Earticle

본 연구는 기존 버추얼 프로덕션(Virtual Production, VP)이 갖는 높은 장비 의존성(LED 기반 VP)과 실제와 가상의 조명과 그림자 불일치, 스필(녹색 반사) 현상 등으로 인한 합성 품질 저하 문제(그린 크로마키 기반 VP)를 지적하고, 이를 극복하기 위한 인공지능(AI) 기반 VP 워크플로우의 가능성을 탐색하였다. 동일한 실사 푸티지를 활 용하여 그린스크린 기반 VP 방식과 AI 기반 방식을 비교 분석하였으며, 전경 분리, 리라이팅, 그림자 합성의 각 단 계를 SwitchLight와 Unreal Engine을 활용해 실험적으로 구현하였다. 실험 결과 AI 기반 방식은 라이팅의 조화와 제작 효율성 면에서 기존 방식에 비해 유의미한 개선을 보여주었다. 특히, AI 기술을 통한 전경 분리와 PBR 기반 리라이팅은 보다 정밀한 조명 재현과 빠른 시간 내 결과물 생성을 가능하게 하였다. 다만, 리라이팅은 아직 실시간 합성은 아니며, 고해상도 소스에 대한 의존성과 일부 프레임에서 발생하는 깜빡임 현상 등 아직 해결해야 할 기술적 한계도 확인되었다. 본 연구는 중소규모 제작 환경과 교육 현장에 적용할 수 있는 실용적인 AI 기반 VP 모델을 제 시하며, 향후 프레임 단위 temporal inconsistency(시공간 일관성)강화와 품질 평가 체계 구축을 통해 AI 기반 VP의 실용성과 완성도를 더욱 높이고자 한다.

This study addresses limitations of traditional Virtual Production (VP), such as high equipment dependency (LED-based VP), lighting and shadow mismatches, and spill effects in green screen VP. It explores an AI-based VP workflow as a solution. Using the same footage, green screen and AI-based methods were compared, with foreground separation, relighting, and shadow compositing implemented via SwitchLight and Unreal Engine. The AI approach improved lighting harmony and production efficiency, enabling precise lighting and faster results. However, relighting is not yet real-time and faces issues like high-resolution dependency and frame flickering. The study proposes a practical AI-based VP model for small-scale production and education, aiming to enhance temporal consistency and quality evaluation in future work.

Removal of shadow from Video Object Planes (VOPs) will assist in surveillance applications for comprehensive detection of activities. We have proposed a method for removal of shadows from the VOP. Also noise removal is done using existing methods from the VOP. To authenticate the surveillance VOP, digital watermarking is used. We have proposed digital watermarking using localized Biorthogonal wavelets for VOP. Super-resolved VOP is generated using multi-frame method. Edge model based super resolution method is used to get the better results. Also the effect of digital watermarking is studied for the super-resolved VOP. A number of test cases have been proposed and found out a best method for video surveillance application. Our proposed super resolution (SR) method gives better results than bilinear and bi-cubic methods.

3차원 공간에 물체를 입체감 있게 표현하는 것은 중요한 일이다. 물체를 사실적으로 보이게 하기 위해서는 원근감, 입체감, 물체의 재질, 그림자, 빛의 세기 등 여러 요소가 고려되어야 한다. 그 중 그림자는 물체의 사실적 표현에 중요한 역할을 한다. 그림자를 그리기 위한 방법에는 반복적인 수많은 연산을 해야하고 이것은 많은 처리 시간을 필요로 한다. 즉 수많은 점들에 대한 그림자 영역 판단과 빛의 세기 판단 등을 해야하고 이것으로 인해 시간이 많이 걸리게 된다. 본 논문에서는 물체에 대한 사실적인 표현을 어느 정도 유지하는 범위내에서 그림자를 영역별로 분리해 빠르게 계산하여 표현해 주는 방법을 제시한다.

