자동 생성 애니메이션에 효율적인 토폴로지 연구

리징하오,이병춘 한국만화애니메이션학회 2023 만화애니메이션연구 Vol.- No.71

With continued advances in computer technology and graphics, more and more game softening and animation production companies have begun to adopt technologies that automatically generate 3D character models and animations. The use of automatic technology is a very important factor in creating a 3D character model. Various topology methods affect the smoothness of detailed representation animation of the model and the accuracy of automatic bone coupling. The purpose of this study is to study the effect of various topology methods of human models on animation through the convenience and efficiency of Mixamo, an automatic animation output software, and to compare the advantages and disadvantages of suitable topology methods of human models. Therefore, this study studied the effects of various topology methods on automatic animation generation, demonstrated excellence and efficiency, and conducted two experiments to select the appropriate topology method in Mixamo. The first upper body is divided into three topological modes: A, B, and C, each of which is compared into three sets of exercise modes. The second lower body is divided into three topological modes: D, E, and F, each of which is compared into three sets of exercise modes. In order to facilitate practical work, it is necessary to compare and analyze existing software and evaluate efficiency from the perspective of the creator. Compared to the complexity and difficult operation of motion capture and keyframe, which are existing animations, the animation output through Mixamo has no difference in quality from the existing animations production method, and the most suitable topology method can be selected according to the animation production type. 컴퓨터 기술과 그래픽의 지속적인 발전으로 점점 더 많은 게임, 영화 그리고 애니메이션 제작 회사가 3D 캐릭터모델링과 애니메이션을 자동으로 생성하는 기술을 채택하기 시작했다. 자동 생성 기술을 보편적으로 사용할 수 있는 이유는 기술적 측면에서 품질이 우수하고, 편리성이 뛰어나 대부분의 애니메이션을 자동 생성으로 실현할 수 있으며 무엇보다 생산 과정에서 생산 비용과 시간 절약. 그리고 애니메이션 제작 공정의 합리성을 제공할 수 있기 때문이다. 자동 생성 애니메이션 기술의 사용은 3D 캐릭터모델링을 만들 때 토폴로지(Topology) 방식이 매우 중요한 요소이다. 다양한 토폴로지 방법은 인체모델링의 세부 표현, 애니메이션의 자연스러움 및 자동 골격 결합의 정확도에 영향을 미친다. 본 연구의 목적은 자동 애니메이션 출력 소프트웨어인 믹사모(Mixamo)의 편리성과 효율성을 통해 인체 모델링의 다양한 토폴로지 방법이 자동 생성 애니메이션에 미치는 영향을 연구하고 인체 모델링의 적합한 토폴로지 방법의 장단점을 비교하는 것이다. 이에 자동 애니메이션 생성의 효율적인 토폴로지 방법의 우수성과 효율성을 증명하기 위해 믹사모(Mixamo)에서가장 적합한 토폴로지 방식을 채택하기 위한 2가지 실험을 하였다. 첫째, 상체는 A, B, C의 세 가지 토폴로지 방식으로 나뉘며 각 토폴로지 방식은 세 세트의 동작 모드로 비교된다. 비교되는 동작은 각각 손 드는 동작, 스윙 동작, 거수 동작이다. 둘째, 하체는 D, E, F의 세 가지 토폴로지 방식으로 나뉘며 각 토폴로지 방식은 세 세트의 운동 모드로 비교된다. 비교되는 동작은 각각 발차기 동작, 걷기 동작, 스텝업 동작이다. 기존 애니메이션 제작 툴인 모션 캡처와 key프레임의 복잡성과 어려운 조작성에 비해 믹사모를 통해 출력되는 애니메이션은 기존 애니메이션 제작 방식과 품질 면에서 차이가 없다. 믹사모를 통해 애니메이션을 출력하는 과정에서 서로 다른 토폴로지 방식의 차이를 비교하여 애니메이션 제작 유형에 따라가장 적합한 토폴로지 방식을 선택할 수 있으며 믹사모 기반 자동 생성 애니메이션에 적합한 토폴로지의 효율성과 우수성 증명하였다.

