최근 항공측량과 위성정보 기술의 급속한 발전은 방대한 지리정보 데이터의 신속한 취득을 가능케 하고 있다. 취득된 지리정보를 정확하게 표현하고 분석하기 위해서는 대용량 데이터를 실시간으로 시각화하는 기술을 필요로 하며, 실시간 시각화를 위해 LOD(Lovel of Detail) 알고리즘을 핵심 요소로 적용하고 있다. 본 연구는 다양한 지리정보 데이터 중 수치지형도에 포함된 등고선 데이터를 활용하여 정규화된 고도정보를 생성하는 방법으로써 TIN 생성기법을 적용하였고, 정규화 된 고도 정보를 생성하기 위해서 본 연구에서는 2단계의 작업으로 구분하여 생성하였다. 먼저 수치지형도를 활용하여 TIN 데이터를 생성하고, 생성된 TIN 데이터를 이용하여 정규화 된 고도정보를 생성하고자 하는 지역 크기의 2차원적 격자 배열을 생성하고, 격자 배열의 각 점과 생성된 불규칙 삼각망의 교차점을 구하여 정규화 된 고도정보를 생성할 수 있다. 본 연구에서는 각 단계 별로 제한된 딜로니 삼각분할(CDT, Constrained Delaunay Triangulation) 알고리즘과 생성된 TIN 데이터와 2차원적 격자 배열 각 점의 교차점을 구하기 위해 Ray-Triangle Intersection 알고리즘을 선택하였다. 또한, DirectX API 라이브러리, Quad-Tree LOD 알고리즘 그리고 프로그램 개발언어인 Microsoft Visual C++ 6.0을 이용하여 정규화된 고도정보를 3차원 지형 실시간 시각화를 통해 3차원 지형 시뮬레이션을 하였다.
대한민국은 화산재해로부터 안전한 지역으로 알려져 왔다. 그러나 최근의 관측 결과들은 한반도 최 북 단에 위치한 백두산이 더 이상 휴화산이 아님을 보여주고 있다. 백두산 화산이 폭발한다면 남한지역에서는 화산재에 의한 다양한 피해가 예상된다. 특히 공중의 화산재는 운항되는 비행기의 계기판 및 엔진을 마비시킴으로써 대형 항공사고를 유발할 수 있다. 따라서 화산재의 삼차원 확산을 예측하여 화산재가 있는 항로를 비행할 것으로 예상되는 비행기 운항을 중지시키는 것이 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 논문에서는 화산재 확산 예측결과의 삼차원 가시화 기법을 다룬다. 우선 화산재 확산 예측 데이터의 취득에 대하여 소개한다. 확산 예측 데이터는 화산재 확산 시뮬레이션 프로그램인 Fall3D를 이용한다. 다음으로 세 가지 화산재 확산 예측결과의 가시화 기법을 제안한다. 첫 번째 기법은 '공중의 큐브' 방식으로 화산재의 입자 농도별로 다른 색을 가진 반투명 큐브를 공중에 배치하는 방식이다. 두 번째 기법은 '큐브안의 큐브'방식으로 '공중의 큐브' 방식을 개선하여 농도의 정도에 따라 큐브의 분할 정도를 달리하여 배치하는 방식이다. 마지막 방식은 '반투명 화산재 평면' 기법으로 화산재 농도를 가지고 있는 레이어 들을 적층하고 투명효과를 적용하는 방식이다. 본 논문에서 제시한 방법을 기반으로 사용자는 목적에 맞는 방식대로 화산재 확산 예측 결과를 삼차원 가시화 할 수 있을 것이다.
This paper proposes a framework to predict the mechanical fault of hot rolling mill system (HRMS). The optimum process of HRMS is usually identified by the rotating velocity of working roll. Therefore, observing the velocity of working roll is relevant to early know the HRMS condition. In this paper, we propose the framework which consists of two methods namely spectrum matrix which related to case-based fast Fourier transform(FFT) analysis, and three dimensional condition monitoring based on novel visualization. Validation of the proposed method has been conducted using vibration data acquired from HRMS by accelerometer sensors. The acquired data was also tested by developed software referred as hot rolling mill facility analysis module. The result is plausible and promising, and the developed software will be enhanced to be capable in prediction of remaining useful life of HRMS.
