With the development of augmented reality technology, various related technologies and content production are rapidly increasing. The virtual space in the augmented reality is achieved through the synthesis of the virtual environment composed of 3D models with the background of the real world video. The harmonization of these two environments is an important factor for users enjoying augmented reality contents. In this paper, we introduce a video abstraction technique to solve the problem of mismatch between input video and 3D virtual objects, which is one of the points to be improved in augmented reality. In particular, we created a new virtual space by applying video-based cartoon and pencil stylization to transform the AR background.

This paper presents a parallel kd-tree traversal algorithm based on the parallel binary radix tree construction scheme proposed by Tero Karras in 2012. In his paper, Tero Karras proposed parallel tree construction algorithm which can maximize the utilization of GPU threads, but implementation and analysis of kd-tree are not fully discussed. This paper aims to fill the gap for the specific kd-tree cases. As an application for the kd-tree traversal method proposed in this paper, the proposed method has been implemented with NVIDIA’s CUDA framework and tested on NVIDIA’s realtime raytracing library, OptiX. As a result, the proposed method can construct tree structures within the requirement for realtime process, but still needs specialized spatial caching data structure like the “primitive tree” for highly detailed meshes to handle spatial queries as fast as to visualize implicit surfaces under OptiX framework. However, the proposed method can be applied to dynamic collision detection and manage scene and object information for game applications thanks to its fast tree construction process. Also, realtime raytracing can be applied to game applications based on this study.

The distribution of dissolved oxygen (DO) and its variability in Chunsu Bay were studied. Monthly hydrographic survey and realtime monitoring for water quality conditions were carried out in study area. Vertical distribution of DO shows the formation of hypoxia in the bottom water in the vicinity of the artificial dyke and net cage aquaculture site in summer. Annual mean of DO was 8.4 mg/l, with minimum monthly mean of 6.9 mg/l in July and maximum of 11.2 mg/l in March. Temporal variation of DO at bottom water around the net cage aquaculture site shows pronounced oscillatory characteristics with range of 0.5~7.0 mg/l. Coherency analyses between the tidal range and DO concentration shows that variation of DO is significantly coherent with tidal range at semi-diurnal period with 1~3.5 hours phase-lags. A simple DO budget model was set up to account for the formation of the extreme hypoxic conditions in Chunsu Bay. The governing equation is based on the mass-balance for kinetic process with simplified parameter of source and sink terms of DO. the source term is represented by replenishment through the vertical and horizontal diffusion and mixing. the sink terms comprise function of sediment oxygen demand (SOD) and carbonaceous biochemical oxygen demand (CBOD). The result of numerical solution indicates the dominant role of SOD as the overriding factor against the oxygen supply.

본 연구에서는 실시간으로 개별 차량에 대한 소음 예측 시뮬레이션을 통해 매 순간 소음지도와 Lmax, Lmin 등을 얻을 수 있는 소음 예측 모델을 제시하였다. GIS 지형처리 기법을 이용해 공간 모델 처리 기법을 바탕으로 실시간 교통소음예측 시스템 모델을 제안하고, 객체지향기법을 이용해 개발하였다. 실시간 소음 시뮬레이션 모델을 이용하여 교통 흐름의 변화에 따라 소음레벨, 소음지도 변화, Lmin, Lmax값을 한눈에 파악하거나 비교할 수 있다. 현장에서 수행한 소음측정치와 예측치를 비교한 결과, 대부분 거리에서 Leq는 2~3db, Lmax는 3~4db 이내의 차이를 나타내어 소음예측의 신뢰성이 양호함을 확인할 수 있었다. 개발된 시스템을 이용해 민감도 분석을 수행한 결과, 대형차 비율, 차량 속도, 방음벽 높이에 따라 소음레벨의 차이를 보였고, 특히 방음벽 높이는 Leq나 Lmin보다 Lmax에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

IPTV와 디지털 CATV 인프라가 안정적으로 구축되어 양방향 방송이 가능해지고 스마트폰이나 스마트패드와 같은 스마트 디바이스를 통해 시청자들이 실시간 방송에 참여할 수 있게 되었다. 본 논문은 기존의 게임 기술을 방송 기술과 융합한 실시간 인터렉티브 퀴즈 방송의 설계에 대해서 기술한다. 실시간 인터렉티브 방송이란 방송 중에 시청자의 상호작용에 실시간으로 방송 내용에 직접적으로 영향을 미치는 방송이라고 정의할 수 있다. 본 논문에서는 실시간 인터렉티브 퀴즈 방송 시스템 구성도와 흐름도를 통해서 실시간 인터렉티브 퀴즈 방송의 설계에 대해서 설명한다. 실시간 인터렉티브 퀴즈 방송을 통해서 다양한 실시간 인터렉티브 방송 콘텐츠가 개발되기를 기대한다.

