The data-flow paradigm has been employed in various application areas. It is particularly useful where large data-streams must be processed, for example in video and audio processing, or for scientific visualization. A video-based 3D reconstruction system should process multiple synchronized video streams. The system exhibits many properties that can be targeted using a data-flow approach that is naturally divided into a sequence of processing tasks. In this paper we introduce our concept to apply the data-flow approach to a multi-video 3D reconstruction system.
During the modern age, various fields have fundamentally changed from the preconceived ideas of the past. The concept of time-space relationship changed also. E. J. Marey was almost the first one to visualize the movement of animals and people through scientific methods. Frank B. Gilbreth used more precise photographic equipments to develop more accurate and specific body movement diagrams. The emergence of visualization of body movement is not the only product from the scientific field. The new concept of time-space can be easily noticed in modem art, music and dance. In space design, Futurism attempted to represent the dynamism and speed in a sculptural form. On the other hand, there were examples to further investigate the specific analysis of body movements such as 'Scientific Management'. Body movement diagrams are widely used in various projects in contemporary space design. The difference is that now the design process is more integrated with the analysis. The representation of speed and the container of movements are interwoven in a complex manner in which fluid relationship between body and space is possible. Three types can now be considered: Object, Container and Interactivity. This study attempts to analyze brief history of body movement studies and their application for contemporary space design.
과학적 가시화의 한 분야인 볼륨 가시화는 3차원, 혹은 그 이상의 차원의 공간에서 정의된 추상적이고 복잡한 볼륨 데이타로부터 의미 있고 가시적인 정보를 효과적으로 추출하도록 도와주는 다양한 기술에 관한 연구 분야로서, 기상학, 의학, 계산 유체 역학 등 여러 학문 분야에서 점차 그 중요성을 더해가고 있다. 한편 가상 현실은 컴퓨터가 만든 가상의 세상에 사용자가 몰입하여 시각, 청각, 촉각 등의 감각을 이용하여 세상을 경험하고 대화식으로 정보를 주고받을 수 있도록 도와주는 여러 기술에 관련된 연구 분야로서 국내외적으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 CAVE라 불리는 몰입형 3차원 가상 환경 시스템 환경에서 인체 볼륨 데이타를 보다 개선된 볼륨 가시화 방법을 사용하여 실시간으로 입체 영상을 생성해주는 시스템을 설계하고 구현하였다. 이 시스템은 기존 3차원 텍스처 매핑 기반 볼륨 렌더링 방법의 느린 속도를 보완하고자, 영상 기반 렌더링에 기반을 둔 향상된 텍스처 매핑 기법을 사용하여 실시간 볼륨 입체 가시화 기능을 지원하며, 사용자를 위하여 다양한 인터페이스 기능들을 제공한다. 본 시스템의 효용성을 증명하기 위한 테스트 데이터로서 Visible Korean Human 데이타를 사용하였다. 본 논문에서는 실시간 입체 영상 시스템에 필요한 가시화 기법과 라이브러리, 그리고 구체적인 구현 내용에 대해서 설명한다.
