Earticle

This paper presents an innovative solution for 3D character model texture mapping based on artificial intelligence (AI) image generation models. This study explored the potential of AI-generated textures to enhance the efficiency and effectiveness of the traditional manual workflow. By leveraging state-of-the-art AI image generation techniques, we proposed a new workflow that could address existing challenges in the current texture mapping process. This research began with an introduction to AI image generation models with a review of the current status and applications of these models in texture map generation. We then identified and analyzed issues associated with the existing character model texture workflow, highlighting inefficiencies and areas for improvement. Our proposed AI-assisted workflow aimed to streamline the texture creation process, significantly reducing the time required while maintaining high-quality outputs. To validate the new workflow, we conducted a series of experiments with professional 3D artists, yielding clear and significant results. The new AI-assisted workflow significantly reduced texture creation time by an average of 76% to 89% compared to traditional manual methods, demonstrating its potential to drastically improve efficiency. Qualitative feedback from artists highlighted that the new workflow not only streamlined the process, but also made it more user-friendly and accessible. However, some limitations were identified, including the need for further refinement of AI-generated textures to achieve a quality level comparable to those created by highly skilled artists.

제조업을 포함한 다양한 산업 분야에서 디지털 트윈을 활용하여 사업적인 운용 성능을 극대화하고 있다. 그러나 건축 분야의 디지털 트윈은 표현하고자 하는 공간의 범위가 매우 넓기 때문에 필요한 데이터 양도 증가하 게 되어 디지털 트윈 구현에 어려움이 있지만, 이를 최적화하는 방식을 통해 그 효과를 높이고 있다. 이에 본 연 구는 디지털 트윈 기술을 사용하여 실제의 건물을 스캔하고 이로부터 생성된 데이터의 Texture mapping 오차를 최적화하는 방법을 제안한다. 이를 통해 기존의 가상공간과는 다른 메타버스 플랫폼의 기반구축과 그 특징을 알아 보고자 한다. Leica RTC360, 3D Scanner, Metrix Camera, Drone으로 스캔한 실제의 섬과 건물 내부, 외부의 XR 데이터를 디지털 트윈과 접목해 생산한 후, LoD(Level of Detail)를 적용한 최적화 과정을 거쳐 시각화하였 다. 결과적으로 최적화된 디지털 트윈 Mesh와 Texture Mapping을 활용해 더욱 생동감 있는 메타 아일랜드 플랫 폼을 구축할 수 있으며, 이는 가상공간 속에서 콘텐츠의 다양성을 높이는 기회 요소로 작용할 것이다. 이는 새로 운 사용자층의 형성과 그에 따른 사용자 간의 상호작용을 촉진하여 공동체적 유대감 형성에 효과를 낼 것이다.

Digital twins are used to maximize business operational performance in various industries, including manufacturing. However, since the digital twin in the architecture field has a very wide range of spaces to be expressed, the amount of data required increases, making it difficult to implement the digital twin, but it is increasing its effectiveness through optimization. Therefore, This study proposes a method of scanning real buildings using digital twins and optimizing the texture mapping error of the generated data, and through this, a meta bus platform base different from the existing virtual space is established and its characteristics are investigated. Accordingly, the actual island, inside, and outside XR data scanned with Trimble TX8, 3D Scanner, Metrix Camera, and Drone were produced by combining them with digital twins, and then visualized by applying LoD (Level of Detail) to optimize them. As a result, a more lively meta-island platform can be built by optimizing the texture mapping process using digital twins, and as an opportunity factor to increase the diversity of content in virtual space, it will contribute to the formation of a new user layer and the resulting interaction between users.

도로의 상태를 관측하는 많은 방법의 하나로 무인항공기 영상이 사용된다. 무인항공기 영상 파일이 너무 크고, 불필요한 정보가 많을 때, 특징적 정보를 압축한 텍스처 추출 기법이 사용된다. 특히 무인항공기 영상을 이용한 3차원 시뮬레이션에서 많은 양의 데이터가 입력되기 때문에 텍스처 추출이 중요하다. 본 논문에서는 교량의 고해상 영상을 얻기 위하여 무인항공기 영상으로부터 텍스처 추출 방법을 제시한다. 제안된 방법은 3단계로 이루어진다. 첫째, 브이월드 데이터베이스에서 3차원 교량 모델을 취득한다. 둘째, 기하보정 정보를 가진 무인항공기 영상에서 텍스처를 추출한다. 셋째, 개별 영상에서 추출된 텍스처를 융합한다. 본 연구 결과는 브이월드 텍스처를 고해상 영상으로 갱신하는 데 사용될 수 있다.

