블록 매칭 및 3D 필터링(BM3D) 알고리즘은 단일 필터의 문제점을 보완하기 위하여 non-local means 기반으로 만들 어진 융합형 노이즈 제거 알고리즘이다. 하지만, 그 수식 인자의 조절에 관한 연구는 이루어지지 않고 있어 본 연구에서는 자기공명영상에서 발생하는 Rician 노이즈를 제거하기 위해 BM3D 알고리즘의 평활화 정도를 결정하는 노이즈 전력 스펙 트럼 밀도(noise power spectrum density,  )에 대한 최적화를 진행하고자 하였다. MRiLab 시뮬레이션 프로그램을 이 용하여 뇌 조직을 모사할 수 있는 뇌척수액(cerebrospinal fluid, CSF)/회색질(gray matter, GM)/백질(white matter, WM) 팬텀의 T1 강조영상을 획득하였고, 노이즈 레벨이 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 그리고 0.3인 Rician 노이즈를 각각 부가 한 후, BM3D 알고리즘의  값을 0.01부터 0.99까지 0.01씩 증가시키며 각각의 노이즈가 부가된 영상에 적용하였다. 정량 적 평가를 통해 최적화 값을 선정하기 위하여 CSF, GM, WM, 그리고 배경 영역에 관심 영역을 설정한 후 조직별 신호 대 잡음비(signal to noise ratio, SNR), 총 변동계수(coefficient of variation, COV), 그리고 평균 제곱근 오차(root mean square error, RMSE)를 측정하였다. 결과적으로, 조직별로 계산된 SNR, COV, 그리고 RMSE를 종합적으로 평가 했을 때 모든 조직에서 노이즈 레벨 0.1부터 0.3까지 증가함에 따라  값 또한 함께 증가하는 경향이 나타났으며 일정  값 이상에서는 노이즈뿐만 아니라 영상신호까지 함께 제거되어 개선 폭이 감소하는 것으로 관찰되었으며, 노이즈 레벨에 따라 각각 0.09, 0.13, 0.17, 0.21, 그리고 0.25의  값이 설정된 BM3D 알고리즘이 적용되었을 때 가장 합리적인 영상 특성을 보이는 것으로 나타났다. 결론적으로, 효과적인 노이즈 제거를 위해서 고정된 값이 아닌 노이즈 레벨에 따른 적합한 값을 적용해야 함을 증명할 수 있었다.

목적: Gullstrand 모형안에서 색수차를 이론적으로 산출하였으며, 3D 시뮬레이션을 통해 확인하였고, 두 결과를 서로 비교하고자 했다. 방법 : 이론적 색수차는 Mathematica 12.3.1(Wolfram Research, USA)를 통해 산출하였으며, Gullstrand 모형안의 3D 구현은 Ansys SPEOS Ver. 2012(ANSYS Inc, USA)를 이용하였고, 가시광선 영역의 파장에서 노 란색( =586.700  ), 파란색( =486.100  ) 및 빨간색( =656.300  ) 광선의 종색수차와 횡색수차를 측정하였다. 결과 : 이론적 및 모의적인 방법 모두에서 입사광선의 높이가 증가하고, 파장이 짧아질수록 모형안을 통과한 광선의 초점거리는 감소하는 것으로 나타났다. 모형안의 중심부에서 주변부로 갈수록 종색수차는 미세하게 감소하 였으나, 횡색수차는 증가하는 것으로 나타났다. 결론 : 이론적 및 모의적인 방법으로 확인한 색수차는 거의 유사한 추의를 보였으나, 매우 미세한 차이가 발견 되었다. 색수차의 다양한 특성을 파악하기 위해서는 모형안에서 조절이나 굴절이상과 같은 조건의 정밀한 모델링 이 반영된 후속 연구가 필요할 것으로 판단된다.

목적 : 3D 시뮬레이션을 통해 구현된 Gullstrand 모형안에서 눈의 광학적 특성을 분석하였다. 방법 : 시뮬레이션 프로그램인 SPEOS를 이용하여 Gullstrand 모형안을 모델링하였다. 결과 : 모델링된 모형안으로 입사된 평행광선은 모두 망막 앞에 결상하는 것으로 나타났으며, 이는 근사 없이 계산한 결과 및 일반적으로 잘 알려진 결과와 일치하였다. 평행광선의 입사 높이에 따른 초점심도를 분석한 결과 입사 높이에 따라 지수 함수 형태로 급격히 감소하였다. 또한 구면수차는 입사광선의 높이에 따라 비선형적으로 증가하였다. 결론 : 본 연구와 같이 생체적으로 접근이 어려운 눈의 광학적 현상은 시뮬레이션에 따른 결과 분석을 통해 이 해도를 좀 더 높일 수 있고, 눈의 다양한 광학적 현상에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

