• 제목/요약/키워드: Graph theory

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그래프이론 기반 수질사고 예방형 상수도 관망 밸브 시스템 설계 (Isolation valve system design account for water quality failure based on graph theory)

  • 박경진;이승엽
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.185-185
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    • 2022
  • 상수도 관망의 운영 단계에서 비정상상황의 발생은 필연적으로 발생하며, 비정상상황 발생 시상수도 관망 내 설치된 제수 밸브의 차폐를 통해 해당 구역의 격리 후 복구를 진행한다. 일반적으로 제수밸브를 통해 격리될 수 있는 최소 구역은 세그먼트로 정의하고, 제수밸브 설치 시 세그먼트의 격리로 인한 상수도 관망의 피해를 줄일 수 있도록 위치를 선정한다. 제수 밸브를 통한 격리 시 상수도 관망의 흐름 경로와 유향, 유속의 변화와 같은 수리적 특성 변화가 불가피하다. 지난 '19년도에 발생했던 3건의 수질 사고가 수리적 특성 변화에서 기인했던 것을 고려할 때, 제수밸브 차폐로 상수도 관망의 부분 격리 시 발생 가능한 수리적 특성 변화에서도 수질 사고가 야기될 가능성이 있다. 기존 제수밸브 위치를 결정한 연구들을 보면, 대부분 제수밸브 위치에 따라 결정된 세그먼트의 격리 시 수압 저감을 고려하여, 격리 시에도 상수도 관망의 성능을 최대한 유지할 수 있도록 결정하는 것이 일반적이다. 다만, 앞서 언급한 것과 같이 격리 시 발생 가능한 수리적 특성 변화로, 수압 저감 외에도 예기치 못한 수질 사고의 발생 원인이 되기도 한다. 이에 따라 제수밸브의 최적위치를 결정할 때 수리적 특성 변화를 고려해야 예지치 못한 2차 피해를 줄일 수 있을 것이다. 이에 본 연구는 그래프이론을 활용하여 격리 전후 관로의 유향 변화를 최소화하도록 제수밸브 최적 위치 결정하는 방법론을 제안한다. 그래프이론은 망의 형태를 가지는 상수도 관망의 연결성을 정량화할 수 있으며, 본 연구에서는 수리학적 거리 인자를 적용하여 격리 시에도 각 수요절점이 최소 경로를 확보할 수 있도록 유도하였다. 해당 방법론은 가상 관망에 적용하여 수리학적 거리 인자에 따른 설계와 기존 상수도 관망 성능 극대화 설계 안을 비교하였다. 또한 수질 사고 위험도 인자를 정의하여 해당 인자에 따른 각 설계 안의 효과를 분석하였다. 본 연구는 향후 수질 사고를 고려한 밸브 시스템의 설계 및 운영에 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

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Are there network differences between the ipsilateral and contralateral hemispheres of pain in patients with episodic migraine without aura?

  • Junseok Jang;Sungyeong Ryu;Dong Ah Lee;Kang Min Park
    • Annals of Clinical Neurophysiology
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    • 제25권2호
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    • pp.93-102
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    • 2023
  • Background: We aimed to identify any differences in the structural covariance network based on structural volume and those in the functional network based on cerebral blood flow between the ipsilateral and contralateral hemispheres of pain in patients with episodic migraine without aura. Methods: We prospectively enrolled 27 patients with migraine without aura, all of whom had unilateral migraine pain. We defined the ipsilateral hemisphere as the side of migraine pain. We measured structural volumes on three-dimensional T1-weighted images and cerebral blood flow using arterial spin labeling magnetic resonance imaging. We then analyzed the structural covariance network based on structural volume and the functional network based on cerebral blood flow using graph theory. Results: There were no significant differences in structural volume or cerebral blood flow between the ipsilateral and contralateral hemispheres. However, there were significant differences between the hemispheres in the structural covariance network and the functional network. In the structural covariance network, the betweenness centrality of the thalamus was lower in the ipsilateral hemisphere than in the contralateral hemisphere. In the functional network, the betweenness centrality of the anterior cingulate and paracingulate gyrus was lower in the ipsilateral hemisphere than in the contralateral hemisphere, while that of the opercular part of the inferior frontal gyrus was higher in the former hemisphere. Conclusions: The present findings indicate that there are significant differences in the structural covariance network and the functional network between the ipsilateral and contralateral hemispheres of pain in patients with episodic migraine without aura.

