우리는 게임 렌더링을 위해 파스텔 드로잉 효과를 시뮬레이션 하는 회선기반 방법을 제안한다. 연구 동기는 굵고 진한 스트로크 패턴, 문지르기 효과, 스트로크 겹침 등 파스텔 드로잉의 속성을 모방하는 것이다. 굵고 진한 파스텔 스트로크 패턴을 위해 우리는 직사각형 모양의 스트로크 패턴과 유사한 굵은 노이즈를 사용한다. 문지르기 효과는 노이즈를 두 단계로 적분하는 회선 모델을 제안한다: 첫 단계로 회선 방향에 수직한 노이즈를 적분하고, 이를 두 번째 단계에서 회선 방향으로 적분한다. 스트로크 겹침 효과를 구현하기 위해 우리는 누적 노이즈 필드(ANF, accumulated noise field)를 제안한다. 이는 각 레이어에 노이즈가 분포되어 있다고 가정하고, 서로 다른 레이어에 있는 스트로크 패턴의 색을 섞는 모델을 의미한다. 이러한 세 가지 개념은 회선기반 프레임 웍으로 통합되며 시각적으로 만족스러운 게임 장면의 파스텔 드로잉 효과를 보인다.

픽셀 아트는 낮은 해상도와 제한된 색 팔레트를 가지고 영상을 표현한다. 픽셀 아트는 낮은 연 산 성능과 적은 저장 공간을 가지는 초기 컴퓨터 게임에서 주로 사용되었다. 현대에 이르러, 픽셀 아트는 예술이나 퍼즐, 게임과 같은 다양한 분야에서 찾아볼 수 있게 되었다. 본 논문에서는 게임 캐릭터 영상을 입력으로 받는 픽셀 아트 생성 모델을 제안한다. 기존 방법 과는 달리, 합성곱 신경망(CNN:Convolutional-Neural Network)를 픽셀 아트 생성 목적에 맞게 변형하여 이를 이용하는 방법을 제시한다. 기존의 합성곱 연산 후에 upsampling 과정을 추가하여 픽셀 아트가 생성될 수 있도록 하였다. 네트워크는 ground truth와 생성된 픽셀 아트와의 평균 오차 제곱(MSE:Mean Squared Error)을 최소화해나가며 학습을 수행한다. Ground truth는 실제 아티스트가 생성하도록 하였고, 이미지 회전과 반전 기법을 이용하여 augumentation을 수행하였다. 생성된 데이터 집합은 학습, 검증, 시험 데이터로 나누었다. 이러한 데이터 집합을 기반으로 감독 학습을 실시하여 픽셀 아트 생성 네트워크를 학습하였다. 학습 모델의 학습 과정과 학습 정확도를 제시하고, 시험 데이터 뿐만 아니라 다양한 영상에 대한 픽셀 아트 결과도 함께 제시한다.

본 논문에서는 게임 배경 영상에 대해서 섬세한 일러스트레이션부터 거친 스케치까지 다양한 연필 드로잉 효과를 구현하는 방법을 제안한다. 이 방법은 컨볼루션 알고리즘에 기반한 방법으로 노이즈의 형태를 다양화 시켜서 발생시킴으로써 다양한 연필 효과를 추구한다. 기존의 방법에서 발생하는 노이즈는 영상의 톤을 반영 하는 픽셀 크기의 입자였다. 본 논문에서는 이러한 픽셀 크기의 노이즈의 형태와 분포를 확장해서 다양한 길 이와 두께 및 방향을 갖는 사각형 형태의 노이즈를 사용하는 방법을 고안한다. 그리고 영상 분할 알고리즘을 적용해서 영상의 정보를 추가적으로 활용함으로써 결과 영상의 시각적 완성도를 향상시킨다. 이러한 방법의 장점은 물체, 인물, 장면 등과 같은 다양한 게임 배경 영상에 적용되어 생성된 결과 영상의 우수성을 통해서 입증된다.

