Earticle

As the modeling of the architectural system is difficult and inaccurate, the 3D modeling of the light in the architectural system is studied by using Java3D technology. Using java3D perspective projection technique, the observation coordinate system is determined, and real-time viewpoint setting as well as roaming processing is realized. Through multiple view technique, we can observe the movement of building bodies from multiple aspects to obtain vivid simulation effects of light' behavior in the architectural system. Simulation results show that the virtual simulation platform developed based on java3D can improve the accuracy and naturalness of architectural system simulation.

다양한 3D 구현 기법들이 웹 상에서 구현되고 있다. 본 논문에서는 웹에서의 애플릿 구현에 필수적인 Java 언어를 근간으로 하는 2개의 API - Java3D 와 GL4Java - 를 이용하여 웹상에서의 3D 구현 방법에 대하여 논한다. 그리고 3차원쇼핑몰 내비게이션이나 원하는 물체의 실시간 3타원 렌더링 등을 각각 Java3D 및 GL4Java를 이용하여 구현한다. 특히 Java3D에서의 객체의 구현은 널리 이용되고 있는 VRML97, OBJ, 3DS 등의 화일 포맷을 Java3d 로더를 이용한 방식으로 구현하여 다른 방식과의 차별화를 꾀한다. 또한 Java3D 과 GL4Java의 장단점에 대한 상호 비교 연구 결과를 제시한다.

Various virtual reality methods are examined on the internet. In this paper, 3D implementations on the internet are discussed using Java3D and GL4Java which are based on the Java. 3D shoppingmall, real time 3D renderings, and various objects are implemented using Java3D and GL4Java, respectively. Especially with Java3D, the file formats of VRML97, OBJ, and 3DS are implemented using Java3D loader, which shows that object implementation in Java3D is better than other methods. Also, the comparisons between Java3D and GL4Java are discussed.

최근 인터넷과 비몰입형 가상현실 기술을 기반으로 하는 3D 사이버스페이스 분야에 대한 관심이 고조되고 있다. 그 동안 3D 그래픽의 처리나 네트워크 상의 데이터 전송기술과 같은 하드웨어 분야에서는 많은 개선이 있었으나 가상환경 내부의 다양한 상호작용을 처리하는 부분에 있어서는 연구가 미진한 실정이다. 특히 3D 사이버스페이스 상에서 참여자의 의사결정 및 상호작용의 수단이 되는 3D 사용자 인터페이스에 대한 연구는 성공적인 연구사례가 보고되지 않았다. 현재 실험적인 수준의 3D 사이버스페이스가 앞으로 좀더 활성화되고 일반화되기 위해서는 사용자 관점을 지원하는 친숙하고 자연스러운 3D 사용자 인터페이스에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 현재 가장 일반적인 입력 장치로서 사용되는 2D 마우스를 이용하여 3D 사이버스페이스 상의 다양한 객체들을 자연스럽게 조작할 수 있게 하는 3D 조작 인터페이스를 제안한다. 제안된 3D 조작 인터페이스를 실시간 환경에 적용하여 검증한 결과 3D 사이버스페이스 상에서의 상호작용을 매우 효과적으로 지원할 수 있음을 확인하였다.

단백질은 생명험상 유지에 필수기능을 담당하며 이러한 기능이 단백질의 3차 구조에 의해 결정되므로 단백질 3차 구조에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 단백질의 3차구조를 파악할 수 있는 Java3D 기반의 단백질 구조 뷰어인 PSAML Viewer에 관해서 기술한다. PSAML은 단백질의 2차구조와 2차구조 사이에서 발견되는 상호적인 관계를 이용하여 단백질 구조를 표현하는 방법이다. PSAML에 정의되어 있는 단백질 2차구조 $\alpha$-나선과 $\beta$-판상조각의 정보(서열, 길이, 공간상의 좌표)를 분석하여, 단백질 구조를 시각화한다. 이는 단백질 구조 정보를 보다 쉽게 이해하는데 도움을 줄 수 있다.

This study is for developing of the viwer that using Java3D API to viewing the modeling data from 3D CAD/CAM applications. For this Java3D is chosen for platform independent applying and distributed manufacturing environment. The developing system will be working with various modeling data of 3D shape for design and manufacturing on generic computer systems.