이 연구의 목적은 논의 과정을 시각화한 과정중심평가를 통해 과학적 개념의 발달 과정을 알아보는 데 있다. 연구 참여자는 경기도 소재 고등학교 학생 353명과 교사 5명이었으며, 자료의 분석은 논의 활동을 촬영한 영상, 소집단 활동지, 그리고 인터뷰 내용을 대상으로 이루어졌다. 학생들의 발화를 논의 요소를 중심으로 분석한 결과, 소집단 내 논의에서 과학적 개념은 질문 및 의미 명확화의 과정을 통해 구체화되었고, 동의 및 반박의 과정을 통해 조직화되었으며, 소집단 간 논의에서의 질문, 의미 명확화 및 주장 변경을 통해 정교화되었다. 교사는 논의 과정이 시각화된 소집단 활동지를 통해 학생들의 논의 과정을 이해할 수 있었으며, 이를 바탕으로 피드백을 제공하고 수업을 개선하였다. 연구 결과를 토대로, 논의 과정의 시각화는 학생의 자기평가, 동료평가를 가능하게 할 뿐 아니라, 교사가 논의 과정을 이해하는 것을 가능하게 한다는 사실을 알 수 있었다. 본 연구 결과는 과학 교과에서의 과정중심평가에 대한 지침을 제공하고, 과학적 논의를 활성화하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
태풍, 해일, 홍수, 범람 등에 관련된 자연재난 데이터를 빠르고 효과적으로 가시화하여 재난 재해 상황에서 정확한 의사결정을 할 수 있도록 지원하는 시스템을 소개한다. 재난정보를 포함하는 데이터는 적게는 수백 MB에서 많게는 수십, 수백 GB로 구성되어 있으므로 개인이 지닌 컴퓨터로는 처리할 수 없다. 그렇기 때문에 본 시스템은 클라이언트-서버 기반의 시스템을 제공하여 고성능 서버에서 가시화 결과를 생성하고 클라이언트에서는 결과를 받아 출력하는 형태로 구현되었다. 서버는 클라이언트의 요청을 처리하고 내장된 고성능 클러스터로 렌더링된 결과를 클라이언트로 전송한다. 클라이언트는 원하는 기간을 지정하여 가시화된 결과를 이미지, 동영상, 3D 그래픽 모델 중 원하는 형태로 서버로부터 제공받아 표출할 수 있으며 사용자 친화적인 GUI와 효과적으로 가시화 결과를 볼 수 있는 다양한 기능을 사용자에게 제공한다.
Park, Sanghun;Park, Sangmin;Bajaj, Chandrajit;Ihm, Insung
한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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제7권2호
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pp.21-28
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2001
최근 과학적 데이터의 증가 결과로, 매우 방대한 크기의 볼륨 데이터들이 점차로 일반화되고 있다. 다양한 텍스춰 기반 볼륨 렌더링 알고리듬들이 제안되었으나, 대부분의 방법들이 하드웨어가 갖고 있는 텍스춰 메모리보다 작은 크기의 볼륨 데이터를 가시화하는데 촛점을 맞추고 있다. 본 논문은 멀티파이프 시스템 구조상에서 매우 큰 정적 데이터와 시간 가변 데이터를 위한 새로운 병렬 볼륨 렌더링 스킴에 대해 설명한다. 이 스킴은 큰 볼륨을 동적으로 작은 크기의 블릭으로 분할하고, 이를 그래픽스 파이프에 적절히 할당함으로써 텍스춰 교체 비용을 최소화 한다. 이 기법은, 수행중에 법선 벡터를 계산하고 OpenGL 컬러 행렬을 이용하여 퐁 쉐이딩 영상을 쉽게 생성할 수 있다. 우리는 SGI Onyx2 시스템을 이용하여 큰 크기의 다양한 데이터에 대해 실험한 결과를 보인다.
상용의 게임 엔진의 기능이 향상되면서 과학적 가시화 프로그램에 게임 엔진을 적용하는 사례가 증가하고 있다. 본 연구는 Unity3D 게임 엔진을 기반으로, 의료 볼륨 데이터를 가시화하는 가상현실 응용프로그램의 제작 사례를 설명한다. 게임 엔진을 사용하는 경우, 반투명한 물체의 깊이 정렬이나 가상현실 하드웨어 지원과 같이, 응용 프로그램이 필요한 다양한 기능이 기본적으로 제공되는 장점이 있다. 한편, 게임 엔진의 특성에 적합하도록 응용 프로그램의 구조를 수정하여 적용해야 하는 제약이 있다. 본 연구는 게임 엔진의 구조를 이용하여 의료 볼륨 데이터의 가시화를 수행하는 방법에 대해 설명한다. 그 결과, 표면 데이터와 의료 볼륨 데이터 조각들이 함께 구성된 가상현실 장면을 생성할 수 있었으며, 게임 엔진의 의료 시뮬레이션 제작 도구로서의 가능성을 확인하였다.