본 논문에서는 아이폰을 기반으로 하여 브러시 스트로크 프로파일을 이용한 회화적 렌더링 시스템에 대해 소개한다. 이를 위해 실제 스트로크 데이터와 유사하게 데이터베이스를 구축하고 확장하여 사용한다. 그리고 원본 이미지를 데이터베이스에 있는 스트로크의 조합으로 재생산하여 회화적인 느낌을 표현하였다. 또한, 우리가 소개하는 아이폰 기반 회화적 렌더링 시스템은 PC 기반이 아닌 스마트폰 이라는 한정된 CPU와 메모리를 가진 디바이스에서 빠른 렌더링 속도를 요구한다. 때문에 본 논문에서 우리는 최적화를 위하여 다양한 성능개선 방법을 시도해 보았다.

구면조화함수 조명 기법은 실시간 환경에서 전역 조명을 나들고, 다시 비추거나, 화면에 나타내기 위해, 광원으로부터 3D 모델에서 빛을 계산하는 기술이다. 이 기술은 메모리에 미리 계산해 놓고 적분을 내적에 의해 단순하고 빠르게 수행함으로써 비용이 많이 드는 렌더링을 간단하게 해주기 때문에 PRT(Precomputed Radiance Transfer)라고 불려진다. 본 논문에서는 간단한 베이시스 함수인 르장드르 다항식과 체비체브 다항식을 이용함으로써 구면 조화의 한 종류를 표현하는 방법을 제안한다. 실험을 통해서 르장드르 다항식의 경우에는 베이시스 함수가 함수의 수가 적다면 부장드 르 다항식보다 더 나은 성능을 나따내며 전처리 렌더링 시간을 줄일 수 있다는 것을 확인했다.

워터 렌더링은 오래전부터 연구가 이루어져 왔고, 오늘날 중요한 연구 분야가 되었다. 특히 게임 분야에서 물 렌더 링은 현실 세계와 같은 환경을 나타내는데 중요한 부분이다. 본 논문에서는 바다의 물결을 여러 정현파의 중첩으로 표현할 수 있다는 원리를 기반으로 스펙트럼 모델을 사용한다. 바다의 전체적인 파도의 모습을 나타내는 저해상도의 대역과 작은 파도를 나타내기 위한 고해상도의 대역을 주파수 영역에서 합성함으로서 물 표면을 생성한다. 이전의 연 구에 비해 렌더링 속도는 떨어지지 않으면서 보다 밴드 합성으로 인해 넓은 대역의 주파수 밴드를 갖게 됨으로서 보 다 더 세밀한 바다 표면을 나타낼 수 있는 방법은 연구하였다. 이로서 넓은 대역폭으로 인해 바다의 큰 물결 뿐만 아니라 작은 물결까지도 보다 더 섬세하게 나타낼 수 있다.

Recently, the frequency of natural disasters in Korea is increasing due to the influence of global climate change, and the importance of quick and accurate monitoring and corresponding response is frequently and strongly stressed in terms of disaster management. In this regard, this study describes a development of realtime safety evaluation system (RSEE) which enables to carryout real-time measurement and safety evaluation of some important SOC water infrastructures (dams, weirs, cut slopes, retaining walls, levees and bridges) installed along the nation registered large scale rivers.

Condition evaluation consists of visual inspection and durability assessment. Visual inspection has weakness such as subjectivity of inspector and qualitative evaluation. So, this study is fundamental research for realtime safety evaluation of landing pier based on safety inspection manual. This study is for safety assessment of pile safety and bearing capacity using realtime occurrence strain of pile.