There are many methods for surveying the status of a road, and the use of unmanned aerial vehicle (UAV) photo is one such method. When the UAV images are too large to be processed and suspected to be redundant, a texture extraction technique is used to transform the data into a reduced set of feature representations. This is an important task in 3D simulation using UAV images because a huge amount of data can be inputted. This paper presents a texture extraction method from UAV images to obtain high-resolution images of bridges. The proposed method is in three steps: firstly, we use the 3D bridge model from the V-World database; secondly, textures are extracted from oriented UAV images; and finally, the extracted textures from each image are blended. The result of our study can be used to update V-World textures to a high-resolution image.

로우 폴리곤(Low-Polygon) 모델에 사용되는 텍스쳐 매핑은 3D게임그래픽 표현에 있어서 중요도가 높은 작 업과정의 하나이다. 그 과정에서 손맵(hand painted texture)은 모델링 표면에 단 한장의 텍스쳐를 사용하여 재질의 색상 및 시각적 촉각을 표현한다. 3D게임그래픽에서 돌출, 함몰과 같은 시각적 촉각 표현이 매우 중요하다. 평면을 입체적 양감으로 인지하는 것은 게슈탈트 법칙(Gestalt Law)의 경험적 시지각으로 해석할 수 있다. 또한 촉각을 인지 하고 지각하는데 있어서 필요한 것이 어포던스(Affordance)라는 개념이다. 이는 학습과정에서 그 관계성을 시각적으로 지각하는 것을 의미한다. 본 논문에서는 3D게임그래픽 제작자들을 대상으로 한 손맵에 대한 설문조사 분석결과를 통하여 손맵이라는 텍스쳐 맵 제작시 중요한 특징들을 제시하고 한다.

The texture mapping used for the low-polygon models is one of the important workflows in the graphical representation of the 3D game. Only one hand painted texture is mapped on the surface of the 3D model and represents the color of the material and visual sense of touching by itself in that process. In the 3D game graphics, it is very important to visualize the textile sensation such as protruding and denting. It can be interpreted by the Gestalt Law to recognize a plane as a 3D sense of volume. Moreover, the concept of Affordance is necessary to recognize and perceive the textile sensation. It means visual recognizing of that relationship in the learning process. In this paper, The questionnaire survey targeting 3D game graphic designers is carried out. By analyzing the survey results, we suggest the important characteristic in the process of making hand painted texture.

본 논문은 시점 벡터 추정과 명도 차분 맵에 기반하여 직물 텍스쳐 매핑을 수행하는 객체 VR 기반 가상 직물 착용 시스템에 관한 것이다. 제안된 시스템은 객체 VR 용도의 다시점 2D 의류 모델 영상들에서 의류 형상 영역을 분할하여 사용자가 선택한 새로운 직물 패턴을 가상적으로 착용시킨 후, 이러한 가상 착용 상태를 다시점에서 입체적으로 관측할 수 있도록 한 것이 특징이다. 제안된 시스템은 모델 의류의 컬러나 명도에 관계없이 선택된 의류 형상 영역의 특성을 유지하면서 직물 패턴을 가상적으로 변경시킬 수 있다. 또한 각기 다른 스타일 혹은 전체적인 차림새를 위한 다양한 직물 패턴 조합을 신속하고 용이하게 시뮬레이션하고 비교․선택할 수 있다. 제안된 시스템은 다양한 디지털 환경에서 실시간 처리가 가능하고 비교적 자연스럽고 입체적인 가상 착용 스타일을 제공할 뿐만 아니라 수작업을 줄인 반자동화 처리가 가능하기 때문에 높은 실용성과 편리한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.

This paper is related to an Object VR-based virtual textile wearing system carrying out textile texture mapping based on viewpoint vector estimation and intensity difference map. The proposed system is characterized as capable of virtually wearing a new textile pattern selected by the user to the clothing shape section segmented from multi-view 2D images of clothes model for Object VR(Object Virtual Reality), and three-dimensionally viewing its virtual wearing appearance at multi-view points of the object. Regardless of color or intensity of model clothes, the proposed system is possible to virtually change the textile pattern with holding the properties of the selected clothing shape section, and also to quickly and easily simulate, compare, and select multiple textile pattern combinations for individual styles or entire outfits. The proposed system can provide higher practicality and easy-to-use interface, as it makes real-time processing possible in various digital environment, and creates comparatively natural and realistic virtual wearing styles, and also makes semi-automatic processing possible to reduce the manual works.

