본 논문에서는 연기 애니메이션을 위한 GPU 기반의 펜앤잉크 렌더링 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 광선 투사 방법을 이용하여 화면에 그려질 연기의 표면점을 추출하였다. 계산된 표면점에 대해 밝기값과 곡률을 계산하여 스트록의 방향과 스트록의 밀도를 정하였다. 각 스트록은 기하 쉐이더를 이용하여 사각형을 생성하여 스트록 텍스쳐를 매핑함으로써 렌더링하였다. 이때, 사각형의 모양을 곡률을 따라 변형함으로써 스트록이 곡률 방향을 따라 그려지도록 하였으며 텍스쳐에 그려질 스트록의 개수를 밝기값에 따라 정함으로써 스트록의 밀도를 조절하였다. 실험 결과 평균 초당 25 프레임의 속도로 연기 애니메이션에 대한 펜앤잉크 렌더링을 생성할 수 있었다.

본 논문은 사진이나 그림을 중첩을 통하여 실시간으로 포토 콜라주를 생성하는 방법을 제안한다. 사용될 영상들을 포토 콜라주 생성에 용이한 상태로 변형하는 과정을 거쳐 데이터베이스를 생성한다. 생성된 데이터베이스에 영상을 기준으로 위치시키기 가장 적절한 위치에 붙인다. 그리고 이것을 반복하여 실시간으로 포토 콜라주가 생성시킨다. 영상을 붙이는 과정은 각각의 영상을 서로 중첩을 통하여 붙여지는데 이 영상들을 지속적으로 갱신하여 명확하게 표현된 포토 콜라주 결과를 보여준다.

본 논문에서는 아이폰을 기반으로 하여 브러시 스트로크 프로파일을 이용한 회화적 렌더링 시스템에 대해 소개한다. 이를 위해 실제 스트로크 데이터와 유사하게 데이터베이스를 구축하고 확장하여 사용한다. 그리고 원본 이미지를 데이터베이스에 있는 스트로크의 조합으로 재생산하여 회화적인 느낌을 표현하였다. 또한, 우리가 소개하는 아이폰 기반 회화적 렌더링 시스템은 PC 기반이 아닌 스마트폰 이라는 한정된 CPU와 메모리를 가진 디바이스에서 빠른 렌더링 속도를 요구한다. 때문에 본 논문에서 우리는 최적화를 위하여 다양한 성능개선 방법을 시도해 보았다.

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 논문에서는 굴절(refractive) 물체의 광학적 현상들을 실시간으로 표현하는 GPU(Graphics Processing Unit) 기반 렌 더링 알고리즘이 제안되었다. 일반적으로 굴절 물체에 대한 광학적 현상들을 렌더링할 때 포톤 매핑(Photon Mapping) 이 널리 쓰이지만, 포톤 매핑 방법은 계산량이 많기 때문에 게임 등과 같은 실시간 응용분야에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 굴절 물체의 앞면, 뒷면의 깊이값의 차이와 굴절 레이(ray)를 이용해 탈출지점을 구하며, 탈출지점의 법선 벡터를 근사하여 빛이 굴절 물체를 통과하면서 발생하는 커스틱스(caustics)현상과 굴절현상을 렌더링한다. 굴절 물체의 반사(reflection) 현상은 프레넬 항(Fresnel term)을 근사(approximation)해서 효율적으로 표현하였다. 또한 HDRI(High Dynamic Range Image)로 환경맵을 구성하여 자연광이 굴절 물체를 통해 굴절되어 보이는 현상을 생성하였다.

구면조화함수 조명 기법은 실시간 환경에서 전역 조명을 나들고, 다시 비추거나, 화면에 나타내기 위해, 광원으로부터 3D 모델에서 빛을 계산하는 기술이다. 이 기술은 메모리에 미리 계산해 놓고 적분을 내적에 의해 단순하고 빠르게 수행함으로써 비용이 많이 드는 렌더링을 간단하게 해주기 때문에 PRT(Precomputed Radiance Transfer)라고 불려진다. 본 논문에서는 간단한 베이시스 함수인 르장드르 다항식과 체비체브 다항식을 이용함으로써 구면 조화의 한 종류를 표현하는 방법을 제안한다. 실험을 통해서 르장드르 다항식의 경우에는 베이시스 함수가 함수의 수가 적다면 부장드 르 다항식보다 더 나은 성능을 나따내며 전처리 렌더링 시간을 줄일 수 있다는 것을 확인했다.