Integrating physics-based fragility for hierarchical spectral clustering for resilience assessment of power distribution systems under extreme winds

  • Jintao Zhang;Wei Zhang;William Hughes;Amvrossios C. Bagtzoglou
    • Wind and Structures
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    • 제39권1호
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    • pp.1-14
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    • 2024
  • Widespread damages from extreme winds have attracted lots of attentions of the resilience assessment of power distribution systems. With many related environmental parameters as well as numerous power infrastructure components, such as poles and wires, the increased challenge of power asset management before, during and after extreme events have to be addressed to prevent possible cascading failures in the power distribution system. Many extreme winds from weather events, such as hurricanes, generate widespread damages in multiple areas such as the economy, social security, and infrastructure management. The livelihoods of residents in the impaired areas are devastated largely due to the paucity of vital utilities, such as electricity. To address the challenge of power grid asset management, power system clustering is needed to partition a complex power system into several stable clusters to prevent the cascading failure from happening. Traditionally, system clustering uses the Binary Decision Diagram (BDD) to derive the clustering result, which is time-consuming and inefficient. Meanwhile, the previous studies considering the weather hazards did not include any detailed weather-related meteorologic parameters which is not appropriate as the heterogeneity of the parameters could largely affect the system performance. Therefore, a fragility-based network hierarchical spectral clustering method is proposed. In the present paper, the fragility curve and surfaces for a power distribution subsystem are obtained first. The fragility of the subsystem under typical failure mechanisms is calculated as a function of wind speed and pole characteristic dimension (diameter or span length). Secondly, the proposed fragility-based hierarchical spectral clustering method (F-HSC) integrates the physics-based fragility analysis into Hierarchical Spectral Clustering (HSC) technique from graph theory to achieve the clustering result for the power distribution system under extreme weather events. From the results of vulnerability analysis, it could be seen that the system performance after clustering is better than before clustering. With the F-HSC method, the impact of the extreme weather events could be considered with topology to cluster different power distribution systems to prevent the system from experiencing power blackouts.

SNS에서의 개선된 소셜 네트워크 분석 방법 (Improved Social Network Analysis Method in SNS)

  • 손종수;조수환;권경락;정인정
    • 지능정보연구
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    • 제18권4호
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    • pp.117-127
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    • 2012
  • 최근 온라인 소셜 네트워크 서비스(SNS)의 사용자가 크게 늘어나고 있으며 다양한 분야에서 SNS의 사용자 관계 구조 및 메시지를 분석하기 위한 연구를 진행하고 있다. 그러나 대부분의 소셜 네트워크 분석 방법들은 노드 사이의 최단 거리를 기초로 하고 있으므로 계산 시간이 오래 걸린다. 이는 점차 대형화 되어가는 SNS의 데이터를 여러 분야에서 활용하는데 걸림돌이 되고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 SNS의 사용자 그래프에서 사용자간 최단거리를 빠르게 찾기 위한 휴리스틱 기반의 최단 경로 탐색 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 1) 트리로 표현된 소셜 네트워크에서 시작 노드와 목표 노드를 설정한다. 그리고 2) 만약 목표 노드가 경사 트리의 단말에 있다면 경사 트리가 시작하는 노드를 임시 골 노드로 설정한다. 마지막으로 3) 연결의 차수를 평가값으로 하는 휴리스틱 기반 최단거리 탐색을 수행한다. 이렇게 최단거리를 탐색한 후 매개 중심성 분석(Betweenness Centrality) 및 근접 중심성(Closeness Centrality)를 계산한다. 제안하는 방법을 사용하면 소셜 네트워크 분석에서 가장 많은 시간이 필요한 최단거리 탐색을 빠르게 수행할 수 있으므로 소셜 네트워크 분석의 효율성을 기대할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 방법을 검증하기 위하여 약 16만 명으로 구성된 SNS에서의 실제 데이터를 이용하여 매개 중심성 분석과 근접 중심성 분석을 수행하였다. 실험 결과, 제안하는 방법은 전통적 방식에 비하여 매개 중심성, 근접 중심성의 계산 시간이 각각 6.8배, 1.8배 더 빠른 결과를 보였다. 본 논문에서 제안한 방법은 소셜 네트워크 분석의 시간을 향상시켜 여러 분야에서 사회 현상 및 동향을 분석하는데 유용하게 활용될 수 있다.