With the development of VR technology, the visual immersion of VR games has been greatly enhanced nowadays. There has been an issue that has been troubling players in previous VR games, which is motion sickness. Therefore, VR games have been limited in terms of game mechanics, game duration, and game scale, greatly reducing the immersive experience of visual immersion. However, <Half-Life: Alyx> is different from previous VR games in that players can actually perform spatial displacement in the game scene, rather than being fixed in one place for 360-degree observation and interaction. At the same time, compared to traditional games, VR games no longer need to rely on screens, and the complete visual immersion enhances the fun and playability of the game. This research focuses on the VR game <Half-Life: Alyx> to explore its immersive factors in terms of visual perception. Through in-depth analysis of elements such as color, texture mapping, lighting, etc. in VR games, it was found that the game creates a strong sense of visual immersion in these aspects. Through analysis, it is helpful to gain a deeper understanding of the factors that contribute to visual immersion in VR games, which has certain reference value for game developers and related professionals.

In reality, flame is a common fluid scene. In this paper, we simulated flame by using improved particle system and detail the properties and changes of particles in the model. We realized a realistic color change and dynamic flickering flame characteristics. We used texture mapping method to render the flame and used the hierarchical programming structure to provide a simple and practical interactive flame simulation. We also designed and implemented demonstration system of flame simulation. Experiments show that using the flame image generated in this paper can not only satisfy the visual effect but also meet the real-time requirements.

In this paper, we propose 3D face reconstruction from two or three images. The reconstruction process begins with a face localization and facial feature extraction. Global transformation process is done for facial features which have been obtained. Local feature refinement is used to refine the result of global transformation. Last, texture mapping process is done to provide texture of 3D model. The method used for face reconstruction can generate accurate and fast result for various poses and facial expressions, and by using local feature refinement can improve the quality of reconstruction output more similar to the original face image.

In order to see clearly the details inside the liver and enhance the users’ visual presence in the virtual surgery simulation system, the principles and methods of solid texture are used to render the photorealistic liver. Firstly, the sample sets are processed and multiple samples are used to synthesize the liver solid texture. Secondly, to improving the mapping efficiency of graphics hardware, the texture atlas is used to map the solid texture. In order to improve the fill rate of texture atlas, the height descending triangle bounding box method is used. The experimental result shows that the internal texture can be observed clearly. The study is of great significance to the photorealistic rendering of virtual liver surgery system, and provides a guideline for the solid texture synthesis and mapping of other human organs.

본 논문은 range map과 texture map이 포함된 range image를 삼각형 메쉬로 된 3차원 형상으로 복원하고, 이 삼각형 메쉬를 기하학적 축소 알고리즘을 적용하여 간략화하는 방법에 대하여 기술한다. 그리고 이 논문에는 복원된 3차원 모델에 texture mapping이 가능하고 간략한 정도를 사용자가 쉽게 결정할 수 있으며, 실시간 multiple level-of-detail에 적용 가능한 빠른 속도의 간략화 방법을 제시한다. 구현한 방법을 국보급 문화재를 스캐닝한 실험 데이터에 적용하여 그 유효성을 입증한다.

We reconstruct 3D surface from range image that consists of range map and texture map, and simplify the reconstructed triangular mesh. In this paper, we introduce fast simplification method that is able to glue texture to 3D surface model and adapt to real-time multipled level-of detail. We will verify the efficiency by applying to the scanned data of Korean relics.

본 연구는 3차원 도시 모델링을 위해 라이브러리 기반의 texture mapping 기법을 사용하여 건물 모델을 제작하였다. 이 기법은 건물의 종류 및 특성에 따라 라이브러리 형태로 구축되어있는 texture map을 선택, 출력하여 3차원 건물 프레임에 mapping하는 과정으로 이루어진다. 이 기법의 효과적인 적용을 위해 LiDAR 데이터를 이용하여 건물을 자동적으로 분류하였고, LiDAR 데이터와 수치지도를 이용하여 단위 모델 구현을 위한 건물의 3차원 프레임을 제작하였다. 또한 사실감 있는 건물 texture를 구현하기 위해 실제 건물의 지상사진을 이용하여 texture map 라이브러리를 구축하였다.

