VR은 사용자가 가상 공간에 완전히 몰입하고 상호 작용할 수 있는 가상 세계이다. 본 연구는 스톱모션 애니 메이션을 VR 애니메이션으로 제작할 시 효과적인 객체 표현 방법에 대한 내용을 제시하고자 한다. 실험 결 과 데이터는 VR 스톱모션 애니메이션 및 일반 스톱모션 애니메이션, VR게임 등 다양한 콘텐츠에 적용이 가 능하다. 3D 오프젝트의 변화되는 형태를 앵글별로 3D 스캔한 후 게임엔진에서 다양하게 활용할 수 있도록 데이터화 한 뒤 콘텐츠에 적용하여 구현한다. 기존 스톱모션 애니메이션에서 느낄 수 있는 수작업 느낌을 살리되 디지털적인 이펙트를 추가적으로 이용할 수 있는 장점이 있다. 기존의 스톱 모션 애니메이터들이 접 근하기 힘든 영역을 작업하는데 필요한 세가지 모듈을 구현하여 실험하였다. VR 콘텐츠 제작에서 오브젝트 의 표현과 관련된 분야의 발전에 기여하게 될 것이며 새로운 방향을 제시할 것이다. 향후 연구에서는 각 캐 릭터 관절의 움직임에 따른 3D 스캔 데이터 관련 연구를 수행할 예정이다.

국내에는 독자적으로 연구가 수행되어 개인적으로 보관 중인 지질 연구 자료가 다량 존재하는데, 이 자료에 대한 접근성이 떨어지기 때문에 다른 연구자들과의 공유가 용이하지 않다. 이런 자료에 대한 메타데이터를 체계적으로 구축하고 총괄적으로 관리하여 이 자료를 필요로 하는 연구자들이 효과적으로 연구를 수행할 수 있는 기회를 제공하는 것이 이 연구의 목적이다. 국내에서 연구된 약 1000여개의 지질 시료(900여개의 암석과 화석 시료, 100여개의 박편 시 료)를 수집하였고, 각 시료의 고화질 사진, 분류, 시료명, 보유기관, 산지, 좌표, 특징 등에 대한 메타데이터를 구축하였다. 암석과 화석 시료 100개에 대해 추가적으로 3D 모델링을 수행하였다. 이 연구를 통해 유실되거나 방치되는 중요한 지질 자료에 대한 연구자들의 접근성이 높아지고 자료의 공유가 가능해진다. 따라서 연구자들은 반복적인 연구 자료 수 집 작업으로 인한 시간과 비용의 낭비를 줄일 수 있고, 효율적인 연구를 수행하여 경쟁력을 갖춘 연구 결과를 획득할 수 있다. 또한 이미 확보된 시료에 대한 무분별한 반복 채집으로 인해 중요한, 그리고 피해에 취약한 자료가 훼손되는 것을 방지할 수 있다. 향후 전국의 대학과 연구기관에서 보관중인 다양한 암석과 박편 시료에 대한 메타데이터를 추가로 구축하면 자료의 식별 및 진전된 연구가 가능하고, 더불어 전문적인 광물학 및 암석학의 기초 지식에 대한 비교와 분석을 기대할 수 있다.