In this paper, we present a technique for applying artistic effects to videos based on a pencil rendering technique. First of all, we propose a vectorized line generation method as a primary technique for solving temporal coherence problem which appears when applying some artistic effects to video. In addition, we propose progressive pencil rendering technique which controls detailed range of drawings from rough sketch to detailed drawing for video. Also, regarding that a real color pencil has a limited set of colors, we suggest limited color pencil rendering method. Furthermore we analyze hand drawing pencil drawings, compare them with rendering results and complement some weakness. A series of our works has a meaning of not only technological but also aesthetical consideration for pencil drawings.

We present an improved sketch-based image search technique through which users can search their target images from the images in database. This technique can be used in constructing an efficient game development framework. Our basic approach is to search the database by comparing the user-created sketch with the graph extracted from the images in the database and estimating the similarity. The images of high similarities are suggested as the candidates that match the target image. To improve the accuracy of the matching process, we substitute the graph-based representation of images with vectorized coherent lines, which are known as one of the most precise schemes in extracting and describing important features in an image. By the experiments on 820 images of 32 categories, we prove that our scheme shows higher matching accuracy than the existing schemes.

The computation of saliency from an image and a video is an interesting challenge in image processing and computer vision. Context-aware saliency, which addresses the saliency based on the geometric structure of an image, is known as one of the most powerful schemes for computing saliency. An obstacle of the context-aware scheme is the heavy computation load. We reduce the computational load in a great scale by applying the dart throwing algorithm, which is a widely used stochastic noise generation scheme in computer graphics society.

In this paper, we present a noise generation algorithm for producing artistic styles on video. Our algorithm is constructed based on a template to preserve the coherence of the artistic styles between the frames of video. We generate noise in the coordinate defined by the templates and apply texture coverage scheme to control the coherence of the noise distribution. For the coherence of the regions outside the templates, we design local recursive filters.

본 연구에서는 화염에 대해서 카툰 렌더링 및 연필 렌더링을 구현하는 비사실적 렌더링 기법을 제안한다. 이를 위해서 본 연구팀에서 수행한 연소 모델을 이용한 화염에 대한 복합 모델을 이용해서 화염 애니메이션을 생성하고, 이 화염 애니메이션에 대해서 평균 이동 기법을 적용해서 카툰 렌더링 효과를 구현하며 화염의 연소 방향을 연필 스트로크 흐름으로 활용해서 연필 렌더링을 구현한다. 화염에 대한 이러한 비사실적 렌더링 기법은 애니메이션이나 게임 등과 같은 다양한 콘텐츠를 제작할 때 매우 유용하게 사용될 수 있다.

본 논문에서는 게임 영상에 대한 색연필 드로잉 렌더링 기법을 제안한다. 제안하는 방법의 키 아이디어는 양방향 회선 필터(bilateral convolution filter)를 이용하여 다양한 스타일의 연필 스트로크를 만드는 것이다. 이 필터는 기존의 컨볼루션 기반 기법들과 달리 경계 흐림 현상을 획기적으로 보완하였다. 더불어 연필 스트로크의 속성들을 직관적으로 제어할 수 있도록 한다. 또한 그릴 물체의 모양으로부터 스트로크 방향을 결정하는 기법을 제안한다. 특징선(feature line)에 가까운 픽셀들에 대해서는 완만한 탄젠트 흐름(smooth tangent flow)을 사용하고, 영역의 내부에는 부분적으로 유사한 흐름을 사용한다. 배경에는 고정된 방향의 흐름을 사용한다. 이처럼 다른 스타일의 스트로크 방향을 사용함으로써, 결과 연필화의 현실성을 증가시킬 수 있다. 제안하는 방법은 사진에 대해 시각적으로 만족스러운 연필 드로잉 효과를 만들어 낸다.

게임에 대한 몰입도는 게임의 성공을 좌우하는 중요한 요소 중 하나이다. 본 연구에서는 심리학과 감성 공학에서 검증된 감성 모델을 기반으로 하여 콘텐츠의 감성을 강화시켜서 시각적 콘텐츠의 몰입도를 향상시키는 방법을 개발하고 사용자 테스트를 통해서 그 몰입도 향상을 검증한다. 몰입도 향상을 위해서 영상을 추상화하고 분할하여 사용자가 선택적으로 콘텐츠의 일부분의 감성을 변화시키는 기술을 개발한다. 이 방법은 게임 콘텐츠뿐만 아니라 다른 시각적인 콘텐츠에 적용시켜 몰입도를 향상시키는 데 사용될 수 있다.

