Earticle

Low-resolution voxel models are widely used in many computer games such as CrossyRoadTM and MinecraftTM and in many block games such as LegoTM. We present a multi- scale voxelization algorithm that abstracts a complex polygonal model to a low-resolution voxel model. Our scheme is distinguished from other voxelization schemes in the point that our scheme controls the level of abstraction according to the complexity of the model. We present a two-stage algorithm: in the first stage, we build a rough voxel model, which is carved to fit the target model in the second stage. We empoly an OpenGL-based slicing algorithm to build a rough model, which is constructed in twofolds. The exterior and interior of the model is constructed separately and merged to complete the rough model. In the second stage, we compute the silhouette of the input model and carve the rough model to improve the completeness of the final result. We test our algorithm for various polygonal models including famous animation character models to prove the excellency of our scheme.

본 논문에서는 수중에서 선망어구의 접근에 대한 어군의 유영을 혼돈이론을 적용하여 시각화해 보았다. 어군은 집단적 유영에 있어 비선형적인 특성을 가지고 있으므로 일정한 패턴을 이용한 시각화는 사실성을 반감시키는 요인이 된다. 본 논문에서는 어군을 구성하는 어류의 병렬처리를 통하여 사실적이고 실시간적인 시각화를 제안한다. 또한 어류별 내부 벡터의 변화에 혼돈이론을 이용하여 동물학적 행동 반응도 적용시킨다. 연구 결과는 게임 등의 자연현상을 시각화하는 분야에 활용될 수 있을 것이다.

In this paper, visualized swimming of the shoal of fish which applies a chaos theory. The visualization is realistically and real-time using concurrent processing of the fishes. Also the fish behaviour model applied using a chaos theory in change of fishes internal vector. The research result could be applied in the field which visualizes the natural phenomena of game etc.

An integrated simulation program for virtual laser ablation is developed to help understand and predict the effects of machining parameters on the final machined results. The main solver of the program is based on the model for polymer ablation with short-pulse Excimer lasers. The GUI of the program is built using Visual Fortran and OpenGL so that the user can work in a visual environment, such as Windows on a PC, where the important machining parameters can be input via a dialog box and the calculated results for the machined shape can be plotted by means of a 3D graphics window using OpenGL. The developed GUI can be implemented for use with most pre-developed FORTRAN solvers for Windows application, allowing the user to control the input parameters and to see the results in a 3D plot; hence most FORTRAN users could create their own visual programs on PC Windows systems similarly, widening the range of application of FORTRAN solvers.

본 논문에서는 윈도우(Windows) 기반의 데스크탑 환경에서, 특히 컴퓨터 게임에 관련된 응용 프로그램들에서 활발하게 사용되는 Direct3D가 제공하는 핵심적인 기능들과 함수들을 리눅스 환경에서 OpenGL 라이브러리를 기반으로 에뮬레이션 형태로 제공하고자 한다. 리눅스(Linux) 운영 체제 하에서는 일반적으로 X 윈도우 시스템과 OpenGL 라이브러리만 사용 가능한 컴퓨터 그래픽스 환경이 제공된다. 이 상황에서는, 우선적으로 윈도우 기반의 PC에서 Direct3D를 기반으로 개발된 게임 프로그램들이나 사용자 인터페이스 등을 컨버전하는 변환 작업에서 이러한 에뮬레이션 환경이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 DirectX 9.0을 기준으로, 많이 사용되는 함수들을 선별하여 이들을 지원함으로써, 최종적인 전체 구현의 프로토타입을 확보하였다. 본 논문의 구현은 3차원 좌표 변환(3D coordinate transformation), 광원 및 재질(light & material), 텍스처 매핑(texture mapping), 애니메이션(animation) 등을 지원하여, 이를 이용하여 다양한 응용 프로그램 예제들과 실제 게임 캐릭터의 애니메니션 스크립트를 성공적으로 실행하여, 유용성을 입증하였다.

