논문 : 프로젝션 매핑을 이용한 그림자 표현 연구

이취원 ( Chi Won Lee ),유은경 ( Eun Kyoung Yoo ),김형기 ( Hyung Gi Kim ) 디자인융복합학회 2012 디자인융복합연구 Vol.11 No.4

그림자 예술은 많은 예술작품 표현의 한 매체로서 직접적으로 사용되어지고 있으며 관람자에게 심리와 정신적, 감성을 불러일으킨다. 본 논문에서는 그림자의 예술적 의미를 고찰하고자 그림자의 특징인 유희성, 단순성, 시간성을 분석하여 그림자가 조형요소로서 예술적 감성을 표현하고 있음을 작품사례를 통해 제시하였으며, 일상에서 마주하는 그림자 그 자체보다 회화, 설치, 미디어아트 등 복합적인 예술분야에서 그림자의표현적 방법과 개념을 어떻게 표현하는지를 위주로 연구하였다. 본 논문에서는 그림자예술의 특징인 유희성과 단순성, 시간성을 프로젝션 매핑의 방법을 활용하여 그림자가 움직이는 것을 대상으로 사례분석 하였다. 이를 위하여 프로젝션 매핑의 원리를 고찰하고, 기존 비디오 작품과 프로젝션 매핑을 이용한 작품의 차이점을 사례작품 중심으로 제시하였으며, 프로젝션 매핑에서의 그림자 표현에 대해 분석하였다. 그 결과 프로젝션 매핑을 활용하여 평면적인 회화작품을 변형시켜 기존의 회화작품의 정적인 그림자의 특징과는 다른 동적인 그림자를 표현하는 것을 알수 있었다. 본 논문을 바탕으로 보다 다양한 연구와 시도를 통해 프로젝션 매핑을 활용한 그림자의 조형적 확대를 기대해 볼 수 있겠다. Shadow art is directly used as a medium of expression for many artistic works and arouses psychological and mental susceptibilities in viewers. The study has presented through artistic cases the fact that shadow, as a formative element, expresses artistic susceptibility by analyzing jocularity, simplicity and temporality that are characteristics of shadow so as to investigate the artistic meaning of shadow, and it researched how to represent the method and concept of expression for shadow in complex arts like painting, installation and media art rather than shadow itself that is encountered every day The research analyzed jocularity, simplicity and temporality in exemplary cases of shadow movement by using projection mapping method. For this, the research examined the principles of projection mapping, presented differences between conventional video works and works using projection mapping, with a focus on exemplary works, and analyzed the shadow expression in projection mapping. As a result, the study has found that a two-dimensional painting is transformed through projection mapping to express dynamic shadow that is different from characteristics of static shadow of existing paintings. It is possible to expect formative expansion of shadow using projection mapping through various research and attempts based on the study.

프로젝션 매핑을 이용한 그림자 표현 연구

이취원,유은경,김형기 디자인융복합학회(구.한국인포디자인학회) 2012 디자인융복합연구 Vol.11 No.4

tract)Shadow art is directly used as a medium of expression for many artistic works and arouses psychological and mental susceptibilities in viewers. The study has presented through artistic cases the fact that shadow, as a formative element, expresses artistic susceptibility by analyzing jocularity, simplicity and temporality that are characteristics of shadow so as to investigate the artistic meaning of shadow, and it researched how to represent the method and concept of expression for shadow in complex arts like painting, installation and media art rather than shadow itself that is encountered every day The research analyzed jocularity, simplicity and temporality in exemplary cases of shadow movement by using projection mapping method. For this, the research examined the principles of projection mapping, presented differences between conventional video works and works using projection mapping, with a focus on exemplary works, and analyzed the shadow expression in projection mapping. As a result, the study has found that a two-dimensional painting is transformed through projection mapping to express dynamic shadow that is different from characteristics of static shadow of existing paintings. It is possible to expect formative expansion of shadow using projection mapping through various research and attempts based on the study. 그림자 예술은 많은 예술작품 표현의 한 매체로서 직접적으로 사용되어지고 있으며 관람자에게 심리와 정신적, 감성을 불러일으킨다. 본 논문에서는 그림자의 예술적 의미를 고찰하고자 그림자의 특징인 유희성, 단순성, 시간성을 분석하여 그림자가 조형요소로서 예술적 감성을 표현하고 있음을 작품사례를 통해 제시하였으며, 일상에서 마주하는 그림자 그자체보다 회화, 설치, 미디어아트 등 복합적인 예술분야에서 그림자의표현적 방법과 개념을 어떻게 표현하는지를 위주로 연구하였다. 본 논문에서는 그림자예술의 특징인 유희성과 단순성, 시간성을 프로젝션 매핑의 방법을 활용하여 그림자가 움직이는 것을 대상으로 사례분석 하였다. 이를 위하여 프로젝션 매핑의 원리를 고찰하고, 기존 비디오 작품과 프로젝션 매핑을 이용한 작품의 차이점을 사례작품 중심으로 제시하였으며, 프로젝션 매핑에서의 그림자 표현에 대해 분석하였다. 그 결과 프로젝션 매핑을 활용하여 평면적인 회화작품을 변형시켜 기존의 회화작품의 정적인 그림자의 특징과는 다른 동적인 그림자를 표현하는 것을 알수 있었다. 본 논문을 바탕으로 보다 다양한 연구와 시도를 통해 프로젝션 매핑을 활용한 그림자의 조형적 확대를 기대해 볼 수 있겠다.

