본 논문에서는 각 축 방향으로 절대값을 취해 더하는 형태의 맨해튼 거리 측정법을 일반화하 여 2차원 및 3차원에 대한 거리 측정 방법을 제시한다. 또한 이를 이용하여 Worley 노이즈 함수에 적용하여 구현하는데 이용한다. 기존의 방법으로는 2차원에 대해서만 계산이 가능했으 나 제안된 방법에서는 2차원과 3차원에 모두 적용 가능하다. 또한 새로 제안된 방법을 사용하 면 맨해튼 거리를 사용하는 Worley noise함수에 적용할 경우 더 광범위한 패턴 변화를 줄 수 있다. 또한 거리 개념은 매우 다양한 분야에 사용하는 기본 개념이므로 이를 일반화하는 것은 매우 중요한 의미를 가진다고 할 수 있다. 기존의 맨해튼 거리가 2차원에 대해서는 마름모 형 태와 3차원에 대해서는 8면체의 형태로 나타나는 점에 착안하여 이를 확장하고자 한다. 제안 된 방법에서는 매우 간단한 방법을 사용하여 2차원과 3차원에 대해 기존의 유클리드 거리와 맨해튼 거리 개념을 확장하여 일반화된 거리 개념을 제시한다. 이러한 확장된 거리 개념을 Worley 노이즈 함수에 적용함으로써 더 풍부하고 다양한 형태를 얻을 수 있으며 이에 따라 Worley 노이즈를 기반으로 한 프로시저럴 텍스처 패턴 또한 더 다양한 결과를 생성할 수 있 게 된다. 본 연구에서는 새로 제안된 방법을 사용하여 얻을 수 있는 패턴을 실험하여 기존의 거리 개념에서 얻을 수 있는 패턴의 확장된 결과의 예시를 보여줌으로써 제안된 거리 계산 방 법의 유용성을 확인할 수 있도록 한다.

Distance is a fundamental definition in fields such as geometry, mathematics, and physics. Because it is a very fundamental metric, it is not easy to create a new definition. In this study, we analyze existing distance definition and propose to generalize Euclidean distance and Manhattan distance, which are mainly used distance metric in existing distance definition. We analyze the definition of Minkowski distance, which is previously used as a concept of generalization along with Chebyshev distance, and the disadvantages of using this distance metric. By introducing a new perspective that interprets the existing Manhattan distance as a distance measured in four axes rather than simply adding the distances in each axis direction, this research introduces a new distance metric in two dimensions. This is a metric that generalizes the Euclidean distance and the Manhattan distance, and the proposed distance metric is derived from a geometrical aspect and an algorithm for calculating it is presented. We applied the existing distance definition and compared the differences through the results of generating a Voronoi area by the shortest distance from randomly distributed points in two dimensions. It is expected that the proposed method can be applied and expanded to the field of various graphics algorithms that use the distance metric.

2차원 평면에서 점들의 집합에 대한 보로노이 다이어그램을 구현하는 경우는 비사실적 렌더링이나 스타일화 된 렌더링에 매우 자주 사용하는 기법이다. 하지만 기존의 연구들의 구현 방법을 살펴보면 픽셀기반의 이미지 공간에서 보로노이 셀을 계산하는 방식이 활용된다. 벡터기반의 보로노이 다이어그램의 구현은 셀들이 만나서 이루는 경계부분을 직접적으로 표현할 수 있는 방식이다. 픽셀 기반의 방법의 경우 보로노이 셀간의 경계는 이미지 형태로 먼저 만든 후 에지 추출 영상 처리를 통해 얻을 수 있으며 해상도에 따라 정확도가 결정되며 벡터 기반의 방법보다 부정확할 수 밖에 없다. 즉, 픽셀 기반의 보로노이 다이어그램 생성 방법은 보로노이 셀 영역을 위주로 계산하게 되고 명확한 경계에 대한 데이터를 명시적으로 가지고 있지 않는다. 이와는 대조 적으로 벡터 기반의 보로노이 다이어그램 생성 방법은 보로노이 다이어그램의 경계선 데이터를 직접 포함하 고 있으므로 정확도가 높은 표현 방법이라고 할 수 있다. 다만 픽셀기반의 구현 방법이 좀 더 직관적이고 쉬 운 구현 방법이라는 점 때문에 기존의 연구들은 픽셀기반의 구현을 사용하고 있다. 본 연구에서는 점에 직접 폴리곤 지오메트리를 사용하여 3차원 공간에서 보로노이 다이어그램을 계산하는 방법을 제안한다. 유클리드 거리와 맨해튼 거리를 모두 사용할 수 있으며 선분에 대한 보로노이 다이어그램의 확장에도 사용할 수 있도 록 제안하였다.

