• 방송공학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.616-624
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• 2009

본 논문에서는 인물, 배, 풍경 등으로 구성되는 한국 고전화의 3D 입체 Tour-Into-Picture를 제안한다. 기존의 TIP 기법은 2D 영상 또는 동영상을 제공하는 것과는 달리, 제안하는 TIP는 3차원 입체 콘텐츠를 제공한다. 따라서 한 장의 영상 내부를 항해하면서 입체로 시청할 수 있는 특징이 있다. 제안 방법은 첫째 전경 마스크, 배경영상, 및 깊이맵을 생성한다. 다음에는 영상 내부를 항해하면서 투영 영상들을 획득한다. 마지막으로 전경객체에서 발생하는 카드보드효과를 감소시키기 위하여 템플릿 및 로스 텍스처 필터 기반 깊이맵 생성을 새로이 제안한다. 제안 방법을 조선시대의 작품인 신윤복의 '단오풍정'과 김홍도의 '무이귀도'에 적용하였고, 입체 애니메이션으로 제작되어 보다 실감 있는 콘텐츠를 제공한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.1262-1272
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• 2009

컴퓨터 그래픽스 분야에서는 사실적인 3차원 렌더링을 위해 조명에 관한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 우리가 보는 장면은 어떤 장면내에서 한 점에 들어오는 빛과 그 빛에 의한 래디언스에 의하여 인지된다. 한 장면에서 카메라로 들어오는 빛의 성분을 직접광과 간접광으로 구분할 수 있는데, 직접광은 한 객체의 표면에 닿은 광원을 객체의 속성에 의해서 직접 반사시킨 빛 성분이고, 간접광은 복잡한 기하학적 요소간의 상호반사에 객체로부터 반사된 빛 성분이다. 이 논문은 고주파 조명 패턴을 활용하여 임의의 장면내에 있는 빛을 직접광과 간접광 성분으로 분리시킬 때의 부정확성을 개선하여 정확성을 높이는 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 물체의 속성에 따른 빛이 비춰지지 않은 영역에서 반사된 빛의 값을 측정하는 방법을 제안하고 이 방법을 통하여 장면에서 직접광과 간접광 성분의 분리의 정확도를 높일 수 있었다. 그리고 분리된 이미지의 간접광 성분을 특성을 이용하여, 육안으로 보이지 않는 장면에서의 이미지를 추출하는 향상된 방법을 제안하고 구현하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.438-446
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• 2013

본 논문에서는 컬러 영상에서 추정된 움직임 벡터를 이용하여 움직이는 객체와 움직이지 않는 객체로 영상을 분리하여 깊이 영상의 시간적 일관성을 보상하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법에서는 광류(optical flow) 추정 기법을 이용하여 연속되는 컬러 영상의 움직임 벡터를 추정하고 초기 움직임 객체 영역을 생성한다. 이를 바탕으로 그랩컷(grabcut) 기법을 통해 움직임이 있는 객체와 움직임이 없는 객체 영역을 분리한다. 그리고 움직임이 없는 객체 영역의 깊이 값을 이전 프레임의 깊이 지도와 정합 창 기반 절대평균오차(sum of absolute differences)를 통해 비교하여 일정 임계값보다 클 경우 이전 프레임의 깊이 값으로 현재 프레임의 깊이 값을 대체함으로써 시간적 상관성을 보상한다. 움직임이 있는 객체 영역의 경우 시간 축으로 확장된 결합형 양방향 필터링을 수행하여 시간적 상관성을 보상한다. 제안하는 기법으로 보상된 깊이 지도를 이용하여 가상 시점을 합성할 시 화질 향상 뿐 아니라 최근 표준화가 진행 중인 HEVC에서도 부호화 효율 또한 증가한다는 것을 실험을 통하여 확인하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권7호
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• pp.421-434
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• 2007

