입자 패치 기반 가상 연필 및 에어브러시 가시화 알고리즘
Virtual pencil and airbrush rendering algorithm using particle patch
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초록
최근 가상 현실 및 증강 현실 기술의 발달로 다양한 형태의 기술이 제안되고 발전되고 있다. 특히 가상의 학습공간이나 가상의 건축 공간들을 위한 기술로서 원하는 형태의 그림을 그릴 수 있는 가상 드로잉 툴은 필수적인 요소 중 하나로 볼 수 있다. 기존의 래스터 기반 드로잉 알고리즘은 공간 이동이 잦은 가상 현실에서는 부적합 할 수 있는데, 가상 현실의 특성상 근접하거나 멀어지는 경우가 많기 때문이다. 본 논문에서는 연필 및 에어브러시의 물리적인 특성을 고려하여 실제 결과와 흡사하면서도 확대 및 축소에 강건한 가상의 드로잉 툴 렌더링 알고리즘을 제안한다. 캔버스로부터의 거리, 분사되는 잉크의 양, 움직이는 속도, 마찰력, 압력 등을 고려한다. 드로잉의 기본 단위는 정사각형 패치이며 각 패치는 슈도 랜덤 값을 기반으로 하는 입자 형태의 이미지를 가진다. 이러한 입자 패치는 슈도 랜덤 식을 사용하고 매 프레임 마다 재 생성되기 때문에 확대 축소 시 깨짐 현상이 발생하지 않는다. 제안된 알고리즘은 2차원 환경 및 가상 현실 환경에 구현되었다. 2차원 환경은 안드로이드 기반 스마트폰에서 구현하였으며 가상 현실 환경은 언리얼 엔진 4를 사용하여 구현하였다. 구현 결과 확대 축소 시에도 이질감 없이 원래의 질감을 유지하는 렌더링 결과를 얻을 수 있었다.
Abstract
Recently, the improvement of virtual reality and augmented reality technologies leverages many new technologies like the virtual study room, virtual architecture room. Such virtual worlds require free handed drawing technology such as writing descriptions of formula or drawing blue print of buildings. In nature, lots of view point modifications occur when we walk around inside the virtual world. Especially, we often look some objects from near to far distance in the virtual world. Traditional drawing methods like using fixed size image for drawing unit is not produce acceptable result because they generate blurred and jaggy result as view distance varying. We propose a novel method which robust to the environment that produce lots of magnifications and minimizations like the virtual reality world. We implemented our algorithm both two dimensional and three dimensional devices. Our algorithm does not produce any artifacts, jaggy or blurred result regardless of scaling factor.
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