최근 들어 비행정보에 대한 확인기술의 발달과 소형 드론의 지속적인 기술개발로 인하여 이동성과 안정성이 확보된 근접 항공촬영이 가능해졌다. 특히 GPS좌표를 활용하여 경로비행의 위치를 직접 지정함으로써 조사대상지에 대한 경 로비행의 정확성과 안정성이 확보되었으며, 이를 통해 일정한 고도를 유지한 상태에서 정사투영 촬영을 통한 분석이 가능하게 되었다. 따라서 본 연구에서는 수목의 생육관리와 3D맵핑 시스템의 접목에 착안하여 정밀하고 체계적인 3D 맵핑 도면작성을 활용하여 수목의 시공과 관리측면에서 경제적이고 장기적인 차원에서 수목의 상태를 파악하기 위한 방안을 모색하고자 하였다. 특히 문화재로 지정된 수목의 경우처럼 고부가가치를 지닌 수목에는 활용도가 더 크다 하겠다. 항공사진 촬영에 이용된 UAV는 Mikrokopter사의 회전 익을 이용하였으며, 디지털 데이터의 취득은 Sony α5100을 활용하였다. 항공사진촬영 시 공간해상도를 고려하여 비행고도를 설정하였는데, 계획된 공간해상도 3Cm를 확보하기 위해 비행고도는 대상지를 기준으로 80m로 설정하였으며 촬영 시 종중복율(Endlap) 및 횡중복율(Sidelap)을 45%로 설정하여 항공사진촬영을 실시하였다. 그 결과 약 4개의 스트립 비행 경로를 따라 44개의 Waypoint가 설정되었으며, 비행고도와 속도는 80m, 약 3m/sec로 항공사진촬영을 실시하였다. 연구대상지인 광한루원의 항공사진 촬영을 결과를 살펴 보면 44개의 Wapoint 중 41개 지점에서 촬영되었으며, 취득된 디지털데이터에 비행로그데이터를 적용하여 잔차분 석을 통한 유효성을 검증한 결과 UAV에서 촬영된 41개의 디지털데이터 모두 유효한 데이터로 확인되었다. 3D맵핑 데이터제작 및 DEM분석은 Photoscan을 이용하 여 데이터를 추출하였다. 3D맵핑을 위한 데이터의 정합은 UAV 시스템에서 취득된 디지털영상데이터를 모두 이용하였으며, Photoscan의 자동영상매칭 기능을 이용하여 Point Cloud Data 형식의 데이터를 하나의 데이터로 정렬한 후 이를 바탕으로 Polygon Data 및 Texture로 변환하여 약4.5 ㎝급의 DSM을 생성하였으며, 정사투영 방식의 보정을 통해 약 3cm급의 정사영상데이터를 제작하였다. 취득된 디지털데이터를 통해 구축된 공간정보데이터의 보정 및 정확성 검토를 위해 UAV를 이용하여 취득된 영상과 GPS/INS데이터, 기상기준점 측정 데이터를 기반으로 정확성을 검토하였다. 지상기준점측량은 RTK(Real Time Kinematic)의 GRS80좌표 시스템을 이용하여 데이터를 취득하였으며, 측량지점은 3곳을 지상기준점으로 선정하였 다. 측정결과 RMSE는 ±5Cm 이내의 정확성을 가지는 것으 로 나타나 정사영상 데이터를 이용한 수목의 수관폭 등에 대한 평면데이터 구축에는 문제가 없는 것으로 파악되었다. 구축된 정사영상 데이터를 분석한 결과 총 25주의(산수 유4, 은행나무7, 소나무9, 단풍나무4, 모과나무1) 수목이 확인되었는데, 이중 산수유와 은행나무는 현장조사를 통해 수목의 종류를 확인하였다. 정사영상 데이터를 바탕으로 최종 생성된 DSM데이터를 살펴보면, 시설물 및 지형에 대한 수치데이터는 정확하게 분석되었으나 수목의 경우에는 총 25주의 수목중 약 50%에 해당하는 12주(단풍나무 3주, 소나무 5주, 산수유 4주)의수목에 대한 3D데이터가 추출되었다. 이러한 이유는 항공촬영을 통한 디지털데이터 구축에 있어 수직부감으로 촬영된 디지털데이터는 수목의 불규칙면에 대한 데이터 구축의 어려움과 수목 일부가 그림자와 중첩됨으로써 그림자로 인식되는 현상, 수목들 중첩되는 구간에 대한 3D데이터 구축이 어려운 것으로 판단되었으며 최근에 식재된 수목(은행나무(7)에서 3D데이터가 생성되지 않는 것으로 나타났다. 따라서 추후 항공촬영에 있어 디지 털 데이터 구축 시 45도 사선 촬영을 포함하여 항공사진촬 영 시간과 시기 등에 대한 보완이 필요할 것으로 판단되며, 3D데이터 구축에 필요한 위치좌표의 참고자료 구축을 위해 다양한 고도에서 항공사진촬영을 실시함과 동시에 지상 촬 영의 병행을 통해 수목개체군에 대한 종합적인 3D데이터 구축이 가능할 것으로 판단된다.

