By studying 3-D virtual human modeling, motion-capturing and clothing simulation for easier and safer work clothes development, this research aimed (1) to categorize heavy manufacturing work motions; (2) to generate a 3-D virtual male model and establish painting work motions within a 3-D virtual clothing simulation system through computerized body scanning and motion-capturing; and finally (3) to suggest simulated clothing images of painting work clothes developed based on virtual male avatar body measurements by implementing the work motions defined in the 3-D virtual clothing simulation system. For this, a male subject's body was 3-D scanned and also directly measured. The procedures to edit a 3-D virtual model required the total body shape to be 3-D scanned into a digital format, which was revised using 3-D Studio MAX and Maya rendering tools. In addition, heavy industry workers' work motions were observed and recorded by video camera at manufacturing sites and analyzed to categorize the painting work motions. This analysis resulted in 4 categories of motions: standing, bending, kneeling and walking. Besides, each work motion category was divided into more detailed motions according to sub-work posture factors: arm angle, arm direction, elbow bending angle, waist bending angle, waist bending direction and knee bending angle. Finally, the implementation of the painting work motions within the 3-D clothing simulation system presented the virtual painting work clothes images simulated in a dynamic mode.
본 논문은 웹 기반 3D 패션몰을 위한 의복 시뮬레이션 시스템의 설계 기법 및 구현 방법에 대해 제한한다. 웹 3D 패션몰은 마우스 조작이 쉬운 Web3D 저작툴인 ISB로 구현하였고, 3D 인체 모델과 의상 아이템 모델은 3D MAX를 이용하여 로폴리곤 모델링으로 제작하였고, 생성된 3D 인체 모델과 의상 아이템 모델을 XML 형식으로 출력시켜 저장한 후, Direct3D를 이용하여 제작된 ActiveX 컨트롤을 사용하여 웹상에서 3D 인체 모델과 의상 아이템 모델의 정합과 애니메이션을 구현하였다. 또한 텍스타일 팔레트를 제작하여 의상 아이템 모델에 맵핑하는 과정을 알파블 렌딩 기법을 적용하여 구현하였다.
근래에 작업자의 근골격계 질환이 산업현장의 주요한 논제로 등장하였다. 이러한 문제를 줄이기 위하여 다양한 방법들이 사용되고 있는데 그 중의 하나가 제품설계, 치구설계, 작업장 설계를 할 때 작업자의 안전을 최대한 확보하도록 설계단계에서 개선을 하는 것이다. 최근에 급속히 발전하고 있는 3D 시뮬레이션 기술을 사용하면 작업장을 설계하는 단계에서 제품 및 치구의 3D 도면을 이용하여 가상의 작업공간을 구축한 후 작업자의 작업 자세를 사전에 검증해 볼 수 있기 때문에 작업장 구축 후 발생할 수 있는 많은 문제점들을 사전에 검증하여 설계실패비용을 최소화할 수 있다. 본 논문은 3D 작업자 시뮬레이션을 이용하여 굴삭기 공장의 특정한 공정을 대상으로 개선 및 최적화를 하기위한 연구다. 먼저 CATIA를 이용하여 제품과 치구 등 작업장 구축을 위한 3D 모델을 개발하였다. 그리고 IGRIP, DPM. Human 등의 개발도구를 복합적으로 이용하여 작업장에서의 작업내용을 시뮬레이션 할 수 있는 모델을 개발한 후 작업 자세에 대한 분석을 수행하였다. 분석결과는 작업장을 개선하는데 이용하였다.
Garment design needs an iterative manipulation of 2D patterns to generate a final sloper. Traditionally there have been two kinds of design methodologies such as the flat pattern method and the pattern draping method. But today, it is possible to combine the advantages from the two methods due to the realistic cloth simulation techniques. We devised a new garment design system which starts from 3D initial drape simulation result and then modifies the garment by editing the 2D flat patterns synchronously. With this interactive methodology using real-time pattern deformation technique, the designer can freely change a pattern shape by watching its 3D outlook in real-time. Also the final garment data were given relative coordinates with respect to the human anthropometric feature points detected by an automatic body feature detection algorithm. Using the relative human body coordinate system, the final garments can be re-used to an arbitrary body data without repositioning in the drape simulation. A female shirt was used for an example and a 3D body scan data was used for an illustration of the feature point detection algorithm.
본 논문은 패션 디자인 분야에서 완성된 의상의 모델 사진을 활용해 다양한 원단(직물)을 직접 Draping함으로써 새로운 디자인을 창출할 수 있고 직접 샘플이나 시제품을 제작하지 않고도 시뮬레이션만으로 의상 작품을 확인 할 수 있다. 또한 모델과 원단 이미지에 대한 데이터베이스를 구축하여 실시간으로 Mapping 결과를 확인할 수 있는 시스템을 구현하였다. 그리고 여기에서 추출되는 시제품을 3D 모델에 입혀 시뮬레이션 할 수 있도록 하기 위한 과정으로 우선 여러 옷감 조각들을 이용하여 가상의 3D 인체 모델에 옷을 입히기 위한 의복 시뮬레이션 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 3D 인체 모델 파일과 2D 재단 패턴 파일을 읽어 들인 다음에 mass-spring model에 기반한 물리적 시뮬레이션에 의해 의복을 착용한 3D 모델을 생성한다. 본 논문의 시스템은 사실적인 시뮬레이션을 위하여 인체 모델을 구성하는 삼각형과 의복을 구성하는 삼각형 사이의 충돌을 검사하고 반응 처리를 수행하였다. 인체를 구성하는 삼각형의 수가 매우 많으므로, 이러한 충돌 검사 빛 반응 처리는 많은 시간을 필요로 한다. 이 문제를 해결하기 위하여, 본 논문에서는 Octree 공간 분할 기법을 이용하여 충돌 검사 및 반응 처리 수를 줄이는 방법을 이용하여 사실적인 영상을 생성할 수 있었고, 수초 이내에 가상 인체 모델에 의복을 입힐 수 있었다.