오늘날 월드 와이드 웹(WWW)의 성장과 함께 인터넷 상에서 3차원 세계를 표현해야 할 필요성이 급격히 증가하고 있다. 이러한 요구에 부응하여 VRML97이 개발되었고, 이는 인터넷에서 3차원 그래픽스 데이터의 표준으로 중요한 역할을 해왔다. 그리고 현재 VRML97로 기술된 데이터를 위한 브라우저가 많이 개발되어 왔다. 현재까지는 대부분 OpenGL이나 Direct3D와 같은 API를 주로 사용해왔으나 SUN의 Java3D가 활성화되면서 Java3D 기반의 VRML97 브라우저도 많이 개발되고 있다. 또한 SUN에서는 이미 3D 브라우저를 위한 프로토타입을 개발하여 제공하고 있다. 본 논문에서는 본 연구팀에서 수행하고 있는 서버-클라이언트 모델의 가상현실 시스템의 클라이언트로서의 X3D 브라우저 개발을 위한 기반 연구로서 수행된 Java3D 기반의 VRML97 브라우저의 이벤트 모델에 대하여 기술한다.

인터넷을 통해 멀티미디어 데이터의 접근이 보편화됨에 따라 다양한 형태의 데이터와 사용자 인터렉션이 요구되었고, 또한 유선 및 무선등과 같은 다양한 통신 선로에서 Desktop-PC, PDA, Hand-Held PC등과 같은 다양한 단말기를 통해 멀티미디어 데이터 서비스를 받으려는 사용자의 요구가 증가되고 있다. 따라서 이런 요구를 효율적으로 지원할 수 있는 멀티미디어 시스템에 대한 개발이 요구되었고, 이를 위해 MPEG4 표준이 등장하게 되었다. MPEG-4(ISO/IEC 국제표준 14496)는 오디오, 비디오, 합성 오디오, 그리고 그래픽스 요소(material)를 포함하는 멀티미디어 데이터로 구성된 복잡한 씬(scene)을 구성하고, 이를 통신라인을 통해 사용자와 상호작용이 가능한 멀티미디어 시스템을 정의하는 표준규약을 말한다. 본 논문에서는 Java와 Java3D기반의 MPEG-4 표준 규약에 충실한 MPEG-4 시스템 구현에 대하여 기술한다.

단백질은 생명현상 유지에 필수적인 기능을 담당하며 이러한 기능이 단백질의 3차 구조에 의해 결정된다는 것이 밝혀짐으로써 단백질 3차 구조에 대한 연구가 더욱 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 단백질의 3차 구조를 파악할 수 있는 Java3D 기반의 단백질 구조 뷰어인 KPDBViewer에 대하여 기술한다. 개발된 KPDBViewer는 3차원 이미지 상에서 단백질 내 아미노산들의 이벤트 처리를 지원함으로써 단백질내 아미노산의 정보를 보다 효과적으로 파악할 수 있다 또한, Java2D 기반의 단백질 뷰어는 다양한 구조 보기 기능이 부족하다. 이와 같은 기능을 제공함으로써 단백질 구조 정보를 보다 쉽게 이해하는데 도움을 줄 것으로 기대한다.

본 논문에서는 네트워크를 통해 공유되는 가상공간에 참가자가 분신(아바타) 또는 실물 동영상의 형태로 자유로이 참가하여 가상세계를 현실감 있게 공유할 수 있는 시스템을 제안한다. Java3D를 이용하여 컴퓨터그래픽과 실영상을 실시간에 합성 렌더링함으로써 3차원 가상공간을 구현하고 있다. 분산환경에서의 실험을 통해 기술적 가능성을 제시한다.