집단지성 기반 학습자료 북마킹 서비스 시스템 (Learning Material Bookmarking Service based on Collective Intelligence)

  • 장진철;정석환;이슬기;정치훈;윤완철;이문용
    • 지능정보연구
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    • 제20권2호
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    • pp.179-192
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    • 2014
  • 최근 IT 환경의 변화에 따라 웹 서비스를 기반으로 대규모 사용자 대상의 상호 참여적인 MOOC(Massive Open Online Courses)과 같은 온라인 교육 환경이 부상하고 있다. 그러나 온라인 교육 시스템은 원거리로 학습이 이루어짐에 따라 학습자의 자발적 동기를 꾸준히 유지하기 어려우며, 또한 학습자 간에 지식을 공유하고 공유한 지식을 활용하는 기능이 부족하다. 이러한 문제를 극복하기 위해 구성주의적 학습이론과 집단지성에 기반하여 학습자가 보유한 학습자료를 공유하고 개인화된 학습자료 추천을 받을 수 있는 학습자료 북마킹 서비스인 WeStudy를 구현하였다. 위키피디아(Wikipedia), 슬라이드쉐어 (SlideShare), 비디오렉쳐스 (VideoLectures) 등 현존하는 집단지성 기반 서비스들의 주요 기능으로부터 필요한 집단지성 기능들을 검토하였으며, 본 서비스의 주요 기능으로 1) 리스트 및 그래프 형태의 학습자료 리스트 시각화, 2) 개인화된 학습자료 추천, 3) 보다 상세한 학습자료 추천을 위한 관심 학습자 지정 등을 도출하여 시스템을 설계하였다. 이후, 웹 기반으로 구현된 세 가지 주요기능 별로 개량된 휴리스틱 사용성 평가 방법을 통해 개발된 시스템의 사용성 평가를 실시하였다. 10명의 HCI 분야 전공자 및 현업 종사자를 대상으로 정량적 및 정성적인 평가 결과, 세 가지의 주요 기능에서 전반적으로 사용성이 우수한 것으로 판정되었다. 주요 기능 별 정성적인 평가에서 도출된 여러 마이너 이슈들을 반영할 필요가 있으며, 향후 대규모 사용자를 대상으로 본 서비스를 보급하고 이용할 수 있도록 제공하여 자발적인 지식 공유 환경을 조성할 수 있을 것으로 전망된다.

네트워크 생존성을 고려한 선박 통신망(SAN)의 이중화 네트워크 토폴로지 및 중복 전송 프로토콜의 설계 (Design of Dual Network Topology and Redundant Transmitting Protocol for High Survivability of Ship Area Network (SAN))

  • 손치원;신정화;정민영;문경덕;박준희;이광일;탁성우
    • 정보처리학회논문지C
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    • 제17C권1호
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    • pp.119-128
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    • 2010
  • 지능형 선박(Smart Ship)에 탑재되는 정보화 장비의 종류와 수량이 증가하고 있는 최근 국내외 조선 산업계 동향에 따라, 이들 장비를 효율적으로 통합하고 제어할 수 있는 선박 백본 네트워크 개발의 필요성이 대두되고 있다. 선박 백본 네트워크는 자동화 및 무인화 특징을 가지는 지능형 선박에 구축된다는 점에서 고수준의 생존성을 요구한다. 따라서 본 논문에서는 이와 같은 네트워크 구축 환경의 특수성과 네트워크 생존성 요구 사항을 고려하여, 효율적인 선박 운용을 제공하는 고생존 선박 통신망(SAN : Ship Area Network)에 대한 연구를 수행하고자 한다. 이를 위해 지능형 선박의 정보화 장비를 포함한 모든 네트워크 노드들이 이중 경로를 통해 서로 연결된 이중화 네트워크 토폴로지를 설계하였다. 그리고 설계한 이중화 네트워크 토폴로지 환경에서 최소의 중복 전송을 통해 최대의 생존성 성능을 나타내는 효율적인 중복 전송 프로토콜을 설계하였다. 또한 본 논문에서 제안한 토폴로지 및 프로토콜이 적용된 새로운 선박 통신망의 성능을 그래프 이론, 확률 이론, 구현 명세, 시뮬레이션 등을 포함한 체계적이고 실증적인 분석을 통해 검증하였다.

인터넷 티켓팅 시스템의 사용과 만족에 영향을 미치는 요인 (A Study on the Factors Affecting the Use and Satisfaction of Internet Ticketing Systems)