A 3D modeling of urban area can be composed the terrain modeling that can express specific and shape of the terrain and the object modeling such as buildings, trees and facilities which are found in urban areas. Especially in a 3D modeling of building, it is very important to make a unit model by simplifying 3D structure and to take a texture mapping, which can help visualize surface information. In this study, the texture mapping technique, based on library for 3D urban modeling, was used for building modeling. This technique applies the texture map in the form of library which is constructed as building types, and then take mapping to the 3D building frame. For effectively apply, this technique, we classified buildings automatically using LiDAR data and made 3D frame using LiDAR and digital map. To express the realistic building texture, we made the texture library using real building photograph.

An efficient texture compression method is proposed based on a block matching process between the current block and the previously encoded blocks. Texture mapping is widely used to improve the quality of rendering results in real-time applications. For fast texture mapping, it is important to find an optimal trade-off between compression efficiency and computational complexity. Low-complexity methods (e.g., ETC1 and DXT1) have often been adopted in real-time rendering applications because conventional compression methods (e.g., JPEG) achieve a high compression ratio at the cost of high complexity. We propose a block matching-based compression method that can achieve a higher compression ratio than ETC1 and DXT1 while maintaining computational complexity lower than that of JPEG. Through a comparison between the proposed method and existing compression methods, we confirm our expectations on the performance of the proposed method.

Recently, the ground-based laser profiler is used for acquisition of 3D spatial information of a rchaeological objects. However, it is very difficult to measure complicated objects, because of a relatively low-resolution. On the other hand, texture mapping can be a solution to complement the low resolution, and to generate 3D model with higher fidelity. But, a huge cost is required for the construction of textured 3D model, because huge labor is demanded, and the work depends on editor's experiences and skills . Moreover, the accuracy of data would be lost during the editing works. In this research, using the laser profiler and a non-calibrated digital camera, a method is proposed for the automatic generation of 3D model by integrating these data. At first, region segmentation is applied to laser range data to extract geometric features of an object in the laser range data. Various information such as normal vectors of planes, distances from a sensor and a sun-direction are used in this processing. Next, an image segmentation is also applied to the digital camera images, which include the same object. Then, geometrical relations are determined by corresponding the features extracted in the laser range data and digital camera’ images. By projecting digital camera image onto the surface data reconstructed from laser range image, the 3D texture model was generated automatically.

Based on current practical needs for geo-spatial information on mobile platform, the main theme of this study is a design and implementation of dynamic 3D terrain rendering system using spaceborne imagery, as a kind of texture image for photo-realistic 3D scene generation on mobile environment. Image processing and 3D graphic techniques and algorithms, such as TIN-based vertex generation with regular spacing elevation data for generating 3D terrain surface, image tiling and image-vertex texturing in order to resolve limited resource of mobile devices, were applied and implemented by using graphic pipeline of OpenGL|ES (Embedded System) API. Through this implementation and its tested results with actual data sets of DEM and satellite imagery, we demonstrated the realizable possibility and adaptation of complex typed and large sized 3D geo-spatial information in mobile devices. This prototype system can be used to mobile 3D applications with DEM and satellite imagery in near future.

A 3D modeling of urban area can be composed the terrain modeling that can express specific and shape of the terrain and the object modeling such as buildings, trees and facilities which are found in urban areas. Especially in a 3D modeling of building, it is very important to make a unit model by simplifying 3D structure and to take a texture mapping, which can help visualize surface information. In this study, the texture mapping technique, based on library for 3D urban modeling, was used for building modeling. This technique applies the texture map in the form of library which is constructed as building types, and then take mapping to the 3D building frame. For effectively apply, this technique, we classified buildings automatically using LiDAR data and made 3D frame using LiDAR and digital map. To express the realistic building texture, we made the texture library using real building photograph.