공공 데이터베이스의 이용 가능한 단백질 데이터의 양적 증가와 함께 포스트지놈 시대가 도래되면서, 단백질의 3차 구조에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 단백질의 구조를 효과적으로 파악하기 위해서 단백질의 3차 구조를 시각화할 필요가 있다. 최근 많은 시각화 도구들이 이미 그 구조가 알려진 단백질을 시각화하기 위해 Java 기술을 이용하여 개발되었다. 본 논문에서는 새로운 단백질 시각화 도구인 JProtein 시스템은 Java3D 기법을 이용하여 개발되었다. Java3D 3D 표현을 위한 프로그래밍 인터페이스를 제공하는 APIdl다. JProtein 시스템은 시각화된 아미노산 내의 원자들간의 각도 및 거리 정보를 제공하며, 단백질 분자구조에 대해 여러 가지 3차원 표현 모델을 지원한다. 특히, JProtein 시스템은 비동기식 스테레오 뷰와 함께 동기식 스테레오 뷰를 지원한다.

Entering the post genome era with an increasing amount of protein data available in public databases, the study of tertiary structure of pro-teins has been artively in progress. To analyze the structure of a protein effectively, it is necessary to visualize the tertiary structure of a protein. Rececntly, many visualization tools based on Java technology have been developed to visualize a protein whose structure has been known. In this paper, we describe a new protein visualization system, named JProtein. It is designed to be an easy-to-use, platform neutral melocular visualization tool. The JProtein system is developed using Java3D technology. Java3D is an API providing a programming interface for 3D representations. The system informs us the angle and the distance of the interacting atoms in amino acids which are visualized, providing several 3D representation models of a protein molecule. In particular, the JProtein system presents synchronous stereo view as well as asynchronous one.

인터넷의 빠른 발전과 하드웨어 속도의 향상에 의해 가상현실이 점차 일반 사용자에게도 가깝게 다가서고 있다. 인터넷 가상현실 언어의 표준인 VRML이 XML의 개발과 발전에 의해 차기 버전을 XML의 장점인 용이한 확장성을 수용하는 X3D라 명명하고 표준화를 진행 중이다. 강력한 Java 3D API와 플랫폼 독립적인 바이트코드의 장점을 살려 표준화 단계인 X3D를 별도의 브라우저 없이도 Java 애플릿을 이용하여 재생할 수 있도록 하고자 하며 또한 앞으로 개발될 X3D 저작도구의 결과물을 Java 3D로 변환하여 Java 3D로 변환하여 Java 3D에 의한 3차원 영상 제작을 손쉽게 구현할 수 있도록 한다. 이를 위한 방법으로 X3D를 Java 3D로 변환하는 번역기가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 X3D-Java 3D 번역기의 구조를 설계하고 구현 방법을 제시하고자 한다. XML 파서를 이용하여 X3D를 파싱하고 그의 출력인 AST를 순회하면서 Java 3D 파일을 생성한다. X3D DTD와 Java 3D 클래스의 구조 정보를 독립된 자료로 처리하여 계속 변하게 될 두 언어의 변화에 유동적으로 대처하면서 구현 방법의 큰 변화없이 이용할 수 있게 설계하고자 한다.

인터넷의 빠른 발전과 하드웨어 속도의 향상에 의해 가상현실이 점차 일반 사용자에게도 가깝게 다가서고 있다. 인터넷 가상현실 언어의 표준인 VRML이 XML의 개발과 발전에 의해 차기 버전을 XML의 장점인 용이한 확장성을 수용하는 X3D라 명명하고 표준화를 진행 중이다. VRML의 경우 전송 시 파일 크기의 문제를 안고 있고, X3D로 진보하면서 역시 같은 문제를 해결하기 위하여 보다 효율적인 전송 포맷에 대한 연구가 진행되고 있다. X3D의 효율적 전송을 위한 바이너리 스트림 개발의 일환으로 바이트코드를 제안하고, 강력한 Java 3D API와 플랫폼 독립적인 바이트코드의 장점을 살려 표준화 단계인 X3D를 별도의 브라우저 없이도 Java 애플릿을 이용하여 재생할 수 있도록 하고자 한다. 이를 위한 방법으로 X3D를 Java 3D로 변환하는 번역기가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 X3D-Java 3D 번역기의 구조를 설계하고 구현 방법을 제시하고자 한다. XML 파서를 이용하여 X3D를 파싱하고 그의 출력인 AST를 순회하면서 Java 3D 파일을 생성한다. X3D DTD와 Java 3D 클래스의 구조, 계층 관계 정보를 독립된 자료로 작성하여 계속 변하게 될 두 언어의 변화에 유동적으로 대처하면서 소스 코드의 큰 변화 없이 이용할 수 있게 설계하고자 한다.