To describe an object realistically is the most important thing in the 3-dimentional space in computer graphics. It is not enough with one or two factors. Several factors should be considered such as perspective sense, cubic effect, material of an object, shadow, strength of light, etc. A shadow algorithm plays an important part in the realistic description of an object. There are many methods to describe a shadow, but it means numerous repeated operations to describe a shadow and it needs much time. We seperate the shadow part and calculate the strength of light for numerous points and it takes much time. This thesis presents a new method to describe a shadow quickly by separating categories maintaining a realistic description of an object.

육각 그리드(hexagonal grid) 구조는 지리정보시스템에서 공간정보 데이터를 처리하고 표현하기에 우수하여 많은 연구가 이루어지고 있다. 육각 그리드를 이용한 시각화는 다른 그리드 표현 방법 대비 시인성이 높지만, 이에 표현된 공간정보 데이터에 따라 양적 정보와 그리드 간 데이터 차이를 효과적으로 전달하는 데 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 육각 그리드 외곽에 그림자를 생성하여 시각적으로 육각 그리드를 강조하는 방법을 제안한다. 이를 위해 강조하고자 하는 육각 그리드들의 최외곽 선분들을 오프셋 시키고, 그 정보를 바탕으로 베지어 곡선을 생성하여 최종적인 그림자 형상을 결정한다. 그림자는 육각 그리드에서 멀어질수록 서서히 옅어진다는 특성을 활용하여, 그림자의 가장자리로 갈수록 투명도를 가변적으로 적용한다. 제안하는 방법을 이용하여 하나의 육각 그리드뿐만 아니라 여러 개의 육각 그리드가 주어지더라도 그림자 영역을 효과적으로 생성할 수 있음을 보였으며, 사용자 인터페이스의 입력에 따라 다양한 그림자 형상을 생성할 수 있다. 서울특별시의 행정구 중 용산구에 제안하는 방법을 활용하여 그림자를 생성한 후 시각적으로 강조한 결과를 보인다.

The hexagonal grid structure has been studied for processing and representing spatial information data in Geographic Information Systems. Visualization using a hexagonal grid has high visibility compared to other grid representation methods. However, it is difficult to effectively convey quantitative data and differences between grids depending on the geospatial data represented. In this paper, we propose a method to visually emphasize the hexagonal grid by generating shadow on the outside of the hexagonal grid. To do so, we offset the outer line segments of the hexagonal grid to be emphasized and generate a Bézier curve based on that information to determine the final shadow shape. We also apply variable transparency toward the edges of the shadow because the shadow gradually fades away from the hexagonal grid. We have shown that the proposed method can effectively generate shadow areas given not only a single hexagonal grid but also multiple hexagonal grids and can generate various shadow shapes based on user interface inputs. We apply the proposed method to Yongsan-gu, one of the districts of Seoul, and show the results of visually emphasizing it after generating shadow using the proposed method.

3D 컴퓨터 그래픽스에서 그림자는 매우 중요한 요소이다. 그림자가 없으며 물체와 물체간의 정확한 위치를 파악하기가 어렵기 때문이다. 즉 물체가 다른 물체에 바로 붙어 있는지 조금 떨어져 있는지를 알아내기가 곤란한 것이다. 이러한 그림자의 중요성에도 불구하고 현존하는 3D 가속 하드웨어들은 그림자의 생성을 전혀 지원하지 못하고 있다. 또한, 이것을 보완하기 위해 많은 그림자 생성 알고리즘들이 제시되었지만 모두 그 한계가 명확하였다. 많은 그림자 생성 기법 중 텍스춰 하드웨어를 이용한 그림자 지도 기법은 광원과 물체가 고정되어 있을 경우 매우 빠른 속도로 그림자를 생성시킬 수 있지만 과원이나 물체가 움직일 경우에는 속도가 느려지게 된다. 본 논문에서는 그림자 지도 기법에 영상기반 렌더링 기법을 적용하여 실시간으로 그림자를 생성하고자 하였다. 본 논문의 기법은 매우 많은 메모리를 필요로 하기 때문에 데이터를 적당히 샘플링하여 웨이블릿 기반 압축 기법으로 압축하였고, 그림자를 생성할 때는 가장 가까운 저장된 그림자들을 2차원 보강하였다.

