최근에 한국해양대학교에서는 선박조종시뮬레이터를 개발했다. 이에 따라 시뮬레이터에 해상상태를 적용하기 위해 노력중이다. 이 논문에서는 해상에서의 파의 움직임을 표현하는 수학모델과 OpenGL API를 이용하여 해상상태의 가시화 시뮬레이션 및 계산 결과의 시뮬레이터에 적용가능에 대해 논한다.
본 논문은 3차원 컴퓨터 그래픽스(이하 3D 그래픽스)는 컴퓨터의 게임과 시각화(Visualization)등의 경교하고 복잡한 시스템 개발에서부터 단순한 그래프 출력 프로그램까지 그 응용범위가 넓다. 그래픽스 전용 웍스테이션에서부터 개인용 컴퓨터에 이르기까지 다양한 환경으로 그 응용이 점차 확산되는 추세에 있다. 이에 발안추어 기존의 그래픽스 라이브러리는 새로운 요구를 수용하기 위해 확장 및 개선되고 있으며 개인용 컴퓨터 및 웹 기반의 3D 그래픽스 응용을 위해 새로운 그래픽스 라이브러리가 개발 및 배포되고 있다. 개발목적에는 다소 차이가 있으나, VRML, Direct3D, java3D 등은 이러한 추세를 앞당기는 견인차 역할을 하고 있음에는 틀림이 없다. OpenGL이 무엇으면 사용하는 용도 및 추가하는 테크닉과 기술을 설명을 하였다.
사용자에게 본인이 원하는 시점과 시각을 선택할 수 있도록 하는 자유시점 (Free Viewpoint) MPEG-I 과제를 통하여 3DOF, 3DOF+, 6DOF의 표준을 개발 중이다. 실사 영상의 자유시점 영상을 구현하는 방법으로는 깊이정보를 사용한 렌더링 기법을 사용하는데, 이를 실시간 재생할 수 있는 시스템은 개발되지 않았다. 본 논문에서는 PC 사양에서 NVIDIA 영상 코덱과 OpenGL사용하는 rtRVSlibrary를 바탕으로, 최대 8개의 HD급 다중 뷰 영상 입력 (컬러+깊이)을 자유 시점을 실시간 생성하여 디스플레이하는 재생기를 설계 및 개발하였다. 사용자는 원하는 시점으로 상하좌우앞뒤(회전)로 자유롭게 이동할 수 있으며, 계산양과 화질 효율성을 고려하여 디코딩한 입력영상 중에 두 개의 시점을 선별하는 알고리즘을 개발하여 실시간 동작 (25fps)을 검증하였다.
본 논문은 수집된 항공기의 상황 자료를 이용하여 웹 기반의 구글 어스와 OpenGL을 이용한 3차원 시각화을 통하여 항공기의 올바른 상황인식과 상태정보를 지원하는 시스템을 제안한다. 기존에 제안된 시스템은 방대한 지형 자료와 지도 및 위성사진을 연동하여 표현함으로 속도 저하 및 한정된 지도 정보만을 가시화하는 문제점을 가진다. 제안하는 시스템은 개방된 구글 어스의 Open API을 이용하여 최소한의 비행 정보만으로 실시간 상황인식을 위한 경제적이고 전역적인 시각화 도구를 지원한다. 또한 사용자의시각적 편리성을 위하여 다중 위치 정보를 볼 수 있는 확장 뷰를 제공한다. 본 연구결과는 웹 환경에서 항공기의 상황인식을 지원하는 시스템으로 이용될 수 있는 가능성을 보인다.
본 논문에서는 최신 embedded GPU를 사용하여 영상의 특징 추출 알고리즘(SIFT, SURF)을 병렬화하고, 특징 추출 및 정합 결과를 이용하여 파노라마 영상을 GPU에서 고속으로 생성하는 방법을 제안한다. 병렬화 된 알고리즘의 GPGPU(general purpose computation on GPU) 구현은 최신 스마트폰의 embedded GPU에서 지원하기 시작한 OpenCL을 이용하였다. 본 논문에서는 GPU에서 OpenGL Shading Language(GLSL)를 이용한 기존의 병렬화와 OpenCL을 이용한 새로운 병렬화 구현 결과를 효과적인 코드 구현 방법과 수행속도 관점에서 비교하였다. 실험결과, OpenCL은 GLSL과 유사한 수행 속도를 보였으며 embedded CPU와 비교하여 약 3~4배 빠른 수행속도를 보였다. 구현한 특징 추출 결과의 응용 사례로써, 특징 정합을 통한 영상 정합을 GPU상에서 병렬 수행하여 여러 장의 영상으로부터 파노라마 영상을 고속으로 생성하는 사례를 보인다.