랜드마크의 토폴로지를 통한 읽기 쉬운 도시이미지에 관한 연구

박철현,김주연,황용섭 한국공간디자인학회 2011 한국공간디자인학회논문집 Vol.6 No.2

랜드마크(Landmark)는 인간의 공간지각에 관계한다. 그리고 인간의 공간지각은 개별적이지 않고 상호작용이 내포 되어있다. 따라서 공간에 대한 지각작용은 인간과 공간의 역동적인 관계에서 판단되어진다. 이것은 토폴로지(Topology), 즉 물리적인 실체와 인간적 활동에 의한 관계의 망을 구성한다. 따라서 본 연구는 이러한 측면에서 랜드마크의 토폴로지라는 개념을 통하여 만들어지는 읽기 쉬운 도시이미지에 대하여 연구하고자 하였다. 방법적으로 랜드마크와 토폴로지의 관계를 이해하고, 읽기 쉬운 도시이미지의 역할과 의미 고찰을 통해 랜드마크의 토폴로지 체계를 정립하였다. 이러한 체계는 특이성, 맥락성, 상징성, 장소성의 네 가지로 구성되며, 이를 바탕으로 읽기 쉬운 도시이미지의 대표 사례들을 분석하였다. 분석 결과 요소별로 차이는 있지만 대부분 물질적 체계요소와 추상적 체계요소의 적절한 균형관계를 유지하는 것을 알 수 있다. 특히 맥락성이 충분히 고려되고 정부, 주민, 전문가의 협업이 보다 좋은 결과로 이어짐을 알 수 있었다. Landmark is related with human’s space perception. In addition, human’s space perception is not individual but it contains interaction. Therefore, the space reception is judged in the dynamic relationship between human and space. It forms topology, which is the relationship network caused by physical entity and human’s activity. The purpose of this study is to research legibility of the urban space that is made with the topology of landmark. The study understood the relationship between landmark and topology with methodology and established the topology system of landmark by considering role and meaning of legibility of the urban space. The system consists of specialty, contextually, symbol and placeness. On the basis of them, the study analyzed representative cases of legible city images. Although there were differences by factors in the analysis result, it was found that in most cases, proper balance was maintained between physical system factor and abstract system factor. Especially, contextually was sufficiently considered and cooperation among government, residents and specialists was led to better result.

모델링에 있어 효과적 토폴로지(Topology)의 구성에 관한 연구

이영헌(Young Hun Lee) 한국애니메이션학회 2011 애니메이션연구 Vol.7 No.4

모델링은 애니메이션에 있어 대상 인지를 위한 첫 시각적 단계다. 그 중 얼굴 모델링(Facial Modeling)은 애니메이션에서 가장 많이 사용되는 부분이다. 면(Face)들이 모여 인지할 수 있는 대상이 만들어지고, 이 대상이 만들어지기 위해서는 토폴로지(Topology)의 구성이 필요하다. 본 논문에서는 모델링의 여러 접근 방법을 소개하고, 토폴로지의 효과적 구성을 위한 준비단계, 유의 사항을 제시하였다. 토폴로지를 구성할 시 최대한 단순하게 시작하여 복잡한 단계로 구성되는 것이 중요하며 원하는 형태를 유지하는 한 면의 개수를 적게 유지하는 것이 좋다. 또한 면의 모양이 4각형을 유지하도록 하여 토폴로지의 흐름을 원활하게 유지하도록 하는 것이 중요하며 이는 모델링의 다음 단계까지 영향을 미친다. Modeling is the first visual step to recognize an object. Especially, the Facial Modeling is used most frequently. Lots of Faces develop the object that is accompanied by the composition of Topology. This study shows various approaching methods of Modeling. This study also suggests the preparatory stage for an effective organization of Topology and the instructions to be reminded. The organization of Topology should go through from the simple step to the complicated step and should be in quadrangle shape as much as possible and also it will be affect to the next step.