A three-dimensional slope valve component is used for controlling micro volume of liquid on a centrifugal force-based microfluidic disk platform, also called a lab-on-a-disk. The modeling factor of the slope valve component is determined to centrifugal force for liquid passing the crest of a slope valve via variation of slope length and angle as well as the radius to start point of slope valve. The centrifugal force is calculated by the equilibrium equation of the capillary and gravitational forces according to the microchannel surface roughness and the liquid volume, respectively. As a result, the slope valve is analyzed by the minimum angular velocity for liquid passing at crest point and the ratio between the length of micro liquid and slope length to obtain the factors for optimal slope angle modeling.
다양한 과학 분야와 공학 분야에서는 그들이 다루고 있는 특정한 주제의 정보를 좀 더 신속하고, 명확하게 사용자에게 전달하기 위해서 여러 가지 정보가시화(information visualization) 기법을 사용한다. 정보를 가시화 할 때는 기본적으로 세 가지 과정을 거치는데, 원 데이터(raw data)로부터 데이터 모델(data model)로 변환하고, 변환된 데이터 모델을 가시화 구조상(visual structure)에 매핑(mapping)시킨 후 정보화 모델(information model)로 변환하게 된다. 본 논문에서는 특정 행사가 진행되고 있는 건물내부에서 발생하는 시간, 공간적인 정보를 정리한 도표메타포(table metaphor)를 토대로, 해당 데이터 모델로부터 추출한 다양한 정보를 3차원 지도로 구성된 정보화 모델상에 반영하기 위한 방법을 제안하였다. 또한, 정보를 단순히 공간상에 반영하기 보다는 사용자의 관심영역(interest area)에 따른 정보의 공간적 의미에 중점을 두어 3차원 공간상에 표현하였다.
iSIMS는 한국 수력원자력 주식회사의 원자력발전소에서 수행하는 가동전/중 검사 절차를 지원하는 웹베이스의 통합 정보 시스템이다. 이 시스템은 가동전/중 검사에 적합한 적용규격(CODE, Standards) 및 규제기관에서 원하는 규제조건 등과 부합하는 검사 계획단계에서 최종 보고서 단계까지의 전체 검사공정을 지원하는데 목적을 두고 있다. 이 시스템의 주요 기능은 검사계획, 검사 및 보고서출력, 검사과정 통제 및 해당 검사부위의 정보 찾기와 그 부위를 비쥬얼하게 찾아 갈 수 있는 자원관리 부분으로 구성된다 본 시스템은 해당 용접부에 대해 2D로 된 위치정보와 3D로 제공되는 비쥬얼정보를 제공하고 이들은 데이터베이스 응용프로그램과 인터페이스 하여 서로에 대한 정보를 공유하여 사용자에게 제공한다. iSMIS는 데이터베이스 관리 도구, 2D와 3D 비쥬얼 도구 등의 상용 소프트웨어 패키지를 사용하여 구현하였다. iSIMS에 대한 주요 기능과 기술은 본문에 기술하였다.
Large Eddy Simulation (LES) has been popularly applied and used in the last several decades to simulate turbulent boundary layer in the numerical domain. A fully developed turbulent boundary layer has also been applied to predict the complicated wake flow behind bluff bodies. In this study we aimed to generate an artificial turbulent boundary layer, which is based on an exponential correlation function, and generates a series of realistic three-dimensional velocity data in two-dimensional inlet section which are correlated both in space and in time. The results suggest its excellent capability for high Reynolds number flows. To make an effective generation, a hexahedral mesh has been used and Cholesky decomposition was applied to possess suitable turbulent statistics such as the randomness and correlation of turbulent flow. As a result, the flow characteristics in the domain and fluctuating pressure near the wall are very close to those of fully developed turbulent boundary layers.
