본 논문에서는 모바일 플랫폼을 위한 범용적인 그래픽스 미들웨어로써, 모바일 장면그래프 라이브러리인 '모바일 OpenSceneGraph (모바일 OSG)'를 제안하고 그 개발 사례를 소개한다. 제안하는 모바일 그래픽스 미들웨어는 데스크탑 환경에서 그래픽스 미들웨어로 널리 쓰이고 있는 OpenSceneGraph를 모바일 환경에 적합하도록 재설계하였으며, 이를 통해 범용성, 확장성, 모바일 플랫폼 UI 지원, 호환성 등의 특성을 확보하였다. 복잡한 가상환경의 실시간 렌더링, 터치 UI 기반의 카메라 조작, 노드 전환을 통한 애니메이션 등과 같은 예시 응용프로그램을 통해 제안하는 모바일 장면 그래프 라이브러리의 효용성을 보이도록 한다.
When it comes to develop flight simulator, HAT (Height Above Terrain) is required to provide altitude information to the pilot who learns how to control an airplane in landing and takeoff situation. However, there might be inconsistent problem between real terrain and simulation information since current implementation of HAT simply depends on center of gravity point on the airplane. To overcome mentioned problem, in this paper, we propose how to obtain more accurate altitude information than existing scheme by making use of HAT and HOT (Height Of Terrain) information of landing equipments according to movement of the airplane. Moreover, we demonstrate the accuracy of the proposed scheme through new flight simulator developed through OSG(OpenSceneGraph) by taking example of terrain information for domestic airport.
가상현실 환경은 사용자가 데이터와 상호작용하면서 직관적으로 데이터를 인지할 수 있게 해주는 인터페이스를 제공한다. 이런 가상현실 환경은 고해상도 디스플레이 장치에서 사실상 유일하게 사용할 수 있는 사용자 친화적인 인터페이스 방식이기도 하다. 본 논문에서는 고해상도 디스플레이 장치를 이용한 몰입형 가상현실 환경에서 사용되는 사용자 인터페이스 프레임워크를 소개하기로 한다. 이 인터페이스 프레임워크는 VR Juggler와 OSG(OpenSceneGraph)를 기반으로 하며, 다양한 형태의 디스플레이 장치를 이용한 몰입형 가상현실 환경에서 사용자가 가상현실과 상호작용하는데 필요한 기반 환경을 제공한다.
컴퓨터에서 생성된 시뮬레이션 결과는 가시화(Visualization)라는 과정을 통해 인간이 직관적으로 해석하기 쉬운 형태로 가공된다. 사람이 직관적으로 이해하기 어려운 수치의 나열로 구성돼 있던 데이터가 컴퓨터 그래픽스 기술의 적용을 통해 보다 쉽게 분석할 수 있는 형태로 변형되는 것이다. 최근에는 이런 시뮬레이션 데이터의 크기와 복잡도가 점점 증가하고 있는 추세로, 이런 추세에 따라 고해상도 디스플레이 장치나 몰입형 가상현실 장치의 필요성은 점점 증가하고 있다. 이런 이유로 클러스터 시스템을 이용한 고해상도의 디스플레이 장치에서 해당 시스템에 대한 전문적인 지식을 갖추지 않은 일반 연구자가 상호작용할 수 있는 사용자 인터페이스에 대한 필요성도 높아지고 있다. 본 논문에서는 고해상도 디스플레이 장치에서 데이터를 가시화하는 프레임워크와 그 프레임워크에서 사용하는 통합 환경 인터페이스를 소개하기로 한다. 이 인터페이스는 VR Juggler와 OSG(OpenSceneGraph)를 기반으로 하며, 다양한 형태의 디스플레이 장치와 몰입형 가상현실 환경에서 시뮬레이션 데이터와 실시간 상호작용을 통한 해석을 수행하는데 필요한 기반 환경을 제공한다.
최근 유비쿼터스 게임의 성장과 더불어 이기종의 환경에서 새로운 기법들로 보여질 수 있는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 이기종 환경에서 임의의 OpenGL 기반의 PC 게임이나 게임 뷰어가 있는데서 Java3D 형태로 재복원해서 볼 수 있는 방법과 VRML을 사용하여 캡쳐된 장면들을 네비게이션 해 봄으로써 프레임간 오브젝트들의 움직임을 비교 분석할 수 있는 방법을 제안한다. 결과적으로 구조적인 장면 그래프에서 사건을 처리하고, Parser에서 OpenGL Primitive들의 정점 정보를 해석해서 계층구조를 변화시킴으로서 보다 빠른 실시간 렌더링을 구현하고자 한다.
