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증강현실 환경을 이용한 효율적인 물리기반 형상변형 기술
최한균(Han Kyun Choi),김현수(Hyun Soo Kim),박민기(Min Ki Park),이관행(Kwan H. Lee) 한국HCI학회 2009 한국HCI학회 학술대회 Vol.2009 No.2
물리기반 형상변형 기술은 게임 및 시뮬레이션과 같은 분야를 중심으로 점차 그 사용이 증가하는 추세이고 이에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 하지만 아직까지 3 차원 객체와 물리기반 변형기술간의 상호작용을 증대시키기 위한 연구는 원활이 이루어지지 않고 있다. 본 연구는 사용자의 몰입감을 증가시키고 변형의 효율성을 높이기 위해서 증강현실 환경을 이용한 물리기반 형상변형을 제안한다. 증강현실 환경 하의 시스템에서 3 차원 객체와 사용자의 효율적인 상호작용을 위해서는 물리기반 형상변형이 실시간으로 이루어져야 한다. 제안된 방법에서는, RBF(Radial Basis Function) [1] 와 LSM (Lattice Shape Matching) [2, 3]방법을 조합해서 메쉬 모델에 적용하였다. 또한, 물리기반 형상변형을 위해 lattice shape matching 의 동적 움직임을 계산하였다. 최종적으로, 이러한 방법들을 증강현실 환경 하에서 구현하였다. The use of physics based deformation methods is continuously increasing in computer graphics area such as game and simulation. Many researchers have worked on this method. However, relatively few researchers have considered the development of the user interaction to the 3D objects. This research proposes a physics-based deformation technique using AR (Augmented Reality) environments to enhance user immersion and the effectiveness of the deformation. In the AR circumstances, the physics based deformation should be accomplished in realtime. In the proposed method, we combine RBF (Radial Basis Function) [1] and LSM (Lattice Shape Matching) [2, 3] and apply it to polygonal models for real-time user interaction. The dynamics of the LSM is also calculated to trace the movement of each lattice. Finally these algorithms are implemented in AR environments.
최한균(Han Kyun Choi),이승주(Seung Joo Lee),박민기(Min Ki Park),이관행(Kwan H. Lee) (사)한국CDE학회 2011 한국 CAD/CAM 학회 학술발표회 논문집 Vol.2011 No.1
The spectral analysis of the mesh models is widely used in CAD and computer graphics area. Especially, the importance of it is continuously increasing to find fundamental bases of the objects at various applications such as parameterization, geometric filtering, shape analysis and correspondence. The spectral analysis of two-manifold objects can be conducted by eigendecomposition of the Laplacian matrix in the discrete geometry. The positive square roots of the eigenvalues are corresponding to the frequency of the target objects. Consequently, the geometric filtering can be achieved by controlling the weights of eigenvalues when the Laplacian matrix is reconstructed by the user specified number of eigenvalues. In this paper, we find salient features of the models then they are used as the constraints for the spectral analysis.
최한균 ( Han Kyun Choi ),김현수 ( Hyun Soo Kim ),이승주 ( Seung Joo Lee ),박민기 ( Min Ki Park ),이관행 ( Kwan H. Lee ) 한국정보처리학회 2009 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.16 No.1
3 차원 콘텐트를 이용한 물리기반 시뮬레이션은 최근 컴퓨터 그래픽스 분야에서 가장 활발히 연구되는 연구 중 하나이다. 이와 더불어 이러한 기술들과 사용자간의 몰입감을 증가시키는 상호작용 기술 역시 계속하여 증가하는 추세이다. 본 연구는 이러한 추세에 발맞추어 물리기반 형상변형 기술의 몰입감을 증가시키기 위한 상호작용 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 3 차원 객체와 사용자와의 효율적인 상호작용을 위해서 시스템을 증강현실 환경에서 구현하였다. 증강현실을 이용한 시스템의 제약조건은 실시간 계산이다. 때문에, 제안된 시스템은 RBF(Radial Basis Function) [1] 와 LSM (Lattice Shape Matching) [2, 3] 방법을 조합하여 물리기반 상호작용 기술을 완성 하였고 실험을 통해 실시간 계산을 확인하였다. 또한, 3 차원 객체가 충돌하여 변형이 일어날 때 감각형 객체 (Tangible object)에 진동을 주어 물리기반 형상변형의 사용자 상호작용에 관한 몰입감을 증가시켰다.
