735
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• 2004

이 논문은 한 대의 카메라에서 얻은 일련의 영상을 해석하여 단순한 2차원의 영상을 3차원물체로 복원하는 방법에 대해 설명을 한다. 이러한 3차원 복원 방법은 카메라 내부 변수가 동일하다는 가정을 이용하여 별도의 캘리브레이션 작업 없이 한 대의 카메라로부터 얻은 여러 장의 영상을 이용한다. 이 논문에서 제안한 방법은 내부 변수 중 카메라 행렬의 단순화와 사영 기하를 이용한 것이다 이 방법은 실제 비디오 프레임에 가상의 그래픽 모델을 더하는 AR (Augmented reality) 분야에 특히 유용하다 이 논문에서의 실험은 실제 여러 비디오 스트림 데이터를 바탕으로 수행되었고, 하나의 카메라를 사용한 동영상에서 3차원 구조로 복원하는 실험 결과는 시스템의 유용성을 보여준다.

• 방송과미디어
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• 제18권3호
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• pp.95-108
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• 2013

디지털 홀로그래픽 현미경이나 정량적 위상 현미경(quantitative phase microscopy)과 같은 기존의 간섭현미경은 3차원 이미징 기술로 분류되는데, 이는 획득한 이미지의 복소장(complex field)을 계산을 통해 다른 깊이로 전파시킬 수 있기 때문이다. 그러나 엄밀한 의미에서는 하나의 복소장 이미지는 단지 2차원 맵이기 때문에 근본적으로는 샘플의 2차원 정보만을 가지고, 물체의 3차원 구조의 일부분을 측정하는 것에 지나지 않는다. 본 논문에서는 1969년에 Wolf가 제안한[1,2] 홀로그래픽 회절 토모그래피(Optical Diffraction Tomography: ODT)를 실험적으로 구현한 3차원 위상 현미경(Tomographic Phase Microscopy: TPM)을 소개하고자 한다. TPM은 샘플을 다양한 각도로 조명하여 서로 다른 입사각에 대해 복소장 이미지를 얻고, ODT를 통해서 샘플의 3차원 구조를 복원해내는 기술이다. 보다 구체적으로는 다양하고 독립적인 2차원 이미지들을 샘플의 3차원 푸리에 공간에 맵핑함으로써 샘플 단면의 흡수율과 굴절률을 복원할 수 있다. 굴절률은 분자 농도와 비례하기 때문에, 살아있는 세포에 대한 굴절률의 3차원 맵을 얻을 수 있으면 세포 내부의 분자 구성을 연구할 수 있고, 이를 통해 다양한 생의학적 응용을 연구할 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제28권4호
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• pp.358-368
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• 2001

셀프 캘리브레이션은 영상 시퀀스에 대한 특징점 정합 결과를 이용하여 카메라 내부 파라미터를 계산하는 기법이다. 이는 임의로 움직이는 카메라를 이용하여 얻은 영상 시퀀스를 이용하여 유클리디안 복원을 수행하는데 응용될 수 있다. 안정적인 3차원 복원결과를 얻기 위하여 본 논문에서는 두 가지 제약 조건을 사용한다(카메라 내부 파라미터의 개수에 대한 제약 조건과 복원할 장면의 기하학적 구조를 이용한 제약 조건). 카메라 내부 파라미터에 대한 제약 조건은 카메라의 하드웨어적인 특성을 반영하며 이러한 제약 조건을 적용함으로써 셀프 캘리브레이션 중 비선형 최적화 과정의 수렴도를 높일 수 있다. 또, 기하학적 제약 조건은 대상 장면의 직각 구조를 이용하여 이에 대한 조건을 분석하여 제약 조건에 대한 수식을 유도한 다음 이를 최적화 과정에 포함시킨다. 합성 영상과 다양한 종류의 실제 영상에 대한 실험을 통하여 본 논문에서 제안된 방법을 이용하면 개선된 유클리디안 복원 결과를 얻을 수 있음을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제31권11호
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• pp.1543-1550
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• 2004