워터 렌더링은 오래전부터 연구가 이루어져 왔고, 오늘날 중요한 연구 분야가 되었다. 특히 게임 분야에서 물 렌더 링은 현실 세계와 같은 환경을 나타내는데 중요한 부분이다. 본 논문에서는 바다의 물결을 여러 정현파의 중첩으로 표현할 수 있다는 원리를 기반으로 스펙트럼 모델을 사용한다. 바다의 전체적인 파도의 모습을 나타내는 저해상도의 대역과 작은 파도를 나타내기 위한 고해상도의 대역을 주파수 영역에서 합성함으로서 물 표면을 생성한다. 이전의 연 구에 비해 렌더링 속도는 떨어지지 않으면서 보다 밴드 합성으로 인해 넓은 대역의 주파수 밴드를 갖게 됨으로서 보 다 더 세밀한 바다 표면을 나타낼 수 있는 방법은 연구하였다. 이로서 넓은 대역폭으로 인해 바다의 큰 물결 뿐만 아니라 작은 물결까지도 보다 더 섬세하게 나타낼 수 있다.

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

회화적 렌더링에서 대부분의 기술은 스트로크의 생성이나 화구의 텍스처를 표현하는데 집중되어 있으나 회화적 렌더링의 기술에 있어 다양한 색의 표현기술은 각각의 스트로크나 텍스처의 샘플링에 필수적인 기반 기술이다. 본 연구에서는 척 클로즈(Chuck Close)의 격자기반 색 분할 방법을 분석하고 이에 기반한 색 분할 기술을 개발하고 이를 다중 스트로크 형태로 회화적 렌더링에 적용한다. 또한 이를 기존의 랜덤한 노이즈를 추가하는 방법과 시각적인 결과를 비교해 본다.

카툰 렌더링은 셀 애니메이션과 유사한 효과를 주기 때문에 사실적인 렌더링 기법과 비교해서 친근한 느낌을 준다는 장점을 가지고 있다. 이런 이유로 컴퓨터 게임이나 애니메이션에 많이 이용되고 있다. 카툰 렌더링은 윤곽선과 음영을 얼마만큼 효과적으로 표현할 수 있느냐에 따라 결과의 질이 달라진다. 본 논문에서는 기존 카툰 렌더링 기법의 한계를 극복하는 새로운 카툰 렌더링 기법을 제시하려 한다. 제시된 기법은 물체의 특성을 강조한 쉐이딩과 효과적인 라인 드로잉을 바탕으로 하고 있으며, 기존의 카툰 렌더링 기법과는 차별화되는 것으로 게임 분야에서 널리 사용될 것으로 예상된다.

실시간으로 여러 미디어 데이터와 사용사의 사운드, 동적 음악 파일등을 결합하여 하나의 프레임으로 생성하고 이것을 랜더링 하는 그래픽 랜더링은 매우 유용 하다. 우리는 과거 3년 동안 실시간 스트리밍 제작기 군고구마를 개발하여 왔으며, 현재 3.0 버전으로 업그레이드 중이다. 우리가 개발된 동영상 스티리밍 합성 편집기는 다중 미디어 객체를 실시간으로 합성하는 최적화된 알고리즘이 탑재 되어 있다. 이 랜더링 방법은 동적으로 구동이 가능하며 실시간 동영상 스트림을 출력 할 수 있다. 본 논문은 다중 멀티미디어 객체를 실시간으로 합성하고 랜더링 하는 최적화 알고리즘을 소개 한다. 제안하는 알고리즘은 여러 미디어 객체를 실시간으로 합성하여 호환 가능한 동영상 프레임으로 전환하고, 네트워크로 전송하는 방법을 포함한다.

본 논문에서는 윤곽선 그래프를 이용해서 게임 캐릭터의 동적인 모습에 비사실적 렌더링을 적용하는 기법을 제시한다. 윤곽선 그래프는 캐릭터의 신체 구조를 고려하여 윤곽선을 표현한 것으로 캐릭터의 다양한 자세에 대해서 각각어느 신체 구조의 윤곽선이 연결되고 있음을 알려준다. 이러한 정보를 이용해서 캐릭터에게 실감나는 윤곽선을 부여하는 방법이 제시되어 있다. 본 논문의 결과는 일반적인 쉐이딩 결과와 비교되며, 카툰 쉐이딩 결과와 비교되고 결합되어 새로운 렌더링 기법을 보여준다.