In this paper, we present an emulation library for the essential features and their API function calls provided by Direct3D, the most actively used API for computer game-related application programs on the MS-Windows-based desktop's, with OpenGL library in the Linux environment. In typical Linux-based systems, only the X window system and OpenGL graphics library are available. There are lots of needs for this kind of emulation library to convert the Direct3D-based game applications and user interfaces on these systems. Through carefully selecting the essential API functions from the DirectX version 9.0, we obtained the prototype implementation of that emulation library, to finally get the final full-scale DirectX implementation. Our implementation currently covers 3D coordinate transformations, light and material processing, texture mapping, simple animation features and more. We showed its feasibility through successfully executing a set of Direct3D demonstration programs including a real-world game character animation on our implementation.

In this paper, we aimed to provide Direct3D graphics features on Linux-based systems, which are actively used for various portable game platforms and mobile phone devices. Direct3D is used as one of the most important middle-wares for game and graphics applications developed on Microsoft Windows operating systems. However, this graphics library is not commonly available for other operating systems. We present a prototype library to provide Direct3D functionalities on Linux-based systems, using the OpenGL graphics library. In typical Linux-based systems, only the X window system and OpenGL graphics library are available. There are lots of needs to port Direct3D-based applications on these systems, and our Direct3D-on-OpenGL library would be a good starting point. Selecting a set of widely-used Direct3D data structures and functions, we implemented selected Direct3D functionalities and finally acquired a prototype implementation. Our implementation currently covers 3D transformations, light and material processing, texture mapping, simple animation features and more. We showed its feasibility through successfully executing a set of Direct3D demonstration programs on our implementation.

In allusion to problems of higher complexity in simulation of coastal waves, a dynamic model construction method of local coastal waves is proposed. This method divides period of motion of coastal waves into four phases. The solitary wave solution of KDV EQUATION is improved and optimized based on oceanographic classical theory of ocean. The method completely demonstrates period of motion of coastal waves and their forms including breaking of waves, surge of broken waves, and rollback of waves combining with particle system method. At last visualization rendering simulation of coastal waves is realized by using OPENGL. The simulation results show that the model constructed can demonstrate basic motion features of coastal waves in small scenarios.

본 논문에서는 데스크탑과 같이 OpenGL 기능이 전용 하드웨어로 제공되는 환경을 대상으로, OpenGL ES 1.1 표준을 효율적으로 구현하는 방법을 제시한다. OpenGL ES는 기존의 OpenGL 표준을 바탕으로 하였지만, 고정소수점 연산, 이를 수용하는 버퍼 기능, 완전히 새로운 텍스처 처리 등의 도입으로, 임베디드 시스템에 특화된 3차원 그래픽스 라이브러리로 새롭게 제정되어, 구글 안드로이드, 애플 아이폰, 플레이스테이션3 등에서 공식 3차원 그래픽스 API로 채택되었다. 본 논문에서는 OpenGL ES의 특징적 자료형인 고정소수점 표현에 대한 산술 연산들을 개선하였고, 특히 고정소수점 자료형들을 부동소수점 형태로 변환하여 하위의 OpenGL API로 넘기는 과정에서 표준을 준수하면서도 효율적인 처리가 가능하도록 하였다. 새로 도입된 고정소수점 자료형을 허용하는 버퍼 기능에 대해서는 변환된 자료들을 별도의 메모리 공간에서 관리하는 방식으로 속도 향상에 중점을 두었으며, 요구 사항이 완전히 달라진 텍스처 처리 부분은 전체 기능을 별도의 소프트웨어로 완전히 새롭게 구현하였다. 최종 구현 결과인 OpenGL ES 라이브러리는 OpenGL ES 1.1 표준에 규정된 총 200여 함수를 제공하며, 표준인증 테스트를 완전히 통과하여 1.1 표준을 완벽히 만족시켰음을 보였다. 수행 속도 면에서는 OpenGL ES에 특화된 응용 프로그램들에 대한 처리 속도 측정에서 기존의 구현 사례들에 비해 최대 33.147배의 속도 향상을 가져왔으며, 동일한 범주의 구현 사례들 중에서 가장 빠른 구현 결과이다.

