본 논문에서는 큰 변형이 일어나는 얇은 쉘을 실시간에 시뮬레이션하는 기법을 제안한다. 쉘이란 나뭇잎이나 종이와 같이 이차원 구조라 할 수 있는 얇은 물체이다. 얇은 쉘의 시각적으로 사실적인 애니메이션을 실시간에 생성하는 것은 컴퓨터 그래픽스 분야에서 오랫동안 주요한 도전 과제였다. 본 논문에서는 연속체 역학에 있어서 가장 복잡한 쉘 이론에 의존하는 대신 Grinspun 등이 제안한 이산 쉘 에너지 함수를 채용하고, 지배방정식의 실시간 적분을 위해서는 쉘 구조를 위한 모달 와핑 기법을 개발한다. 이와 같은 새로운 시뮬레이션 기법은 삼차원 솔리드를 위해 개발된 종전의 모달 와핑 기법을 확장한 것이다. 본 논문에서 제안한 방법은 매우 많은 정점으로 이루어진 메쉬 구조의 큰 휨과 큰 꼬임 변형도 실시간에 사실적으로 생성할 수 있다.

최근 e-러닝에서의 몰입 학습을 위해 게임의 재미(fun) 요소를 활용하고자 하는 시도들이 나타나고 있다. 본 연구에서는 게임을 e-러닝에 접목시키는 본격적으로 시도에 앞서, 학습 전략으로서 게임의 효과성에 대한 이론과 관련 선행 연구를 분석하였다. 수용자가 게임에 몰입하는 이유로서 커뮤니티 속성, 빠른 피드백, 그리고 스토리텔링 요소가 제시되었다. 게임이 학습에 미치는 효과는 개별학습의 경우는 인지유연성 이론, 구조주의학습이론, 성찰적 실천 이론에 의해서, 협력학습의 경우는 사회문화적 구성주의와 상황주의 이론에 의해서 설명될 수 있었다. 각 이론적 관점별로 관련 선행연구 사례 분석을 통해 이러한 이론적 관점들의 타당성이 확인되었다. 이러한 분석 결과, 게임이 갖고 있는 몰입 학습의 장치들이 정규 교육 또는 e-러닝과 접목되기 위해서는 수업 설계 전략이나 동기 전략에 대한 연구 이전에, 보다 근본적인 차원에서 학습을 보는 패러다임의 변화와 입시 중심, 분과 교과 중심의 전통적인 교육 체제의 전환이 필요한 것으로 분석되었다.

본 논문에서는 전력선 제어 통신 (PLC) 방법을 사용하여 원격지에서 조이스틱으로 게임을 제어하는 시스템을 구현하였다. 시스템의 구성은 원격지의 조이스틱과 컴퓨터 접속부 사이를 일반 가정용 전원 선로로 연결하고, 2400 bps 전송속도의 폴링 제어 기법을 사용하여 조이스틱의 명령을 읽어들이고, 음향 정보를 수신측 PLC 장치에 출력하였다. 게임 제어는 조이스틱의 좌, 우, 상, 하의 방향에 따라 비행기 캐릭터가 움직이고, 총알 발사 명령에 의해 총알을 발사하는 게임을 만들어 실행하였다. 이외에도, 16가지의 조이스틱 게임 조작 명령의 입력이 가능하며, 16가지의 출력 상태가 가능하였다. 게임 조작에 필요한 정보 전달은 약 100 msec 통신 지연에서도 문제가 없음을 확인하였다.