보다 현실적인 3차원 영상을 얻기 위한 텍스쳐 매핑은 대부분의 그래픽 시스템에서사용한다. 3차원 그래픽 시스템이 생성한 객체의 표면 위에 2차원 이미지를 입힘으로써 그래픽 시스템의 성능저하를 가져오지 않으면서 영상의 현실성을 높이는 텍스쳐 매핑은 텍스쳐 이미지를 저장하기 위해 많음 메로리가 요구되면 고성능 텍스쳐 시스템을 위해 빠른 메로리 접근과 광대한 대역폭이 요구된다. 본 논문에서는 벡터 양자와(Vector quantization) 압축기법을 이용하여 텍스쳐 이미지에 대한 효율적인 압축을 통해 많은 메모리 요구를 해결하며 압축된 텍스쳐 이미지의 효율적인 캐싱을 통해 빠른 메로리 접근과 광대한 대역폭 문제를 해결할 수 있는 구조를 제시한다. 본 논문에서 제안된 구조는 버퍼링을 통해 메로리 접근 시간을 숨김으로써 고성능 텍스쳐 시스템을 지원할 수 있다.

폭발, 마법 등 불특정한 시각효과를 구현하는데 파티클과 노이즈가 효과적으로 사용된다. 파티클은 자유롭게 제작할 수 있지만, 많이 사용될수록 CPU/GPU 사용률이 높아진다. 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하기 위해 변경이 어렵지만, 정해진 자원을 소모하는 폴리곤 메시를 활용해 CPU/GPU 사용률을 줄인다. 그리고 쉐이더를 활용해 폴리곤 메시의 정점과 표면 텍스처 매핑에 불특정한 패턴을 가진 노이즈 텍스처를 적용하여 시각효과를 구현한다. 실험결과, 프로파일러에서 쉐이더를 적용한 구체 폴리곤 메시가 2~4ms CPU, 1~2m_s GPU 사용률을 보였고 쉐이더를 활용해 불특정한 시각효과를 구현할 수 있음을 보였다.

Particle and noise are effectively used to implement unspecific VFX like an explosion, magic. Particle can create freely but, The more usage, the higher CPU/GPU usage. This paper using polygon mesh that is hard to change but consumes fixed resources to overcome the demerit of particle and reduce CPU/GPU usage. Also, using shader, apply noise texture that is suitable unspecific pattern to vertex and surface texture mapping of polygon mesh for implement VFX in unity. As a result of experiment, shader applied sphere polygon mesh show 2~4ms CPU, 1~2ms GPU usage in profiler. Also It has been shown that shader can be used to implement unspecific VFX.

PC 그래픽스 하드웨어의 급격한 발전에 따라 과거 슈퍼컴퓨터 급에서나 가능하였던 대용량 데이터의 볼륨 렌더링을 일반 PC에서 수행하려는 시도가 계속되고 있다. 특히, PC 그래픽스 하드웨어의 꼭지점 및 픽셀 쉐이더는 기존의 고정된 그래픽스 파이프라인에서 벗어나 사용자가 렌더링 과정에 개입하여 프로그래밍을 할 수 있도록 하여 많은 각광을 받고 있다. 그러나 그래픽스 하드웨어의 텍스쳐 메모리의 크기보다 큰 볼륨 데이터의 가시화는 아직까지 충분히 빠르지 못하며 텍스쳐의 압축으로 인하여 영상 품질도 좋지 못하다. 본 논문에서는 이러한 그래픽스 하드웨어의 프로그래밍 기능 중 꼭지점 좌표 및 텍스쳐 좌프의 조작, 그리고 픽셀 쉐이더를 통한 퐁 쉐이딩 연산을 이용하여 그래픽스 하드웨어의 메모리 크기보다 큰 대용량 볼륨 데이터를 고품질로 가시화하였다.

3D 스캐너의 보급으로 3차원 모델 생성이 가능하게 되었으나 결과로 얻은 형상이 아직 사진에서와 같은 사실적 묘사에 미치지 못하고 있다. 본 논문에서는 얼굴의 3D 스캔 데이터에 효율적인 텍스처 매핑을 통해 사실적 렌더링 결과를 얻을 수 있는 방법을 기술한다. 3D 얼굴 스캔 데이터와 얼굴의 사진 이미지의 좌표를 정확하게 맞추어 3D 스캔 데이터와 얼굴 이미지의 버덱스를 매치시켜주고, 얼굴 이미지의 해당 버텍스에 들어 있는 칼라 값을 3D 스캔 데이터의 버텍스에 넘겨주는 텍스처 매핑을 구현한다. 본 논문에서는 정면, 좌측, 우측 3장의 이미지를 이용하여 간단히 멀티텍스처 매핑을 수행하는 방법과 이 때 발생하는 사진 간의 경계선에서 발생하는 문제 해결에 대해 기술한다.