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모바일 스마트 기기를 이용한
사용자 중심 콘텐츠 생성 기술
(A user-dominant contents creation using mobile smart devices)

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National Research Foundation of Korea
2012. 5. 01 ~ 2015. 4. 30

 

 본 연구에서는 모바일 스마트 기기(스마트 폰, 태블릿 PC 등)를 이용하여 사용자가 언제, 어디서나 원하는 객체를 손쉽게 Full 3D로 측정하고 재가공하여 사용자 주도적인 3D 콘텐츠를 생성할 수 있는 기술을 개발하는 것을 그 목표로 한다. 이를 위해 모바일 환경에 적합한 3차원 영상처리 기반 객체 측정 시스템과 데이터 처리 알고리즘을 고안하고, 이를 빠르고 사실적으로 가시화하는 기술 개발을 목표로 한다.
 

 

· 연구 목표

 모바일 스마트 기기를 이용하여 사용자가 언제, 어디서나 손쉽게 3차원 콘텐츠를 창작하고 이를 실감나게 상호작용 할 수 있도록 실세계 객체의 형상 정보가 포함된 3차원 모델을 신속하게 생성하는 기술을 개발한다.

 

· 연구 내용

 


 - 스마트 기기를 사용하여 3차원 이미지를 획득할 수 있는 장치를 고안하고 획득한 영상으로부터 스테레오 매칭,
   위상변이 등의 영상처리 기법을 이용하여 객체의 3차원 형상 정보를 획득하는 알고리즘 개발
 - 스마트 기기로부터 획득한 3차원 영상정보의 필터링(노이즈 제거, hole filling 등) 및 다시점 부분 형상정보
   정합기술 개발
 - 장면의 조명, 객체의 재질, 형상 변형 등 사용자 중심의 콘텐츠 재가공 기술 개발

 

·기대 효과

 모바일 스마트 기기를 이용한 3차원 객체 생성 기술은 고가의 형상 측정 장치와 상용 소프트웨어의 숙련된 기술 없이도 실세계에 존재하는 다양한 물체를 신속하고 편리하게 가상의 객체로 제작할 수 있는 기술로서 다음과 같이 다방면으로 활용될 수 있을 것이다.

 - 공급이 부족한 3차원 콘텐츠 생성의 핵심 기술로 활용 가능
 - 일반 대중들의 애니메이션, 단편 영화 등 3D 콘텐츠 창작에의 적극적인 참여로 문화 산업 발전
 - 개인의 3D 디지털 앨범 및 문화 유적지의 가상 탐방
 - LBS(location based service), SNS(social networking service) 등의 활성화로 정보 교류의 확대

 

 

 


 

 

 

 

다중카메라 시스템 켈리브레이션
(Multi-Camera Calibration)

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Electronics and Telecommunications Research Institute
2013. 12. 18 ~ 2014. 5. 17

 

 본 과제는 다수의 단일기종 카메라에서 얻은 영상을 통해 각각의 카메라의 내부인자와 각 카메라간의 상대위치를 추정하는 것을 목적으로 한다. 기존의 2D 패턴기반 켈리브레이션 방법은 각기 다른 방향을 보고 있는 다중 카메라 시스템에 적용하기가 어렵기 때문에 이를 보완하여 각기 다른 방향의 영상을 획득하는 다중 카메라시스템에 적용 가능한 켈리브레이션 알고리즘 구현에 초점을 맞추어 과제를 진행한다.

 이를 위하여 사용자의 간섭을 최소화하여 10대이상의 다중 카메라 시스템에 적용가능하며, 각 카메라의 내부인자와 카메라 간의 상대위치를 추정하는 알고리즘을 개발하였다.


 

 

 - 다중카메라 시스템에 대해 카메라 별로 여러 장의 2D 패턴을 담은 영상 획득
 - 각 카메라 별로 획득한 영상에서의 특징 점과 실제 공간상의 2D 패턴 특징 점간의 매칭을 통해 해당 카메라의 내부
   인자 추출
 - 재투영 오류를 최소화하기 위하여 levenberg-marquardt알고리즘을 이용한 내부인자 보정
 - 일부 카메라간의 중첩된 영상을 추출하고 이를 통해 각 카메라의 상대위치 추정

 

 


 

 

 

 

실감재질모델링 기술
(Realistic Material Modeling)

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National Research Foundation of Korea
2007. 6. 25 ~ 2012. 6. 24

 

 국가지정연구실사업으로 선정된 ‘실감재질 모델링 기술’은 제조산업에서 신제품개발 시 디자인 단계에서 3차원 모델의 실사적인 렌더링을 가능하게 함으로써 제품 외관의 심미적 품질을 크게 높일 수 있는 차세대 CAD기술을 개발하는 연구사업이다. 차세대 CAD기술은 제조산업에 쓰이는 금속 및 플라스틱 위주의 전자제품 외관 재질을 측정하기 위한 장치를 개발하며, 측정장치를 발전시켜 반투명/투명/비균질의 복잡한 재질을 측정할 수 있는 시스템으로 발전시키고, 측정을 통하여 산업에서 사용할 수 있도록 다양한 재질 데이터베이스를 구축하는 것이다. 이 측정 데이터를 이용하여 기존에 개발된 반사도 모델의 최적 파라미터를 찾아 산업제품의 외관 재질 렌더링에 이용할 수 있게 하고, 고급 복합재질을 잘 표현할 수 있는 새로운 반사도 모델을 개발한다. 끝으로 3차원 CAD모델에 그래픽 가속기(GPU)를 사용하면서, 실시간 광선추적(ray tracing)등을 통하여 실감재질을 렌더링 할 수 있는 기술을 개발하고, 실시간 렌더링을 위하여 새로운 반사도 사전연산(PRT, Precomputed Radiance Transfer)방법을 개발하는 연구사업이다.