본 논문은 지금까지 환경 정보의 전달방법이 텍스트 위주이며 한정된 장소와 제한된 사람들에게만 보여주었던 것을 Java와 Java 3D를 사용하여 특별한 프로그램 없이 웹상에서 3차원 영상을 볼 수 있도록 한다. 각 지역별 환경 정보를 다양한 방법을 통하여 제공하며 실시간으로 갱신된 정보를 볼 수 있고, 또 축적된 자료를 애니메이션하여 정보의 변화를 볼 수 있다.

본 논문에서는 입체도형에 대한 학습을 효과적으로 수행하기 위한 웹 기반 입체 도형 학습 프로그램을 설계하고 구현하였다. 이를 위해 학습자에게 편리한 사용자 인터페이스와 입체도형 학습에 필요한 기능을 분석하였으며, 학습자의 흥미를 유발 할 수 있는 다양한 입체도형 학습기능을 개발함으로써 실제 수업 현장에서 쓰일 수 있는 유용한 학습프로그램이 될 수 있도록 하였다. 기존 연구와의 비교분석과 초등학교 학생들의 사용 평가를 통해 본 프로그램의 유용함을 확인하였다.

In this study, we designed and developed Web-based 3D figure learning program which can create and control the 3D figures effectively in cyberspace. To develop this learning program, we used the JAVA 3D because JAVA 3D can express 3D figures effectively in cyberspace and is platform independent. This program is very helpful for learners to understand the concept of 3D space and the formulation of space concept effectively. Also it motivates learners to understand 3D figures study and enables Self-Directed-Learning.

We developed an on-line lathe simulator which can be used for a CAM education on the internet. Previously, VRML or static images such as JPG have been commonly used to achieve the same goal. With the 3D tool like VRML, it was possible to describe the movement of 3D object effectively. However, G-code based modeling and real-time visualization for the cutting process including parts being machined could not be accomplished. By using the simulator, we can machine a part with G-code input from a user or modeler, and parts being machined can be visualized in 2D as well as 3D. The developed system is based on EMCO lathe from Eshed and can be used through a web browser.

본 논문은 웹기반 게임 소프트웨어로서 3차원 벽돌쌓기 게임 개발에 대한 논문이다. 웹을 이용한 클라이언트 접속자는 자바 애플릿을 이용하여 웹상에서 접근 가능하고 Java Bytecode의 다운로드에 의해 각 클라이언트 접속자의 하드웨어시스템에 무관하게 작동가능하다. 소프트웨어 구성은 뷰포트 및 GUI 사용자 인터페이스기, 초기 공간 생성기, 이벤트 처리기, 쓰레드 관리기, 플레이어 관리기, 결과 분석기로 크게 6개의 부분으로 되어 있다. 뷰포트 내의 백그라운드 이미지를 삽입할 수 있도록 하여 사용자에게 지역적인 관광 정보나 특정 홍보 이미지의 전달을 용이하게 하는데 응용이 가능하도록 이용할 수 있다.

This paper describes the development of a brickwork game with three-dimensional computer graphics as one of web-based game contents. Client user using web can access and run lava applet program with the independence of hardware system. It consists of graphic user interface module, initial space generation module, event handler module, player control module, and thread control module. It uses 3-D array data structure for the 3-D graphic objects that are located in three-dimensional space for high-speed object searching and sorting. It enhances to compare with predetermined construction in three-dimensional space. We can use the developed racing game to inform game users of information for an advertisement like tourism information, and can apply the proposed 3-D drawing technology to 3-D game graphic engine core.