목적 : 본 연구는 렌즈를 향해 입사하는 광선의 구면수차를 제거하기 위해 광선추적법과 스넬의 법칙을 사용하 여 계산과정을 유도하여 렌즈를 설계하였다. 방법 : 스넬의 법칙을 활용하여 렌즈의 초점이 한 점으로 진행하도록 역산하여 설계하는 과정을 거친 후 광학 시뮬레이션 소프트웨어인 SPEOS를 활용하여 수치를 측정하였다. 결과 : 렌즈의 입사각에 따라 렌즈의 후면 곡률반경이 변화하였고, 일정 입사고에 도달하였을 때 렌즈 후면의 곡률반경이 구면수차 보정함으로 인해 일정 입사고 이전의 값에서 변화하는 구간이 발생하였다. 결론 : 본 연구를 통해 구면수차를 제거하는 렌즈를 스넬의 법칙과 광선추적의 방식으로 설계하여 광학 시뮬레 이션 소프트웨어를 통하여 구현하였다. 이를 통하여 스넬의 법칙을 이용한 광선 추적방식의 설계가 구면수차를 제 거한 비구면렌즈의 제작에 있어서 도움이 될 것으로 기대한다.

본 연구에서는 2D 화면과 3D화면으로 각각 제시된 운전 시뮬레이션 환경에서 운전자의 종적 차량통제, 주관 적 피로감 및 지각된 현실감에서의 차이를 비교하였다. 본 연구의 결과들을 요약하면 다음과 같다. 첫째, 실험참 가자들은 미리 정해진 네 가지 수준의 목표속도(60, 80, 100 및 120km/h)를 유지할 때 3D 조건보다는 2D 조건에 서, 그리고 목표속도가 낮을수록 목표속도에 비해 더 빠르게 운전하였고, 이러한 경향은 목표속도 조건과 상관없 이 일정하였다. 둘째, 선행차량과의 차간거리 유지수행에 대한 분석 결과, 2D 조건에 비해 3D 조건에서 실험참가 자들은 선행차량과 더 근접한 차간거리를 유지하며 주행하였는데, 특히 선행차량의 주행속도가 비교적 느렸던 조건(즉, 60km/h)에 비해 비교적 빨랐던 조건(즉, 80 및 100km/h)에서 이러한 경향이 두드러졌다. 셋째, 속도 유지 과제와 선행차량과의 차간거리 유지수행 모두에서 2D 조건에 비해 3D 조건에서 실험참가자들이 경험하는 피로 감의 수준이 더 높았으나 주관적 현실감에 대한 평가에서는 두 가지 과제 모두에서 2D와 3D 조건에 따라 유의 한 차이가 관찰되지 않았다.

일반적으로 물리 교육에서 실험 활동을 통해 학습자들은 일상생활 중 경험과 밀접하게 연관된 힘과 운동 분야의 개념을 보다 확실하게 이해할 수 있다. 하지만 현재의 교육 실정에서는 실험 수행시간 부족 등의 열악한 환경으로 충분한 실험 활동을 하지 못하고 있다. 이를 보충하기 위해 정지성 등[1]은 모션센서 컨트롤러를 이용한 3D 물리교육 시뮬레이션 시스템을 개발하였다. 본 논문에서는 이 시스템에 학습자가 실험의 몰입도를 높이기 위해 3D 가상 실험 공간을 양안식 입체로 가시화하는 색상 방식의 양안식 3D 동역학 교육용 시스템을 제시한다. 학습자들은 제안한 색상 방식의 양안식 3D 입체 영상을 통해 보다 현실감 있는 동역학 시뮬레이션을 수행할 수 있었다.

진해만을 대상으로 3차원 생태계 모델(EMT-3D)을 사용하여 PAHs 거동예측에 대한 적용성을 검토하였다. 계산치와 실측치를 비교한 결과, 모델의 재현성은 비교적 양호한 것으로 나타났다. 민감도 분석을 시행하여 영향인자를 파악한 결과, 용존 PAHs의 경우 광분해 계수의 영향이, 입자성 유기물질 내 PAHs의 경우는 입자성 유기탄소에 대한 분배계수의 영향이 중요한 요소였다. 식물플랑크톤 체내의 PAHs의 경우, 생물농축계수의 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 하천, 대기와 하천 및 대기의 오염부하에 대하여 저감에 따른 응답성 평가를 시행하였다.