In this paper, we present an efficient way of implementing OpenGL ES 1.1 standard for the environments with hardware-supported OpenGL API, such as desktop PCs. Although OpenGL ES was started from the existing OpenGL features, it becomes a new three-dimensional graphics library customized for embedded systems through introducing fixed-point arithmetic operations, buffer management with fixed-point data type supports, completely new texture mapping functionalities and others. Currently, it is the official three dimensional graphics library for Google Android, Apple iPhone, PlayStation3, etc. In this paper, we achieved improvements on the arithmetic operations for the fixed-point number representation, which is the most characteristic data type for OpenGL ES. For the conversion of fixed-point data types to the floating-point number representations for the underlying OpenGL, we show the way of efficient conversion processes even with satisfying OpenGL ES standard requirements. We also introduced a simple memory management scheme to mange the converted data for the buffer containing fixed-point numbers. In the case of texture processing, the requirements in both standards are quite different and thus we used completely new software-implementations. Our final implementation result of OpenGL ES library provides all of over than 200 functions in OpenGL ES 1.1 standard and completely passed its conformance test, to show its compliance with the standard. From the efficiency viewpoint, we measured its execution times for several OpenGL ES-specific application programs and achieved at most 33.147 times improvements, to become the fastest one among the OpenGL ES implementations in the same category.

본 연구에서 3차원 지형공간정보의 구축 및 처리, 가시화를 위하여 개인용 PC와 임베디드 단말기의 포켓 PC환경에서 자료 호환 및 동시 운영이 가능한 실시간 3차원 GIS의 Prototype의 설계 및 구현과 적용 실험을 하고자 한다 OpenGL(Open Graphic Library)과 OpenGL|ES (Embedded System)를 활용하여 도시경관을 구성하는 주요객체인 지형, 건물, 교통, 식생 등을 통합적으로 저작 및 3D 객체 모델링 및 렌더링이 통합 및 개별 운영 시스템을 설계하고 구현하였다. 구현 단계에서 개인용 PC 운영환경에서는 기능성 향상에 중점을 두어 공간 데이터베이스 설계, 텍스처 영상 매핑처리, 대용량의 3차원 공간정보 처리 및 관리, 가시화, 렌더링, 모델링 기능들을 제공하며, PDA 휴대용 단말운영환경을 지원하는 모바일 시스템에서는 실시간 모바일 저작기능과 렌더링 기능에 주안점을 두어 개발하였다. 한편 연구 결과로 구현된 시스템은 원도우 XP 기반의 개인용 PC와 PDA 단말기 상에서 3D 객체 자료구조가 호환되어 향후 다양한 응용이 가능할 것으로 생각된다.

최근 GPGPU를 이용하여 저하된 컴퓨터 성능 향상폭을 높일 수 있게 되었고, 이로 인하여 높은 연산을 요구로 하는 물리 기반의 실시간 시뮬레이션을 PC에서 구동할 수 있게 되었다. 물리 시뮬레이션에서 적용되는 물리 계산은 병렬 처리로 수행되어질 수 있으며, 최근 OpenGL 4.3 및 Unity4.0에서 지원되는 Compute shader를 통한 병렬 연산을 이용하면 효율적으로 구동할 수 있다. 본 논문에서는 다양한 플랫폼을 지원하는 디지털 콘텐츠 제작 툴인 Unity와 다양한 플랫폼에서 구동되어지는 OpenGL에서의 실시간 물리 시뮬레이션에서의 성능을 측정 및 비교한다. 본 논문에서 particle 시뮬레이션의 실험 결과 Unity를 이용한 particle 시뮬레이션이 OpenGL을 이용한 particle 시뮬레이션에 비해 최대 136.04% 빠른 성능을 보인다. 이를 통하여 추후 멀티 플랫폼을 지원하는 디지털 콘텐츠를 제작함에 있어 더 나은 개발 도구를 선정할 수 있을 것으로 기대된다.

