사람 움직임 추적 알고리즘은 인간과 컴퓨터 상호작용, 화상회의, 감시 시스템, 게임 및 엔터테인먼트 분야에서 반드시 필요한 기술로 인식되고 있다. 과거 다양한 사람 움직임 추적 알고리즘들이 응용 프로그램의 특성에 따라 구현되고, 실시간성을 고려한 보다 효율적인 영상 처리, 컴퓨터 비전, 인터페이스 기술들을 적용하여 구현되고 있다. 본 논문에서는 타원체 형태의 신체 모델과 깊이값 정보를 갖는 3차원 점들과의 매칭을 통해 실시간으로 적용 가능한 움직임 추적 기술을 소개한다. 움직임 추적을 위한 기반 모델은 사람의 모습과 유사한 형태의 타원체 조합의 18개의 관절을 갖는 형태로 구성되어 지며, 영상으로부터 들어온 사람의 모습을 분석하여 일련의 신체 부위를 나누고, 그 정보를 바탕으로 역기구학 기반의 초기 자세를 추출한다. 초기 자세는 3차원 점 매칭 기법을 활용하여 보다 정확한 자세로 수정된다.
1984년 맥킨토시 컴퓨터의 출현으로 타이포그래피 디자인의 환경이 디지털 환경으로 바뀐 지 아직 20년이 채 되지 않지만 타이포그래피는 역사상 어느 시기보다 빠르게 변화하여 왔다. 하루가 다르게 발전하는 디지털 기술을 바탕으로 디자인 작업에 소요되는 시간과 노력이 절감되었을 뿐 아니라 2차원의 한정된 지면에 시간과 공간 개념이 결합되면서 타이포그래피는 새로운 도전을 시도하고 있다. 그러나 한편 무분별한 디지털기술의 남용으로 독창성 부재나 수준이 떨어지는 작업들이 쏟아져 나오는 부작용도 나타나고 있는 실정이다. 본 논문에서는 기술적 혁신에 따른 타이포그래피의 변천 과정과 현황, 그리고 디지털 타이포그래피의 새로운 가능성을 실험해온 디자이너들의 작업을 통하여 급변하는 디지털 환경에서 타이포그래피가 나가야 할 발전 방향을 제시하고자 한다. 디지털 타이포그래피의 창의적인 발전은 타이포그래피의 역사적 유산을 바탕으로 최대의 장점과 가치를 계승하고 디지털매체의 기술적 특성을 살려 새로운 가능성에 대한 실험을 계속할 때 가능할 것이다.
본 연구에서는 해안 디지털 비디오를 이용하여 쇄파지역에서의 파랑궤적을 원격으로 측정하는 기술을 제안한다. 쇄파에 의해 발생하는 거품은 비디오 이미지로부터 파랑속성을 측정하는데 큰 오차를 야기한다. 이러한 이유로, 본 연구는 이미지 상에서 파랑신호와는 다른 거품 노이즈를 제거하기 위한 고급 영상처리기술과 쇄파지역에서 파랑속성을 효과적으로 측정하는데 필요한 파랑궤적을 검출하는 방법에 초점을 두고 있다. 이를 위하여 본 연구는 100 m 이상 거리범위의 쇄파지역에서 3 Hz 주파수로 촬영한 해안 비디오 자료를 이용한다. 비디오 원 영상으로부터 고주파수의 특성을 가지는 거품신호를 제거하기 위하여 이미지 프레임 후방차분과 방향성 로패스 이미지 필터를 통하여 비디오 이미지를 영상처리한다. 개별의 쇄파 파랑궤적은 레이돈 변환 선인식 알고리듬을 이용하여, 거품 노이즈가 제거된 해안선 수직방향 이미지 Timestack상에 적용하여 검출된다. 이 이미지 Timestack의 물리적 공간차원은 2차원 공간-시간 도메인으로 표현된다. 비디오 자료로부터 측정된 유효 파랑궤적의 개수는 실측자료로부터 얻어진 파랑개수의 약 2/3이다.