영상 열을 이용한 3차원 구조 복원 기법은 기하학 기반의 전통적인 3차원 모델링 기법의 대안으로 복잡한 대규모 장면을 쉽고 빠르게 모델링 할 수 있는 효과적인 수단이다. 이러한 모델은 모션을 통한 구조 복원기법을 통해 주로 얻어진다. 그러나 모션을 통한 구조복원 기법은 매우 복잡한 기하학 구조와 현란한 컬러를 포함한 물체의 경우, 적용하기에 어려움이 있다. 이러한 어려움을 해결하기 위해, 본 논문에서는 움직이는 평면거울 기반의 새로운 물체 복원 기법을 제안한다. 본 기법은 장면에 포함된 기하구조의 암묵적인 단서를 이용하는 대신 장면 속에 기하학적 단서 즉, 거울의 위치 정보를 강제로 삽입하여 가상 카메라의 위치 정보를 추출한다 구해진 가상 카메라의 위치 정보를 통해 장면의 복잡도에 무관한 3차원 기하 구조를 복원할 수 있다. 이를 위해 먼저 복원하고자 하는 장면을 포함한 평면거울의 영상 열을 포착한다. 다음으로 거울의 위치 정보를 이용하여 가상 카메라의 내, 외부 파라미터를 추정한다. 구해진 카메라 파라미터는 거울의 위치 정보 추출 시 발생하는 에러를 포함하고 있기 때문에 영상 열에 존재하는 코너점들의 대응관계를 이용하여 재 보정한다 마지막으로 구해진 가상 카메라의 내부 및 외부 파라미터 정보를 통해 3차원의 구조를 복원한다 본 논문에서 제안한 알고리즘을 다양한 영상을 통해 실험한 결과 신뢰할만한 구조 복원이 가능하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2000년도 추계학술발표논문집 (상)
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• pp.231-234
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• 2000

옥트리(octree)는 3차원 물체를 복원함에 있어서 간편함으로 팥이 이용되어지는 방법이다. 하지만 물체의 형태가 복잡해지고 물체 내부에 구멍이 뚫어져 있는 경우 옥트리로 표현된 결과만으로는 형태를 파악하기 어려운 경우가 발생한다. 본 논문은 옥트리를 이용하여 3차원 물체의 형태를 복원하는데 있어서 나타나는 문제점을 옥트리의 계층적 구조를 증가시키지 않고 현실감이 떨어지는 부분에 대해서 CSG모델을 이용하여 해결하는 방안을 제시한다. 옥트리로 만들어진 결과물과 3차원 물체와의 차이가 나는 부분에 대하여 좀 더 현실감을 주기 위하여 CSG모델을 이용하여 기본도형을 만들고, 만들어진 도형을 다시 CSG모델을 이용하여 옥트리로 만들어진 물체에 결합시키는 형태로 문제를 해결한다. 본 논문에서는 실험을 위하여 3차원 물체를 만들고, 이를 옥트리를 이용하여 문제점을 확인하고, 이를 본 논문에서 주장한 방법을 이용하여 해결하는 방안을 제시한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.405-411
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• 2016

본 논문에서는 풍력 블레이드와 같이 세장비가 크고 초기 비틀림이 존재하는 복합재료로 구성된 블레이드에 대한 이차원 단면의 차원축소와 복원관계를 이론적으로 기술하였다. 그리고 VABS 이용한 보의 차원축소모델에 대한 유효성을 검증하기 위해 선행연구 모델을 활용하여 기존 연구결과를 수치적으로 비교하였다. 실물과 가장 가까운 날개 구조물 2차원 형상에 단면해석을 적용하여 정밀한 단면의 이산화를 수행하고 VABS를 이용하여 블레이드의 특성(질량행렬, 강성행렬)을 포함한 1차원 보 모델링을 수행하였다. 1차원 보 모델을 통해 세장비가 큰 날개 구조물의 거동을 확인하고 내부하중을 계산하여 단면위치에서 변형률 복원을 수치적으로 계산하고 이산화된 단면에 수치적으로 매핑하여 시각적으로 확인하고 여유마진을 계산하였다.