컴퓨터 그래픽스에서 그림자는 장면의 사실성을 높이기 위하여 매우 중요한 요소이다. 전경을 렌더링 할 때 그림자의 모양이나 위치를 정확하게 나타내는 것도 중요하지만, 실제 세계에서 흔히 볼 수 있는 면적을 가지는 광원에 의한 부드러운 그림자를 효과적으로 표현하는 것도 중요하다. 그러나 현존하는 대부분의 그림자 생성 기법들은 사실적인 그림자를 사실적인 실시간으로 생성해 내기에 어려움이 많다. 기존에 제안된 영상 기반 렌더링 기법을 이용하면 실시간으로 그림자를 생성해 내는데 유용하게 사용될 수가 있다. 하지만 이러한 방법에서는 일반적으로 그림자 지도의 크기가 지나치게 방대해지기 때문에, 텍스춰 메모리에 올리기에 무리가 따르게 되므로, 효율적인 압축기법이 필요하다는 단점이 있다. 이러한 그림자 지도의 크기와 압축의 부담으로 인해, 다양한 물체의 움직임을 표현하거나, 부드러운 그림자로의 확장에 어려움이 있을 수 있다. 이러한 점을 해결하고자, 본 논문에서는 영상 기반 렌더링 기법을 적용한 방법에 이미지 와핑 기법을 응용하여 그림자 지도의 크기를 대폭 줄일 수 있는 방법을 제안하고자 한다. 이 방법에서는 물체가 움직이는 범위와 상관없이 매우 적은 개수의 그림자 지도만으로 그림자를 만들어 낼 수 있기 때문에, 부드러운 그림자를 만들기 위한 방법으로 쉽게 적용할 수 있다. 이 논문에서 개발한 기법은 3차원 게임이나 가상 현실 등 관련 분야에서 사실적인 영상을 실시간으로 생성해 내는 데 유용하게 쓰일 수 있을 것이다.

Shadows are important elements in producing a realistic image. Generation of exact shapes and positions of shadows is essential in rendering since it provides users with visual cues on the scene. It is also very important to be able to create soft shadows resulted from area light sources since they increase the visual realism drastically. In spite of their importance. the existing shadow generation algorithms still have some problems in producing realistic shadows in real-time. While image-based rendering techniques can often be effective1y applied to real-time shadow generation, such techniques usually demand so large memory space for storing preprocessed shadow maps. An effective compression method can help in reducing memory requirement, only at the additional decoding costs. In this paper, we propose a new image-barred shadow generation method based on image warping. With this method, it is possible to generate realistic shadows using only small sizes of pre-generated shadow maps, and is easy to extend to soft shadow generation. Our method will be efficiently used for generating realistic scenes in many real-time applications such as 3D games and virtual reality systems.

3D 컴퓨터 그래픽에서 그림자는 매우 중요한 요소이다. 그림자가 없으면 물체와 물체간의 정확한 위치를 파악하기가 어렵기 때문이다. 즉, 물체가 다른 물체에 바로 붙어있는지 조금 떨어져 있는지를 알아내기가 곤란한 것이다. 이러한 그림자의 중요성에도 불구하고 현존하는 3D 가속 하드웨어들은 그림자의 생성을 전혀 지원하지 못하고 있다. 또한, 이것을 보완하기 위해 많은 그림자 생성 알고리즘들이 제시되었지만 모두 그 한계가 명확하였다. 많은 그림자 생성 기법 중 텍스춰 하드웨어를 이용한 그림자 지도 기법은 광원과 물체가 고정되어 있을 경우 매우 빠른 속도로 그림자를 생성시킬 수 있지만 광원이나 물체가 움직일 경우에는 속도가 느려지게 된다. 본 논문에서는 그림자 지도 기법에 영상기반 렌더링 기법을 적용하여 실시간으로 그림자를 생성하고자 하였다. 본 논문의 기법은 매우 많은 메모리를 필요로 하기 때문에 데이터를 적당히 샘플링하여 웨이블릿 기반 압축 기법으로 압축하였고, 그림자를 생성할 때는 가장 가까이 저장된 그림자들을 2차원 보간하였다.