최한균 ( Han-kyun Choi ),강의철 ( Eu-cheol Kang ),김현수 ( Hyun-soo Kim ),이관행 ( Kwan-heng Lee ) 한국정보처리학회 2005 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.12 No.2
최근 3 차원 스캐닝(Scanning) 기술의 발달로 형상 및 색상 정보 데이터를 동시에 획득할 수 있게 되었다. 특히 한번의 측정으로 다량의 데이터를 확보할 수 있기 때문에 3 차원 데이터의 정합(Registration) 및 병합(Merging) 과정에서 계산량이 증가하게 된다. 또한 정합과 병합 후의 대용량 데이터 자체로는 3 차원 모델의 저장, 전송, 처리 및 렌더링(Rendering) 등의 과정에서 어려움이 있다. 따라서 모델의 기하 정보와 색상, 질감, 곡률 등의 속성 정보를 유지하면서 데이터의 양을 감소시키는 메쉬 간략화 기술이 필요하다. 현재 널리 쓰이는 이차 오차 척도(Quadric Error Metric) 방법으로 메쉬를 극심하게 감소하게 되면 오차가 누적되어 기하 정보 및 속성 정보가 소실된다. 본 연구에서는 이를 방지하기 위해 이차 오차 척도 감소화 과정에서 곡률과 색상 기반의 정점 재조정 방법을 제안한다.
Quadric Error Metric 의 라플라스 연산
이승주(Seung Joo Lee),김현수(Hyun Soo Kim),최한균(Han Kyun Choi),박민기(Min Ki Park),유현진(Hyunjin Yoo),이관행(Kwan H. Lee) (사)한국CDE학회 2011 한국 CAD/CAM 학회 학술발표회 논문집 Vol.2011 No.1
Laplace operator is defined as the divergence of the gradient in Euclidian space and is used in various areas. Especially, Laplace operator is used in the smoothing process of noise data and a deformation of 3D models in the mesh processing. However, the values used in most Laplace operator are distance between arbitrary two points in identical space. In this paper, we show the result of Laplace operator of quadric error metric. Quadric error metric is used for the simplification of a 3D model and is defined as the summation of squared distances between arbitrary point and every neighboring plane. Experimental results show that the Laplace operator of the quadric error metric indicates the property of the Gaussian curvature and the mean curvature.
Time-of-Flight 센서로 획득한 3 차원 데이터 개선 방법
박민기(Min Ki Park),조지호(Ji-Ho Cho),최한균(Han Kyun Choi),이승주(Seung Joo Lee),이관행(Kwan H. Lee) (사)한국CDE학회 2011 한국 CAD/CAM 학회 학술발표회 논문집 Vol.2011 No.1
Time-of-Flight (TOF) sensor is an acquisition device that captures the depth data using an infrared pulse in realtime. However, it cannot measure an accurate depth due to limitations of a device: the low depth resolution and severe random noise. As a result, the reconstructed geometry fails to express local details or features of an original shape. In this paper, the refinement method of the depth information acquired from TOF sensor is proposed based on the coarse-to-fine strategy. First of all, the size of an acquired depth image is reduced iteratively while maintaining low frequencies using the Gaussian pyramid. We then upsample the downsampled images to the original size. In this process, the joint bilateral filtering using the color information is applied in order to refine 3D geometry. The result demonstrates convincingly that our method can achieve a noise reduction and the refinement of the raw data, and outperforms other techniques.