[논문]텍스쳐 매핑과 파티클 시스템을 이용한 눈 내리는 전경의 애니메이션

이상락

텍스쳐 매핑과 파티클 시스템을 이용한 눈 내리는 전경의 애니메이션
Animation of Snowy Scenery Using Texture Mapping and Particle Systems 원문보기

이상락 (컴퓨터 공학과)

본 논문에서는 텍스쳐 매핑과 파티클 시스템을 이용하여, 눈 내리는 장면의 애니매이션을 OpenGL로 구현하는 두가지 방법을 제시하고 이들의 실행 결과를 비교 분석하였다. 하나는 glPointSize()함수를 사용하는 것이고 또 다른 하나는 glutSolidSphere()함수를 사용하는 것이다. 실행 결과 전자가 후자보다 실행 결과가 빨라서 속도가 느린 PC나 내리는 눈의 개체 수가 많은 경우에 사용하기에 더 적절한 방법이라 생각된다. 또 전자의 방법을 이용한 구현 과정에서 눈의 모앙과 눈의 색깔의 제어가 서로 상충되는 사실을 발견하고 이미지를 조작하여 그것을 해결하는 방법을 제시한다.

This paper deals with animation of snowy scenery using texture mapping and particle system. Two different OpenGL programs were prepared and compared for implementation and evaluation of their performance. One used glPointSize(), and the other used glut SoildSphere(). Result of implementation revealed that the first was faster than the second. So the first is considered to be more useful for the slow PC. In relation to the first method, I found that control of shape of snow flake conflicts with that of color. Fortunately, I found out an esoteric method which handles the back ground image for scene that is used in texture mapping, I present that method.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

즉, 배경으로 사용하는 이미지의 네 귀퉁이의 픽셀을 흰색의 점으로 처리한 후 프로그램에서 사용하면 완벽한 희색의 눈송이를 만들어 낼 수 있었다. 나아가서 눈의 색깔은 귀퉁이 찍은 점의 개수에 따라 어 떻게 달라지는 가를 알아보기 위하여 아래의 이미지 조작 실험을 하였다.
본 연구에서는 눈이 내리는 장면을 실제로 렌더링 하는 방법을 소개하고 이 과정에서의 문제점과 해결 방안을 제시하였다. 눈을 구로 처 리하면 동그란 모양의 흰 눈이 내 리는 전경을 렌더링 할 수 있다.

제안 방법

그리고 조작된 이 이미지를 사용하였을 때객체의 색깔이 무슨 색으로 나타나는지를 Photoshop 의 pixel 정보 pallet를사용하여 조사하였다. 조사 결과는 아래<표2>와 같다.
4장, 5 장, 6, 7장은 본 논문의 주요 내용으로, 눈 내리기를 위한 두 가지 방법을 소개하고 텍스쳐 매핑을 활성화 시킨 상태에서 눈의 모양과 색깔의 관계를 살펴본다. 마지막으로 두 가지 방법의 실행 시간을 비교한다.
본 논문에서 렌더링하고자 하는 눈송이의 속성은 크기, 위치(X, y, z좌표)이며 다음과 같은 구조체 형태로 표현하였다.
본 논문에서는 텍스쳐 매핑과 파티클 시스템을 이용하여 , 눈 내리는 장면을 렌더링 하였다. 그런데 렌더링 과정에서 눈의 모양과 눈의 색깔을 제어하는 것이 서로 상충되어, 이들을 의도적으로 제어하는 것이 쉽지 않았다.
본 연구에서는 눈 내리는 장면을 구현하기 위하여 두가지 OpenGL 프로그램을 준비하였다. 하나는 glPointSizeO 함수를 사용하는 것이고 또 다른 하나는 glutSolidSphereO 힘 수를 사용하는 것이다.
이 두 방법의 우열을 가리기 위해 실행 시간을 측정 비교해 보았다. 아래 (그림3)는 눈의 개수를 달리 하면서 이 두 방법의 실행시간을 측정한 실험 결과이다.

이론/모형

눈의 움직임의 애니메이션은 파티클 시스템을 이용하였다. 파티클 시스템기법은 ⑵网 등에서 찾아볼 수 있다.

성능/효과

위의 결과를 보면 눈을 구로 나타내는 방법은 점으로 나타내는 방법보다 시간이 많이 걸림을 알 수있다. 이것은 전자의 방법 이 Translate。와 같은 함수를 더 호출하기 때문이다.
즉, 배경으로 사용하는 이미지의 네 귀퉁이의 픽셀을 흰색의 점으로 처리한 후 프로그램에서 사용하면 완벽한 희색의 눈송이를 만들어 낼 수 있었다. 나아가서 눈의 색깔은 귀퉁이 찍은 점의 개수에 따라 어 떻게 달라지는 가를 알아보기 위하여 아래의 이미지 조작 실험을 하였다.

후속연구

정당성을 보이는 연구가 필요하다. 또 그래픽 에서 빛의 효과를 주고자 하는 경우 이 논문에서 제시한 바와 같이 이미지를 조작하면 물체의 색을 원하는 대로 제어할 수 있는지의 여부에 관한 연구를 할 계획이다.
256 x 256 크기의 이미지를 텍스쳐 매핑을 한 후 디스플레이 화면의 창을 다시 확대하면 이미지의 질이 떨어져 흐리게 보인다. 이 점을 개선하려면 원하는 이미지를 256x256의 사이즈를 가지는 작은 이미지로 쪼갠 후 이를 각각의 다각형 에 매핑하고 OgenGL의 Viewport 기능을 이용하여 화면에 나타내면 해결될 수 있을 것이다.
차후에는 OpenGL에서 컬러가 처리되는 과정을 보다 자세히 조사하여 본 논문에서 제시한 방법의 원인을 밝히어 그 정당성을 보이는 연구가 필요하다. 또 그래픽 에서 빛의 효과를 주고자 하는 경우 이 논문에서 제시한 바와 같이 이미지를 조작하면 물체의 색을 원하는 대로 제어할 수 있는지의 여부에 관한 연구를 할 계획이다.

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