캐릭터 애니메이션 생성을 위해서는 대용량의 기하 모델 데이터와 모션 데이터 처리를 요구한다. 본 연구에서는 이러한 캐릭터 애니메이션 데이터를 다기종 컴퓨터 환경에서 교환하여 사용할 수 있는 방법에 대해서 기술한다. 캐릭터는 일반 그래픽스 도구를 이용하여 H-Anim ISO/IEC JTC1 SC24 표준화 그룹과 Web3D Consortium에 의해 제정된 국제표준인 H-Anim 기반에서 새로 확장된 구조로 제작한다. H-Anim은 현재 인간형 캐릭터 구조의 전송이나 저장에 필요한 계층적 데이터 구조를 X3D 기반으로 정의하고 있으나 캐릭터의 움직임 표현이나 전송을 위한 애니메이션 데이터에 대해서는 정의되어 있지 않다. 본 연구에서는 H-Anim 표준에 애니메이션에 필요한 추가적인 기능을 새로 제공하여 캐릭터 애니메이션 데이터가 호환성을 가질 수 있도록 데이터 형식을 정의하고, 이 때 H-Anim 구조를 만족시키도록 해주기 위한 캐릭터 모델링의 조건과 제작 방법을 설명한다.

본 논문에서는, 3D 데이터 모델링 및 편집 소프트웨어를 통해 만들어진 3D 게임 콘텐츠 의상 데이터의 저작권을 보호하기 위한 3D 메시 워터마킹 기법을 제안하고, 실제 의류 데이터에 워터마크를 삽입한 결과를 보였다. 본 논문에 서 제안된 워터마킹 방식은 공격에 견고함을 갖추기 위해 메시 영역을 몇 개의 패치로 분할하는 과정을 거치며, 데이터의 스펙트럼 계수를 수정함으로써 워터마크를 삽입하는 주파수 도메인 워터마킹 방식을 채택한다. 스펙트럼 분석은 키르히호프 행렬을 이용하며, 잡음 첨가에 대한 저항을 높이기 위해 워터마크 데이터 비트 벡터를 반복하여 삽입한다. 메시스무싱 등의 유사변환 공격에도 안정된 워터마크 추출결과를 확인할 수 있었다.

Ground penetrating radar (GPR) is a typical sensor system for underground objects detection area. The multichannel GPR devices can give more detail and informative three-dimensional (3D) data for classification underground objects. Spatial information of underground objects can be well characterized in the three-dimensional GPR block data which consists of several B-scan and C-scan data. In this article underground object classification method is proposed by using 3D GRP data. Deep learning technique is recently being adopted into this field due to its powerful image classification capacity. The 3D GRP block data is then used to train deep three-dimensional convolution neural network (3D CNN). The proposed method successfully classifies cavity, pipe, manhole and subsoils having small false positive errors. The suggested method is experimentally validated by area data collected on urban roads in Seoul, South Korea.

3-dimensional(D) 프린터는 컴퓨터로 모델링 한 데이터를 바탕으로 3차원의 입체 물체를 출력할 수 있는 장비이다. 이러한 특징을 방사선과학 분야와 융합하여, CT 데이터를 이용한 뼈 모형 X선 팬텀제작 등에 활용되고 있다. 본 연구는 기존의 Pelvis팬텀을 CT 스캔하고 얻어진 데이터로 Fused Filament Fabrication(FFF) 3D 프린터의 소재인 PLA, Wood, XT-CF20, Glow fill, Steel 필라멘트를 이용하여, 뼈 모형 팬텀을 제작하였다. 기존의 Pelvis 팬텀과 3D 프린터로 제작된 5가지 재질의 팬텀을 동일한 조건으로 CT 스캔 하고 얻어진 영상에서 Hounsfield Unit(HU)을 측정하였으며, 진단용X선 발생장치를 이용하여 SI, SNR을 측정하여 각 팬텀을 비교 분석하였다. 그 결과 사지 X선 검사 조건 내에서 X선 팬텀은 glow fill 필라멘트가 가장 적합하다는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 기반으로 필라멘트의 특성들을 알 수 있었으며, X선 팬텀 제작에 대한 실용성을 확인하였다.

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.