컴퓨터 그래픽 기술을 활용하여 디지털 콘텐츠를 만드는 분야에서 군인 또는 무기를 캐릭터나 소품으로 사 용할 경우가 많다. 특히 컴퓨터 게임 분야에서는 다양한 전쟁 게임이 만들어지고 있으며 현대 군인을 군복 을 비롯한 군장비나 사용하는 각종 무기, 이수송 장비 등에서 위장용 패턴이 필요할 수 밖에 없다. 현대 군 인들이 전투 현장에서 적군에게 눈에 잘 띄지 않도록 하는 위장 패턴은 다양하게 발전되어 왔고 다양한 전 투 현장에 따라 특유의 무늬 패턴을 사용한다. 사용되는 컬러는 다양한 환경에서 자주 나타나는 색이 포함 되면서도 최대한 적은 컬러로 생산 할 수 있도록 만드는 것을 주요 목표로 한다. 따라서 사막이나 바위, 숲, 계절 등을 고려하여 주로 사용되는 주요 컬러를 선택하고 이들 환경에서 잘 눈에 띄지 않을 만한 패턴 형 태에 이러한 컬러를 적용하는 방식으로 군복에 위장색을 적용한다. 본 논문에서는 기존 연구들이 대부분 2 차원 적인 이미지 배경에 2차원 이미지에 텍스처를 입혀 위장 패턴을 만들고 적용하는 데 중점을 두고 있 지만, 게임과 같은 3차원 콘텐츠 애셋을 만드는 데 유연하게 적용할 수 있는 프로시저럴 위장 패턴 텍스처 생성 기법을 제안하고자 한다. 3차원 디지털 모델에 uv를 적용한 경우나 uv맵 없이 3차원 좌표계에서 텍스 처 패턴을 생성하는 시스템을 제시하고자 한다.

카메라 어레이와 사진측량(photogrammetry)을 이용한 3차원 스캐닝 기술은 인체 전신을 게임이나 시각효과 (VFX), 가상인간 등의 다양한 컴퓨터 그래픽스 응용 분야에 활용되고 있다. 특히 최근에는 메타버스 분야에 대한 구축이 활발해 지고 있는 추세여서 실제 인물에 대한 전신 스캔을 보다 저렴하게 수행할 수 있는 시 스템에 대한 요구가 증가하고 있다. 본 연구에서는 고가의 DSLR 카메라를 이용한 시스템보다 1/10정도의 가격으로 구축할 수 있는 시스템을 제작하는 사례를 제시하고자 한다. 인체 전신에 대해 동시촬영의 오차가 적은 시스템을 구축하는데 중점을 두었다. 최근의 컴퓨터 그래픽스 기술은 보다 사실적인 캐릭터를 보다 효 율적으로 생성하고 사용할 수 있는 방법으로 발전하고 있다. 따라서 본 시스템은 최근 다양한 연구와 개발 이 이루어지고 있는 메타버스의 캐릭터 구축이나 게임의 캐릭터의 모델링에 활용할 수 있는 장비로 활용될 수 있을 것으로 기대하며, 이러한 시스템을 좀 더 저비용으로 구축하고자 하는 연구자들이나 개발자들에게 도움이 될 수 있을 것으로 본다. 또한 최신의 실시간 렌더링 시스템의 추세와 삼각측량 관련 연구와 기술의 발전에도 기여할 수 있을 것으로 보인다.

직조 미로는 굴다리 교차로와 같이 길 위로 다리가 놓은 형태를 허용하는 형태의 2차원 미로 중 한 종류이 다. 이러한 직조 미로를 2차원 이미지의 형태로 표시하는 경우에는 높이에 대한 요소를 포함하고 있지 않기 때문에 큰 문제가 되지 않지만 3차원 형태로 표시하려면 어려움이 발생한다. 길 위에 길이 놓여 있는 형태이 기 때문에 높이가 계속 쌓이는 형태로 표현하다보면 층수가 계속 증가하는 문제가 발생하는 문제와 상하관 계가 모순되는 형태도 발생할 수 있게 된다. 본 논문에서는 이러한 직조미로의 3차원 시각화에 있어 레이어 를 쌓는데 있어 발생할 수 있는 문제점들을 계단이나 램프 형태의 층간 구조물을 배치함으로써 2층 구조물 로 해결할 수 있는 방안에 대해 논의한다. 이러한 방법은 Escher-like 비디오 게임류에서 상용된는 착시 해결 방안과 같은 시각적 모순을 게임에 적용할 때 이용할 수 있다.