이 연구에서는 해운대 석각을 대상으로 3차원 레이저 스캐닝 시스템을 적용하여 디지털복원 및 표면심도 모델링을 수행하였다. 먼저 석각의 3차원 디지털복원은 광대역 및 정밀 스캐너를 이용하여 점군 데이터를 획득하였고, 정합, 병합, 필터링, 폴리곤 메쉬, 도면화 작업 순으로 진행하였다. 특히 정밀 스캐닝 폴리곤은 광대역 폴리곤에 비해 글자의 필획, 음각깊이 및 선명도 등이 매우 뛰어났다. 표면심도 모델링은 폴리곤 분리, 기준축 설정, 기준점 선정, 등고선도 맵핑 및 폴리곤 병합을 통해 완성하였으며, 사진과 폴리곤 이미지에 비해 글자의 상대적 음각깊이(5~17mm)와 윤곽이 매우 뚜렷하게 나타났다. 광대역 및 정밀 스캐닝을 병합한 디지털복원 기술을 통해 석각의 전체 형태와 미세형상을 신속하고 정확하게 복원하였고, 표면심도 모델링은 육안과 사진으로 불분명했던 부분을 가시적으로 표현해주었다. 앞으로 정기적인 모니터링을 통해 석각의 다양한 손상과 시간에 따른 주변 환경 변화를 수치적으로 분석할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구에서는 스마트시티 구성요소인 공간정보인프라 구축을 위해 최신 공간정보 취득 기술인 드론을 기반으로 도심지의 3차원 디지털트윈 모형을 구축하였으며, 구축된 모형 간의 처리시간·품질·정확도 분석과 스마트시티 응용시스템을 활용하여 몇 가지 분석 모델을 구현하였다. 3종의 드론 사진측량 소프트웨어의 데이터 처리시간·품질이 각각 다르게 나타난 반면 구축 모델의 정확도는 8점의 검사점에 대한 평균제곱근 오차(RMSE)는 N방향으로 ±0.04m, E방향으로는 ±0.03m, Z방향으로 ±0.02m로 경계점좌표등록부시행지역의 경계점에 대한 측량성과와 검사성과의 허용범위로 규정하고 있는 0.1m 미만으로 나타났으며. 항공사진측량 작업규정의 1:500~1:600 축척의 사진기준점 오차 한계인 표준편차 0.14cm 이내로 나타나서 지적과 항공사진측량에서 규정하는 대축척의 오차 한계 모두 만족함을 알 수 있었다. 또한 드론기반의 3차원 도심지 디지털트윈 모형을 이용한 스마트시티 구현의 활용성 증대를 위해 본 연구에서 구축한 모형을 이용하여 조망권·경관분석, 일조권분석, 순찰경로분석, 화재진압 모의 훈련 등을 구현하였으며, 기존 항공측량 방법과 비교해서 육안 판독지점에 대한 정확도는 기존 항공측량 보다 10cm 내외 더 정확하고, 약 30㎢ 이하의 구축 면적에서 기존항공측량 보다 구축비용을 절감할 수 있을 것이라 판단할 수 있었다.
각종 디지털 기기와 통신 기술의 발전으로 다양한 멀티미디어 콘텐츠의 생산과 유통이 폭발적으로 증가하고 있다. 이미지와 동영상 등의 멀티미디어 데이터의 검색을 위해서는 기존의 문자 위주의 검색과는 다른 접근 방식이 필요하다. 이미지의 여러 가지 물리적인 특징들을 정량화 하여 분석하고 이를 비교하여 유사한 이미지를 검색하는 내용기반 이미지 검색에서 색상과 모양은 주요 물리적 특징들이다. 지금까지는 색상과 모양을 서로 독립적인 특징으로 분리하여 이용하였지만, 인지적 관점에서 두 특징은 밀접한 관련이 있다. 본 논문에서는 색상과 모양 특징을 동시에 표현하기 위하여 3차원 색상 정보를 2차원 복소수 형식으로 표현하는 복소 색상 모델을 이용하여 색상의 공간적 분포 모양을 기술하는 방법을 제안한다. 복소 이미지를 주파수 변환한 후 저주파 영역의 소수의 계수만으로 복원하는 실험을 통하여 제안된 방법이 색상의 공간적 분포 모양을 효율적으로 표현할 수 있음을 보였다.
이 논문은 3차원 디지털 애니메이션 제작 시 국내산업 환경에 맞는 소규모 제작진행방식을 제안하는 것이다. 컴퓨터를 이용한 3차원 디지털 애니메이션 제작이 보편화되어 이제 많은 작가와 기업들이 앞을 다투어 제작진행 중이며 이미 상당한 양의 제작물이 발표되었으나, 국내 3차원 디지털 애니메이션 제작기법의 적용은 여전히 해외산업 환경에 비해 저조한 편이다. 많은 원인이 있겠으나 그 중 하나로 국내 형 3차원 디지털애니메이션 제작구조의 개발이 미흡한 점을 들 수 있다. 해외의 대규모 제작구조 도입은 국내 3차원 애니메이션 산업을 양적으로는 확대시켰으나 이제는 작품의 질과 효율성을 감안하여 보다 국내현실에 맞고 실속 있는 제작진행방식 이 필요하다. 비순차적(非順次的 : non-sequential) 제작구조는 국내의 어려운 제작 여건을 감안하여 고안된 규모가 작은 제작진행방식으로 주로 예산과 인력이 한정된 3차원 디지털애니메이션에 효과적이다. 비순차적 구조는 제작비의 절감, 제작인력의 효과적인 운용, 제작기간의 단축 둥의 주요특징 외에도 작업자의 작업관여도를 증가시키고 기술습득을 원활하게 하는 등 많은 장점을 지니고 있다. 해외의 대형 애니메이션 제작 방식인 계층구조형태, 즉 하향식 파이프라인(pipeline) 제작진행방식이 여러 단계를 거치며 여러 종류의 많은 제작인력이 복잡하게 얽혀서 제작과 확인(conn)이 반복되는 것이라면 비순차적 구조는 소수의 인력이 작품에 대한 관여도를 극대화하여 확인보다는 이해와 합의를 통해 일인다역을 수행하는 환경을 제공하는 것이다. 대형 제작물에 참여한 각각의 제작인력이 자신에게 국한된 작업 외에 다른 제작단계나 영역에 참여할 기회가 없는 반면 비순차적 구조는 참여제작인력이 처음부터 완성까지의 과정동안 모든 제작진행흐름을 파악하기 때문에 제작이 진행될수록 작업에 가속이 붙는다. 비순차적 구조는 기본적으로 애니메틱(animatic)을 가장 중요하게 다룬다. 초기단계에 완성된 애니메틱을 계속 보안, 수정하면서 모든 제작인력이 '애니메틱의 완성이 최종 애니메이션의 완성'이라는 공동의 목표를 위하여 수평적인 의견도출과 각자 역할의 확대 및 변화를 시도할 수 있는 제작흐름이 되도록 고안된 제작구조이다.