랜드마크의 토폴로지 : 남산타워를 중심으로 한 도시 공간 소통구조

김현식 고려대학교 응용문화연구소 2009 에피스테메 Vol.- No.3

솟대는 삼한시대(서력기원 전후부터 AD 300년경까지의 시기)의 소 도에서 유래했다고 전해지며 현재 까지 이와 관련된 풍속이 남아 있 는 우리의 오랜 전통적 양식 가운데 하나이다. 도시의 구성 요소에서 랜드마크의 중요성을 설파한 케빈린치의 주장에 덧 붙여 현대에서 솟 대가 가지고 있는 전통적 랜드마크의 의미를 되짚어 이를 재정립한다 는 것은, 전통의 경계적 요소와 소통의 구조를 표방했던 지역적 분절 과 그 분절 마디의 연결에서 벗어나, 유연함을 갖는 분절적 단위의 소 통을 위한 우리 도시의 진정성을 찾아낼 수 있는 방안이다. 시각적 유대는 같은 도시공간에서의 도시구성원에게 부여 할 수 있 는 동질감의 첫 번째 척도이다. 이는 도시공간에서 가시적 성격이 확 고히 드러나는 어떠한 인공물에 부여 할 수 있는 가치이기도 하다. 케 빈린치는 랜드마크의 특징으로 가장 눈에 띄고 알기 쉬운 것이라 정 의 한다. 그러한 랜드마크는 도시민에게 시각적 충족요소를 지닌 대상 으로 도시민 공통의 이데올로기를 제공 한다. 서울의 스카이라인 어디 에서도 볼 수 있는 십자가는 도시의 정체성을 시각적으로 정의하고 있다는 관점도 일맥상통한 부분이다. 도시 공간에서 랜드마크의 정립은 시각적 유대를 통한 정체성의 확 립과 도시민 소통 구조의 회복이며 이를 통하여 진정한 의미의 도시 정체성 확립의 방안을 마련할 것이며 이는 랜드마크를 통한 전체적이 며 개별적 차원의 동태성의 부여에 있고, 도시민 주체의 랜드마크에 대한 토폴로지적 차원을 연구함은 바로 이것, 도시 진정성의 회복을 목적으로 한 토폴로지적 우주론의 표상이다. ‘Sotdae’ [솟대] is a long pole designed and built in traditional Korean style. It is commonly accepted that the Sotdae is from Sodo in Samhan Era, which dates from the beginning of the Christian era to approximately 300 A.D. Customs and practices relating to Sotdae continue to be found in modern times. Following Kevin Lynch’s theory pointing out the importance of a landmark as a significant component of a city, I tried to reestablish Sotdae’s traditional meaning in present day. I think that it is possible to restore the authenticity of Seoul City so that each segment of the city can communicate with better greater flexibility. A visual bond within the city is the first barometer which offers a sense of unity to the citizens. It is also of significant value for an artificial object to possess an absolute visible presence in the particular urban space. Lynch describes obvious visual exposure as the distinctive feature of a landmark. The landmark, as an object that is visually satisfying, also provides a sense of association or a common ideology for the citizens. For example, it is the connected issue of numerous cross signs in the Seoul skyline, which defines the city’s identity visually. Setting up the presence of landmarks in an urban space is to establish the city’s identity with visual bonds and to restore the communication structure of its citizens. Therefore the city’s landmark will provide a means to strengthen the city’s identity by supplying certain dynamics to the city in general and thus influence a sense of individual dimension. Studying the city’s landmark topologically is to understand the representation of the topological cosmology and thus to comprehend the restoration of the authenticity of Seoul City.

