• 전자공학회논문지CI
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• 제45권3호
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• pp.58-67
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• 2008

본 논문에서는 그래픽 디자이너의 쉐이더 제작 과정을 효과적으로 지원할 수 있는 쉐이더 검색 시스템에 대하여 논의한다. 쉐이더를 제작하는 과정에는 몇 가지 난점이 존재한다. 첫 째, 쉐이더에 대한 전문적인 지식이 요구된다. 둘 째, 렌더링 시간이 매우 길다. 셋 째, 쉐이더 제작 과정 시 시행착오를 많이 겪는다. 본 논문에서는 이러한 문제들을 극복하기 위하여 유사 쉐이더 검색 시스템인 Shader Space Navigator를 제안한다. Shader Space Navigator는 쉐이더의 에트리뷰트들을 분석하여 다수의 쉐이더 데이터들이 저장되어 있는 쉐이더 데이터베이스 안에서 그래픽 디자이너가 원하는 쉐이더와 매우 유사한 쉐이더를 검색해 준다. 검색된 쉐이더에 몇 번의 간단한 수정만을 가함으로써 그래픽 디자이너가 원하는 최종 쉐이더를 얻을 수 있기 때문에 기존의 난점들을 해결할 수 있다. 본 논문에서는 쉐이더 데이터베이스 구축 방법과 Shader Space Navigator의 구현 이슈에 대하여 논의하고 쉐이더 검색 결과에 대한 예제를 보인다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권9호
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• pp.85-95
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• 2008

3D 그래픽 알고리즘은 특성상 방대한 양의 스트림 데이터에 대하여 복잡한 연산을 수행하여야 한다. 이러한 알고리즘을 하드웨어에서 신속하게 수행할 수 있는 버텍스 셰이더와 픽셀 세이더의 도입으로 그래픽 프로세서는 "소프트웨어 셰이더의 하드웨어화"라는 목표를 어느 정도 달성한 것처럼 보이지만, 여전히 Z-버퍼 기반이라는 특정 알고리즘의 틀에서 벗어나지 못하고 있다. 향후 그래픽 프로세서가 궁극적으로 추구하는 모델은 알고리즘에 독립적인 그리고 버텍스 셰이더와 픽셀 셰이더가 통합된 셰이더로 발전할 것이다. 본 논문에서는 프로그래머블 통합 셰이더 프로세서에서 고성능 3차원 컴퓨터 그래픽 영상을 지원하기 위한 멀티포트 레지스터 파일 모델을 설계하고 구현하였다. 설계한 멀티포트 레지스터 파일을 기능적 레벨에서 시뮬레이션을 하여 그 성능을 검증 하였으며, FPGA Virtex-4(xc4vlx200)에 직접 구현하여 하드웨어 리소스 사용율과 속도를 확인 하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권1호
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• pp.145-149
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• 2015

A reconfigurable lighting engine for widely used lighting models is proposed for low-power GPU shaders. Conventionally, lighting operations that involve many complex arithmetic operations were calculated by the shader programs on the GPU, which led to a significant energy overhead. In this letter, we propose a lighting engine to improve the energy-efficiency by supporting the widely used advanced lighting models in hardware. It supports the Blinn-Phong, Oren-Nayar, and Cook-Torrance models, by exploiting the logarithmic arithmetic and optimizing the trigonometric function evaluations for the energy-efficiency. Experimental results demonstrate 12.7%, 42.5%, and 35.5% reductions in terms of power-delay product from the shader program implementations for each lighting model. Moreover, our work shows 10.1% higher energy-efficiency for the Blinn-Phong model compared to the prior art.

• ETRI Journal
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• 제31권4호
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• pp.429-437
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• 2009

This paper proposes a novel technique for 3D scene relighting with interactive viewpoint changes. The proposed technique is based on a deep framebuffer framework for fast relighting computation which adopts image-based techniques to provide arbitrary view-changing. In the preprocessing stage, the shading parameters required for the surface shaders, such as surface color, normal, depth, ambient/diffuse/specular coefficients, and roughness, are cached into multiple deep framebuffers generated by several caching cameras which are created in an automatic manner. When the user designs the lighting setup, the relighting renderer builds a map to connect a screen pixel for the current rendering camera to the corresponding deep framebuffer pixel and then computes illumination at each pixel with the cache values taken from the deep framebuffers. All the relighting computations except the deep framebuffer pre-computation are carried out at interactive rates by the GPU.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 춘계학술발표대회
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• pp.1645-1648
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• 2005

PC 그래픽스 하드웨어의 급격한 발전에 따라 슈퍼컴퓨터 또는 여러 대의 컴퓨터를 이용한 병렬/분산 처리로나 가능하였던 실시간 볼륨 렌더링을 한대의 일반 PC에서 수행하려는 시도가 계속되고 있다. PC 그래픽스 하드웨어의 꼭지점 및 픽셀 쉐이더는 수치 계산에 최적화된 벡터 연산으로 빠른 볼륨 렌더링을 가능하게 하였을 뿐만 아니라 기존의 고정된 그래픽스 파이프라인에서 벗어나 사용자가 렌더링 과정에 개입하여 프로그래밍을 할 수 있도록 하였다. 본 논문에서는 이러한 그래픽스 하드웨어의 프로그래밍 기능 중 텍스쳐 좌표의 조작을 이용하여 다양한 종류의 볼륨 데이터를 빠르게 렌더링하고 픽셀 쉐이더의 여러 기능들을 이용하여 퐁 쉐이딩 연산, 이른 깊이 테스트, 팔진트리 텍스쳐등을 구현하여 고품질 영상을 실시간으로 얻고자 하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.23-29
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• 2002