3D 그래픽을 처리하는 연산 과정에는 고정적인 연산만을 수행하는 영역과 Shader 등과 같은 명령어에 의한 프로그래밍이 요구되는 영역이 구분되어 있다. 이러한 3D 파이프라인의 특성을 고려하여 fixed 구조로 설계한 graphics hardware와 명령어 기반의 programmable hardware를 혼합한 구조로 설계하면 효율적인 그래픽 처리가 가능하다. 본 논문에서는 이러한 혼합 구조에 적합한 OpenGL ES(Open Graphics Library Embedded System) 2.0을 지원하는 Fragment Shader를 설계하였다. fixed hardware와 Shader간 데이터 입출력으로 인해 발생할 수 있는 전체 파이프라인의 지연을 줄일 수 있도록 내부 인터페이스를 최적화하였으며 Shader 내부 레지스터 그룹을 interleaved 구조로 설계하여 레지스터 면적과 처리 속도를 개선하였다.
본 논문은 가상현실의 한 분야인 VRML 저작도구의 설계와 구현에 고나하여 기술하였다. 가장 효과적인 장면생성과 Graphic Library (OpengL)와 VRML Noderks의 매칭 구현을 통하여 Objects 의 Rendering 수준을 한 차원 높이고, COM 기반의 Parser 사용으로 저작도구 구현에 효율성과 재사용성을 극대화하며, 3차원 모델링을 모다 손쉽게 저작할수 있는 저작도구를 구현하였다. 3차원 모델링 기술의 기반 구조가 취약한 국내에서 이 분야 기술력의 축적과 함께 3차원 모델링 기술을 이용한 응용 제품 개발의 저변확대와 다양한 유형의 쇼핑몰 구현 기반 기술 확보등의 효과를 거둘 수 있다.
본 논문은 연속된 이미지로부터 고속 영상 모자익을 구성하는 새로운 접근을 기술한다. 제안하는 알고리듬은 전체 영상이 아닌, 종첩영역에서 특징점 및 대응점을 찾아 초기 변한 행렬을 구함으로 좀더 정확한 변환식을 표현하도록 하고 계산량을 감소시킨다. 또한 고속으로 모자익을 수행하도록 하기 위해 OpenGL 기반 텍스쳐 매핑을 이용하였다. 기존의 방법은 모든 영상의 픽셀에 변환식을 곱함으로 인해 많은 계산시간을 초래했다. 본 논문에서 제안하는 방법은 OpenGL 기반 텍스쳐 매핑을 이용해 영상의 각 버텍스에 변환식을 곱함으로서 계산시간을 단축시켰다. 그 결과, PC에서 카메라로부터 영상을 받아들여 고속으로 모자익을 구성할 수 있다.
Kim, Seung-Jun;Lee, Sang-Wook;Jeong, Woo-Seong;Ahn, Byung-Ha
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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pp.68.6-68
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2002
$\textbullet$ We solved the attitude regulation and tracking problems of spacecrafts. $\textbullet$ We developed a PC-based 3D spacecraft simulator using OpenGL. $\textbullet$ We considered the rigid spacecrafts with gas-jet and reaction wheel actuator. $\textbullet$ In order to verify the effectiveness of the simulator, we applied the output-based controller $\textbullet$ Spacecraft models are animated by roll-pitch-yaw angles, constantly processed by numerical method.
In this paper, we developed a Windows 95 version off-line programming system which can simulate a track vehicle model in 3D graphics space. The track vehicle was adopted as an objective model. The interface between users and the off-line program system in the Windows 95's graphic user interface environment was also studied. The developing language is Microsoft visual C++. Graphic libraries, OpenGL, by Silicon Graphics, Inc. were utilized for 3D Graphics.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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