페이셜 애니메이션을 위한 얼굴 모델링 토폴로지 제안 -얼굴 해부학을 중심으로-

신유성(주저자) ( Yoo Sung Shin ) 커뮤니케이션디자인학회 2013 커뮤니케이션 디자인학연구 Vol.45 No.-

이 연구에서는 얼굴뼈의 구조와 얼굴근육의 구조,특히 입 주변 근육의 움직임과 형태, 눈 주변 근육의 움직임과 형태를 해부학을 중심으로 살펴보고 Autodesk Maya를 사용한 모델링의 방법과 종류 및 장단점을 파악하며 얼굴 모델링의 방법 중 형태를 중심으로 작업한 모델링에 대한 토폴로지의 문제점과 움직임이 가능한 토폴로지로 구성하는 방법을 제시하여 페이셜 애니메이션에 적합한 얼굴 모델링의 토폴로지를 쉽게 제작하는 순서와 방법 그리고 디자인과 해부학적구조에 따른 토폴로지의 구성, 폴리곤 모델링의 주의사항을 살펴보고 적절한 토폴로지 구성을 제안하여 섬세한 페이셜 애니메이션 제작에 적합한 캐릭터 얼굴모델링의 구조와 규칙을 제안한다. Facial expressions caused by facial bone structure and muscle structure of the face, especially around the mouth and eyes area. The shape of the muscle and movements can make various and delicate facial expressions. When we work on facial animation, the modeling data have to have correct movement of the facial muscle. In this study, propose to make a face modeling topology for facial animation using Autodesk Maya, based on the facial anatomy. I will take a look at the method of modeling such as NURBS, Multi-patch and Polygonal modeling also study about advantage and disadvantage of each method of modeling. This topology base on facial muscle structure and movement of facial expressions. Also we are take a look at the different topology with realistic character, cartoon character and animal character.

전술네트워크에서 OSPF 토폴로지 유추에 의한 사이버전 위협 분석

이승운,이병욱,노병희,안명길,김용현 한국차세대컴퓨팅학회 2016 한국차세대컴퓨팅학회 논문지 Vol.12 No.1

Open Shortest Path First(OPSF) 프로토콜은 인터넷 망에서 널리 사용되는 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜이다. OSPF 프로토콜을 따르는 라우터들은 이웃의 연결 정보를 담은 LSA 패킷을 서로 교환하고 네트워크의 토폴로지 정보를 구성하여 라우팅 경로를 계산한다. 라우터마다 토폴로지 정보를 소유하는 특성은 하나의 라우터가 탈취되더라도 네트워크 전체의 토폴로지와 주소할당 등의 정보가 유출될 수 있다. 본 논문에서는 공격자가 OSPF 라우터의 LSDB에 접근하여, 전체 네트워크의 토폴로지를 유추하고 이로부터 유발되는 2차, 3차로 파생되는 공격 모델을 제안하고, 이에 따른 전술네트워크에서의 사이버전 위협을 분석한다. 우리나라의 TICN, 그리고 미군의WIN-T, AN등의 전술네트워크들은 OSPF를 기본 라우팅 프로토콜로서 채용하므로, 이러한 공격은 NCW 환경에서의 전술운용에 치명적일 수가 있다. Open Shortest Path First (OPSF) is one of the popular interior gateway routing protocol widely used in the Internet. Each OPSF router floods its LSA packet with connectivity information links to neighbors, and hereby forms the topology database in order to calculate the routes. Basically, this characteristic that every router owns the topology information can be vulnerable because the topology information in whole network and IP addresses allocation are exposed when any router in the network is occupied by attacker. In this paper, we propose secondary attack models derived from the network topology discovery by attackers, which access LSDB in an OSPF router. And, we also analyze cyber warfare threats on tactical networks caused by the topology discovery attack. Since tactical networks such as TICN in Korea, and WIN-T and AN in USA adapt OSPF as their main routing protocol, the attacks may cause severe effect on their tactical operations.