Recently, GPGPU has been able to increase the degradation of computer performance, and it is now possible to run physically based real-time simulations on PCs that require high computational complexity. Physical calculations applied in physics simulation can be performed by parallel processing, and can be efficiently performed using parallel computation using Compute shader recently supported by OpenGL 4.3 and Unity 4.0. In this paper, we measure and compare the number of performance in real - time physics simulation in OpenGL running on various platforms and Unity, a content creation tool supporting various platforms. Particle simulation experiments show that particle simulation using Unity performs faster than 136.04%. It is expected that it will be able to select better development tools for future multi - platform support.

본 논문은 기존의 벽돌 깨기 게임을 OpenGL 라이브러리를 이용하여 PC 기반의 게임으로 설계 및 구현하였다. 최근 들어 스마트폰 시장이 확대되면서 빠르고 간편하게 즐길수 있는 고전게임이 스마트폰 게임 시장에서 다시 주목받고 있다. 따라서 본 논문에서는 대표적인 그래픽 라이브러리인 OpenGL 1.0을 사용하여 벽돌 깨기 시뮬레이션 게임을 구현하였다. 구현된 벽돌 깨기 게임은 간단한 물리 연산을 이용해 공의 속도 및 각도를 제어할 수 있고, 충돌 검사 및 처리 알고리즘을 적용하여 기본적인 게임 기능들을 구현하였다.

본 논문은 기존의 벽돌 깨기 게임을 OpenGL 라이브러리를 이용하여 PC 기반의 게임으로 설계 및 구현하였다. 최근 들어 스마트폰 시장이 확대되면서 빠르고 간편하게 즐길수 있는 고전게임이 스마트폰 게임 시장에서 다시 주목받고 있다. 따라서 본 논문에서는 대표적인 그래픽 라이브러리인 OpenGL 1.0을 사용하여 벽돌 깨기 시뮬레이션 게임을 구현하였다. 구현된 벽돌 깨기 게임은 간단한 물리 연산을 이용해 공의 속도 및 각도를 제어할 수 있고, 충돌 검사 및 처리 알고리즘을 적용하여 기본적인 게임 기능들을 구현하였다.

OpenGL ES(OpenGL for Embedded System) 2.0은 현재 스마트 폰과 태블릿 PC에서 가장 널리 사용되고 있는 3차원 그래픽스 API표준이다. 이를 이용하는 개발과정에서는 상대적으로 성능이 떨어지는 모바일 환경보다는 데스크 탑 환경이 선호된다. 따라서, OpenGL 라이브러리만 제공되는 데스크 탑 환경에서, 모바일 그래픽스 환경에서의 OpenGL ES 2.0 API를 그대로 에뮬레이션 할 필요가 있다. 본 논문은 PC 상에서 OpenGL ES 2.0 을 에뮬레이션하기 위해, 기술적 문제점들을 극복하는 방법들과 이에 따른 구현 결과를 제시한다. 구현된 OpenGL ES 2.0 에뮬레이션 라이브러리는 데스크 탑 PC 상에서 동작하고, 공식적인 검증 테스트(conformance test suite)의 96%이상을 통과하여, 구현의 정확성을 보였다. 또한, 상업적으로 제공되는 벤치마크 프로그램들에 대한 테스트에서 기존의 상업적 구현 사례와 동등한 수행 속도를 보였다.

OpenGL ES(OpenGL for Embedded System) 2.0 is one of the most widely used 3D graphics API(application progrma interface) standard for smart phones and tablet PCs at this time. During programming with this API, they prefer desktop environment rather than the target mobile environment, which has relatively low computing power. Thus, we need to emulate the OpenGL ES 2.0 API on the desktop PCs, where only OpenGL API libraries are available. In this paper, we present technical difficulties and their solutions to emulate OpenGL ES 2.0 on desktop PCs. Our final implementation of OpenGL ES 2.0 emulation library works on desktop PCs and passed over more than 96% of the official CTS(conformance test suites) to prove the correctness of our implementation. Additionally, for the commercially available benchmark programs, our implementation shows equivalent execution speeds to the previous commercial OpenGL ES 2.0 implementations.