‘국어기본법’에는 한국의 글자는 ‘한글’ 하나이고 漢字는 외국 글자라고 규정하 고 있다. 이런 한글專用體制아래서 漢字語表記가 合理的으로 이루어지고 있 는지 살펴보았다. 제2장에서는 漢字語를 ‘한글’로 적는 表記의 問題點을 살펴보았다. 이 방식에 서는 세 가지 問題點이 드러났다. 첫째, 漢字語를 한글로 적으면 意味把握이 어렵다. 1) 韓國語의 辨別力이 떨 어진다. 2) 讀解速度가 느려진다. 3) 意味를 전혀 알 수 없는 경우가 있다. 곧 漢字語固有名詞, 學術用語․專門用語․漢字語略語등이다. 둘째, 漢字語를 한글로 적으면 發音을 正確히 할 수 없다. 1) 現行‘한글맞춤법’ 은 韓國語發音混亂의 主犯이다. 현행 ‘한글’이 한국어 발음을 정확히 적을 수 없기 때문이다. 2) 發音混亂을 막을 수 있는 두 가지 表記方式이 있다. 그 하나 는 ‘한글’을 長短音구별하여 적는 것이다. 다른 방법은 漢字語는 漢字로 적게 하 는 것인데, 最上의 방식이다. 셋째, 漢字語를 한글로 적어서 發生하는 그밖의 副作用들도 많다. 1) 英語등 外國語를 飜譯없이 韓國語안에 불러들인다. 2) 韓國語를 英語로 풀이하는 精神倒錯症的表記가 나타난다. 3) 소리 나는 대로 漢字語를 적는 엉터리 한글 표 기가 나타난다. 제3장에서는 漢字語를 ‘한글(漢字)’로 적는 方式의 問題點을 살펴보았다. 첫째, 두 가지 문자를 竝用해야 한다는 것 자체가 한글專用이 不可能함을 스 스로 인정하는 矛盾的表記다. 둘째, ‘한글(漢字)’은 努力과 空間을 浪費하게 하 는 非經濟的二重表記이다. 셋째, ‘한글(漢字)’은 正確한 意味와 發音을 적기에 는 非效率的인 방식이다. 넷째, ‘한글(漢字)’ 表記에서 빚어지는 副作用들이 많 다. 1) 漢字의 象形性을 使用할 수 없다. 2) 漢字文化圈‘外來語表記’의 歪曲이 벌어진다. 제4장에서는 결론으로 漢字語를 올바르게 적는 表記方式을 살펴보았다. 漢字語표기의 最善策은 漢字로 적는 것이다. 곧 國漢字混用이다. 次善策은 ‘漢字(한 글)’ 방식의 國漢字竝用표기다. 따라서 現行‘國語基本法’은 ‘漢字’도 ‘한글’과 함 께 韓國의 두 글자라고 규정하고 國漢字混用을 하도록 改正해야 한다. 最小限筆者가 國漢字混用과 한글專用중에서 自由롭게 表記方法을 選擇하여 表記하 도록 ‘文字選擇權’이라도 許容해야 마땅할 것이다.

카툰 렌더링은 표현하고자 하는 물체의 내부를 2~3 단계로 나누어 단순화된 음영으로 처리하고, 모델의 윤곽선을 그려 마치 셀 애니메이션과 비슷한 효과를 내는 방법으로 아주 고전적인 기술이라 할 수 있다. 특히 컴퓨터 게임에서는 그 초기부터 카툰 렌더링이 사용되었고 현재에도 가장 많이 사용되는 기법이다. 역사적으로도 오래된 기법이므로 사용자에게 친근한 느낌을 주기 때문에 카툰 렌더링은 많은 캐주얼 게임의 성공에 중요한 역할을 하였다. 하지만 최근에는 많은 게임들이 카툰 렌더링을 사용함에 따라 그래픽 상으로 큰 차이를 낼 수 없게 되었다. 본 논문에서는 현재 사용되고 있는 카툰 렌더링 기술을 현황을 살펴보고, 이를 바탕으로 컴퓨터 게임을 위한 카툰 렌더링의 발전 방향에 대해 살펴보려 한다.

비사실적 렌더링 기술은 게임에서 렌더링 기법으로 가장 흔하게 사용되고 있다. 이는 게임에서 가장 중요한 특성인실시간 성능이라는 점에서 기인했다고 할 수 있다. 본 연구에서는 게임에 적용할 수 있는 비사실적 렌더링 기법에 대해 살펴보고, 현재 적용사례 및 이를 바탕으로 앞으로의 기술 발전 방향에 대해 살펴보고자 한다.