지금까지 우리나라의 기능성게임 개발은 정상인을 위한 게임과 교육용 게임 개발에 편중되어 왔다. 하지만 도움이 필요한 정신 장애인을 위한 치료용 기능성게임 개발은 전무한 상태다. 게임이 주는 긍정적 효과를 활용하여 자연과 인간 모두의 삶에 이로움을 주며, 특히 소외계층인 사회 소수인 및 약자를 위하고, 상업적 측면이 우선시 되지 않는 '정화(淨化)' 개념의 콘텐츠를 '그린콘텐츠'라 정의한다. 정신 장애인을 위한 치료용 게임은 이러한 그린콘텐츠 개념 안에서 개발되어야 한다. 또한 게임의 기술적 측면뿐만 아니라 새로운 콘텐츠 개발 차원에서 기능성게임 개발이 이루어진다면, 그 시장과 사회적 역할은 점점 커져갈 것이고, 그 필요성 또한 더욱 크게 요구될 것이다. 이 연구에서는 정신장애인의 사회적 상호작용과 자기 존중감 증진을 위한 보편적 치료방법 중 하나인 미술치료를 분석하였고, 정신분석학자들의 이론을 근거로 치료용 기능성 게임으로 정신 장애인의 치료가 가능함을 입증하고 개발 프로그램과 설계 로드맵을 제안하였다. 이러한 연구는 추후 이와 유사한 기능성 게임 개발에 유용하게 활용될 수 있다. 그린 콘텐츠 개념이 적용된 다양한 기능성게임 콘텐츠가 개발되어야 할 것이다.

RPG게임에서의 맵은 단순한 캐릭터들의 이동이나 활동을 위한 무대를 제공하는 것뿐만 아니라 몬스터와 NPC등 게임의 모든 요소가 혼합된 월드로서 작용을 한다. 그러나 맵과 맵에 따른 몬스터의 설계는 게임이 어느 정도 개발된 후에 테스트를 통해서 밸런스를 맞춰가야 하는데 이를 위해서는 개발기간이 추가되는 문제가 발생하게 된다. 본 논문에서는 게임기획초기에 맵과 맵에 따른 몬스터의 배치를 게이머의 성향에 따라 설정함으로써 특정 맵만을 사용함에 따르는 비효율적인 맵 사용을 방지할 수 있는 맵 시뮬레이터를 설계 구현하면서 연구한 결과를 기술한다.

본 논문은 복잡하고 거대한 도시장면의 빠른 렌더링을 위한 기여도 컬링에 대한 새로운 방법을 제안한다. 시각 절두체 컬링 기술은 복잡한 장면의 빠른 렌더링에 사용된다. LOD를 지원하기 위해 영상 영역을 분할하고 가중치 쿼드트리를 생성한다. 현재 카메라 위치에서 보이는 객체들만 현재 쿼드트리의 요소가 되고 가중치는 쿼드트리의 각 객체에 할당된다. 가중치는 투사된 객체의 영상 영역에 비례하기 때문에 카메라로부터 먼 거리에 있는 큰 구조물들은 가까운 거리에 있는 작은 구조물들보다 컬링될 확률이 적다. 렌더링 시간은 보이는 객체들의 수에 독립적으로 거의 일정하다. 제안된 방법을 현재 개발 중인 새로운 대도시 구역에 적용했다. 제안된 방법은 기존의 방법과 같은 렌더링 질을 보장하며 다각형의 수를 약 9% 감소시킴을 확인하였다. 제안된 렌더링 방법은 복잡하고 거대한 장면의 고품질 실간 렌더링을 위한 응용 시스템에 효과적으로 사용될 수 있음을 확인하였다.

피부, 옷 등 실세계의 대부분의 물질들은 반투명한 재질로 되어있고, 부드러운 외양을 띄고 있다. 본 논문에서는 GPU 기반의 계층화 알고리즘을 통해, 양극 확산 (dipole diffusion) 기법에 기반한 표면 내에서의 빛의 산란에 의한 조명을 근사하여 반투명한 재질을 실시간에 렌더링하는 기법을 제안한다. 무수히 많은 수의 픽셀 빛 입자들은 GPU를 활용하여 쿼드트리로 계층화된다. 렌더링될 각 픽셀마다, 많은 빛 입자를 대신하여 좋은 화질로 근사할 수 있는 집합들을 선택하고, 이것을 사용하여 조명을 계산한다. 우리는 또한, 고해상도 이미지를 효율적으로 렌더링하기 위해 공간적 일관성과 early-z 컬링을 이용한 계층적 화면 보간 기법을 소개한다. 이를 위하여, 화면 정보를 GPU 상에서 계층화한다. 우리는 공간적 유사도가 높은 픽셀들을 하나의 픽셀로 렌더링함으로써 적응적으로 보간한다. 실험을 통해 빛 계층화를 통해 반투명한 물체를 실시간에 렌더링할 수 있음을 확인하였다. 화면 보간 기법은 동급 화질에서 렌더링 비용을 2~4배 정도 감소시켰다. 모든 과정은 GPU를 사용한 이미지 공간 상에서 빠르게 수행되며, 어떠한 긴 전처리과정도 필요하지 않는다.

