Ship capsize accidents in extreme weather condition are difficult to predict, even though they cause a great number of casualties. When a ship capsizes, the most exigent decision-making and rescue schemes should be made to reduce the casualty. Numerical methods have been developed in ocean engineering to analyze the cap-size phenomena and to predict the possible capsizes. Visual simulation is adopted to proceed the evaluation of ship capsize accidents since it can augment the visual experience, facilitate the rescue measures, and easily validate the experimental results. The visual simulation can augment the physical evaluation of ship motion, and validation of the experimental results. However, engineering simulations of ship motion have less fascinating visual effect (VFX) compared with those in movie industry. In this thesis, visual simulation methods are pro-posed to generate the ocean surface which interacts with a passenger ship, and to add wave properties such as splash and wake using particle simulation method, to render the wave and its relevant stormy features, and finally to compose the visual effects together. The simulation can reduce the production time and cost of stormy wave with VFXs. The wave simulation is based on the modified Tessendorf grid method of wave simulation, and SPH particles are adopted to simulate the wave properties such as splash. Lastly, the integrated rendering is to produce the scene of ship motion in storm condition.
보통 거친 해양환경에서 선박 전복사건의 예측은 어려우므로 많은 사망사고를 일으켰습니다. 이런 경우에 대한 수치 시뮬레이션은 과학기술의 발전을 따라 많은 진보를 얻었지만, 해양 사고의 예측은 부족부분이 많이 남겨 있습니다. 가상 시뮬레이션은 컴퓨터 그래픽스 기술의 발전으로 인해 공학 분야에 쓰이는상황은 많아지고 있더라도, 어떤 단점을 극복할 수 없습니다. 영화에 나오는 선박 모션과 스톰 시뮬레이션들은 시각적으로 화려하지만, 공학의 응용은 어려움이나 곤란이 많습니다. 요즘에 해양공학 분야에 실현된VR 시뮬레이션은 좋은 가시화 효과를 가지고 있는데도 사고에 대해서 결점이 있습니다. 예를 들어, 파도 가시화를 할 때 파도 고유특성(Splash, wake) 등의 표시는 부족함이 많습니다. 또한, 해양분야 현행의 시뮬레이션은 해양환경의 가시화를 거의 못 합니다.
그래서, 이 눈문에서 나오는 연구 방법은 영화산업에 나오는 장점을 참조하며, 공학분야의 장점도 빌립니다. 극한 환경에서 선박 모션과 전복의 시뮬레이션을 하기 위해 CG분야의 가시효과(VFX)과 물리기반의 시뮬레이션을 합치고자 합니다. 먼저 그래픽스의 파도 계산법을 수정하면서, 3D 시뮬레이션 엔진에 파도를 가시화하며, 선박 모델을 도입한 다음에, 고체와 유체의 상호 작용을 계산합니다. 다음 단계는 SPH 시뮬레이션을 이용하여, 파도 특성을 가시화합니다. 가시화한 파티클(Particle)는 다시 물리기반 시뮬레이션 엔진에 도입한 후 Particle-Structure 상호작용을 합니다. 뿐만 아니라, 해양 환경을 좋게 시뮬레이션하기 위해 영화분야의 소프트웨어를 씁니다. 마지막으로 용합 렌더링 기술을 이용해서 스톰 상황의 시뮬레이션을 가능하게 합니다.
