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Spidery 메쉬 인터페이스와 뷰 모핑을 이용한 두 이미지로부터의 효율적인 3차원 애니메이션
조항신(Hang-Shin Cho),김창헌(Chang-Hun Kim) 한국정보과학회 2001 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.7 No.2
본 논문은 동일 장면을 나타내는 한 쌍의 이미지를 이용한 효율적인 3차원 애니메이션 기법을 제안한다. 간단하고 빠른 애니메이션을 위해 그림 속으로의 여행은 한 장의 이미지에서 시점의 깊이 이동을 가능하게 하지만 전경물체의 표현이 시점의 좌우 변환의 사실감을 고려하지 않으며, 뷰모핑은 두장의 이미지 사이의 2차원 변환만을 이용하지만 시점의 이동이 두 카메라의 중심을 잇는 선상으로 제한된다는 단점이 있다. 본 논문은 두 기법의 단점을 서로 보완하여 시점의 깊이 이동뿐 아니라 좌우이동에서도 자연스러운 영상을 생성하는 새로운 애니메이션 기법을 제안한다. 본 논문에서는 배경 장면을 spidery 메쉬로부터 복원된 간단한 직육면체모델에 매핑하고, 관찰자가 주의 깊게 인식하는 전경물체에 대해서는 두 입력 이미지의 투영중심을 잇는 직선상에 평행한 시점의 이동에만 제한적으로 뷰모핑을 적용하여 장면전체의 이미지 픽셀들에 대한 3차원 정보의 복원 비용을 줄이면서도 시점이동의 사실감을 높인다. 두 전경물체 사이의 선형보간 파라미터는 두 spidery 메쉬 간의 차이와 이에 대응하는 배경모델에서의 3차원시점 변환과의 관계로부터 결정된다. 실험을 통해 제안방법이 간단한 인터페이스만으로도 사실감을 유지하는 자유로운 3차원 시점이동의 애니메이션을 생성함을 보인다. This paper proposes an efficient walkthrough animation from two images of the same scene. To make animation easily and fast, Tour Into the Picture(TIP) enables walkthrough animation from single image but lacks the reality of its foreground object when the viewpoint moves from side to side, and view morphing uses only 2D transition between two images but restricts its camera path on the line between two views. By combining advantages of these two image-based techniques, this paper suggests a new virtual navigation technique which enable natural scene transformation when the viewpoint changes in the side-to-side direction as well as in the depth direction. In our method, view morphing is employed only in foreground objects , and background scene which is perceived carelessly is mapped into cube-like 3D model as in TIP, so as to save laborious 3D reconstruction costs and improve visual realism simultaneously. To do this, we newly define a camera transformation between two images from the relationship of the spidery mesh transformation and its corresponding 3D view change. The result animation shows that our method creates a realistic 3D virtual navigation using a simple interface.
연결정보가 없는 3차원 점으로부터 차이분할메쉬 직접 복원
김창헌(Chang Hun Kim),정원기(Won Ki Jung) 한국정보과학회 2002 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.29 No.5·6
본 논문은 연결정보가 없는 3차원 점으로부터 차이분할메쉬를 직접 생성하는 새로운 메쉬 복원 알고리즘을 제안한다. 차이분할메쉬는 표현해야 하는 각 정점을 1차원 상수 차이값으로 표현하는 메쉬로써 저장해야하는 데이타양을 획기적으로 줄이면서 분할메쉬의 장점인 분할연결성을 가지므로 다단계 표현이 가능한 새로운 메쉬 표현법이지만 차이분할메쉬를 생성하는 기존의 방법은 레인지 데이타로부터 복원된 비정형 메쉬로부터 차이분할메쉬로의 변환을 거쳐야 하는 문제점이 있다. 제안 알고리즘은 비정형 메쉬로부터의 메쉬 변환과정이 필요 없이 연결정보가 없는 레인지 데이타로부터 차이값에 기반한 분할메쉬를 메쉬 복원과정에서 직접 생성해 낼 수 있다. 기본 아이디어는 연결정보가 없는 점 데이타만을 이용하여 이에 근사한 파라메트릭 도메인을 생성한 후 도메인 상의 각 정점의 법선 벡터 방향으로 세부 표면 정보를 샘플링 하는 것이다. 이를 위하여 우리는 분할곡면 근사기법을 적용한 파라메트릭 도메인 생성기법을 적용하여 입력 점 데이타에 최대한 근사하는 기본메쉬를 생성하며, 연결정보가 없는 점 데이타로부터 세부 표면정보를 올바르게 샘플링 하기 위한 법선벡터와 교차하는 유효한 삼각형 판정기준을 제시한다. 또한 기존 메쉬 복원 기법에서 사용되던 전역 에너지 최적화 방법 대신 입력 데이타를 고려한 지역적 라플라시안 평활화를 이용하여 고품질의 메쉬를 빠르게 복원할 수 있다. 이렇게 복원된 차이분할메쉬는 적은 데이타로 자세한 표현이 가능해져 메쉬 간략화나 압축 등의 후처리 과정이 필요 없으며, 분할연결성을 이용한 다단계 애니메이션등의 다양한 응용분아에 활용 가능하다. In this paper we propose a new mesh reconstruction scheme that produces a displaced subdivision surface directly from unorganized points. The displaced subdivision surface is a new mesh representation that defines a detailed mesh with a displacement map over a smooth domain surface, but original displaced subdivision surface algorithm needs an explicit polygonal mesh since it is not a mesh reconstruction algorithm but a mesh conversion (remeshing) algorithm. The main idea of our approach is that we sample surface detail from unorganized points without any topological information. For this, we predict a virtual triangular face from unorganized points for each sampling ray from a parameteric domain surface. Direct displaced subdivision surface reconstruction from unorganized points as much importance since the output of this algorithm has several important properties: It has compact mesh representation since most vertices can be represented by only a scalar value. Underlying structure of it is piecewise regular so it can be easily transformed into a multiresolution mesh. Smoothness after mesh deformation is automatically preserved. We avoid time-consuming global energy optimization by employing the input data dependant mesh smoothing, so we can get a good quality displaced subdivision surface quickly.