그레마스의 기호 사각형과 구조생성기호학은 언어는 물론 비언어 텍스트 분석에도 유용하기에, 이를 활용하여 스타크래프트를 분석해보고자 하였다. 가장 1차적으로 필요한 작업이 게임 텍스트에 대한 분절이었는데, 본고에서는 크리스티앙 메츠의 거대 통합체 이론과 원칙을 차용하여 게임 텍스트 분절의 기준을 삼았다. 스타크래프트의 기호 사각형을 도출한 결과 스타크래프트는 전쟁이라는 의미축을 중심으로 하여 생산과 파괴라는 기본적인 의미범주를 통하여 의미를 생성하는 것으로 파악되었다. 이러한 의미작용체계에 대한 분석은 향후의 설화수준, 담화수준에서의 의미작용체계분석과 맞물려 총체적인 스타크래프트의 의미생성과정을 파악하는데 디딤돌이 될 것으로 기대된다.

게임은 사용자가 선택하고 행동해야 하는 양방향성을 지닌다. 이런 측면에서 게임 시나리오는 단순한 스토리의 전달을 넘어 사용자를 훈련하고 진행을 유도하는 역할을 하게 된다. 하지만 게임 시나리오는 내용이 방대하고 각 사건 단위별로 연계가 되어 실제 제작 시 어려움이 따랐다. 본 논문에서는 최소 단위인 스크립트를 DB화해 이를 바탕으로 퀘스트를 작성하고 이를 다시 퀘스트 DB로 만드는 방법을 제안한다. 스크립트는 형태적으로 텍스트형, 그래픽형, 사운드형으로 분류하고 이것을 퀘스트의 구조에 맞춰 배치한다. 이 방법을 사용하면 기존 시나리오를 재사용, 재활용 할 수 있으며 제작자에 따라 시나리오의 퀄리티가 일정하지 않던 단점을 극복할 수 있다.

그래픽스 렌더링 파이프라인 (응용, 기하, 레스터화)은 컴퓨터 게임에서 가장 중요한 기능인 실시간 그래픽스 렌더링의 핵심이다. 일반적으로 그래픽스 렌더링은 CPU와 GPU의 두 장치의 협조에 의해 완성되며 이 협조 과정에서 병목이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 CPU와 GPV 사이에 발생하는 병목현상을 줄이는 데 초점을 맞추어, 보통은 하나의 스레드로 처리되는 CPU 연산을 순수 CPU 연산과 GPV와 연관된 연산의 두 가지로 구분하여 서로 독립적인 스레드로 병렬처리 되게 함으로써 실시간 그래픽스 렌더링의 성능을 향상시키는 방법을 제안한다. 이 방법은 CPU와 GPV사이의 협조를 위한 전송 과정에서의 병렬성을 극대화한다. 실험을 통하여 제안하는 방법이 기존의 방법 보다 더 빠르게 그래픽스 렌더링을 수행함을 검증하였다. 또한 본 논문에서는 CPU와 GPU의 협조 과정에서 생기는 병목현상으로 인한 유휴시간을 잘 활용하여 렌더링 파이프라인의 균형을 맞추면서 렌더링의 질을 높이는 방법도 제안한다. 제안하는 방법들을 우리가 개발한 네트워크 게임 엔진에 적용하여 실제 시스템에서도 효과가 있음을 확인하였다.

