In this thesis, a new technique for animating explosions in real-time is conceived. A simplified model of explosion, rather than a physical one, is used so as to satisfy both the real-time property and the high visual effect simultaneously. Initially, explosive materials are placed in 3-D space which is divided into cubic grid cells. Once an explosion starts, the process of explosion is progressed in chain reaction. The chain reaction process of explosive materials is represented in the form of energy generation and energy transfer between cells by using a cellular automaton. In each frame, the energy level of each cell is updated, and the colors of cells are determined by its energy level. Once the simulation has been done, the cell space is rendered by sampling colors of cells using 2-D textures. The results of applying the proposed method have shown that various-shaped animations of explosions can be realized in real time, with a reasonable 3-D realism.
본 논문에서는 가상 현실 환경에서의 폭발 현상에 대한 3차원 모델을 세우고, 이를 바탕으로 실시간 애니메이션을 제공하는 방법을 소개한다. 실시간성을 우선적으로 고려하여 시각 효과를 높이기 위해 실제 물리학적인 모델을 단순화시킨 폭발 모델을 사용한다. 3차원 grid들의 집합으로 정의된 공간상에 폭발 물질을 불규칙적으로 분포 시킨 후, 폭발이 발생했을 때의 진행과정을 폭발 물질의 연쇄 반응이라는 측면에서 접근한다. 폭발 물질의 연쇄 반응은 cellular automaton을 이용한 cell들간의 에너지 전달로 표현되며, 이렇게 폭발 에너지의 변화가 계산되면 이를 이용하여 각 cell의 칼라값을 계산하고 2차원 texture들로 sampling하여 렌더링 처리를 하게 된다. 실험을 통해 제안된 방법을 적용할 경우에 시각적으로 다양하면서도 입체적인 폭발 현상을 실시간에 표현할 수 있음을 보여 주었다. 그러나 본 논문은 폭발에 동반되는 여러 현상들 중에 화염 현상만을 다루고 있으며, 폭발이 한정된 cell 공간에서만 일어나는 문제점을 지닌다.
