• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제10권6호
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• pp.243-250
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• 2021

최근 VR/AR/MR 기술과 3D 주변 장치의 발전에 의해 3D 가상현실 응용 서비스 개발이 증가하고 있으며 이에 따라 3D 데이터의 호환성과 이식성에 대한 요구가 증가하고 있다. 여러 장치의 응용 프로그램의 데이터를 공동으로 사용할 수 있도록 하기 위해서는 3D 표준 데이터 형식의 파일 처리가 요구된다. 이 때 가상환경 장면 처리에 필요한 공통의 파일 형식과 함께 함수와 변수 클래스들을 표준화된 라이브러리와 데이터구조를 제공한다면 응용 별로 서로 다른 파일 형식과 데이터구조의 사용으로 인해 발생하는 불필요한 처리 과정을 생략할 수 있어서 보다 효율적인 시스템 구성이 가능할 것이다. 본 연구에서는 이러한 공통의 데이터 파일과 데이터구조 사용 기능을 위해서 특정의 프로그래밍 언어를 이용하여 공용의 3D 표준 파일에 접근하여 다양한 서비스를 개발할 수 있도록 표준화된 데이터를 생성하고 저장할 수 있는 프로그래밍 바인딩 도구를 제공하는 것이 목적이다. 이를 위해 본 논문에서는 Python 프로그래밍 언어를 이용하여 X3D 파일을 표준화된 방식으로 접근할 수 있도록 클래스와 함수를 포함하는 공통의 데이터구조를 정의하며 이 언어 바인딩 인터페이스를 기반으로 X3D 장면 데이터 파일을 렌더링 하는 X3D VR 뷰어인 Python 언어 바인딩 뷰어 구현에 대해 기술한다. 이 뷰어는 X3D 오브젝트의 생성, 변경, 교환 및 전송을 위한 Python 기반의 3D 장면 라이브러리들과 데이터구조를 포함한다. 그리고 이를 이용하여 X3D 오브젝트를 디스플레이하고 이벤트들을 처리한다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제30권11호
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• pp.621-628
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• 2003

본 논문은 한 장의 영상 속에 포함되어 있는 물체들이 외관상의 3차원 운동이 가능하도록 하는 방법을 제시한다. 이전 연구들은 여러 장의 영상으로부터 영상 기반 모델링 기법들을 이용하여 3차원 모델을 생성하거나 소실점을 이용한 카메라 보정을 통하여 장면을 입방체로 모델링하여 3차원 모델을 생성하는 방식으로 접근하였다. 그러나 본 논문에서는 장면의 기하학적 정보나 카메라 보정 없이 장면 속 물체의 영상 기반 운동(image-based motion)의 가능성을 제시한다. 구현된 시스템은 영상을 시점에 관한 사영 평면으로 생각하고 사용자에 의해 입력된 선과 점의 정보를 이용하여 사영된 3차원 물체의 2차원 모양을 모델링한다. 그리고 모델링된 물체는 3차원 운동을 하기 위한 지역 좌표계로서 소실점을 이용한다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.1-7
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• 2000

가상세계를 저작하기 위한 일반적인 방법은 3차원 모델을 사용하여 객체를 만들고, 그 3차원 객체들을 조직하기 위하여 "장면 그래프(scene graph)"라는 자료구조를 사용하는 것이다. 최근 가상현실의 또 다른 플랫폼으로 이미지 기반 렌더링이 대두되고 있는데, 이 것은 사진과 같은 사실감을 줄 수 있다는 큰 장점을 가진 반면 상호작용의 한계로 인하여 아직까지는 간단한 항해 시스템 등에서만 사용하고 있다. 이 논문은 객체/장면 표현에 대한 위의 두 접근방법의 장점 병합하여, 3차원 모델과 다양한 이미지 기반 객체/장면을 정의하고 이 것들을 함께 렌더링 할 수 있는 장면 그래프 구조를 제안하였다. 또한 Shade등 [1]이 이미 제안한 것처럼, 한 객체에 대한 여러 단계의 LOD(level of detail)를 표현하기 위하여, 서로 다른 다양한 표현방법을 사용하였다. 예를 들면, 동일한 객체지만 가까운 거리에 위치할 때는 3차원 모델을 보여주고, 중간정도 떨어져 있는 경우 빌보드(billboard)의 형태로 보여주며, 아주 멀리 있을 때는 환경 맵(environment map)의 한 부분으로 보여줄 수 있다. 이러한 혼합된 플랫폼을 사용하는 가장 큰 목적은 이미지 기반의 가상환경에 3차원 모델을 포함시킴으로써 상호작용의 한계를 극복하는 것이다. 이러한 플랫폼을 만들기 위하여 몇 가지 선행해야 할 기술적인 과제들이 있다. 다양한 이미지 기반 기술을 유지할 수 있는 장면 그래프의 노드를 디자인하고, 적절한 LOD나 표현을 선택할 수 있는 기준을 정립하며, 그들 사이의 전환을 처리해야 함은 물론, 적절한 상호작용 방법을 구현하고, 전체적인 장면을 올바르게 렌더링 하는 것을 보장할 수 있어야 한다. 현재 우리는 Sense8사의 WorldToolKit 의 장면 그래프 구조에 환경 맵, 빌보드, 움직이는 텍스쳐(moving textures)와 스프라이트(sprites), 그림 속으로의 여행(Tour-into-the-Picture)", view interpolated 객체를 위한 새로운 노드를 추가하였다. 시점으로부터의 거리나 이미지 공간상의 척도를 사용하여 적절한 LOD를 선택하였으며, 사용자가 객체의 내부깊이를 인지하는 거리를 기준으로 객체를 3차원 모델로 보여줄 것인지 이미지로 보여줄 것인지 결정하였다. 또한 상호작용 중에는 객체가 얼마나 떨어져 있는지에 관계없이 3차원 모델이 있다면 그것을 사용하도록 하였다. 마지막으로, 이론적으로 유도한 스위칭 규칙이 유효한지 실험을 하였으며, 긍정적인 결과를 얻었다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2021년도 제64차 하계학술대회논문집 29권2호
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• pp.663-666
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• 2021