스피로그래프는 고정된 프레임 형태에 휠을 맞물려서 휠 안에 특정한 점이 지난 궤적을 곡선 형태로 표현하 는 룰렛 곡선 생성 시스템이다. 일반적으로 프레임과 휠은 원형과 같은 단순한 형태로 만들어지며 일종의 장난감처럼 만들어져 사용된다. 이러한 룰렛 곡선의 패턴을 그리는 수학적 원리는 이미 많이 연구가 이루어져 있으며 교육용 게임이나 케주얼 게임 등으로도 활용되고 있다. 그러나 이러한 게임들에는 원형 프레임과 원형 휠을 이용한 생성 방법만을 기반으로 하고 있으며 좀 더 복잡한 일반적인 형태의 프레임을 활용한 생성방법은 사용되고 있지 않다. 이에 본 논문에서는 이러한 스피로그래프 시스템을 우리에게 친숙한 벡터 폰트를 프레임으로 사용하여 룰렛 곡선을 생성할 수 있도록 하고자 한다. 기존의 연구에서 다루지 않았던 불연속적인 방향 전환부분과 휠이 접근할 수 없는 부분에 대한 처리 등에 대해 해결할 수 있는 방안을 제시하였고 실험 결과를 통해 벡터 폰트에 적용한 예를 보였다. 이러한 연구는 기존의 스피로그래프 생성 방법을 확장하여 교육용 게임이나 케주얼 게임 등으로 활용할 수 있고 벡터 폰트를 이용한 폰트변형 방법, 벡터 그래픽 응용 등의 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

반응-확산 모델을 이용한 연속적인 톤의 표현은 형태형성물질의 패턴 형성 방법을 이용한 기법이다. 그레이 스케일의 영상을 형태형성물질의 수학적 모델을 이용해서 이산적인 밝기를 가진 영상으로 변환할 수 있다. 이러한 방법은 영상을 점과 선의 형태로 변환할 수 있게 해주어 다양한 스타일의 영상 렌더링에 사용할 수 있다. 이는 영상의 밝기 정보가 형태형성물질로 변환되고 이를 통해 시뮬레이션을 했을 경우 예측 가능한 결과를 낸다는 가정에서 출발한다. 실제 실험에서는 대체적으로 급격히 변하지 않는 영상 신호에 대해서는 이러한 가정이 잘 들어맞기 때문에 좋은 결과를 나타내지만 영상 신호가 급격히 변화하는 부분에 대해서는 결과 영상에 문제(artifact)가 나타난다. 이는 밝기차이가 급격히 변하는 부분에서 검은 선 형태로 나타나며 이러한 부분은 원영상의 신호와 다른 결과를 낸다고 할 수 있다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 반응-확산 모델에서 문제를 해결할 수 있는 방법을 도출하고 이를 적용한 새로운 계산 방법을 제시하여 문제를 해결하고자 한다. 제안된 방법에서는 밝기가 급격히 변화하는 부분을 검출하고 이러한 부분에서는 확산이 일어나지 않도록 제어함으로써 해결하였다.

동형건반배치는 타일 형태의 건반 악기에서 음의 배치를 일관되게 하는 방법으로 같은 방향의 이웃 건반에 같은 음정차이로 배치함으로써 일관된 음계배치가 가능하도록 하는 방법이다. 비교적 오래 전부터 사용되어 왔지만 최근에 다양한 현대적인 악기 설계나 소프트웨어적인 악기의 인터페이스에서 적용함으로써 주목받아오는 방법이다. 여기에는 서로 다른 다양한 배치 방법들이 제안되어 왔으나 몇 가지가 존재하는 지 서로 어떤 관계에 있는 지 등에 대한 연구가 거의 이루어져 있지 않다. 본 논문에서는 이러한 동형건반배치에 대해 분류 방법을 제시하고 이들 간의 관계에 대해서 분석한다. 이는 기존에 알려져 있는 것보다 훨씬 적은 수의 동형건반배치 종류가 존재함을 보이고 분류의 틀을 마련하여 동형건반배치에 대한 연구의 기반을 제시하였다. 이를 바탕으로 좀 더 체계적인 분 석과 연구가 이루어 질 것으로 기대되며 다양한 음악용 인터페이스를 개발하는 데 활용할 수 있을 것으로 기대한다. 이러한 연구는 음악 교육용 게임에서 기본적인 요소인 음정, 화성, 화음, 음계 등 을 이해하도록 트레이닝 시키는 데 매우 중요한 역할을 할 것으로 보인다.

