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Multiresolution model generation of texture-geometry for the real-time rendering = 텍스춰를 포함한 다단계 모델의 생성방법과 실시간 렌더링에의 적용
서명 / 저자 Multiresolution model generation of texture-geometry for the real-time rendering = 텍스춰를 포함한 다단계 모델의 생성방법과 실시간 렌더링에의 적용 / Hyung-Seok Kim.
저자명 Kim, Hyung-Seok ; 김형석
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2003].
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초록정보

The multiresolution model is used to satisfy requirements for the quality of a rendered scene and rendering time. In this paper, a new method for constructing a multiresolution model is proposed. The multiresolution model represents not only polygonal geometries but also texture images. The multiresolution geometry should preserve geometric features for an object. These features are object-centered features, camera-centered feature, and light-centered features. M-AGSphere structure is proposed to process camera-centered and light-centered features in real-time. It has an efficient structure to manipulate complex polygon in real-time. The runtime cost is compared with the popular method using an edge collapsing operator. The multiresolution geometry has problems of texture mapping. These problems are identified as the boundary problem and the distortion problem. The boundary problem is solved by generating a texture image to preserve continuity of the geometry. Furthermore, the new texture map is generated by minimizing distortions. These distortions are identified by the multiresolution mapping distortions which consist of the pixel resolution distortion and the polygon resolution distortion. The proposed method minimizes both the pixel resolution distortion and the polygon resolution distortion. Starting from the texture map which is generated for the multiresolution geometry, we propose an algorithm to hierarchically enhance the texture map. The texture map is enhanced by sub-maps with more detail and less distortion. We also identify a set of geometry that has a valid texture mapping function over a newly enhanced texture map. Along with the multiresolution geometry, these hierarchically enhanced textures consist of the multiresolution model of the texture-geometry.

다단계 모델은 사실적 영상을 실시간에 생성하기 위한 목적으로 사용된다. 다단계 모델을 사용한 렌더링은 미리 생성된 모델을 바탕으로 주어진 렌더링 능력에 따라 적합한 복잡도의 모델을 선택하는 과정으로 이루어진다. 본 연구에서는 주어진 복잡한 모델로부터 다단계 모델을 생성하는 새로운 방법을 제안한다. 제안된 다단계 모델은 일반적인 폴리곤 형상뿐만 아니라 텍스춰에 대한 다단계모델을 포함한다. 폴리곤 메쉬로 표현된 형상은 단순화 과정을 통하여 다단계 모델로 생성된다. 생성과정은 원래의 형상을 잘 보존하도록 단순화를 수행하는 과정으로 구성된다. 형상정보는 물체중심 정보, 시점중심 정보 그리고 광원중심 정보로 표현된다. 특히 시점중심 정보와 광원중심 전보는 동적으로 변화하는 요소로 이를 잘 보존하도록 단순화하는 것은 실시간에 수행되어야 한다. 본 연구에서는 폴리곤 간의 방향관계로 표현되는 시점 및 광원중심 정보를 효과적으로 관리하기 위하여 Gaussian 구를 사용한 다단계 모델인 M-AGSphere구조를 제안하였다. 제안된 모델은 실루엣과 같은 동적으로 변화하는 정보를 보존하는 단순화된 표현을 효과적으로 생성한다. 실시간 렌더링에서 텍스춰는 폴리곤으로 표현된 표면에 대하여 color 분포를 표현하기 위한 도구로 사용된다. 일반적으로 텍스춰는 이미지와 폴리곤의 매핑 관계로 표현되어 사용된다. 다단계 형상 모델에서 텍스춰의 사용은 주어진 이미지가 하나의 폴리곤이 아닌, 단순화 과정을 통하여 생성된 모든 폴리곤에 대하여 매핑되어야 하는 문제를 갖는다. 이러한 문제는 텍스춰 경계에서의 연속성의 문제와 매핑된 결과의 왜곡으로 구분된다. 본 연구에서는 텍스춰 경계의 문제를 해결하기 위하여, 영역에 기반한 다단계 모델 생성방법을 제안하였다. 제안된 방법은 폴리곤 정보의 단순화 과정에서 각각의 폴리곤 영역에 매핑될 텍스춰가 잘 정의 되는 영역이 생성되도록 단순화 과정을 재 정의하였다. 텍스춰가 잘 정의 되는 영역은 단순화 과정에서 변화하지 않는 경계로 둘러 싸이고, 이차원 disk의 위상을 갖는다. 또한 가급적 평면에 가까우며, 촘촘한 영역으로 표현된다. 즉, 다단계 형상 모델의 생성과정을 통하여 영역의 집합이 생성되며, 이러한 영역에 대하여 생성된 텍스춰는 전체 폴리곤에 대하여 경계 문제가 없는 매핑을 갖게 된다. 정의된 영역에 대하여 텍스춰는 왜곡을 최소화하도록 생성된다. 본 연구에서는 텍스춰 왜곡를 텍스춰 이미지 공간에서의 오류로 표현되는 픽셀단위 오류와 매핑 대상 폴리곤이 다단계 모델생성과정을 통하여 단순화 됨으로써 발생하는 폴리곤 단위 오류로 정의하였다. 오류을 최소화하여 생성된 텍스춰는 주어진 복잡한 모델으로부터 다단계 형상 모델을 구성하는 모든 단순화된 모델에 대하여 렌더링 된 결과의 왜곡을 최소화하는 텍스춰 매핑을 갖는다. 텍스춰 의 생성은 제안된 M-AGSphere와 일반적으로 많이 사용하는 edge-collapsing 방법에 대하여 적용되고 실험되었다. 다단계 텍스춰 모델은 생성된 텍스춰를 다단계 형상 모델 생성과정을 통하여 구성된 영역의 계층관계에 따라 계층적으로 하는 과정을 통하여 생성된다. 다단계 텍스춰 모델은 형상 모델로부터 생성된 텍스춰를 높은 해상도와 좀더 작은 왜곡을 갖도록 여러 텍스춰 영상으로 나누게 되며, 나누는 기준으로 영역의 계층구조에 따라 세밀화된 영역을 사용한다. 본 연구에서는 폴리곤으로 표현된 형상과 텍스춰에 대한 다단계 모델을 생성하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 동적으로 변화하는 요소를 잘 보존하는 형상 모델의 생성방법과, 매핑의 왜곡을 최소화하는 다단계 텍스춰 모델를 생성하는 방법으로 구성된다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {DCS 03008
형태사항 vii, 104 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 김형석
지도교수의 영문표기 : Kwang-Yun Wohn
지도교수의 한글표기 : 원광연
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 전산학전공,
서지주기 Reference : p. 91-104
주제 Multiresolution model
Texture generation
Real-time rendering
Level-of-detail
Computer graphics
실시간 렌더링
다단계 모델링
텍스춰 모델링
가상현실
컴퓨터 그래픽스
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