본 논문에서는 바다와 같은 스케일이 큰 장면인 물 시뮬레이션에서 표현되는 거품 효과(Foam effects)를 노이즈 없이 디테일하게 표현할 수 있는 프레임워크를 소개한다. 거품이 생성될 위치와 거품 입자의 이류는 기존의 접근법인 스크린 투영 방법을 통해 계산한다. 이 과정에서 중요한 것이 투영맵이지만 이산화된 스크린 공간에 운동량을 투영하는 과정에서 노이즈가 발생한다. 본 논문에서는 노이즈 제거 신경망(Denoising neural network)을 활용하여 이 문제를 효율적으로 풀어낸다. 투영맵을 통해 거품이 생성될 영역이 선별되면 2D공간을 3D공간으로 역변환(Inverse transformation)하여 거품 입자를 생성한다. 결과적으로 깔끔한 거품 효과뿐만 아니라, 노이즈 제거 과정으로 인해 소실되는 거품 없이 안정적으로 거품 효과를 만들어냈다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.43-52
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• 2016

본 논문은 국내 전래동화 콘텐츠를 활용한 차별화된 대화형 콘텐츠를 바탕으로 사용자의 몰입감을 극대화할 수 있는 가상현실 기술에 대하여 연구한다. 국내 전래동화에 대한 관심을 높이기 위한 목적으로 대화형 구조의 3차원 콘텐츠를 제작하고, 여기에 HMD, 립 모션과 같은 가상현실 기술을 응용하여 몰입형 시스템을 설계하기 위한 새로운 접근 방법을 제안한다. 우선 전래동화의 이야기를 바탕으로 게임방식의 상호작용을 통해 사용자의 긴장감을 높이는 장면들로 구성된 대화형 콘텐츠를 제작한다. 이를 바탕으로 사용자에게 입체감 있는 장면 전송과 현실감을 높이는 입력 처리 방식을 제공하기 위하여 오큘러스 HMD를 활용한 장면 생성, 시선기반 입력 처리 그리고 립 모션을 활용한 손 인터페이스를 설계한다. 제안한 입력 처리 기술 기반의 가상현실 콘텐츠가 사용자의 멀미 현상을 최소화한 상황에서 몰입을 높일 수 있는지 여부를 실험을 통해 확인한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.31-39
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• 2006

본 논문에서는 지능로봇. 지능형자동차. 지능형빌딩 등에 다양하게 활용될 수 있는 3차원 환경과 여기에 포함된 물체의 실시간 인식을 위한 새로운 접근 방법을 제안한다. 본 논문에서는 먼저 사람이 환경을 인식하고 상호작용하는 데 사용하는 3가지 기본 원칙을 설정하고, 이 기본 원칙들을 이용하여 실시간 3차원 환경 및 물체 인식을 위한 통합된 방법을 제시한다. 이들 3가지 기본 원칙은 다음과 같다. 첫째, 전역 적인 평면 특징들을 인식함으로써 작업환경의 기하학적 구조에 대한 개략적 특성화를 고속으로 진행한다. 둘째, 작업환경 속에서 기존에 알려진 물체를 먼저 빠르게 인식하고 이를 데이터베이스 내에 저장되어 있는 물체의 모델로 교체한다. 셋째, 다중 해상도 Octree 표현 방법을 이용하여 기타 영역을 주어진 작업의 필요에 따라 적응적으로 실시간 모델링 한다. 본 논문에서는 3차원 SIFT로 언급되는 3차원 좌표를 가지는 SIFT특징들을 3차원 좌표정보와 함께 확장하여 사용함으로서 전역적 평면 특징의 빠른 추출, 고속의 물체 인식, 빠른 장면 정합 등의 기능에 활용하고 이와 동시에 스테레오 카메라로부터 입력되는 3차원 좌표의 잡음과 불완전성을 극복한다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.135-145
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• 2006