하루가 다르게 방대한 데이터가 생겨나고, 데이터를 반영한 정책지원이나 콘텐츠들이 증가하면서 데이터에 대한 중요성이 주목받고 있다. 데이터의 시각화 측면에서 모든 데이터를 살펴보는 것에 제약이 따르기 때문에, 시각화의 기술적인 요소뿐만 아니라 데이터를 요약하고, 이해하기 쉽도록 돕는 시각화의 방법론적 요소가 중요하다고 할 수 있다. 본 논문에서는 현재 많이 사용되는 디자인 중심의 인포그래픽을 개선하고 데이터 중심의 인포그래픽을 제안하기 위해 데이터 시각화의 표현 방법을 정리하고, 시각화의 방법을 Tableau Public을 활용하여 데이터 분석 및 인포그래픽 제작사례를 제시고자 한다. 인포그래픽 제작을 위해 광주광역시 버스 이용자 데이터가 사용되었고, 분석결과 정류소 사용 총 승객수는 일반 승객수와는 유사한 결과를 보이지만 환승역 이용 승객, 청소년 승차 환승 승객수에 따른 정류소와는 차이를 보였다. 그래프 유형에 따라 시각적인 결과는 다르게 도출되었다. 데이터 중심의 인포그래픽 시각화는 기존의 인포그래픽의 시각적인 역할만 강조한 것에 비해 데이터를 효율적으로 전달하는 것을 물론 과학적 연구를 위한 도구로 활용될 것으로 기대한다.
This study measured and analyzed musical sense objectively, and visualized it to express visual effects as if watching music with the eye. For the visualization of music, we examined the concept of synesthesia and the correlation between hearing and seeing, and reviewed theoretical grounds and a number of cases necessary in reproducing musical sense visually based on synesthetic expression. Furthermore, we studied the visual elements and associated colors of rhythm to prove that visual conception of music through various approaches enable a transitional approach to aesthetic exploration and interpretation. The conclusions drawn from this research are as follows. First, classic music selected for visualization had musical characteristics highly correlated with dress design. Second, basic formative elements suggested as materials of visualization in this study were suitable in their form for expressing the rhythmic sense of music and, because they started from the most basic form, they were effective in extracting design elements. Third, when the result of the questionnaire survey, which was focused on the visualization of the rhythmic sense of the five pieces of classic music, was analyzed from the aspect of sensibility ergonomics, design elements of each piece of music were obtained in an objective and scientific way. Fourth, it was confirmed that common concepts could be derived from intangible elements such as forms and sounds observed in the rhythmic sense of music obtained from the result of the questionnaire survey. Fifth, works were made based on the results of this study and, according to the result, musical images can express sense through dress design and obtain visual effects as if watching music with the eye. Dress desist through the visualization of music in this study was an attempt to suggest that the language of music can be expressed in dress design, a visual formative language, based on synesthetic expression. Through this attempt, we confirmed the infinity of music as motives of dress design and suggested a method of aesthetic expression demanded in contemporary society that is pursuing aesthetic values.
본 연구는 데이터 시각화에 기반한 과학 학습 프로그램이 초등학교 과학영재의 과학 탐구 능력과 창의적 문제해결능력에 미치는 영향을 탐색하고자 한 것이다. 이를 위해 총 12차시의 테블로를 활용한 데이터 시각화 과학 학습 프로그램을 개발하였다. 연구 대상은 연구자가 지도하고 있는 3개의 영재학급 학생 61명으로 하였으며, 환경과 상황에 맞게 수정된 과학 탐구 능력 검사지와 창의적 문제해결력 검사지를 사전, 사후에 투입하였다. 연구 결과 데이터 시각화에 기반한 과학 학습은 과학 탐구 능력 중 기초탐구 능력에는 별다른 영향을 미치지 못하였다. 다만 하위영역 중 추리 영역에서만 유의미한 결과가 나타났다. 반면 기초 탐구 능력과 대조적으로 통합 탐구 능력에는 통계적으로 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 5개의 하위영역 중 자료변환, 자료해석, 변인통제 3개의 영역에서 유의미한 결과가 나타났다. 하지만 변인통제와 연관이 있는 가설설정의 경우 학생들이 변인통제 과정과 가설설정의 정확한 개념을 혼동한 것으로 나타났다. 한편, 프로그램 적용을 통해 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 탐색하였는데 통계적으로 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 4개의 하위영역 모두에서 유의미한 결과가 나왔다. 테블로의 기능을 학생들이 능숙하게 익히게 된 것과 토의 토론하는 협력학습, 절차적 사고를 중시하는 데이터 시각화 프로그램의 주제적 영향이 이와 같은 결과에 기인한 것으로 해석되었다. 본 연구를 통해 데이터 시각화에 기반한 과학 학습과 앞으로의 미래교육 방향에 대하여 시사점을 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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