The development of a simulation system requires many sub modules such as a dynamic module, a visualization module, etc. If a different freeware is used for each sub modules, it is hard to develop the simulation system by incorporating them because they use their own data structures. To solve this problem, a high-level data structure, called Dynamics Scene Graph Data structure (DSGD) is proposed, by wrapping data structures of two freeware; an Open Dynamics Engine (ODE) for the dynamic module and an Open Scene Graph (OSG) for the visualization module. Finally, to evaluate the applicability of the proposed data structure, it is applied to the block erection simulation in shipbuilding. The result shows that it can be used for developing the simulation system.
실시간 렌더링 시스템에서 시야를 변경하는 속도가 증가할수록 FPS(Frame Per Second)가 감소하는 문제가 발생한다. 이에 따라 시야 변경이 증가할수록 감소하는 FPS를 향상하기 위한 렌더링 최적화 기술이 요구되며, 본 논문에서는 동적 LOD(Level of Detail)와 컬링 기술을 적용하여 실시간 렌더링 과정에서 렌더링 데이터를 감소함으로써 저하되는 FPS를 증가시키기 위한 렌더링 최적화 기법과 HMD(Helmet Mounted Display)의 움직임에 따라 변경된 시야각을 적용한 OSG(Open Scene Graph) 기반 실시간 렌더링 시스템을 제시한다.
비행 시뮬레이션 소프트웨어 개발 시 구름효과 구현을 위한 대표적인 연구로는 파티클 시스템을 이용한 구름 모델링과 텍스쳐 맵핑을 이용한 구름판 모델링이 있다. 하지만 전자의 경우 낮은 프레임율을 야기하는 반면, 후자의 경우는 비행 시 현실감이 떨어지는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 구름판 모델링 방법에 현실적 효과를 더 할 수 있도록 카메라에 안개효과를 적용하는 방안을 제안한다. 제안한 방안을 OpenSceneGraph를 사용한 대용량의 맵 데이터베이스 환경에서 실험 한 결과 기존의 구름판 모델링 방법에 비해 1~2Hz 정도로써 프레임은 거의 차이가 없었고, 현실적 효과 측면에서는 파티클을 이용한 구름 모델링 방법과 비슷하게 자연스럽고 현실적인 효과를 보였다.
본 연구는 선박 추진시스템 설계를 위한 제품정보관리(Product Data Management, PDM) 시스템의 구현 사례를 소개하였다. 객체 지향 모델링 언어(Unified Modeling Language, UML)를 이용하여 중소형 선박 추진성능 추정 시스템을 설계하였으며, 프로펠러의 3차원 디지털 모크업(Digital Mock-Up, DMU)을 중심으로 제품정보를 구축하였다. 또한 설계 과정에 필요한 모델링 및 시뮬레이션(Modeling & Simulation, M&S) 기술을 PDM 시스템과 통합하기 위한 방안을 제안하고, 추진기 및 축계 설계 검증 모델을 동시에 구현하였다. 시스템 개발에는 Open Scene Graph(OSG) 라이브러리 및 객체 지향 시스템 개발 도구를 사용하였다. 최종적으로는, 설계 검증용 M&S 소프트웨어와 PDM 시스템을 연동한 구현 사례를 보임으로써 추진성능 추진 시스템의 개발환경 구축 방안을 제시하였다.
본 연구에서는 가상환경 및 시뮬레이션에서 활용이 가능한 인체 모델을 개발하였다. 한국인 인체 측정 자료를 바탕으로 각 지체에 대한 기구학적 특성치와 상관관계를 얻고 인체 모델을 구성하였다. 인체 모델은 17개의 독립된 지체들로 구분되며 조인트로 연결된다. 구성된 모델은 가상환경의 신 그래프(scene graph)상에 자료화되고 DCS를 이용하여 애니메이션이 가능하도록 하였다. Madymo를 이용하여 차량 운전자의 전방 충돌 및 범퍼 통과시 지체의 거동을 해석하고 그 결과 값을 변환하여 OpenGL Performer 라이브러리를 통해 가상 공간에 가시화하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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