According to a survey conducted in the United States of America, 43% of mobile-device-use by children aged between zero and eight years old falls into the sector of educational games. However, that percentage rises to 39% and 51% among children aged 2-4 and 5-8 years, respectively. The question, therefore, is: how can numerous mobile educational games attract the attention of children? Children are attracted to educational games because of various factors including vivid characters and enticing colors, among other elements. This research paper focuses on analyzing the character examples in eight children’s mobile educational games with differently gendered characters. The top elements considered in the eight games include the top-selling games, color distribution, and the hue frequency of every character to obtain the results. The research paper also discusses the characteristics of children’s mobile educational games for different gender characters and the methods of possibilities and considerations for effective design.

In 1970, Masahiro Mori proposed the uncanny valley concept. At the time, the proposal aroused little reaction, However, the uncanny valley is just a hypothesis, not a strict theory. Many subsequent studies have shown that it is true that the uncanny valley is reasonable; With the development of game consoles and personal computers, uncanny valley in video games will become more and more common. but, for the time being, special introductions and game related research on the uncanny valley are still very rare. In this paper, with Masahiro Mori’s uncanny valley as a benchmark and using the evolution of Tomb Raider’s Lara Croft over 20 years as an example, we analyze the significance of the uncanny valley in the design of realistic adventure game characters from such aspects as facial expression and texture. It's not easy to see the development of the technology in the game by using this approach. And it makes game makers determinate the scope of uncanny valley more exactly to made better games.

The most of casual games are two-dimensional based graphic interface and the most of matching-tile game is still gains popularity on many video game devices and variety of smart phones. These game uses two-dimensional Euclidean coordinates and uses rectangle- or triangle-, hexagon-shaped tiles. But recently novel design of casual games are introduced and gains attention of casual gamers. Our research introduces new approach for tile-based game design. It uses hyperbolic model of Poincare model and Weierstrass model for displaying and generating tiles. Our method is general for any configuration of (p, q)-tiling and can be used for new tile based game design. And introduces new tile generation methods for (3,q)-tiling and (p,3)-tiling without redundant tiles. We also proposed interactive movement method of tiles for game navigation purposes.

Omni-directional high dynamic range images are used in image-based lighting or environment mapping. In game development environment high dynamic images can be used with shader assets. Recently various 360 VR camera systems are produced which can capture omni-directional images or video images without extra image stitching. In game development environment, shader assets or assets for shaders can be made along very time-consuming complex processes. In this paper, we proposed more simple and autonomous conversion system which can use directly in Unity.

In the area of game graphics pipeline, efficiency of texture mapping process is very important. In this paper we proposed novel system of converting vector graphics data into shading language using the SVG vector graphics standard. Our system remove the dependance of special purpose authoring tool and utilize commercial vector authoring applications by using the XML-based standard. This study also can be used in the area of converting vector graphics from ‘implicit imaging model’ to ‘explicit imaging model’. We implemented this system in the RenderMan rendering architecture and we showed the result of applying vector graphics texture into 3D geometric model.

In this paper, we proposed novel continuous tone representational method based reaction-diffusion model. We extended previous related research of hedcut-style rendering by adding controllability to reaction-diffusion based texture generation method. These controls includes pattern size and pattern direction for various style rendering. Our method is comparable with stipping method which can generate artistic style rendering with continuous tone representation of input images. While stippling can show stable tonal results for low density points area, high density region which stipples redundant is suffer from non-linear brightness. On the contrary, our method shows stable tonal results for all brightness spans. We also present anisotropic diffusion for directional pattern generation which can applied to more various style rendering. In this contribution includes mathematical model and results of various style.

This paper presents a new polyomino tiling algorithm for three-dimensional surface geometric model. We first apply surface subdivision to the input polygonal mesh or subdivision surface mesh. Then we construct a random Hamiltonian path to connect all subdivided input mesh. This path is used to build initial polyomino tiling on the original input mesh. Finally we apply random polyomino exchanging to the polyomino tiling to get more uniform occurrence of each polyomino types. Our method is applicable to construct three-dimensional puzzle and we show the results of proposed algorithm on three-dimensional mesh data.

Tetromino tiling is widely using method in board game, puzzle game and video game areas. Tetromino tiling by exchanging adjacent pair method reveals non-uniform appearance of five type free tetrominoes. We analyze the experimental results of tetromino exchanging method and all possible combinations of two neighboring tetrominoes. We proposed new uniform frequency tetromino tiling method which can equalize the occurrence of each free type tetromino. In our method also can handle arbitrary appearance number of each tetromino. We show the applied results of proposed algorithm.