  • 우성화;김경규;장항배;신호경
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제17권3호
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    • pp.1-24
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    • 2007
  • With the development of information technology (IT), various information systems (IS) such as Web-based systems and mobile systems have appeared utilizing different technologies. However, recent studies on IS use and user satisfaction rarely account for technological differences among IS and environmental characteristics where IS are intended to be used. The purpose of this research is to investigate the determinants of the use of Web-based ticketing systems for cultural activities and to empirically validate their relationships. Environmental psychology suggests that human beings respond to external stimuli from environments with their emotions, and their emotional states influence human actions, e.g., IS use in this research. Applying environmental psychology to the use of Web-based systems in the culture and entertainment industry, we propose that web site characteristics first influence a user's internal state of mind (i.e., flow) and then the flow state influences the IS use. Studies related to the state of flow collectively affirm the key role played by the flow construct in shaping individual attitudes and behaviors toward IS. Users' flow states are captured by their shopping enjoyment, perceived behavioral control, and the level of concentration on the IS use. Referring to social presence theory, we have included such web site characteristics as content quality, context of web site, and community quality. In our research model, a second order construct is utilized to represent web site quality, because flow theory suggests that holistic experiences with web-based systems (rather than individual characteristics of the web site) are important in explaining the IS use. Further, we have included trust as another important factor influencing the IS use since business transactions on the web encompass higher uncertainty comparing to offline transactions. In order to test our hypotheses, we have conducted an online survey which results in 1,141 valid responses in the final sample. The data were collected from respondents who have experiences in Internet ticketing systems. Although it was a convenient sample, the sample represents a wide variety of user demographics. Validity and reliability of the research instrument were tested and research hypotheses were examined using PLS Graph 3.0. The results indicate that web site characteristics significantly influence the level of user concentration, user's enjoyment in shopping, and perceived behavioral control. Further, the use of Internet ticketing systems is influenced by users' flow states and trust in the web channel. User satisfaction is turned out to be affected by the use of Internet ticketing systems. Unlike extant research on the relationship between web site characteristics and its use, our study has found that, in the culture and entertainment industry, the impact of web site characteristics on IS use is mediated by a user's flow state. This finding has a practical implication that web site design should include as many features that enhance shopping enjoyment and concentration. Other practical implications of these findings and future research implications are also discussed.

시스템 다이내믹스 기법을 활용한 온라인 쇼핑몰의 전략에 관한 연구 : 소비자의 구매 및 재구매 행동을 중심으로 (A Study for Strategy of On-line Shopping Mall: Based on Customer Purchasing and Re-purchasing Pattern)

  • 이상근;민석기;강민철
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제18권3호
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    • pp.91-121
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    • 2008
  • Electronic commerce, commonly known as e-commerce or eCommerce, has become a major business trend in these days. The amount of trade conducted electronically has grown extraordinarily by developing the Internet technology. Most electronic commerce has being conducted between businesses to customers; therefore, the researches with respect to e-commerce are to find customer's needs, behaviors through statistical methods. However, the statistical researches, mostly based on a questionnaire, are the static researches, They can tell us the dynamic relationships between initial purchasing and repurchasing. Therefore, this study proposes dynamic research model for analyzing the cause of initial purchasing and repurchasing. This paper is based on the System-Dynamic theory, using the powerful simulation model with some restriction, The restrictions are based on the theory TAM(Technology Acceptance Model), PAM, and TPB(Theory of Planned Behavior). This article investigates not only the customer's purchasing and repurchasing behavior by passing of time but also the interactive effects to one another. This research model has six scenarios and three steps for analyzing customer behaviors. The first step is the research of purchasing situations. The second step is the research of repurchasing situations. Finally, the third step is to study the relationship between initial purchasing and repurchasing. The purpose of six scenarios is to find the customer's purchasing patterns according to the environmental changes. We set six variables in these scenarios by (1) changing the number of products; (2) changing the number of contents in on-line shopping malls; (3) having multimedia files or not in the shopping mall web sites; (4) grading on-line communities; (5) changing the qualities of products; (6) changing the customer's degree of confidence on products. First three variables are applied to study customer's purchasing behavior, and the other variables are applied to repurchasing behavior study. Through the simulation study, this paper presents some inter-relational result about customer purchasing behaviors, For example, Active community actions are not the increasing factor of purchasing but the increasing factor of word of mouth effect, Additionally. The higher products' quality, the more word of mouth effects increase. The number of products and contents on the web sites have same influence on people's buying behaviors. All simulation methods in this paper is not only display the result of each scenario but also find how to affect each other. Hence, electronic commerce firm can make more realistic marketing strategy about consumer behavior through this dynamic simulation research. Moreover, dynamic analysis method can predict the results which help the decision of marketing strategy by using the time-line graph. Consequently, this dynamic simulation analysis could be a useful research model to make firm's competitive advantage. However, this simulation model needs more further study. With respect to reality, this simulation model has some limitations. There are some missing factors which affect customer's buying behaviors in this model. The first missing factor is the customer's degree of recognition of brands. The second factor is the degree of customer satisfaction. The third factor is the power of word of mouth in the specific region. Generally, word of mouth affects significantly on a region's culture, even people's buying behaviors. The last missing factor is the user interface environment in the internet or other on-line shopping tools. In order to get more realistic result, these factors might be essential matters to make better research in the future studies.