컴퓨터 그래픽스로 재현되는 많은 자연현상 중의 하나인 바다는 주변 환경에 의해 계속해서 움직이며 복잡한 형태를 나타낼 뿐만 아니라 그 규모가 거대하기 때문에 만족스러운 영상을 얻기 위해서는 많은 계산시간을 필요로 한다. 본 논문에서는 GPU를 연산유닛으로 활용하여 무한히 넓은 바다표면의 움직임을 실시간으로 빠르게 시뮬레이션하고 사실적으로 렌더링하기 위한 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 Gerstner 모델에 의해 2차원 투사 격자에서 생성된 저해상도의 메쉬로 바다의 전체적인 구조와 큰 물결을 표현하고, 스펙트럼 모델에 의해 2차원 균일격자에서 생성된 높이 맵과 법선 맵을 사용하여 작은 물결과 자세한 수면의 모습을 표현한다. 전체 과정이 GPU에 의해 처리되기 때문에 CPU자원을 다른 연산에 양보할 수 있을 뿐만 아니라 시스템 메모리와 그래픽스 하드웨어 사이에 기하정보(geometry data)의 이동이 없어 보다 빠른 렌더링이 가능하다. 제안하는 방법은 컴퓨터 게임과 같이 계산량이 많고 빠른 처리가 요구되는 실시간 애플리케이션에 활용 가능성이 크다.

• 방송공학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.22-30
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• 2005

본 논문에서는 사용자 제어에 따라 3차원 오디오 장면을 재구성할 수 있는 대화형 오디오 방송단말에 관하여 기술한다. MPEG-4 AudioBIFS 규격에 따라 계층적으로 표현한 오디오 장면의 속성을 사용자 제어에 따라 갱신하고, 주어진 속성을 참조하여 오디오 데이터를 3차원 공간상에 재합성하는 방식을 취한다. 단말은 MPEG-4 Audio 최상위 노드와 몇몇 비디오 노드를 지원하며, 센서 노드와 라우트 요소를 이용하는 대신에 노드 유형에 따른 사용자 인터페이스를 미리 정의함으로써 필드 갱신 BIFS 명령어를 지원한다. 3차원 오디오 데이터를 재생하는 기능은 사용자의 입력에 대한 피드백을 풍부하게 하여 대화형 방송의 효과를 극대화하고, 사실감을 제고하는 데 중요한 역할을 담당한다. 본 단말에서는 3차원 오디오 기술을 이용하여 음상의 위치, 지향성, 모양, 잔향특성 등을 사용자가 제어할 수 있다. 본 논문에서는 가상 합주 프로그램 등의 서비스 예를 통해 대화형 방송단말의 서비스 모델을 제시한다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.303-311
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• 2012

Laparoscopic surgery is a surgical procedure which uses long laparoscopic instruments through tiny holes in abdomen while watching images from a laparoscopic camera through umbilicus. Laparoscopic surgeries have many advantages rather than open surgeries, however it is hard to learn the surgical skills for laparoscopic surgery. Recently, some virtual simulation systems for laparoscopic surgery are developed to train novice surgeons or resident surgeons. In this study, we introduce the techniques that we developed for laparoscopic surgical training simulator for cholecystectomy (gallbladder removal), which is one of the most frequently performed by laparoscopic surgery. The techniques for cholecystectomy simulation include modeling of human organs (liver, gallbladder, bile ducts, etc.), real-time deformable body calculation, realistic 3D visualization of surgical scene, high-fidelity haptic rendering and haptic device technology, and so on. We propose each simulation technique for the laparoscopic cholecystectomy procedures such as identifying cystic duct and cystic artery to clamp and cut, dissecting connective tissues between the gallbladder and liver. In this paper, we describe the techniques and discuss about the results of the proposed cholecystectomy simulation for laparoscopic surgical training.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.55-64
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• 2017

본 논문에서는 실시간 모바일 레이트레이싱에서 사실적인 그림자를 생성하기 위한 새로운 그림자 생성 기법을 제시한다. 일반적으로 레이트레이싱에서는 그림자 광선을 샘플링 하여 부드러운 그림자를 생성한다. 지금까지 이런 생성 방법은 처리해야 할 광선의 수를 증가시키기 때문에 성능 저하의 요인이 되어왔다. 제안하는 소프트 쉐도우 생성 기법과 하드웨어 구조는 선택적 그림자 생성과 삼각형 주소 캐싱을 통해 샘플링에 의한 성능 저하를 최소화시킴으로써 이런 문제를 해결하였다. 제안된 하드웨어 구조는 모바일 레이트레이싱 하드웨어에 통합 가능한 수준이며, FPGA상에서 성능 평가 되었다. 평가 결과 제안된 기법의 성능은 4, 8, 그리고 16 샘플에 대해서 이전 기법 대비 평균 40%, 50% 그리고 56% 수준으로 향상 되었으며, 우리는 제안된 하드웨어 구조를 통해 실시간으로 소프트 쉐도우를 생성할 수 있음을 확인하였다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제17권1호
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• pp.7-16
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• 2017