• Composites Research
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• 제28권4호
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• pp.204-211
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• 2015

본 논문에서는 블레이드와 같이 세장비가 크고 초기 비틀림이 존재하는 복합재료로 구성된 날개 구조물에 대한 이차원 단면의 차원축소와 복원관계를 이론적으로 기술하고 이를 이용한 복합재료 로터 블레이드의 효율적인 설계 과정을 기술하였다. 차원축소와 복원해석 수치해석 프로그램인 VABS를 이용하여 단면해석을 수행하고 연성이 고려된 강성행렬과 질량행렬을 중립점에 연결하여 블레이드의 특성을 포함한 1차원 보 모델링을 구성하였다. 1차원 보 모델을 통해 블레이드의 거동을 확인하고 내부하중을 계산하여 단면위치에서 변형률 복원을 수치적으로 계산하고 이산화 된 단면에 수치적으로 매칭하여 시각적으로 형상화하였다.

• 한국측량학회지
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• 제23권4호
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• pp.375-384
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• 2005

도시계획, 이동통신계획, 교통계획, 환경조사, 재해${\cdot}$재난 관리 등의 다양한 분야에서 효율적인 시설물 관리를 위한 3차원 도시모델의 사용이 증가하고 있다. 특히 최근의 건물모델링은 CAD와 GIS의 기술로 통합되는 추세이다. 현재까지 연구되어 온 건물모델링은 주로 외부 시각화를 위한 것이었으나 보다 다양한 분야에서 활용하기 위해 건물 내부에 대한 모델링의 필요성과 중요성이 증가하고 있다. 3차원 건물모델링은 컴퓨터 그래픽스, CAD, GIS 분야에서 서로 다른 개념으로 발전되어 왔다. CAD와 컴퓨터 그래픽스 기반의 모델은 정밀한 시각화 표현 기능이 발전하였으나 객체에 대한 속성정보가 부족하며, GIS 기반의 모델은 속성정보와 위상기하학을 이용하는 공간 분석 및 연산 기능이 강력하므로 GIS와 CAD 통합된 모델링이 필요하다. 본 연구에서는 3차원 건물모델의 내부구조를 복원하기 위해서 건축물 관리대장에 포함되어 있는 CAD 설계도면을 이용하는 방법을 제시하고 있다. 기하학적 요소로 구성된 CAD 도면에 위상기하학적인 정보를 생성하고 내부 공간을 분할하여 3차원으로 복원한 뒤, 추가적인 속성정보를 건물 데이터베이스에 입력하였다. 오늘날 규모가 커지고 복잡해지는 건물 내부의 효과적이고 체계적인 3차원 공간분석 및 서비스 제공을 위한 GIS 네트워크 모델을 생성하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.56-65
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• 2020

본 연구의 목적은 임진왜란 당시 사용된 조선화포 중완구에 대한 효과적인 복원을 통해 동시대 최고의 기술을 기반으로 해양 우세권을 유지할 수 있었던 조선시대 화포(중완구)의 우수성과 독창성을 확인하는 것이다. 조선화포 중완구는 임진왜란 당시 해·육상 주요 전장에서 사용되었던 화포로서 외세의 침략으로부터 국가를 수호하고자 하는 우리민족의 호국의지를 엿볼 수 있는 중요한 문화유산이며, 운용방법 등 역사적인 고증을 위해 크기, 비례, 구조, 재료 및 주조방법 등 다양한 분야에 대한 많은 연구가 필요하다. 이에 따라 중완구의 효과적인 연구를 위해 3차원 스캐닝 및 3D 프린팅 등 최신 IT 기술을 활용하는 것으로 먼저, 조선화포 중완구에 대한 형태적 특징을 파악하기 위하여 훼손된 중완구에 대한 3차원 스캐닝과 3차원 모델링, 3D 프린팅 기술을 이용한 문화재복원을 수행하였다. 이를 통해 본 연구에서 얻고자 하는 조선화포 중완구의 크기, 내부구조, 비례 등을 확인할 수 있었다. 또한 전장에서 훼손된 조선화포 중완구에 대한 복원을 통해 형태적, 운영방법, 주조방법 등을 파악함으로써 임진왜란 시기 조선 과학기술력의 우수성과 독창성을 확인할 수 있는 중요한 계기가 마련되었다. 본 연구는 "제4회 3D프린팅 BIZCON 경진대회"에 참가하여 대상인 과학기술부정보통신부 장관상을 수상한 주제이다.