본 논문에서는 3차원 콘텐츠의 효율적인 병렬 시각화 프로그래밍을 위한 CUDA(Compute Unified Device Architecture) 환경에서의 객체 지향 플랫폼을 제안한다. 이러한 목적을 위해 GPU 프로그래밍을 위한 CUDA 환경에서의 C++ 객체 지향 프로그래밍의 특성과 제약을 논의하고 그 해결 방안을 제시하며 MVC (Model/View/Controller) 디자인 패턴에 기초한 3차원 병렬 시각화 플랫폼의 구현을 제안한다. 또한 이 MVC 디자인 패턴에 따라 적분형 MLS(iMLS)와 부호 거리장(SDF)을 이용한 3차원 모델링 기법을 Marching Cubes 및 Raytracing으로 시각화하는 예제의 구현을 논의한다. 제안하는 방법은 간단한 인터페이스의 구현만으로 GPU 병렬 처리가 자동화된다는 특징이 있으며 개발자 입장에서 객체 지향 프로그래밍의 일반적인 장점들, 즉, 코드 관리 용이성, 코드 재활용 등의 이점을 추상화와 상속을 통해 병렬 환경에서도 실현한다. 본 논문에서는 제안하는 플랫폼에 대해 두 가지 사례만 구현했으나 다양한 모델링 기법과 시각화 기법을 조합할 수 있기 때문에 컴퓨터 그래픽스 전반에서 널리 활용 가능할 것으로 기대한다.
3-D visualization using confocal laser scanning microscopy (CLSM) in a chaotic micromixer was performed as a reproduction experiment and the feasibility of 3-0 imaging technique in the microscale was confirmed. For diagonal micromixer (DM) and two types of staggered herringbone micromixers (SHM) designed by Whitesides et al., to verify the evolution of mixing, cross sectional images are reconstructed at the end of every cycle. In a DM, clockwise rotational flow motion generated by diagonal ridges placed on the floor of micromixer is observed and this motion makes the fluid commingle. On the contrary, there are two rotational flow structures in the SHM and the centers of rotation exchange their position each other every half cycle because of the V shape of ridges varying their orientation every half cycle. Local rotational flow and local extensional flow generated by the complicate ridge pattern make the flow be chaotic and accelerate the mixing of fluid. The dominant parameter that influences on the mixing characteristic of SHM is not the length of micromixer but the number of ridges under the same flow configurations.
Ogunleye, Adeyemi A.;Deptula, Peter L.;Inchauste, Suzie M.;Zelones, Justin T.;Walters, Shannon;Gifford, Kyle;LeCastillo, Chris;Napel, Sandy;Fleischmann, Dominik;Nguyen, Dung H.
Archives of Plastic Surgery
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제47권5호
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pp.428-434
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2020
Background Three-dimensional (3D) model printing improves visualization of anatomical structures in space compared to two-dimensional (2D) data and creates an exact model of the surgical site that can be used for reference during surgery. There is limited evidence on the effects of using 3D models in microsurgical reconstruction on improving clinical outcomes. Methods A retrospective review of patients undergoing reconstructive breast microsurgery procedures from 2017 to 2019 who received computed tomography angiography (CTA) scans only or with 3D models for preoperative surgical planning were performed. Preoperative decision-making to undergo a deep inferior epigastric perforator (DIEP) versus muscle-sparing transverse rectus abdominis myocutaneous (MS-TRAM) flap, as well as whether the decision changed during flap harvest and postoperative complications were tracked based on the preoperative imaging used. In addition, we describe three example cases showing direct application of 3D mold as an accurate model to guide intraoperative dissection in complex microsurgical reconstruction. Results Fifty-eight abdominal-based breast free-flaps performed using conventional CTA were compared with a matched cohort of 58 breast free-flaps performed with 3D model print. There was no flap loss in either group. There was a significant reduction in flap harvest time with use of 3D model (CTA vs. 3D, 117.7±14.2 minutes vs. 109.8±11.6 minutes; P=0.001). In addition, there was no change in preoperative decision on type of flap harvested in all cases in 3D print group (0%), compared with 24.1% change in conventional CTA group. Conclusions Use of 3D print model improves accuracy of preoperative planning and reduces flap harvest time with similar postoperative complications in complex microsurgical reconstruction.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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