3D 게임그래픽 표현기술은 게임콘텐츠발전과 함께 콘텐츠 분야에서 중요한 요소가 되었다. 특히 게임 캐릭터 표현 기술은 사실적인 그래픽 기술과 시각적인 즐거움을 주는 것 이외에 게임을 진행하는 게임에 대한 몰입도의 중간 단계역할을 하며 플레이어가 마치 게임 속에서 영웅적인 모험을 즐길 수 있도록 착각을 만들어 낸다. 3D 게임에 있어서 게임캐릭터의 높은 완성도는 개발과정 가운데 캐릭터 설정작업의 세심한 디테일작업과 신중함이 주요요인으로 작용한다[3]. 본 논문에서는 게임구현을 위하여 인지적 AI 알고리즘이 적용된 3D 유니티 게임 엔진을 사용하여 radiosity의 수학적인 모델과 기본적인 radiosity 모델, 점진적 개선 radiosity 모델 기법을 방법론을 소개하고, 모바일 게임에 적용한 캐릭터 표현기법을 제안하려고 한다. 게임엔진에 실제적으로 적용하여보니 렌더링과정과 모의실험에서 표면의 투영도는 게임콘텐츠 환경의 조명도에 따라 변화됨을 발견 할 수 있어서, 전체적으로 질 높은 게임캐릭터가 완성되었음이 확인 되었다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.55-61
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• 2015

본 논문은 입력 영상에 자연스러운 가상 화장 효과를 빠르게 적용하기 위한 방법을 다룬다. 특히 얼굴의 굴곡과 조명에 따라 나타나는 자연스러운 음영 효과를 가상 화장에 적용함으로써 기존의 방법에 비해 자연스럽고 다양한 화장 효과를 얻기 위한 방법을 제안한다. 가상 화장 효과에 음영을 적용하기 위해서는 입력 영상의 조명 환경과 입력 영상의 얼굴 면의 각 화소에 대한 법선 벡터가 필요하다. 기존에 영상에서 조명 환경 및 법선 벡터를 생성하는 과정이 비교적 많은 계산량이 필요하므로 때문에 본 논문에서는 얼굴의 특징점을 찾는 단계적 자세 회귀 방법에 조명 환경을 근사하는 과정을 통합하고, 3차원 표준모델을 변환, 와핑하여 법선 벡터를 계산하는 과정을 통하여 빠르게 화장 효과를 합성하기 위한 방법을 제안한다. 실험을 통하여 본 논문에서 제안하는 방법으로 근사한 조명 환경 및 법선 벡터는 시각적으로 자연스러운 가상 화장 효과를 표현할 수 있는 것을 보였다.

• 대한공간정보학회지
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• 제5권2호
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• pp.77-85
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• 1997

컴퓨터 그래픽스 분야와 지리정보시스템 분야에서 사진과 같은 지형을 모델링하는 방법이 연구되고 있다. 이러한 지형 모델링은 비행 시뮬레이터, 임무 예행연습과 건설 계획과 같은 응용프로그램에 사용된다 지형을 표현하는 일반적인 접근방법은 수치고도모델을 사용하는 것이다. 수치고도모델이란 지형의 고도 값을 저장한 2차원 배열을 말하며 인공위성을 통해 얻어진다. 수치고도데이터를 가지고 3차원 지형을 표현하는 처리과정은 3단계로 구성되어진다. 첫 번째 단계는 수치고도 모델에서 정확도에 따라 의미점을 추출한다. 두 번째 단계는 추출된 의미점을 바탕으로 불규칙삼각망을 구성한다. 세번째 단계는 표현된 3차원 지형을 렌더링한다. 이 논문의 목적은 불규칙 삼각망을 가진 3차원 지형을 구성하는데 있다. 불규칙 삼각망의 구성을 위해 래디얼 스위프 알고리즘을 사용하였다. 래디얼 스위프 알고리즘은 불규칙 삼각망을 빠르고 효과적으로 만든다. 그러나, 불규칙 삼각망은 삼각형된 표면의 근사치에 의해 발생하는 문제를 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최적화 삼각형에 의한 개선된 래디얼 스위프알고리즘을 제안한다.