TIP 기술은 2D 그림 또는 한 장의 사진으로부터 기하정보를 추출하여 3 차원 입체 효과를 만들어 영상 내부를 네비게이션할 수 있는 기술로써, 게임, 엔터테인먼트, 교육, 홍보 등 다양한 분야에서 요구되는 주요기술이다. 본 논문에서는 최근 대두되고 있는 스마트 device 의 platform 가운데 하나인 android platform 상에서의 OpenGL ES Library 를 이용한 TIP 기술 적용 및 구현 기술을 제안한다. 제안 방법은 전경객체의 추출이 어려운 상황을 감안하여 보다 사실적 장면 구성이 용이하도록 사용자의 선택에 의한 소실점을 이용하고, OpenGL ES Library 를 이용하여 3D 배경 모델을 획득하고, 이미지를 텍스쳐 매핑하여 3D 가상공간을 완성한 후 카메라의 시점 변환을 통해 이미지 내부를 네베게이션할 수 있도록 한다. 실험영상은 android platform 상의 device 에서 촬영한 이미지를 사용하고, android 2.1 및 OpenGL ES 1.0 기반으로 구축함으로써, 제안 기술을 다양한 android platform smart device 에서 적은 비용과 시간으로 응용 개발에 효과적으로 적용 가능하도록 구현하였다.

TIP 기술은 2D 그림 또는 한 장의 사진으로부터 기하정보를 추출하여 3 차원 입체 효과를 만들어 영상 내부를 네비게이션할 수 있는 기술로써, 게임, 엔터테인먼트, 교육, 홍보 등 다양한 분야에서 요구되는 주요기술이다. 본 논문에서는 최근 대두되고 있는 스마트 device 의 platform 가운데 하나인 android platform 상에서의 OpenGL ES Library 를 이용한 TIP 기술 적용 및 구현 기술을 제안한다. 제안 방법은 전경객체의 추출이 어려운 상황을 감안하여 보다 사실적 장면 구성이 용이하도록 사용자의 선택에 의한 소실점을 이용하고, OpenGL ES Library 를 이용하여 3D 배경 모델을 획득하고, 이미지를 텍스쳐 매핑하여 3D 가상공간을 완성한 후 카메라의 시점 변환을 통해 이미지 내부를 네베게이션할 수 있도록 한다. 실험영상은 android platform 상의 device 에서 촬영한 이미지를 사용하고, android 2.1 및 OpenGL ES 1.0 기반으로 구축함으로써, 제안 기술을 다양한 android platform smart device 에서 적은 비용과 시간으로 응용 개발에 효과적으로 적용 가능하도록 구현하였다.

본 논문에서는 OpenGL을 이용한 모델기반 3차원 다시점 영상의 객체 구현을 위한 구성과 각 모듈에 적용되는 기법을 제안한다. 한 장의 텍스쳐 이미지와 깊이 정보 영상을 가지고 다시점 객체를 생성하기 위해, 먼저 깊이 정보의 전처리 과정을 거친다. 전처리된 깊이 정보는 OpenGL 상에서의 일정 간격의 꼭지점 정보로 샘플링 되며, 깊이 정보를 z값으로 가지는 3차원 공간 좌표상의 점이다. 이 꼭지점 정보를 기반으로 텍스쳐 맵핑을 위한 다각형을 구성하기 위해 딜루이니 삼각화(Delaunay triangulations) 기법을 적용한다. 이렇게 구성된 다각형 위에 텍스쳐 이미지를 맵핑하여 OpenGL의 좌표 연산을 통해 시점을 자유롭게 조정할 수 있는 동영상 출력 가능한 객체를 만들게 된다.