The purpose of this study is able to prevent accidents as users will tell you in real time the long distance is to the safety inspection of various structures using a 3D scanner therefore, it is possible to use civil engineering structures, such as building structures

백두산은 그동안 화산활동이 정지된 화산으로 알려져 있었으나, 최근, 전문가들에 의하여 백두산이 화산활동중인 활화산임이 제기되고 있다. 다양한 분화의 전조들이 나타나고 있는 백두산이 분화할 경우, 한반도의 영향 여부에 대한 정보 제공 및 화산재 확산 가능성에 대한 신속한 대응을 위한 화산정보의 조기 제공의 필요성이 증대되고 있는 시점이다. 기상청은 날씨를 예측하기위하여 슈퍼컴퓨터를 사용, 단기 및 주간예보를 위해 19종의 수치예보모델을 하루 약 100회 이상 현업 운영하고 있으며, 이외에도 장기예측, 기후변화 관련 모델들과 연구 개발을 위한 다양한 수치예보모델들이 운영되고 있다. 그 중 지역예보모델(UM, 12kmL70)의 공간 해상도는 12km이며, 연직으로 약 80km까지 70층으로 구성되며, 3시간 간격으로 전지구 예보모델로부터 경계장을 제공받아 1일 4회(00, 06, 12, 18UTC) 87시간 예측을 수행한다. 본 연구에서는 백두산이 분화할 경우, 화산재의 이동 경로 및 tephra ground load/ thickness, airbone ash concentration 등을 추정하기위하여 현재 한국 기상청에서 수치예보모델로 사용되고 있는 UM 모델에서 생산되는 기상요소들을 Fall3D모델에 실시간 입력 자료로 사용하는 화산재 확산 조기경보시스템을 개발하였다.

Analyzing the observational data of volcanic activities around the northern part of Korean peninsula, the odds of volcano eruption increases continuously. For example, the cumulative seismic moment and frequence observed near Mt. Baekdu show a sudden increased values. In this study, predicting the diffusion of volcanic ash for two cases were carried out by using interactive realtime simulator, which was developed during last 2 years as a research and development project. The first case is Sakurajima volcano (VEI=3) erupted in August 2013. The second case is assumed as the volcanic eruption at Mt. Baekdu (VEI=7) under landing circumstance of typhoon Maemi (August 2003) in Korean peninsula. The synoptic condition and ash diffusion for the two cases were simulated by WRF(Weather Research and Forecast) model and Lagrangian dispersion model, respectively. Comparing the simulated result of the first case (i.e., Sakurajima volcano) with satellite image, the diffusion pattern show acceptable result. The interactive realtime simulator can be available to support decision making under volcanic disaster around East Asia by predicting several days of ash dispersion within several minutes with ordinary desktop personal computer.

Climate change has increased the number of floods and inundation on farmland. Recently various mobile applications through inundation mapping, flood forecasts and evacuation routes have been developed for the prevention and reduction of flood damages. However, most of current prevention systems for farmland flooding are still web-based systems relying on the field survey which needs a lot of human and time resources although mobile devices has been rapidly improved and widely used. The purpose of this study is to design a mobile application for preventing and reducing farmland flood and inundation damages and collecting damage information in real time. We put advanced mobile device functions such as GPS, network communications, cameras into our system design. This system implement 2way communication and intuitive application that will increase information efficiency and decrease flood damage. Our design has been tested through previous flooding data of Jinju city in 2010.

본 연구의 목적은 앙상블 칼만필터링 기법과 연속형 강우-유출모형을 연계한 SURF 모형과 Auto ROM을 결합한 실시간 댐 수문량 예측모형(DHVPM)을 개발하고 그 적용성을 평가하는데 있다. 대상유역은 충주댐 상류유역을 선정하였으며 2006∼2009년 동안 연최대 유입량이 발생한 4개 사례를 선정하였다. 관측유량 자료동화 적용에 따른 선행시간 1시간 유입량에 대한 첨두유량 상대오차, 평균제곱근오차, 모형효율성계수를 산정한 결과, 2007년 첨두유량 상대오차 결과를 제외한 모든 사례에서 자료동화기법을 적용한 결과가 우수한 것으로 나타났다. 현시점으로 가정한 가상시점에서 예측선행시간 10시간에 대해 유입량을 예측한 결과에서, 유역평균강우량의 오차가 큰 경우에 대해 자료동화기법을 적용함으로써 예측 유입량의 오차가 줄어드는 것을 확인하였다. 이상의 결과로부터 실시간 예측유입량의 정확도를 향상시키기 위해서는 관측유입량의 실시간 활용이 가능한 환경에서 자료동화기법을 연계한 유입량 예측모형을 이용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