Shadows are important elements in producing a realistic image. In rendering. generation of the exact shape and position of shadow is crucial in providing the user with visual cues on the scene. While the shadow map technique quickly generates a shadow for the scene wherein objects and light sources are fixed. it gets slow down as they start to move. In this paper. we apply an image-based rendering technique to generate shadows in real-time using graphics hardware. Due to the heavy requirement of storage for a shadow map repository. we use a wavelet-based compression scheme for effective compression. Our method will be efficiently used in generating realistic scenes in many real-time applications such as 3D games and virtual reality systems.

본 논문에서는 색종이를 찢어 붙이는 모자이크 효과를 표현하는 영역 분할에 기반한 색종이 모자이크 렌더링 기법과 모자이크 작품에 그림자효과를 추가함으로써 입체감을 표현할 수 있는 방법을 소개하고자 한다. 본 논문에서 제안된 색종이 모자이크 렌더링 기법은 입력영상의 특징을 영역분할기법을 이용하여 추출한 후에 모자이크 모양을 결정하기 때문에 기존의 보로노이 다이어그램을 이용하여 영상영역을 균일한 사이즈의 모자이크로 분할하는 방법보다 다양한 크기의 모자이크를 생성할 수 있으며 또한 이미지의 특징이 잘 표현 될 수 있도록 모자이크의 위치를 결정할 수 있다. 이렇게 함으로써 실제에서 나타날 수 있는 색종이 모자이크작품을 만들어 낼 수 있다. 그리고 붙여진 모자이크 종이의 두께 차이로 인해 생기는 그림자를 생성함으로써 실제 모자이크 작품에서 나타날 수 있는 입체감을 표현할 수 있다.

This paper proposes a colored paper mosaic rendering technique based on image segmentation that can automatically generate torn and tagged colored paper mosaic effect. and 3D effect that come about in human-made mosaic work can be represented by generating shadow using difference of paper thickness. Previous method did not produce satisfactory results due to the ineffectiveness of having to use pieces of the same size. The proposed two methods for determination of paper shape and location that are based on segmentation can subdivide image area by considering characteristics of image. The first method is to generate Voronoi polygon after subdividing the segmented image again using quad tree. And the second method is to apply the Voronoi diagram on each segmentation layer. Through these methods, the characteristic of the image is expressed in more detail than previous colored paper mosaic rendering method and these methods enable to produce image that is closer to human-made mosaic work.

증강현실에서 주변 환경의 조명 분포를 추정하여 자연스러운 그림자 영상을 생성할 수 있다. 그러나 별도의 센서 장비 없이 주변 환경을 해석하는 과정에는 조명 분포의 모델, 가상 객체의 기하정보, 표면의 반사특성 등이 필요하다. 3D 마커를 이용하는 기존의 조명분포 추정 방법은 조명 공간을 지오데식 돔(geodesic dome)으로 모델링하고 마커에 의한 그림자 이미지를 분석한다. 그러나 사전에 설정 된 후보 그림자 맵을 이용하기 때문에 실제 조명의 분포를 정확하게 추정하지 못할 수 있다. 본 논문에서는 증강현실에서 주변 환경의 광원 정보를 정확하게 추정하기 위해 조명 공간을 계층적으로 분할하는 방법이 제안된다. 제안된 방법은 그래디언트 레이(gradient ray)를 이용해 분할된 그림자 영역과 후보 그림자 맵 간의 상대적 중첩 영역 비(ratio)에 따라 지오데식 돔을 계층적으로 분할한다.

By estimating environment light distribution, we can generate realistic shadow images in AR(augmented reality). When we estimate light distribution without sensing equipment, environment light model, geometry of virtual object, and surface reflection property are needed. Previous study using 3D marker builds surrounding light environment with a geodesic dome model and analyzes shadow images. Because this method employs candidate shadow maps in initial scene setup, however, it is difficult to estimate precise light information. This paper presents a novel light estimation method based on hierarchical light distribution model subdivision. By using an overlapping area ratio of the segmented shadow and candidate shadow map, we can make hierarchical subdivision of light geodesic dome.