In this paper, we propose an algorithm for object generation from model-based 3-dimensional multi-viewpoint images using OpenGL rendering. In the first step, we preprocess a depth map image in order to get a three-dimensional coordinate which is sampled as a vertex information on OpenGL and has a z-value as depth information. Next, the Delaunay Triangulation algorithm is used to construct a polygon for texture-mapping using the vertex information. Finally, by mapping a texture image on the constructed polygon, we generate a viewpoint-adaptive object by calculating 3-dimensional coordinates on OpenGL.

본 논문에서는 OpenGL Rendering을 이용한 모델기반 3D 다시점 영상의 객체 구현을 위한 구성과 각 모듈에 적용되는 알고리즘에 대해 중점적으로 연구하였다. 한 장의 텍스쳐 이미지와 깊이 맵(Depth Map)을 가지고 다시점 객체를 생성하기 위해, 먼저 깊이 정보의 전처리 과정을 거친다. 전처리 된 깊이 정보는 OpenGL상에서의 일정 간격의 꼭지점(Vertex) 정보로 샘플링 된다. 샘플링 된 꼭지점 정보는 깊이 정보를 z값으로 가지는 3차원 공간 좌표상의 점이다. 이 꼭지점 정보를 기반으로 텍스쳐 맵핑 (texture mapping)을 위한 폴리곤(polygon)을 구성하기 위해 딜루이니 삼각화(Delaunay Triangulations) 알고리즘이 적용되었다. 이렇게 구성된 폴리곤 위에 텍스쳐 이미지를 맵핑하여 OpenGL의 좌표 연산을 통해 시점을 자유롭게 조정할 수 있는 객체를 만들었다. 제한된 하나의 이미지와 깊이 정보만을 가지고 좀 더 넓은 범위의 시점을 가지는 다시점 객체를 생성하기 위해, 새로운 꼭지점을 생성하여 폴리곤을 확장시켜 기존보다 더 넓은 시점을 확보할 수 있었다. 또한 렌더링된 모델의 경계 영역 부분의 깊이정보 평활화를 통해 시각적인 개선을 이룰 수 있었다.

In this paper, nonlinear dynamic ship collision finite element analysis (fea) is performed using LS/DYNA and the post results are animated using a developed interface and graphics code using OpenGL. A container ship is struck by a *** until the damage is reached to the assigned failure plastic strain. Damage process is modeled and can be animated for the user's specific display purpose. For instance, this animation can be inserted into the ship simulation program, i. e., the purpose is to emphasize the realistic simulation to be used in the virtual ship simulation system.

최근 유비쿼터스 게임의 성장과 더불어 이기종의 환경에서 새로운 기법들로 보여질 수 있는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 이기종 환경에서 임의의 OpenGL 기반의 PC 게임이나 게임 뷰어가 있는데서 Java3D 형태로 재복원해서 볼 수 있는 방법과 VRML을 사용하여 캡쳐된 장면들을 네비게이션 해 봄으로써 프레임간 오브젝트들의 움직임을 비교 분석할 수 있는 방법을 제안한다. 결과적으로 구조적인 장면 그래프에서 사건을 처리하고, Parser에서 OpenGL Primitive들의 정점 정보를 해석해서 계층구조를 변화시킴으로서 보다 빠른 실시간 렌더링을 구현하고자 한다.

최근 유비쿼터스 게임의 성장과 더불어 이기종의 환경에서 새로운 기법들로 보여질 수 있는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 이기종 환경에서 임의의 OpenGL 기반의 PC 게임이나 게임 뷰어가 있는데서 Java3D 형태로 재복원해서 볼 수 있는 방법과 VRML을 사용하여 캡쳐된 장면들을 네비게이션 해 봄으로써 프레임간 오브젝트들의 움직임을 비교 분석할 수 있는 방법을 제안한다. 결과적으로 구조적인 장면 그래프에서 사건을 처리하고, Parser에서 OpenGL Primitive들의 정점 정보를 해석해서 계층구조를 변화시킴으로서 보다 빠른 실시간 렌더링을 구현하고자 한다.