적분기반 필터링을 이용한 소프트 섀도우

장파(Bo Zhang),오경수(KyoungSu Oh) 한국게임학회 2020 한국게임학회 논문지 Vol.20 No.3

섀도우 매핑 알고리즘에서 섀도우 맵이 확대되면 계단형 섀도우 실루엣이 나타난다. 본 논문에서는 재구성된 실루엣을 이용하여 소프트 섀도우를 생성한다. 먼저 섀도우 실루엣은 선형 또는 2차 곡선 모델을 기반으로 한 서브 텍셀 엣지 검출 방법을 통해 확보한다. 그리고 적분을 이용하여 정확한 섀도우 밝기의 평균을 얻기 위해 적분 기반 섀도우 필터링 알고리즘을 사용한다. 본 논문은 상기 과정을 통해 앨리어싱 현상이 두드러지는 실루엣을 효과적으로 제거하며 소프트 섀도우를 효율적으로 생성하는 방법을 제시한다. In the shadow map method, if the shadow map is magnified, the shadow has a jagged silhouette. Herein, we propose a soft shadow method that filters reshaped silhouettes analytically. First, the shadow silhouette is reshaped through sub-texel edge detection, which is based on linear or quadratic curve models. Second, an integral shadow filtering algorithm is used to accurately obtain the average shadow intensity from a definite integral estimation. The implementation demonstrates that our solution can effectively eliminate jagged aliasing and efficiently generate soft shadows.

Positively expansive maps and the limit shadowing properties

가주히로사카이 대한수학회 2021 대한수학회지 Vol.58 No.1

In this paper, the notion of two-sided limit shadowing property is considered for a positively expansive open map. More precisely, let $f$ be a positively expansive open map of a compact metric space $X$. It is proved that if $f$ is topologically mixing, then it has the two-sided limit shadowing property. As a corollary, we have that if $X$ is connected, then the notions of the two-sided limit shadowing property and the average-shadowing property are equivalent.