본 논문은 웹 기반 3D 패션몰 설계 기법 및 구현 방법에 대해 제한한다. 웹 3D 패션몰은 마우스 조작이 쉬운 Web3D 저작툴인 ISB로 구현하였고, 3D 인체 모델과 의상 아이템 모델은 3D MAX를 이용하여 로폴리곤 모델링으로 제작하였고, 생성된 3D 인체 모델과 의상 아이템 모델을 XML 형식으로 출력시켜 저장한 후, Direct3D를 이용하여 제작된 ActiveX 컨트롤을 사용하여 웹상에서 3D 인체 모델과 의상 아이템 모델의 정합과 애니메이션을 구현하였다. 또한 텍스타일 팔레트를 제작하여 의상 아이템 모델에 맵핑하는 과정을 알파블렌딩 기법을 적용하여 구현하였다.
Owing to our rapidly aging society, accessibility evaluation to enhance the ease and safety of access to indoor and outdoor environments for the elderly and disabled is increasing in importance. Accessibility must be assessed not only from the general standard aspect but also in terms of physical and cognitive friendliness for users of different ages, genders, and abilities. Meanwhile, human behavior simulation has been progressing in the areas of crowd behavior analysis and emergency evacuation planning. However, in human behavior simulation, environment models represent only "as-planned" situations. In addition, a pedestrian model cannot generate the detailed articulated movements of various people of different ages and genders in the simulation. Therefore, the final goal of this research was to develop a virtual accessibility evaluation by combining realistic human behavior simulation using a digital human model (DHM) with "as-is" environment models. To achieve this goal, we developed an algorithm for generating human-like DHM walking motions, adapting its strides, turning angles, and footprints to laser-scanned 3D as-is environments including slopes and stairs. The DHM motion was generated based only on a motion-capture (MoCap) data for flat walking. Our implementation constructed as-is 3D environment models from laser-scanned point clouds of real environments and enabled a DHM to walk autonomously in various environment models. The difference in joint angles between the DHM and MoCap data was evaluated. Demonstrations of our environment modeling and walking simulation in indoor and outdoor environments including corridors, slopes, and stairs are illustrated in this study.
Musculoskeletal disorders(MSDs) are one of the major issues in shipbuilding industry. Main risk factors of MSDs include manual handling of heavy weight, awkward posture, repetitive tasks, prolonged static muscle contraction, and so on. in this study, Using the three-dimensional digital human modeling and simulation method we made up a worker and work posture on a virtual environment. To verify this simulation we compared both traditional ergonomic analysis on a real worker and digital program analysis on a digital human. And this paper shows that it is possible to reduce the rate of MSDs in the shipbuilding industry because it means we can change poor posture mid surroundings into better ones.
본 논문에서는 의복의 2차원 패턴을 이용하여 3차원 의복 모델을 제작하고 생성된 3차원 의복을 3차원 인체 모델에 자동으로 착의하는 3차원 패션 디자인 시스템을 제안한다. 이 시스템에서는 먼저 2차원 격자의 코너 점을 이용하여 2차원 옷감 조각을 디자인한 다음에 2차원 옷감 조각들 사이에 재봉되어야 할 제약점들을 기술함으로써 3차원 의복을 디자인한다. 그 다음에는 3차원 인체 모델 파일과 3차원 의복을 읽어 들인 다음 질량-스프링 모델에 기반한 물리적 시뮬레이션에 의해 의복을 착용한 3차원 모델을 생성한다. 본 논문의 시스템은 사실적인 시뮬레이션을 위하여 인체 모델을 구성하는 삼각형과 의복을 구성하는 삼각형 사이의 충돌을 검사하고 반응 처리를 수행하였다. 인체를 구성하는 삼각형의 수가 매우 많으므로, 이러한 충돌 검사 및 반응 처리는 많은 시간을 필요로 한다. 이 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 Octree 공간 분할 기법을 이용하여 충돌 검사 및 반응 처리 수를 줄였으며 수초 이내에 가상 인체 모델에 의복을 입힐 수 있었다.
Kim, Gayoung;Shim, Eungjune;Mohammed, Hussein;Kim, Youngjun;Kim, Yong Oock
Journal of International Society for Simulation Surgery
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제4권1호
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pp.9-12
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2017
Purpose Surgery for separating craniopagus twins involves many critical issues owing to complex anatomical features. We demonstrate a 3D printed model and virtual reality (VR) technologies that could provide valuable benefits for surgical planning and simulation, which would improve the visualization and perception during craniopagus surgery. Material & Methods We printed a 3D model extracted from CT images of craniopagus patients using segmentation software developed in-house. Then, we imported the 3D model to create the VR environment using 3D simulation software (Unity, Unity Technologies, CA). We utilized the HTC Vive (HTC & Valve Corp) head-mount-display for the VR simulation. Results We obtained the 3D printed model of craniopagus patients and imported the model to a VR environment. Manipulating the model in VR was possible, and the 3D model in the VR environment enhanced the application of user-friendly 3D modeling in surgery for craniopagus twins. Conclusion The use of the 3D printed model and VR has helped understand complicated anatomical structures of craniopagus patients and has made communicating with other medical surgeons in the field much easier. Further, interacting with the 3D model is possible in VR, which enhances the understanding of the craniopagus surgery as well as the success rate of separation surgery while providing useful information on diagnosing and surgery planning.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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