This paper presents a robust lane detection algorithm based on RGB color and shape information during autonomous car control in realtime. For realtime control, our algorithm increases its processing speed by employing minimal elements. Our algorithm extracts yellow and white pixels by computing the average and standard deviation values calculated from specific regions, and constructs elements based on the extracted pixels. By clustering elements, our algorithm finds the yellow center and white stop lanes on the road. Our algorithm is insensitive to the environment change and its processing speed is realtime-executable. Experimental results demonstrate the feasibility of our algorithm.

본 논문은 실시간 응용 프로그램에서 사실적인 금속 재질을 렌더링하기 위한 효과적인 기법을 제안한다. 제안된 기법은 금속면의 미세한 흡집을 표현하기 위해 법선 벡터를 섭동(perturbation)하는 방법을 사용한다. 법선 벡터를 섭동하는 일반적인 방법은 범프(bump) 매핑이나 법선(normal) 매핑 등의 방법을 사용하는 것이다. 그러나 이러한 방식은 이방성 반사 특성을 갖는 표면에서는 사실적인 빛의 산란을 보이지 못한다. 금속 특유의 반사를 표현하기 위해서는 미세면 분포 함수를 이용하여 이방성 반사 특성을 모델링하는 것이 일반적이므로 일반적 법선 섭동만으로는 만족스런 결과를 얻지 못한다. 본 논문은 법선 벡터의 섭동과 함께 미세면 분포 함수를 변형하는 기법을 통해 매우 사실적인 금속면 재질 렌더링이 가능한 기법을 제안한 다. 제안된 기법은 쉽게 GPU 프로그램으로 구현되며, 실시간 환경에서 동작한다.

게임 캐릭터와 객체들이 상호작용하는 지형은 가상세계를 구성하기 위한 필수 요소이다. 지형을 제작할 때 많은 갱신 작업과 시간이 들어가는 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 실제 지형을 촬영한 데이터로부터 가상 공간의 3D 지형을 생성하기 위한 3D 지형 재구축 시스템을 제안한다. 제안시스템에서는 스테레오 카메라로 촬영하고, 레이져 스캐너로 실측한 3차원 지형 데이터를 기반으로 생성된 그리드 기반의 높이 맵(Height Map)과 로봇의 항법정보 중 z축과 x축 방향 벡터를 이용해 가상공간의 중심인 월드좌표계에 맞게 로테이션을 수행하여 축의 방향을 일치시키고, 로봇 중심의 좌표계에서 월드 좌표계로의 이동 벡터를 각 포인트에 더하여 최종적으로 월드좌표계에 맞게 변환한다. 이후 무방향성 그래프를 사용하여 지형 데이터를 관리하면서 가상공간에서 필요한 부분에만 동적으로 지형 메쉬를 생성한다. 이때 지형 데이터의 오류를 보정하여 메쉬를 올바르게 갱신한다. 실험에서는 제안 시스템이 지형 재구축을 완료할 때까지 일정한 주기로 FPS를 확인하고, 완성된 지형을 가시화하여 품질을 검토하였다. 지형의 전체 크기를 알 수 없거나, 실시간으로 지형의 크기가 변화하는 환경에서는, 제안된 시스템이 쿼드트리를 사용한 지형 관리보다 지형 크기가 작을 때 3배정도의 높은 FPS를 보이나, 지형이 아주 클 때는 평균 40% 정도 나은 실행 성능을 가진다. 최종적으로는, 실측한 지형의 모양을 그대로 유지하면서 가시화하고 있다. 본 연구에서 제안한 시스템을 이용하여 게임에 이용할 지형 데이터를 실시간으로 자동 생성하여 게임에 이용하거나, 실제 지형을 배경으로 필요한 영화의 CG 작업에 활용하는 등의 응용 방안을 고려해 볼 수 있다.