3D 프로젝션 매핑을 활용한 건축 투영예술의 표현 특징과 응용 연구

장명명 인문사회 21 2022 인문사회 21 Vol.13 No.6

A Study on the Expression Characteristics and Application ofArchitectural Projection Art Using 3D Projection MappingMingming Zhang Abstract: This study attempted to investigate the characteristics of artistic expression and application research through projection of virtual images in buildings using 3D projection mapping. This study was conducted as a literature analysis method based on previous research data. Through the use of 3D projection mapping in architectural projection art, the expression characteristics of architectural projection art and what artists should value in the application of architectural projection are described. Proper use of light and shadow elements in architectural projection art can create various positive conditions. Therefore, it is necessary to consider ways to expand the scope of architectural projection design so that creativity and thinking ability can be combined with traditional culture through more advanced scientific means. Key Words: 3D Projection Mapping, Architecture, Projection, Light, Shadow 3D 프로젝션 매핑을 활용한 건축 투영예술의 표현 특징과 응용 연구장 명 명* 연구 목적: 이 연구는 3D 프로젝션 매핑을 활용한 건축물에 가상의 이미지를 투영을 통한 예술적 표현 특징과 응용연구에 대해 알아보고자 하였다,연구 방법: 본 연구는 선행연구 자료를 토대로 문헌분석방법으로 하였다. 연구 내용: 건축 투영예술에서의 3D 프로젝션 매핑 활용을 통해 건축 투영예술의 표현 특징과 건축 투영의 응용에서 예술가가 무엇을 중시해야 하는지에 대해 서술하였다. 결론 및 제언: 건축 투영예술에서 빛과 그림자 요소를 적절하게 사용하면 다양한 긍정적인 조건을 만들 수 있다. 따라서 건축 투영 설계 시에 보다 발전된 과학적 수단을 통해 창의성과 사고력을 전통문화와 접목할 수 있도록 그 범위를 확대하는 방안을 검토할 필요가 있다. 핵심어: 3D 프로젝션 매핑, 건축, 투영, 빛, 그림자 □ 접수일: 2022년 11월 11일, 수정일: 2022년 12월 4일, 게재확정일: 2022년 12월 20일* 세종대학교 공연영상애니메이션학과 박사과정(Doctoral Course, Sejong Univ., Email: ynysxyzhm@naver.com)

빛의 단일 산란과 다중 산란의 실시간 시뮬레이션 기법

기현우(Ki, Hyun-Woo),류지혜(Lyu, Ji-Hye),오경수(Oh, Kyoung-Su) 한국게임학회 2007 한국게임학회 논문지 Vol.7 No.2

물체 내부에서의 빛의 산란 현상 (subsurface scattering)에 기반한 조명 모델은 사실적인 이미지 생성에서 매우 중요하지만, 복잡한 계산으로 인하여 게임, 가상현실 등의 대화형 환경에 적용되기 어려웠다. 우리는 빛의 단일 산란과 다중 산란 현상에 의한 조명을 이미지 상에서 근사하는 보다 실용적인 기법을 제안한다. 먼저 광원 시점에서 렌더링한 이미지의 각 픽셀에 물체 내부로 투과된 조사도 정보를 저장하고, 쉐이딩 단계에서 이 정보를 사용하여 조명을 빠르게 계산한다. 단일 산란은 그림자 매핑과 유사한 알고리즘과 적응적인 결정적 샘플링을 통해 수행 비용을 효율적으로 줄인다. 다중 산란은 빛의 확산 이론에 기반한 계층적인 샘플링을 사용한다. 복잡한 함수의 테이블화은 속도를 보다 향상 시킨다. 실험을 통해 제안된 기법이 초당 수 십에서 수 백 프레임의 빠른 속도로 사실감있는 장면을 렌더링할 수 있으며, 게임과 같은 기존의 대화형 환경에 쉽게 적용될 수 있음을 보여준다. It is significant to simulate scattering of light within media for realistic image synthesis; however, this requires costly computation. This paper introduces a practical image-space approximation technique for interactive subsurface scattering. We use a general two-pass approach, which creates transmitted irradiance samples onto shadow maps and computes illumination using the shadow maps. We estimate single scattering efficiently using a method similar to common shadow mapping with adaptive deterministic sampling. A hierarchical technique is applied to evaluate multiple scattering, based on a diffusion theory. We further accelerate rendering speed by tabulating complex functions and utilizing level of detail. We demonstrate that our technique produces high-quality images of animated scenes with blurred shadow at hundreds frames per second on graphics hardware. It can be integrated into existing interactive systems easily.

GPU 기반 고정밀 적응형 정점 깊이 렌더링

강준원(Junwon Kang),이성길(Sungkil Lee) Korean Institute of Information Scientists and Eng 2021 정보과학회논문지 Vol.48 No.7

The Z-buffer algorithm is a standard technique for visibility determination in the modern 3D graphics pipeline. However, its limited precision can lead to z-fighting. This can be mitigated by adjusting per-object projection matrices, but its per-object iteration and draw calls become costly for complex scenes. In this paper, we introduce a GPU-based high-precision adaptive vertex depth rendering technique. The technique adjusts the z coordinates of the vertices in the clip space in the vertex shader. The adjusted vertices are adaptively biased depending upon the location of the objects through the rendering pipeline. Our technique can be applied to problems relating to depth precision including GPU occlusion culling and shadow mapping.