본 논문에서는 게임 캐릭터를 사람들에게 친숙한 연필 드로잉의 느낌을 주는 영상으로 변환하는 방법을 제시한다. 이 방법은 선회선 적분 (LIC, Line Integral Convolution)이라는 기법을 이용해서 구현된다. 먼저, 영상으로부터 널리 알려진 코히런트 라인 (coherent line) 기법을 적용해서 특징선을 추출한 다음, 영상을 배경, 특징선 주변, 특징선으로 구분하여 각각에 특성에 맞는 연필 렌더링 영상을 LIC를 적용해서 생성한 다음, 이를 적절하게 합성함으로써 게임 캐릭터에 대한 연필 드로잉 기법을 구현한다. 우리는 이 방법을 널리 알려진 여러 게임 캐릭터들에 적용하여 그 우수성을 입증한다.

본 논문은 텍스처를 이용해서 게임 영상을 해칭하는 렌더링 기법을 제시한다. 이를 위해서 딜로니 삼각화(Delaunay Triangulation)를 적용하여 입력받은 영상의 구조를 반영한 삼각형 메쉬를 생성하고, 실제 연필 스트로크를 기반으로 해 칭 텍스처를 제작한다. 이 삼각형의 각 꼭짓점에서의 영상의 흐름을 분석하고 그 흐름에 따라서 해칭 텍스처를 적용 한다. 이 텍스처는 영상으로부터 샘플링한 색을 수정하여 생성된다. 각 삼각형에 겹쳐서 그려지는 세 개의 해칭 텍스 처는 평균화되고, 이러한 과정이 모든 삼각형에 걸쳐 수행됨으로써 결과 영상이 제작된다. 본 논문에서 제시하는 방법 은 색연필화와 유화처럼 보이는 시각적으로 만족스러운 해칭을 얻을 수 있다. 또한 본 연구에서는 이 방법을 동영상 에 적용하였고, 우수한 결과를 얻을 수 있었다.

본 연구에서는 색연필로 그린 듯한 게임 렌더링을 위한 컬러 연필 텍스처를 생성하는 기법을 제안한다. 이를 위해 서 흑백 연필 텍스처를 입력으로 받아 색의 삼원색인 청록색(cyan), 보라색(magenta), 노란색(yellow)의 연필 텍스처로 변환한 다음, 이 텍스처들을 중첩하여 다양한 색상의 텍스처를 생성한다. 그리고 직관적인 텍스처의 사용을 위하여 HSV(hue, saturation, value) 컬러 모델에 근거한 컬러 연필 텍스처 지도를 구성하는 방법을 제시한다. 기존에는 영상으 로부터 입력받은 색을 그대로 사용하여 연필 효과를 내는 연구가 있었으나, 임의의 컬러 연필 텍스처를 만드는 방법 을 시도한 연구는 없었다는 점에서 본 논문은 공헌이 있다. 그리고 실제 색연필로 색을 섞는 과정과 유사한 색의 표 현을 가능하게 하는 새로운 단순화된 감산모델을 구현하고, 이를 이용해서 디자이너가 직관적으로 컬러 연필 텍스처 의 색을 선택할 수 있도록 한다는 것이 본 논문의 장점이다.

본 논문에서는 연필 텍스처를 이용하여 게임 영상을 연필화로 표현하는 렌더링 기법을 제시한다. 연필 텍스처는 실 제 연필선을 입력으로 받아 생성된 연필 스트로크 텍스처 간의 합성을 통해 생성된다. 생성된 연필 텍스처는 게임 영 상의 톤과 연필 스트로크의 흐름을 기반으로 적용되어 풍부한 명암효과와 입체감 있는 영상을 얻는다. 더불어, 사용자 에게 게임 영상에 대한 이해성을 높이기 위해 영상의 윤곽선을 찾아 그리는 방법을 제안한다. 본 논문의 결과는 다양 한 사진에 대해 연필 텍스처를 적용하고 윤곽선을 그린 결과 영상을 보여준다