최근 WWW상에서 VRML 기반의 3차원 가상공간 구현이 활발하게 진행되고 있다. 대부분의 시스템이 VRML기능의 한계로 인해 다수사용자의 참여와 사용자 상호작용 구현 기이 부족하다. 본 연구에서는 이러한 기능을 포함하는3차원 채팅시스템을 VRML과 Java를 이용하여 개발하였다. 다수 사용자 참여 기능은 Java를 이용하여 클라이언트/서버 시스템으로 구성하였으며 사용자 상호작용 기능은 3차원 가상공간을 걸어 다니는 효과 (walkthrough)를 제어하기 위한 인터페이스로서 EAI(External Authoring Interface)를 이용하여 구현하였다. 본 시스템에서 각 3차원 가상공간에서의 채팅 지원을 위해 여러개 서버를 둘 수 있도록 구성하여 사용자가 서버를 통해 채팅을 위한 가상공간을 추가 혹은 변경할 수 있도록 하였다.

휴대용 임베디드 기기에서의 삼차원 엔진은 크게 바이트 코드를 실시간으로 해석하며 실행하는 자바 기반의 JSR184와 C언어 기반의 OpenGL/ES가 있다. 이들 두 표준에서 자바 객체를 지원하는 JSR184는 OpenGL/ES에 비하여 상대적으로 많은 프로세서의 자원을 사용하여 제한된 연산능력을 보유하고 있는 임베디드 기기에 적용할 경우 제약이 따를 수 밖에 없다. 반면에 기존 개인용 컴퓨팅 환경에서 사용되는 삼차원 컨텐츠는 자바의 장점을 이용하여 제작되었기 때문에 유럽에서 많은 사용자 층을 확보하고 있고, 또한 그 컨텐츠의 품질이 우수하여 상용 통신망인 GSM 망에서 많이 서비스 되고 있다. 따라서 GSM 망에서 사용되는 휴대용 임베디드 기기에 기존의 자바 기반 삼차원 컨텐츠를 별도의 변환 과정 없이 지원할 수 있는 JSR184의 지원이 필요하지만, 현재 개발되어 사용되는 자바 기반 삼차원 엔진은 휴대용 기기가 보유한 연산능력에 비하여 상대적으로 많은 연산량을 필요로 하기 때문에 상용제품에 적용하기에 많은 어려움이 따른다. 본 논문에서는 휴대용 임베디드 기기가 가지고 있는 충분하지 않은 연산능력을 바탕으로 자바 객체의 장점을 수용하면서 삼차원 컨텐츠의 처리속도를 향상 시킬 수 있는 바인딩 기법을 제안하였다. 제안된 바인딩 기법은 자바를 이용한 삼차원 컨텐츠를 지원하기 위하여, JSR184의 표준 인터페이스를 상위 계층에서 지원하고, OpenGL/ES와 JSR184를 서로 연결하기 위하여 이기종 코드 변환 언어인 KNI(Kilo Native Interface)를 중간 계층에서 사용하였고, 하위 계층에서 OpenGL/ES의 표준을 구현하였다. 제안하는 바인딩 기법은 모의실험을 통하여 기능을 검증하였고, ARM을 장착한 FPGA를 사용하여 그 성능을 평가하였다.

A 3-Dimensional engine in a mobile embedded device is divided into a C-based OpenGL/ES and a Java-based JSR184 which interprets and executes a byte code in a real-time. In these two standards, the JSR184 supporting Java objects uses more processor resources than an OpenGL/ES and thus has a constraint when it is used in an embedded device with a limited computing power. On the other hand, 3-Dimensional contents employed in existing personal computer are created by utilizing advantages of Java and secured numerous users in European market, due to the good quality in contents and extensive service in a commercial network, GSM. Because of the reason, a mobile embedded device used in a GSM network needs a JSR184 which can provide an existing Java-based 3-Dimensional contents without extra conversion processes, but the current version of Java-based 3-Dimensional engine has drawbacks in application to commercial products because it requires more computing power than the mobile embedded device. This paper proposes a binding technique with the advantages of Java objects to improve a processing speed of 3-Dimensional contents in limited resources of a mobile embedded device. The technique supports a JSR184 standard interface in the upper layer to utilize 3-Dimensional contents using Java, employs a different code-conversion language, KNI(Kilo Native Interface), in the middle layer to interface between OpenGL/ES and JSR184, and embodies an OpenGL/ES standard in the lower layer. The validity of the binding technique is demonstrated through a simulator and a FPGA embedding an ARM.