접근 제어를 위한 반응적 방식의 그룹키 관리 기법 (Group Key Management Scheme for Access Control with Reactive Approach)

  • 김희열;이윤호;박용수;윤현수
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제34권11호
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    • pp.589-598
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    • 2007
  • 다양한 종류의 데이타 스트림과 다양한 권한을 가지는 사용자들을 위한 그룹 통신을 위해서는 접근 제어(access control)가 필수적이다. 동일한 접근 권한을 가지는 그룹 멤버들은 하나의 클래스에 속하게 되며, 이러한 클래스들은 주어진 접근 관계를 표현한 하나의 계층을 구성한다. 그리고 각 클래스에는 하나의 비밀키가 할당된다. 기존의 기법들에서는 계층으로부터 하나의 논리적 키 트리를 생성하고 각 사용자는 항상 자신이 접근할 수 있는 모든 클래스의 키를 관리하는 방식, 즉 선행적(proactive)인 방식이었다. 하지만, 계층의 규모가 큰 경우에 사용자가 키를 저장하기 위한 공간이 늘어나고 키 갱신을 위한 메시지 또한 커진다는 단점을 가진다. 그리고 대부분의 경우 사용자는 극히 일부의 스트림만을 동시에 접근하게 되며, 이를 위해 모든 키를 지속적으로 갱신하는 것은 낭비가 된다. 본 논문에서는 이를 고려한 반응적(reactive)인 방식의 키 관리 기법을 제안한다. 각 사용자는 자신이 속한 서브그룹의 키만을 관리하며 다른 키가 필요한 경우에만 자신의 키와 공개 파라미터를 이용해서 해당 키를 추출하게 된다. 이로 인해 키 갱신을 위한 비용이 줄어들게 되고, 특히 접근 관계가 복잡하고 규모가 큰 그룹에 대해 좋은 성능을 가진다. 그리고 접근 관계가 변하는 경우, 이를 쉽게 반영할 수 있다는 장점을 가진다.

애니메이션 캐릭터의 역할변화 연출에 내재된 시각적 대위법 - 3D 애니메이션 <토이스토리 3> 디지털 칼라스크립트의 조명디자인을 중심으로 - (The Visual Counterpoint immanent in Production of Animated Characters' Changing Role -With Focus on the Lighting Design of 3D Animation Toystory3 Digital Colorscript -)

  • 박형동
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권35호
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    • pp.155-180
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    • 2014
  • 2010년에 개봉하여 전 세계적으로 큰 성공을 거둔 3D애니메이션<토이스토리3>의 등장인물들은 영웅과 악당, 공주, 조력자처럼 누구나 이해하기 쉬운 단순하고 전형적인 역할로 분류될 수 있다. 그러나 각 캐릭터가 맡은 극중의 역할이 최종적으로 관객들에게 인지될 때까지의 과정은 매우 다채롭고 정교하게 구현되어 있어 관객들의 호기심을 효과적으로 지속시킨다. <토이스토리3>캐릭터들의 다양한 역할변화의 흐름은 '조명디자인의 시각적 리듬'을 통해 표현되는데 디지털 칼라스크립트 단계에서 그 같은 리듬을 가장 명확하게 확인해 볼 수 있다. 연구자는 주요캐릭터의 역할변화를 관객들이 어떻게 인지하는지 파악하기 위해 프롭의 민담캐릭터 분석이론을 바탕으로 작품 속의 캐릭터 역할변화를 분석해보고 캐릭터별로 유추, 의혹, 수행, 강화로 이어지는 핵심적 장면을 선별하였다. 각 캐릭터의 4개의 핵심장면이 보여주는 조명디자인의 시각적 차이를 그래프로 표현하고 분석한 결과 한명의 캐릭터가 가지는 변화는 순차적으로 리드미컬한 시각적 대조를 이루고 있었고 추가로 각각 독립된 캐릭터들의 리듬도 마치 다성 음악의 성부처럼 서로 시각적 대조와 조화를 이룬다는 것도 알게 되었다. 연구자는 이를 '캐릭터변화의 시각적 대위법'이라 칭하고 장편애니메이션<토이스토리3>속의 캐릭터연출에는 2중의 시각적 대위법이 숨겨져 있다는 결론을 도출한다. 더불어 이 같은 구성적 미학을 적극적으로 활용한 장편애니메이션 제작을 제안한다.