일반 소프트웨어 개발과 달리, 게임개발은 기획, 프로그래밍, 그리고 그래픽디자인과 같은 다양한 분야의 전문가들이 한 팀을 이루어 진행된다. 그래서 게임개발은 개발참여자들 사이에 정확하고 효율적인 의사소통이 매우 어려운 특징이 있다. 성공적인 게임개발을 위해서, 게임디자인문서의 설계내용들을 모든 개발참여자들이 정확하게 이해하고 있어야 한다. 특히 게임디자인 설계요소인 게임메카닉스는 게임플레이 로직이 집중되어 있기 때문에, 오류 없는 내용과 오류 없는 표현, 그리고 모든 개발참여자들의 정확한 이해가 요구된다. 그러나 게임개발의 규모가 커지면서, 게임메카닉스의 내용도 복잡하고 방대하여, 개발 참여자들이 모든 내용을 정확하게 이해하는 것이 어렵게 되었다. 또한 게임메카닉스의 변경관리를 위한 형상관리가 복잡해져 그 효율성이 떨어지게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 UML표기법을 활용한 게임메카닉스 표현방법을 제안한다. 제안하는 방법은 게임메카닉스의 설계내용을 UML표기법을 사용하여 표현하기 때문에, 비주얼적 표현과 논리적 표현을 동시에 만족한다. 또한 UML 모델기반 형상관리가 가능하기 때문에 효율적인 게임메카닉스의 형상관리가 가능하다. 제안하는 표현방법의 효과성을 제시하기 위해, 「듀드를 잡아라」 게임디자인문서의 내용을 제안하는 방법으로 변환하여 표현해서 비주얼적 표현능력, 논리적 표현능력, 그리고 효율적인 형상관리 가능성을 보여주었다.

게임개발에서 설계내용은 디자인단계에서 뿐 아니라 구현단계와 테스트단계까지 자주 변경이 이루어진다. 게임의 설계내용은 게임규칙과 콘텐츠의 설계내용으로 이루어진다. 그 중에서 게임규칙의 설계 내용은, 모든 개발참여자들이 쉽고 정확하게 이해할 수 있어야 하고 자주 이루어지는 변경들이 효율적으로 관리되어야 하며 그리고 정확한 검증이 이루어져야 한다. 본 연구는 게임규칙의 설계내용에 대해, 게임디자인에서 적합하게 될 수 있는 표현방식을 찾기 위한 조사연구로서, 문서표현방식, UML 표현방식, 페트리네트 표현방식, 스크립트언어 표현방식에 대해 비교분석을 하였다. 비교분석은 게임규칙의 표현범위, 비주얼적 표현능력, 논리적 표현능력, 자동화된 검증 가능성, 그리고 효율적 형상관리 가능성에 대하여 이루어졌다. 비교분석결과 UML 표기방식이 가장 적합하였다. 그러나 UML 표기방식은 보다 편리한 자동화된 검증 방법의 연구개발이 필요한 것으로 판단되었다.

최근 구성주의 학습이 강조되고 있음에도 불구하고 교사들은 교육현장에서 구성주의 학습이론에 기반을 둔 수업을 진행하는데 많은 부담을 느끼고 있다. 이에 대한 주된 원인으로 교사들이 구성주의 학습활동에서 활용할 수 있는 적절한 학습도구를 찾기 힘들다는 점을 언급할 수 있다. 최근 연구를 통해 온라인게임은 학습도구로서 효과적임이 증명되었다. 이에 본 연구는 구성주의 학습에 온라인게임이 효과적인 학습도구로 활용될 수 있음을 논의해 보고자 한다. 본 연구는 2006년 온라인게임 '군주'를 활용하여 중앙대학교 대학생 50명을 대상으로 9주 동안 진행된 전략경영 수업과정을 구성주의 학습의 관점으로 살펴보았다. 그 결과 온라인게임을 활용한 수업에서 구성주의 학습방법이 효과적으로 적용되고 있음을 알 수 있었다. 이러한 논의를 바탕으로 구성주의 학습활동의 효과적인 도구로써 온라인게임이 활용될 수 있음을 논의하였다.