BGP 밸리-프리 라우팅 정책에 기반한 국내 AS 레벨 인터넷 토폴로지의 파워-로 지수

강구홍 ( Koohong Kang ) 한국인터넷정보학회 2010 인터넷정보학회논문지 Vol.11 No.4

Faloutsos et al.[1,2]은 파워-로(power-law)를 이용해 노드 차수와 같은 Autonomous System (AS) 레벨 인터넷 토폴로지 특성의 중꼬리(heavy-tailed) 분포를 성공적으로 나타내었다. 이러한 결과는 파워-로 지수(exponents)를 이용해 이들 인터넷 토폴로지 특성을 간단 명료하게 나타낼 수 있게 한다. 본 논문에서는 BGP 밸리-프리 라우팅 정책에 기반한 국내 AS 레벨 인터넷 토폴로지 속성 - 노드 차수, 홉 수에 따른 노드 쌍의 수, 그리고 그래프의 고유치 - 의 파워-로 지수를 조사하였다. UCLA IRL연구실이 제공하는 실제 AS 레벨 데이터 셋을 이용하였으며 이들 파워-로 근사는 상관계수(correlation coefficient)가 각각90.7%, 96.5%, 그리고 97%로 조사되었다. 특히, 실질적인 AS 레벨 토폴로지 직경이 3홉 이내에 존재하는 AS 노드 쌍이 전체91% 이상이며, 따라서 국내 AS 레벨 토폴로지가 비교적 잘 정리된 것으로 판단된다. Faloustsos et al.[1,2] showed successfully that the power-laws describe the heavy-tailed distributions of the AS level Internet topology properties such as node degree. This result allows us to represent the characteristics of AS-level Internet topology using some power-law exponents with elegant and simple. In this paper, we obtained the power-law exponents of the domestic AS-level Internet topology properties - the node degree, the number of pairs within hops, and eigenvalues of the graph - based on the valley-free BGP routing policy. We used the real data sets from UCLA IRL laboratory, and showed that these power-laws fit the real data pretty well resulting in correlation coefficient of 90.7%, 96.5%, and 97%, respectively. In particular, rounding the effective diameter to three, approximately 91% of the pairs of nodes are within this distance; that is, we might conclude our topology is pretty well organized.

이동경로 예측을 위한 도로 네트워크 토폴로지 기반 딥 그리드 임베딩

강준혁,이재길,김병진,이수원 한국정보과학회 2020 데이타베이스 연구 Vol.36 No.1

이동경로 예측은 움직이는 객체가 지나온 경로로부터 다음 위치를 예측하는 작업으로 이동경로 데이터마이닝의 주요 분야 중 하나이다. 이동경로를 예측하기 위해서는 현재 위치로부터 도달가능한 다음 위치들을 파악하는 것이 중요하다. 도로 네트워크에는 다양한 형태의 토폴로지가 존재하며 이동경로는 도로 네트워크의 토폴로지에 따라 제약적으로 생성된다. 이러한 도로 네트워크의 토폴로지 정보는 현재 위치로부터 도달 가능한 다음 위치들에 대한 내용를 포함하고 있어 이를 이동경로 예측 모델에 활용하면 예측 성능을 향상시킬 수 있다. 이동경로 데이터마이닝을 위해 그리드 임베딩을 수행한 기존 연구는 임베딩 과정에서 그리드들 간의 공간적 근접성을 고려하였다. 하지만, 이는 공간적 거리는 가깝지만 도달할 수 없는 지역을 잠재 공간 내에 서로 가깝게 임베딩하게되는 문제가 발생하기 때문에 이동경로 예측 문제에 적합하지 않다. 본 연구에서는 도로 네트워크의 토폴로지를 고려하는 그리드 임베딩 방법을 제안한다. 제안하는 방법론은 공간적 근접성과 연결성을 기반으로 그리드들 간의 토폴로지적 유사도를 정의하고 서로 유사한 그리드들을 잠재 공간에서 서로 가깝게 임베딩하여 이동경로 예측 성능을 향상시킨다. 실제 택시 이동경로 데이터를 활용한 이동경로 예측 실험에서 제안한 방법론이 기존의 방법들보다 높은 정확도를 보였다. Route prediction is one of the main areas of trajectory data mining, which is to predict the next location of a moving object from the partial historical trajectory. To predict the next location of the moving object, it is important to know the next locations reachable from the current location. A road network has various types of topologies, and the trajectories are generated constrained by the topology of the road network. Using topology information helps a prediction model to get better route prediction performance because it lets the model know the next locations reachable from the current location. Existing methods of grid embedding for trajectory data mining consider mostly spatial proximity between two grids during the embedding process. However, this approach is not suitable for the route prediction because it embeds the locations which are spatially close but unreachable as similar representations into latent space. In this paper, we propose a grid embedding method considering the topology of road networks, which defines topological similarities between grids based on their spatial proximity and connectivity. As a result, our method improves route prediction performance by embedding topologically similar grids close together in a latent space. Experiments on real taxi trajectory data demonstrate that our method improves accuracy compared with existing methods.