그림자는 화상의 사실성을 높이며 물체들 사이의 공간적 관계를 유추할 수 있도록 해준다. 기존의 그림자 텍스처 생성 방법에서는 한 물체의 텍스처를 생성하기 위해서 다른 모든 물체들을 렌더링 해야만 하므로 Ν개의 물체가 있을 때 모든 물체들의 그림자 텍스처를 만들기 위해서는 Ο(Ν$^2$)의 시간이 필요했다. 이 논문에서는 깊이버퍼를 그림자 텍스처 생성에 사용하여 각 물체들에 대해서 상수 시간에 그림자 텍스처를 생성하는 알고리즘을 제안한다. 또한 시간 일관성을 이용해서 속도를 더욱 향상시키는 방법을 제안한다. 정적인 물체의 깊이 값은 시간이 지나도 변화가 없다. 이 값들을 재사용하여 정적인 물체들은 되도록 그리지 않고 동적인 물체들만 렌더링 함으로써 깊이버퍼와 그림자 텍스처를 효율적으로 생성할 수 있다. 이 방법의 비용은 움직이는 물체의 개수에만 비례한다.

Shadows increase the visual realism of computer-generated images and they are good hint for spatial relationships between objects. Previous methods to produce a shadow texture for an object are to render all objects between the object and light source. Consequently entire time for generating shadow textures between all objects is Ο(Ν$^2$), where Ν is the number of objects. We propose a novel shadow texture generation method with constant processing time for each object using shadow depth buffet. In addition, we also present method to achieve further speed-up using temporal coherence. If the transition between dynamic and static state is not frequent, depth values of static objects does not vary significantly. So we can reuse the depth value for static objects and render only dynamic objects.

전파가 미치지 않는 3차원 지형에서의 음영공간을 항공기가 안전하게 목적지까지 비행하는 최단 경로를 구하고자 하는 것이다. 여기서 비교적 넓은 음영공간을 다각형 형태의 볼록 다각형으로 분할하고, 분할된 볼록 다각형 내에서는 가중치 값에 따라 중간목적지까지의 경로를 찾고, 그 중간목적지를 시작점으로 하여 인접한 다각형에서 다시 목적지를 찾아가는 과정을 분할된 다각형 내에서 반복해서 최종 목적지까지의 최단 경로를 찾아가는 방법을 제안하였다. 구현은 3차원 실지형 상에서 전파가 미치지 않는 음영공간상에 Graph Growth 알고리즘의 임계값을 적용한 수정된 알고리즘을 이용하여 최단 경로를 탐색하였다. 실험에 의해 본 논문에서 제안한 방법이 효과적인 비행 궤적을 생성하였다.

I intend to seek the shortest path which an aircraft safely flies to its destination through the shadow volume of three dimensional terrain which propagation does not extend. Herein, I propose a method in which a relatively wide shadow volume is divided with a polygon type of block polygon, a path up to the intermediate destination is sought in the divided block polygons according to the weight, and then, the shortest path up to the final destination is sought by repeating courses for seeking a destination again from the adjacent polygon based on the starting point of the intermediate destination within the divided polygon. The shortest path was searched by using the revised algorithms which apply to a critical angle from graph growth algorithms on the shadow volume which propagation on the actual three dimensional terrain does not extend to. The experiment shows that a method proposed in this paper creates effective flying curves.