본 논문은 3D 가상공간상에서 농촌에서 경험할 수 있는 작물재배, 가축사육 등을 가상 체험 할 수 있는 환경을 제공하여, 사용자에게 주말농장 체험과 유사한 경험을 할 수 있도록 한다. 기존의 웹 형태의 온라인 농작물재배/축산물 사육 시뮬레이션에서는 각종 텍스트 문서에 정지화상(사진이미지)을 적절히 조합하여 보여주는 형태가 대부분이며, 동영상으로 되어있는 내용들도 고정적인 이미지를 통한 정보습득 및 학습하는 형태로 되어있는데, 사용자들은 이 내용들보다 더욱 상세하고 많은 내용들을 필요로 하는 실정이다. 본 논문은 3D그래픽과 다중접속 네트워크 기술로 현실감 있는 가상의 농장 환경을 제공하여, 작물재배와 같은 기초적인 부분부터, 토지 환경 등을 간단하고 직관적인 인터페이스로 쉽게 접근할 수 있는 시뮬레이션 환경을 제공하며 농작물 재배가 실제 환경과 유사하도록 시뮬레이션 엔진을 구성하였다. 본 논문에서 구현된 시스템은 농업 교육이라는 건전한 놀이문화를 제공하고, 지방자치단체에서 시행하는 귀농 정책과 연계하여 시너지 효과를 가지며, 교육기관과 연계하여 작물 재배에 관한 학습 교재로서 기능을 가진다

3차원 생태계 모델(EMT-3D)을 사용하여 도쿄만의 PFOA을 대상으로 그 적용성을 검토하였으며, 민감도 분석 및 시나리오 분석을 행하여 영향인자를 판별하고 대안에 따른 영향을 평가하였다. 계산치와 대상해역 실측치간의 R값과 R2값이 각각 0.7115~0.8759와 0.5062~0.7672로 계산되어 모델의 재현성은 비교적 양호한 것으로 나타났다. 민감도 분석결과 용존 PFOA의 경우 계수 변화에 따른 농도변화는 미미한 것으로 나타났으며, 입자성유기물질중 PFOA는 분배계수, 흡착속도, 퇴적속도의 영향이, 식물플랑크톤 체내의 PFOA는 생물농축계수, 섭취속도, 분배계수의 영향이 큰 것으로 나타났다. PFOA에 대한 모델 적용 시에는 목적하는 상태함수에 따라 이들 계수에 대한 정밀한 고찰이 필요할 것으로 사료된다. 도쿄만 인근의 각 지역별 하수처리장으로부터의 유입부하 삭감에 따른 변화는 미미한 것으로 평가되었으며, 각 지역의 하천으로부터 공급되는 PFOA량을 감소시킨 경우는 표층의 경우는 도쿄, 저층의 경우는 치바로부터의 유입부하를 줄였을 경우가 변화가 가장 큰 것으로 나타났다.

여성의 역량이 강조되는 21세기에 팬츠슈트의 다양화를 표현하고 가상착의 디자인 개발을 통해 실제 패션산업의 디자인기획 및 생산과정에 응용하고자 창작의상디자인을 3D 가상착의 시뮬레이션을 이용하여 모던 팬츠슈트룩 디자인을 전개하였다, 이러한 결과, 1. 창작 팬츠슈트디자인을 짧은 시간에 미리 점검할 수 있으므로 상품디자인 및 기획과정 프로세스를 줄일 수 있다. 2. 원단의 드레이프성이나 두께, 밀도 등을 적용하여 원단 가봉과 거의 같은 효과를 거둘 수 있으며 콘셉트에 따른 디자인 및 사이즈 변경등이 용이하며 제작 과정에서 가봉 및 피팅에 대한 시간, 비용, 노력을 경감시킬 수 있다. 3. 디자인 데이터베이스 활용을 통해 글로벌 패션산업시스템에서 수출 및 기술교류의 기회를 확대할 수 있다. 3D 가상 의상 시뮬레이션은 패션 브랜드의 디자인기획에서 시간, 비용을 혁신적으로 경감시킬 수 있는 미래지향적 프로그램이며 결과물을 원형그대로 무제한적으로 보관할 수 있고, 향후 가상 의상을 디지털 패션쇼로 구현했을 때 디자이너가 의도한 콘셉트와 아이디어를 창의적인 영상 효과로 구체화시킬 수 있다. 글로벌 패션산업의 발전과 함께 SPA 브랜드의 발전 및 소비자의 다양한 디자인 욕구등에 부합할 수 있는 창의적이고 빠른 시제품 생산이 요구되는 패션산업 환경을 고려할 때 이러한 가상착의를 활용한 디자인의 효과는 더욱 발전될 것으로 기대된다. 다양한 3D 의상 시뮬레이션을 활용한 실증적 연구를 통해 창의적 의상디자인 개발을 위한 교육 내용의 지침으로서의 의의가 크다고 할 수 있다.