 

 

 

 연구 기대효과로서 복잡한 반사 특성을 가지는 재질에 대한 모델을 수립하고 데이터베이스를 구축하여, 제품디자인 단계에서 디자이너와 설계자의 다양한 의도를 새로운 제품에 시도할 수 있는 기반기술을 제공한다. 제품개발기간이 짧은 전자산업 등에서 물리적인 시작품을 제작하는 대신에 모니터 상에서 다양한 재질을 입힌 가상의 제품을 다양한 조명환경과 시각에서 미리 품평하여, 고객의 욕구를 충족시키는 제품을 개발할 수 있게 한다. 이 기술은 제품의 품질을 높이고 납기를 단축하여 제조산업의 경쟁력을 제고 할 뿐만 아니라, 엔터테인먼트, 교육 및 서비스 산업 등으로 그 응용범위를 확장할 수 있다.

 

 


 

 

실감형 디지털 방송기술
(Realistic Broadcasting Research)


Ministry of Knowledge Economy
2003. 9. 1 ~ 2011. 12. 31

 

 실감방송프로젝트는 2003년부터 2011년까지 광주과학기술원 RBRC를 중심으로 3차원 방송을 위한 실감미디어 획득, 콘텐츠 생성 및 전송연구로 구성된 차세대 방송 서비스 전반의 플랫폼을 개발하는 연구 프로젝트이다. 이 프로젝트에서 본 연구실은 실감 미디어 획득을 위해 깊이카메라를 이용한 3차원 형상 복원 및 콘텐츠 생성에 관한 연구를 중점적으로 수행한다.

 

실감 콘텐츠 모델링 기술
(Immersive Contents Research Center)

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Ministry of Educational Science and Technology
2004. 6. 1 ~ 2007. 5. 31

 

 실감 콘텐츠 모델링 연구는 삼차원 형상과 기능성, 심미성을 모두 추구하여 제품의 설계단계부터 완제품의 형태와 거의 동일한 사실감을 부여하고, 시각, 청각, 촉각 등 다차원 감각을 이용하여 제품과 상호작용할 수 있는 실감모델링 기반 기술을 개발한다.

 본 연구는 휴대용 전자제품에 적용할 수 있는 실감요소 생성 모듈, 실감 재질 데이터베이스, 기능성 평가 모듈 등을 개발하고, 가상 제품모델과 다차원 상호작용을 할 수 있는 테스트베드를 개발한다. 개발 기술이 개인휴대용 전자제품 산업의 경제력 제고를 위한 핵심 요소기술이 될 수 있도록, 휴대용 전자제품의 실감모델링 기술개발은 ‘형상/기능성 모델링 기술’, ‘실사 표현 기술’, ‘상호 작용 기술’의 3개 분야로 나누어 추진한다.

 

 

 

 

 

< Previous project >

연구 과제명

연구 기간

연구비 지원기관

 실감 재질 모델링 기술 (국가지정 연구실 NRL)

 2007.6.25~2012.6.24

 과학기술부

 실감 모델링 기술 연구

 2004.6.1~2007.5.31

 과학기술부

실감형 디지털 방송기술 연구

2003.9.1~2012.8.31

정보통신부

광가입자망(FTTH) 서비스개발 실험 사업

2005.7.1~2008.12.31

과학기술부

다차원실감미디어기술개발

2003.1.1~2005.12.31

광주과학기술원
(기관고유사업)

측정 데이터 기반의 실감 재질 자유곡면 형상생성기술

2002.11.30~2003.10.31

한국학술진흥재단

Tire 단면 메쉬자동생성 프로그램 개발

2001.9.1~2002.8.31

금호타이어

 척추성형술의 생체역학적 연구

 2001.9.1~ 2004. 8.31

 한국과학재단
(주관기관: 고려대학교)

*역공학을 이용한 점데이터 처리방법 및 3차원 비접촉 방법을 통한 CAI연구
*다차원 실감 미디어 기술 개발 외 다수

1998.1.1~ 2005.12.31

광주과학기술원
(기관고유사업)

 레이저 스케닝을 이용한 자유형상제품 복원기술연구

 2000.9.1~ 2003.8.31

 한국과학재단
(특정기초연구)

CARE에 의한 형상설계데이터 생성 및 시작정밀도향상기술 개발-Ⅱ
역엔지니어링에 의한 시작품 형상정밀도 향상 기술) --> 중점국가사업 2단계

2001.10. 1.∼ 2003. 9. 30.

과학기술부
(중점국가연구개발사업
위탁과제)

초.중.고 학습 보조물 제작을 위한 3차원 쾌속조형장치

 1998.11.1∼1999.10.31

 한국생산기술연구원

역엔지니어링에 의한 시작품 품질평가 및 정밀도 향상을 위한
요소기술 개발--> 중점국가사업 1단계

1998.12.1∼2001.9.30

과학기술부
(중점국가연구개발사업
세부과제)

설계 검증 및 검사 능력 향상을 위한
Reverse Engineering 프로세스의 자동화 및 최적화 연구

1997.11.1~ 1998.10.31   

삼성전기 

CAI기술을 이용한 DY의 설계검증연구

1996.11.1~ 1997.10.31

삼성전기

Concurrent Engineering Based Automatic Carving System 개발

1997. 7. 1 ~ 1999. 6.30

금호타이어