이 논문은 최근 등장한 대만상인(台商) 2세가 왜 다시 중국으로 이주하는가라는 질문에서 출발한다. 대만에서 ‘대만상인’은 대만을 제외한 해외 각지에서 활동하는 중화민국 국적의 경제인을 통칭하지만, 중국에서 ‘대만상인’은 중국 대륙에 3개월 이상 거주하며 사업 활동을 하는 대만 출신 경제인을 뜻한다. 2000년대 이후에는 대만상인들의 가족 단위 중국 이주가 급증하여 대만상인학교가 설립되는 등 새로운 교육·생활 공간이 등장하였다. 그러나 양안접경도시 샤먼의 일부 가정에서는 아버지만 중국에 남아 돈을 버는 변형된 기러기가족 형태가 나타나기도 했다. 이 논문은 이러한 대만상인(가족)의 이주경험을 배경으로, 2010년대 이후 다시 중국 샤먼으로 건너가 취업이나 창업을 시도하는 대만상인 2세의 사례에 주목한다. 이들은 부모 세대가 남긴 경제적 기반과 사회 자본 위에서 성장했으나, 동시에 이들에게 그 기반이 부담으로 작용하기도 했다. 이 논문은 이 대만상인 2세가 왜 다시 중국 샤먼으로 이주하게 되었으며, 그 과정에서 형성된 ‘중국 경험’을 어떻게 인식하고, 중국에서의 일경험과 ‘중국 경험’을 어떤 방식으로 연결·해석하는지를 고찰한다. 또한 이 논문에서는 이 대만상인 2세의 중국 이주가 단순한 ‘귀환이주’라기보다 세대 간 이주와 정체성의 재구성 과정으로 보아야 한다고 주장한다.

This paper begins with the question of why the recently emerged second-generation of Taiwanese businesspeople (Taishang) have once again migrated to China. In Taiwan, Taishang refers to businesspeople of Republic of China (ROC) nationality who are active in regions outside Taiwan, whereas in China, the term specifically refers to Taiwanese entrepreneurs who reside and conduct business in Mainland China for more than three months. Since the 2000s, family migration to China has increased rapidly, leading to the establishment of Taishang schools and the formation of new educational and residential spaces. However, in Xiamen―one of the Cross-Strait border cities―some families developed a modified form of “wild goose family”, in which only the father remained in China for work while the rest of the family stayed in Taiwan. Building on these earlier migration patterns, this paper focuses on the cases of second-generation Taiwanese businesspeople who have moved to Xiamen since the 2010s to seek employment or start their own businesses. Although they have grown up on the economic and social foundations established by their parents, these advantages often become sources of pressure. This paper examines why these second-generation Taiwanese businesspeople chose to migrate again to Xiamen, how they interpret their “China experience”, and how their work experiences in China are connected to that experience. Furthermore, it argues that their migration should not be understood as a simple “return”, but rather as a process of intergenerational mobility and identity reconstruction that unfolds within the complex socio-political context of Cross-Strait relations.

본 논문에서는 향후 포스트 교토협약에서 온실가스 감축의무국으로 분류될 가능성이 높은 세계 최대의 CO2 배출국 중국의 화력발전산업을 대상으로 Shephard 투입물거리함수를 추정하여 CO2 암묵가격과 기술효율성, 그리고 투입요소 간 간접 모리시마 대체탄력성을 측정한다. 1981-2009년 기간 동안 CO2 1톤을 감축하는 데 연간 평균 약 3.2달러의 비용이 드는 것으로 나타났다. 이는 한국, 일본의 발전 산업에 대한 CO2 암묵가격 추정치보다 낮은 수준으로서 향후 이들 나라와 배출권 거래가 이루어질 경우 배출권 판매를 통한 경제적 이득이 예상된다. 기술효율성의 향상으로 달성할 수 있는 최대 CO2 잠재 감축량은 연간 평균 약 2천 5백만 톤에 이르는 것으로 산정되었다. 석탄과 석유 등의 연료와 자본은 상호 대체가능하며 자본이 연료를 더 용이하게 대체하는 것으로 나타났다.

China, the world's largest CO2 producer, is likely to be obligated to reduce greenhouse gas emissions under the post-Kyoto protocol. This paper estimates a Shephard input distance function for the Chinese fossil-fueled power generation sector to measure the shadow price of CO2 emissions, technical efficiency, and indirect Morishima elasticities of substitution between inputs. Empirical results show that, on average, it costs approximately 3.2 US dollars per year to reduce CO2 emissions by one ton over the period 1981-2009. This finding indicates that Chinese power sector is expected to benefit from selling emission permits to other countries such as Korea and Japan, given that our estimate for China is lower than the ones previous literatures estimated for the power sector in these countries. The maximum attainable average CO2 reduction potential amounts to approximately 25 million tons per year by improving technical efficiency. Capital is substitutable with both coal and oil and capital is relatively more readily substituted for these fuels.