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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 신병석
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
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볼륨 렌더링(volume rendering)은 볼륨 데이터를 큐브형태인 복셀(voxel)을 이용하여 반투명체한 물체를 렌더링 하는 방법이다. 볼륨 데이터는 물체의 표면뿐만 아니라 내부의 정보까지 가지고 있어서 다양한 분야에서 사용된다. 그래픽 하드웨어의 성능이 향상되면서, 볼륨 렌더링을 실시간으로 수행 할 수 있게 되었다. 볼륨 렌더링은 물체의 내부의 정보를 보여 줄 수 있기 때문에 공학 또는 의학 분야에서 주로 사용된다. 고품질의 사실적인 렌더링을 위해서는 조명효과는 필수적이다. 빛과 물체의 모든 관계에 대해 시뮬레이션을 해야 하지만, 이와 같은 연산은 자원 소모가 매우 많기 때문에 램버트 모델과 같이 근사 된 모델을 사용한다. 조명 효과에 의해 표현되는 음영(shading)은 깊이감과 형태감을 증가시켜 영상을 더욱 입체적으로 표현 할 수 있다. 볼륨 내부에서 빛의 산란에 의한 전역 조명은 매우 많은 비용이 소요되고, 미리 시뮬레이션 하여 전처리 과정을 거친 방법은 볼륨 데이터에 적용하면서 매우 많은 자원을 사용하게 되는 문제가 있었다.
본 연구에서는 물체를 이루는 각 재질의 물성을 기반으로 산란을 계산한다. 계산된 산란을 통해 광자의 위치와 광량을 저장하여 광자 분포 템플릿(photon-distribution template)을 생성하고, 이를 통해 볼륨데이터에 대해 조명 효과를 표현하는 방법을 제안한다. 물체 내부에서 일어나는 빛의 산란은 강도나 구조가 비슷한 재질에서는 유사한 형태로 일어난다. 이 성질을 이용하여 방출된 빛으로부터 일어나는 산란을 반사, 굴절과 흡수의 형태로 근사시켜서 템플릿을 이루는 광자들을 생성한다. 각 템플릿들은 물체를 이루는 재질에 대해 생성되므로, 물체가 극단적으로 다양한 재질로 이루어진 경우가 아니라면 기존의 방법들에 비해 적은 자원을 사용하여 렌더링을 수행 할 수 있다.
본 연구에서는 물체를 이루는 각 재질의 물성을 기반으로 산란을 계산한다. 계산된 산란을 통해 광자의 위치와 광량을 저장하여 광자 분포 템플릿(photon-distribution template)을 생성하고, 이를 통해 볼륨데이터에 대해 조명 효과를 표현하는 방법을 제안한다. 물체 내부에서 일어나는 빛의 산란은 강도나 구조가 비슷한 재질에서는 유사한 형태로 일어난다. 이 성질을 이용하여 방출된 빛으로부터 일어나는 산란을 반사, 굴절과 흡수의 형태로 근사시켜서 템플릿을 이루는 광자들을 생성한다. 각 템플릿들은 물체를 이루는 재질에 대해 생성되므로, 물체가 극단적으로 다양한 재질로 이루어진 경우가 아니라면 기존의 방법들에 비해 적은 자원을 사용하여 렌더링을 수행 할 수 있다.
목차
제1장 서론 1제2장 관련 연구 32.1. 볼륨 렌더링 32.2. 조명 모델 4제3장 광자 분포 템플릿 설계 73.1. 산란광 83.2. 광자 분포 템플릿 생성 93.3. 광자 분포 템플릿 적용 133.4. 재질 변화 17제4장 실험 및 결과 20제5장 결론 및 향후 과제 27참고 문헌 28
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