Various shadowing properties for time varying maps

Javad Nazarian Sarkooh 대한수학회 2022 대한수학회보 Vol.59 No.2

This paper is concerned with the study of various notions of shadowing of dynamical systems induced by a sequence of maps, so-called time varying maps, on a metric space. We define and study the shadowing, h-shadowing, limit shadowing, s-limit shadowing and exponential limit shadowing properties of these dynamical systems. We show that h-shadowing, limit shadowing and s-limit shadowing properties are conjugacy invariant. Also, we investigate the relationships between these notions of shadowing for time varying maps and examine the role that expansivity plays in shadowing properties of such dynamical systems. Specially, we prove some results linking s-limit shadowing property to limit shadowing property, and h-shadowing property to s-limit shadowing and limit shadowing properties. Moreover, under the assumption of expansivity, we show that the shadowing property implies the h-shadowing, s-limit shadowing and limit shadowing properties. Finally, it is proved that the uniformly contracting and uniformly expanding time varying maps exhibit the shadowing, limit shadowing, s-limit shadowing and exponential limit shadowing properties.

그림자 아틀라스를 이용한 부드러운 그림자 생성 방법

박선용,양진석,오경수 (사)한국컴퓨터그래픽스학회 2011 컴퓨터그래픽스학회논문지 Vol.17 No.2

In computer graphics, shadows play a very important role as a hint of inter-object distance as well as themselves in terms of realism. To represent shadows, some traditional methods such as shadow mapping and shadow volume have been frequently used for the purpose. However, the rendering results are not natural since they assume the point light. On the contrary, an area light can render soft-shadows, but its computation is too burdensome due to integral over the whole light source surface. Many alternatives have been introduced, back-projection of occluder onto the light source to get visibility of light or filtering of shadow boundary by calculating size of penumbra. But they also have problems of light bleeding or ringing effects because of low order approximation, or low performance. In this paper, we describe a method to improve those problems using shadow atlas. 컴퓨터 그래픽스에서 그림자는 그림자 자체로서 뿐 아니라 장면 내 물체들 간의 거리감에 대한 단서를 제공함으로써 사실감 제고 측면의 매우 중요한 역할을 한다. 그림자를 표현하기 위한 전통적인 방법으로 그림자 매핑이나 그림자 볼륨 등의 기법들이 사용되지만 점광원(point light)을 가정하므로 결과가 자연스럽지 못하다. 반면, 면광원(area light)을 사용할 경우 부드러운 그림자를 생성하므로 좀 더 사실적인 그림자 표현이 가능하지만 광원면(light source surface) 전체에 대한 적분을 요구하기 때문에 계산비용이 매우 비싸다. 이러한 단점을 극복하기 위해 차폐물(occluder)의 광원으로의 역투사(back-projection)나 반영(penumbra)의 크기 계산을 통한 필터링 등 여러 방안들이 소개되었지만 낮은 수준(order)의 근사로 인한 누광(light bleeding)이나 물결현상(ringing effect), 그리고 성능저하 등의 문제가 발생한다. 본 논문에서는 그림자 아틀라스(shadow atlas)를 이용하여 이러한 문제들을 개선하는 방법에 대하여 기술한다.

A bibliometric mapping of shadow education research: achievements, limitations, and the future

Hajar, Anas,Karakus, Mehmet 서울대학교 교육연구소 2022 Asia Pacific Education Review Vol.23 No.2

This study aims to map the literature on shadow education using metadata extracted from 488 publications indexed in the Web of Science database. It is termed as shadow education because much of its content mimics what is learned in schools. The study uses bibliometric procedures to describe and visually represent available literature on shadow education in terms of main sources, key authors, institutions, and countries leading the production and dissemination of research on shadow education. Further, the study elaborates on h-classics publications to obtain an in-depth understanding of the most influential scientific outputs in this domain. Key findings of the study are that research on shadow education (a) has experienced steady growth over the last decade; (b) is disseminated through a wide range of outlets, mainly in the disciplines of sociology of education, economics of education, educational psychology, and language education; (c) is published mainly by scholars working in East Asia and the United States; (d) has focused on tangible (quantifiable) benefits related to improved examination results; and (e) reveals how this form of instruction primarily benefits students hailing from high socioeconomic backgrounds, thereby contributing to greater educational inequality. This study also suggests pedagogical implications and areas for ongoing research.