본 논문에서는 지능로봇에 활용될 수 있는 3차원 환경과 석기에 포함된 물체의 실시간 인식을 위한 새로운 접근 방법을 제안한다. 본 논문에서는 먼저 사람이 환경을 인식하고 상호작용하는 데 사용하는 3 가지 기본 원칙을 설정하고, 이 기본 원칙들을 이용하여 실시간 3차원 환경 및 물체 인식을 위한 통합된 방법을 제시한다. 이들 3가지 기본 원칙은 다음과 같다. 첫째, 전역적인 평면 특징들을 인식함으로써 작업환경의 기하적 구조에 대한 개략적 특성화를 고속으로 진행한다. 둘째, 작업환경 속에서 기존에 알려진 물체를 먼저 빠르게 인식하고 이를 데이터베이스 내에 저장되어 있는 물체의 모델로 교체한다. 셋째, 다중 해상도 Octree표현 방법을 이용하여 기타 영역을 주어진 작업의 필요에 따라 적응적으로 실시간으로 모델링 한다. 본 논문에서는 3차원 SIFT로 언급되는 3차원 좌표를 가지는 SiFT특징들을 3차원 좌표정보와 함께 확장하여 사용함으로서 전역적 평면 특징의 빠른 추출, 고속의 물체 인식, 빠른 장면 정합 등의 기능에 활용하고 이와 동시에 스테레오 카메라로부터 입력되는 3차원 좌표의 잡음과 불완전성을 극복한다. 실험 결과에서는 본 논문에서 제안하는 지능형로봇의 조작 작업을 위한 실시간의 행위 중심의 3차원 환경모델링의 가능성을 보여준다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.747-754
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• 2002

본 논문은 인터넷 웹 상에서 협동작업으로 이루어지는 CAD시스템의 3차원 솔리드 모델러를 보여준다. 협동CAD시스템의 클라이언트는 자바 애플릿을 통해 웹 상에서 접근하고 솔리드 모델러 서버는 접속을 통제하는 접속관리자, 작업 그룹의 동기화를 유지하며 공유작업공간을 확보하는 작업관리자, 그리고 3차원 도형 객체를 생성하고 변형시키는 솔리드 모델러로 이루어져 있다. 솔리드 모델러의 시스템 라이브러리는 워크스페이스 클래스, 뷰 클래스, 평행투영 뷰 클래스, 원근투영 뷰 클래스, 솔리드 클래스 등으로 되어 있다. 기본도형을 생성하여 이동, 회전, 확대·축소하고, 다른 툴을 이용하여 제작한 오브젝트를 불러올 수 있다. 트리 형태의 장면그래프를 사용하므로 전체 구조를 쉽게 알 수 있고, 부분적 결합이 가능하며 오브젝트의 선택이나 조작에 있어서 하위계층을 쉽게 제어할 수 있다. Java 3D를 이용하여 개발함으로 써 많은 그래픽 라이브러리들의 특징을 편리하게 이용할 수 있으며, 다른 라이브러리에서 사용하지 않는 뷰, 렌더렁, 애니메이션 등과 같은 새로운 기술들을 포함시킬 수 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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• pp.721-723
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• 2005

본 논문에서는 영상 기반 항해를 위하여 최적의 영상 샘플링을 획득하기 위한 영상 샘플링 알고리즘을 제안한다. 이를 위해 초기 과다 샘플링 된 영상열의 입력으로부터 장면 전역에 걸쳐 적절한 렌더링 품질을 보장하는 최소의 샘플링을 선택하는 감소 샘플링(decremental sampling)의 접근 방법을 기반으로 본 문제를 Set Covering 문제로 공식화한다. 각 시점으로부터 최상의 영상 품질을 보장하는 영역을 3D 와핑 알고리즘을 사용하여 포함 영역으로 표현하여, 이렇게 표현된 Set Covering 문제는 유전 알고리즘을 사용하여 최적화 문제로 설계한다. 실험 결과 본 논문에서 제안한 방법을 통해 최적 해를 구함으로서 만족할 만한 영상 기반 항해의 결과를 얻을 수 있었다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.27-37
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• 2003

본 논문에서는 가상공간과 데이터베이스 처리를 필요로 하는 웹 서비스 생성 시스템 개발을 기술한다. 본 시스템의 주요 특성은 가상공간의 변화와, 가상공간내 객체들의 속성을 포함하는 데이터베이스 내용이 상호 연동되며, 일반사용자가 가상공간상의 각 객체의 속성을 직접 변화시킬 수 있도록 VRML 노드 정보를 시각화해서 객체 정보를 화면상에서 직접 수정할 수 있는 인터페이스를 제공하는 점이다. VRML 파일의 노드들은 트리(Tree)구조로 시각화되었으며 이 인터페이스를 통해 가상공간상의 각 객체에 접근할 수 있도록 구성하였다. 변화된 속성은 데이터베이스에 자동 기록되며, 이에 따라 가상공간을 사용하는 웹 서비스의 내용을 자동 변동시키는 구조로 되어있다. 또한, 일반 사진을 이용하여 텍스춰매핑을 실행시킬 때 각 장면 구성을 위해 사진 3장을 이용한 가중치 적용 보간 방법을 정의한다.