• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.11-18
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• 2003

본 논문에서는 회화적 렌더링에서 칼라변환을 이용한 브러쉬 스트로크의 생성에 관한 새로운 알고리즘을 제안한다. 본 논문의 브러쉬 스트로크 생성을 위한 전체적인 구성은 다음과 같다. 첫째, 두 장의 사진(한 장의 소스 이미지와 한 장의 참조 이미지)을 입력으로 하여 칼라 변환 이론을 적용하여 색상 테이블이 바뀐 새로운 이미지를 생성한다. 이 방법은 소스 이미지의 칼라 분포 형태를 창조 이미지의 칼라 분포 형태로 변환하기 위해, 선형 히스토그램 매칭이라 불리는, 간단한 통계학적 방법을 이용한다. 둘째, 가우시안 블러링과 소벨 필터를 이용하여 에지를 검출한다. 검출된 에지는 브러쉬 스트로크 렌더링 시 에지 부분에서 스트로크를 클리핑 함으로써 이미지의 윤곽선 보존을 위해 사용된다. 셋째, 브러쉬 스트로크의 방향을 결정하기 위한 방향맵을 생성한다. 방향맵은 입력 영상에 대한 영역 분할 및 병합을 토대로 만들어진다. 영역별 각 픽셀들에 대해 이미지 그래디언트에 기초한 일정한 방향을 부여함으로써 방향맵을 구성한다. 넷째, 구성된 방향맵을 참조하여 브러쉬 스트로크 생성의 기초가 되는 베지어 곡선(Bezier Curve)의 제어점(Control point)을 설정한다. 실제 회화작품에서 사용되는 브러쉬 스트로크는 일반적으로 곡선의 형태를 이루므로 곡선 표현이 가능한 베지어 곡선을 이용하여 브러쉬 스트로크를 표현하였다. 마지막으로, 생성된 브러쉬 스트로크를 에지부문에서 클리핑하고 배경색을 참조하여 블렌딩하거나 퐁 조명 모델을 이용하여 이미지에 적용하게 된다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
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• pp.792-799
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• 2006

회화적 렌더링의 궁극적 목적은 주어진 영상을 사람이 직접 그린듯한 회화적 느낌을 가미하는 것이다. 이러한 회화적 느낌을 표현하기 위한 중요한 요소에는 브러시의 그리는 방향과 다양한 브러시 사이즈, 그리고 캔버스 위에 브러시로 그려지는 위치 등이 있다. 본 논문에서는 브러시의 방향을 효과적으로 표현하기 위해 영상의 방향 보간을 먼저 하였다. 그리고 입력 영상과 캔버스의 최대 차이점에서 에지와의 거리를 고려하여 동적인 브러시의 사이즈를 표현 하였다. 그리고 그려진 주변의 일정 영역 안에서 다시 최대 차이점을 찾아나가는 방법으로 다음 브러시의 위치를 결정하였다. 이렇게 실제 회화를 그리는 과정을 따라감으로써 사실적인 회화적 렌더링의 결과를 얻을수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.33 No.1 (A)
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• pp.103-105
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• 2006

회화적 렌더링의 궁극적 목적은 입력된 이미지를 가지고 손으로 그린듯한 느낌을 표현하는 것이다. 이러한 회화적 느낌을 표현하기 위한 요소에는 브러시의 위치 방향, 그리고 사이즈 등이 있다. 본 논문에서는 다음 그려질 위치가 정적 격자단위로 정해지는 것이 아닌 동적인 격자를 사용하여 결정되었다. 이때 브러시의 방향을 효과적으로 표현하기 위해 영상의 방향 보간을 하였다. 그리고 입력 영상과 캔버스의 최대 차이점에서 에지와의 거리를 고려하여 동적인 브러시의 사이즈를 표현하였다. 그리고 텍스처를 가진 다양한 브러시를 사용하여 질감을 효과적으로 표현하였다. 위의 과정들을 통하여 전통적인 오일 페인팅(oil painting)의 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2008년도 학술대회 1부
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• pp.426-432
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• 2008

회화는 2차원 평면 위에 색과 선을 사용하여 여러 가지 형상을 표현하는 조형예술이다. 본 논문에서는 이러한 회화의 평면적 특성에 입각하여 3차원 물체들로 구성된 장면을 화가가 캔버스 위에 붓을 놀려 채색한 것과 같은 회화 스타일로 렌더링하는 방법을 소개하고, 카메라의 시점과 시선이 변화하는 동적인 장면에서 여전히 평면적 특성을 유지하면서 붓질의 방향이 처음에 지정된 방향을 유지하도록 변화하는 방법을 제안한다. 회화의 정의에 띠라 캔버스와 같은 2차원 평면 위에 붓으로 칠한듯한 효과를 연출하기 위해서 본 논문에서는 화면 공간 위에서 크기가 동일한 빌보드를 사용하여 붓질-붓을 한번 놀려 색을 칠하는 것-을 한다. 화면 전체에 붓질을 하여 장면을 렌더링 하여도 장면을 바라보는 카메라가 움직이면 처음의 붓질 방향을 유지하기 위하여 붓질의 방향 역시 변하여야 한다. 만일 붓질이 변하지 않고 동일한 방향을 유지한다면 마치 일정한 붓질 모양의 패턴이 있는 유리 뒤로 물체들이 움직이는 것 같은 시각적 오류가 있는 결과를 얻게 된다. 이것을 막기 위하여 본 논문에서는 장면 안에서 시점이나 시선의 방향이 바뀌는 애니메이션이 일어날 때 그에 맞춰 물체 위의 붓질이 함께 회전하는 방법을 제안한다. 붓질이 회전할 각도는 첫 프레임의 장면과 현재 프레임의 장면의 샘플 포인트들에 대하여 위치 차이를 비교하는, least-square solution을 사용하는 Horn의 2차원 유사성 검사를 수행하여 얻는다. 본 논문에서는 실험을 통해, 처음에 회화 스타일로 렌더링된 장면에서 실시간으로 카메라를 움직이며 붓질의 방향이 변화하는 모습을 관찰하였고, 처음에 지정된 방향을 유지하도록 회전하는 것을 확인하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.554-568
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• 2005

본 연구에서는 3차원 비사실적 애니메이션을 위한 프레임간 유사성 유지 기법을 제공한다. 비사실적 애니메이션 분야에서는 결과 영상이 매 프레임마다 임의적으로 변경되는 것을 방지하기 위하여 프레임간 유사성(frame-to-frame coherence)을 유지하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 이러한 유사성을 유지하기 위하여 3차원 파티클 시스템을 적용하였다. 각각의 파티클들은 결과 영상에서 하나의 브러쉬 스트로크를 나타낸다. 본 연구에서는 파타클들을 물체의 표면에 고정함으로써 물체가 움직이거나 회전할 때 프레임간 유사성을 유지한다. 물론 카메라가 Zoom in/out 될 때에도 프레임간 유사성은 유지된다. 하지만 물체 표면의 브러쉬 스트로크도 또한 동일하게 Zoom in/out 될 것이다. 이러한 결과로서 생성되는 브러쉬 스트로크들은 지나치게 커지거나 지나치게 작아지는 경우, 사람이 그린 듯한 브러쉬 스트로크라는 느낌을 주기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 카메라의 Zoom in/out 시에 브러쉬 스트로크를 동적으로 관리하여 화면 공간상에서는 그 크기가 일정하게 유지되도록 함으로써 결과 영상을 자연스럽게 유지하면서 프레임간 유사성을 유지하도록 하였다.