무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 토폴로지 구성을 위한 Up-Down Tree 라우팅 알고리즘

노태호(Taeho Roh),정광수(Kwangsue Chung) 한국정보과학회 2007 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.34 No.5

무선 센서 네트워크는 제한된 배터리를 갖는 노드로 구성되므로 전체 네트워크의 수명을 극대화하면서 에너지 효율적인 라우팅을 수행할 수 있도록 토폴로지(topology)를 구성하는 것이 중요하다. 이와 관련된 기존 연구들은 무선 센서 네트워크의 특정한 통신 패턴을 고려하지 않고 토폴로지를 구성하여 라우팅을 수행한다. 본 논문에서는 동적으로 전송 범위를 차별화시켜 라우팅을 수행하는 UDT(Up-Down Tree) 라우팅 알고리즘을 제안하였다. UDT는 전송 범위에 기반하여 트리(tree) 토폴로지를 구성하며, 무선 센서 네트워크의 특정한 통신 패턴에 맞게 트리 구성 단계와 데이타 수집 단계에 따라 전송 범위를 조절한다. 따라서 UDT는 전체 네트워크의 수명 극대화, 파티션(partition) 방지, 그리고 에너지 효율성을 향상시킬 수 있다. 실험을 통해 제안한 UDT가 최적의 토폴로지를 구성하여 에너지 효율성 측면에서 좋은 성능을 보임을 확인할 수 있었다. Since wireless sensor networks consist of nodes with the constrained battery, it is important to construct the topology performing energy-efficient routing while maximizing the whole network lifetime. Previous works related to this do not take into consideration the specific communication pattern in wireless sensor networks. In this paper, we propose a novel routing algorithm, called Up-Down Tree(UDT), which first constructs the tree topology based on distance and then adjusts the transmission range determined by the two different phases, tree setup and data gathering, to adapt the specific communication pattern in wireless sensor networks. Therefore, the UDT can improve energy efficiency, maximize the network lifetime, and block network partition. Simulation results show that the UDT has the improved energy efficiency by constructing the optimal topology.

토폴로지를 반영한 단백질 반점 자동 정합

이정배,황영섭,Lee, Jeong-Bae,Hwang, Young-Sup 한국정보처리학회 2010 정보처리학회논문지B Vol.17 No.1

두 개의 이차원 단백질 전기영동 영상에서 한쪽 영상의 각 반점이 다른 영상의 어느 반점과 일치하는 지 알아내는 일은 단백질의 생성과 소멸, 변이 등을 알 수 있게 하는 중요한 일이다. 단백질 반점은 주로 2차원 전기영동에 의해 분리된다. 이 과정은 조직의 상태, 실험 조건 등에 따라 같은 단백질이라도 그 위치가 조금씩 다르게 된다. 각 반점을 정합하여 보면 균일하지 않은 비선형 변환 관계를 이룬다. 그러나 국지적으로 보면 반점 사이의 토폴로지가 유지되는 것을 볼 수 있다. 본 연구는 이러한 토폴로지의 유지에 착안하여 반점끼리 정합하는 방법을 제안한다. 토폴로지의 유사성을 비교하기 위하여 이웃한 반점과의 거리와 각도를 비교하였다. 실험을 통하여 제안한 방법이 우수함을 보였다. Matching spots between two sets of 2-dimensional electrophoresis can make it possible to find out the generation, extinction and change of proteins. Generally protein spots are separated by 2-dimensional electrophoresis. This process makes the position of the same protein spot a little different according to the status of the tissue or the experimental environment. Matching the spots shows that the relation of spots is non-uniform and non-linear transformation. However we can also find that the local relation preserves the topology. This study proposes a matching method motivated by the preservation of the topology. To compare the similarity of the topology, we compared the distance and the angle between neighbour spots. Experimental result shows that the proposed method is effective.