최근 건축은 정형의 건축물의 외관과 설계 범위를 벗어난 비정형의 설계, 시각화, 3차원 모델 구현이 이루어지고 있다. 일반 정형건축물과는 달리 비정형건축물의 지붕과 외벽은 디자인 중심의 외벽시스템과 배수, 방수의 성능을 지닌 지붕마감시스템으로 설계되고 시공되었다. 그러나 비정형 건축물은 외벽과 지붕의 구분이 없어지고 외피로의 개념으로 통합된다. 또한 건축설계의 디자인 트렌드가 정형에서 비정형의 자유로운 형태로 급변하고 있어 각종 현상설계 및 턴키 등 설계경기의 당선을 위하여 비정형의 건축물이 자주 등장하고 있다. 기존 비정형 건축구조물의 곡면외피를 시공하기 위해서는 스틸 각파이프나 C형강으로 비정형 형태를 만들고 거기에 외장을 시공한다. 그러나 이는 공사 기간 지연과 높은 공사비용이 소요되는 문제점이 있다. 제작, 설치, 검측 후 비정형 패널의 부착 오류, 줄눈의 불일치, 곡면의 직선 시공 등의 오류가 매우 빈번히 발생하고 있다. 이에 본 연구는 3차원 좌표제어 기술의 하나인 CNC Twisted Tube 공법을 적용한 구조체의 시공과정을 면밀히 검토하여 3차원 좌표제어 기술로 비정형 건축물의 구현 방안을 제시한다.
본 연구의 목적은 3차원 중첩 기술 차이에 따른 디지털 치과용 지대치 인상체 및 경석고 모형의 스캐닝 정밀도를 비교 평가하는 것이다. 상악 제1 소구치 지대치 인상체와 경석고 모형를 제작했다. 청색광 스캐너로 스캔하여 stereolithography (STL)을 얻었다. 지대치 인상체와 경석고 모형에 대하여 스캐너 테이블에서 이동하지 않은 채로 10번의 추가 스캔을 수행하였다. no control과 best-fit-alignment 기술을 사용하여 지대치 인상체와 경석고 모형 스캐닝 데이터를 중첩시킴으로써 10개의 color-difference maps과 root mean square (RMS) 데이터를 얻었다. 서로 간의 그룹 사이에 RMS data를 가지고 독립 t 검정을 수행하였다(${\alpha}=0.05$). 지대치 인상체 스캐닝에 있어서 no control과 best-fit-alignment의 RMS${\pm}$StandardDeviation (SD) 값은 $6.86{\pm}0.94$, $5.04{\pm}0.24$로 나타났고, 경석고 모형 스캐닝에 있어서는 $4.98{\pm}1.16$, $3.39{\pm}0.07$로 나타났으며, 모든 그룹 간에 유의한 차이를 보였다(P<0.001). 본 연구 결과를 통해 best-fit-alignment뿐만 아니라 no control은 디지털 치과캐드캠 연구 분야 및 임상 분야에 활용될 수 있다고 생각한다.
제방 매핑 연구는 제방 안전도 측정을 위해 중요하며, 드론 영상은 실시간 제방 지도를 만들기 위해 활용될 수 있다. 본 연구에서는 하천유역을 촬영한 드론 영상을 이용하여 제방 매핑 연구를 진행하였다. 우선 테스트 베드의 하천유역을 촬영한 드론 영상을 수집한다. 그리고 드론 영상을 이용하여 사진측량/영상처리 기법을 기반으로 3차원 디지털 표고모델(DEM)과 정사영상을 제작한다. 최종적으로 수동/자동화 기법을 이용하여 제방 표면에 존재하는 중요한 객체(둑마루, 제방법선, 비탈경사면, 침식지역 등)를 디지털 표고모델과 정사영상으로부터 탐지한다. 추후 연구에서는 드론 영상으로부터 중요한 객체를 탐지할 수 있는 자동화 기술 개발을 목표로 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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