컴퓨터 그래픽스 분야에 있어서 하드웨어의 활용은 렌더링 속도를 높이고 높은 수준의 결과를 얻기 위한 중요한 요소이다. 최근의 급속한 하드웨어의 발달은 기존에 불가능했던 다양한 여러 가지 효과들을 가능하게 해 주었으며, 쉐이더 기능을 이용하여 고급의 렌더링 기법들을 실시간에 구현할 수 있게 되었다. 본 논문에서는 이러한 하드웨어를 이용하여 최대 4가지의 물질에 대한 직접 볼륨 렌더링(direct volume rendering)을 수행할 수 있는 기법을 제안한다. 이 기법에서는 다양한 물질에 대한 렌더링 기능 이외에 그라디언트 값에 의한 물질 표면의 강조 효과, 광원의 거리에 의한 빛의 감소효과(Light Attenuation)와 Depth cueing, 복수의 광원에 의한 조명 효과 등의 다양한 고급 렌더링 기법들을 볼륨 렌더링에 적용할 수 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.1-8
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• 2018

본 논문에서는 삼각형 집합(triangle soup)형식의 등가면(isosurface)을 추출하는 기존의 마칭큐브 기법을 개선하여, 연결된 메시(connected mesh)형식으로 추출하는 실시간 기법을 제안한다. 이를 통해 기존에는 불가능했던 다양한 렌더링 기법을 사용하여 동적으로 변하는 등가면을 렌더링할 수 있고, 등가면의 위상(topology)과 기하(geometry) 정보 등을 추출할 수 있다. 또한 지오메트리 셰이더 (geometry shader) 에서 사용하는 인접 삼각형 형태의 구조 (GL_TRIANGLES_ADJACENCY)를 생성하여 보다 다양한 셰이딩 기법을 지원한다. 본 기법은 기존 마칭큐브에 삼각형들을 연결하는 후처리 과정을 추가한 기법에 비해 300% 정도의 향상된 등가면 추출 속도를 보인다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제16권1호
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• pp.111-118
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• 2016

본 논문은 빛의 조명으로 defense 게임 플레이에 대한 캐릭터 표면모델을 시뮬레이션하는 데프레넬의 수학적 모델을 제안한다. 여기서 illumination은 게임에서 사용되는 캐릭터표면 모델에 도달하는 빛의 양을 결정하는 프로세스를 나타낸다. 캐릭터 표면의 shader는 일반적으로 빛이 triangle에 반영하는 방법 즉 예측하는 수학적 모델을 사용한다. shading은 일반적으로 색상과 빛의 강도를 결정하기 위해 사용되는 방법인데, viewer에서 본다면 게임 캐릭터의 표면 위에 각 픽셀에 대한 반사결과를 나타낸다. 여기서 제안 모델은 반사와 투과 계수를 계산하여 실제 게임 플레이를 하면서 프레넬 방정식으로 시뮬레이션 결과를 비교하였다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제14권1호
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• pp.105-115
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• 2022

The platform for displaying cars has been changing with the times. From the popularity of paper media to the rise of computer graphics, the improvement of technology has brought more space and possibilities to the automotive industry. Yiming Zhong proposed the workflow of car configurator through Unreal Engine 4 to implement the basic functions of configuration in 2021, according to Yiming Zhong's final presentation, there is still room to improve the realism of graphics and functionality of the car configurator. Therefore, in this paper we propose to upgrade the car shaders and lighting environments according to the real-world physics and add multi-scenes switching function to car configurator. However the multi-scenes switching function also brings a large amount of data, which leads to the problem of display lag. At the end of the paper, we use the level of details(LOD) process to reduce the amount of data for real-time computing in Unreal Engine 4 and the increase of frames per second(FPS) values verifies the feasibility of our optimization solution.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.392-402
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• 2020

현대 많은 영화와 애니메이션 등의 영상에는 CG(Computer Graphics) 기술이 많이 활용된다. CG의 활용으로 시각적 표현의 한계를 벗어나 거의 무한대에 가까운 연출이 가능하게 되었다. 더불어 새롭고 영화에 잘 어울리는 CG를 만들기 위한 기술적, 예술적 노력도 증가하였다. 룩 디벨롭먼트는 감독의 의도에 부합하는 CGI(Computer Generated imagery) 제작을 위해 3D 상에서 쉐이더와 렌더링을 수정하고 만들어 나가는 과정이다. 하지만 소규모 제작사나 프로젝트에서는 제작 파이프라인 상에서의 룩 디벨롭먼트에 대한 인식이 상대적으로 부족한 경우가 존재한다. 룩 디벨롭먼트가 선행되지 않았을 경우 생길 수 있는 문제점을 3가지로 분류하여보면, 첫째, 같은 라이팅 조건에서도 쉐이더가 다르게 반응할 수 있다. 둘째, 작업자들 간의 소통에 문제가 생길 수 있다. 셋째, 주어진 상황에 맞는 스타일을 미리 약속해 놓지 않아서 생기는 낭비가 있다. 이 문제들을 피하기 위한 룩 디벨롭먼트 방법을 연구하였다. 소규모 스튜디오가 갖는 적은 인원과 시간, 비용 등룩 디벨롭먼트를 진행하기 어려운 한계 속에서 개인 혹은 작은 제작사 단위에서도 진행할 수 있는 간단한 룩뎁 과정을 연구하고 제시했다는데 의의를 두고자 한다.