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.

본 연구는 3차원 게임 캐릭터가 지닌 특징 정보를 기반으로 하여 연필 효과를 표현하는 렌더링 기법을 제안한다. 특징 정보를 추출하기 위해서 시선 의존성이 높은 특징은 시선 벡터를 이용하고, 시선 의존성이 낮은 특징은 캐릭터의 주곡률 방향을 이용한다. 노이즈는 캐릭터의 각 면에 다트 던지기 알고리즘을 이용하여 충분한 노이즈를 생성하며, 캐릭터의 기하학적 특성으로 시선의 의존성이 낮은 주요 특징과 카메라의 정보를 통해 시선의 의존성이 높은 주요 특징을 고려하여 검은색 또는 흰색으로 노이즈 값을 결정한 후 이를 영상 공간에 투영한다. 본 논문에서는 투영된 노이즈를 영상에서 벡터를 시각화하기 위해 흔히 사용되는 선적분회선 (line integral convolution, LIC) 기법에 적용함으로써 연필 효과를 구현한다.

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 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