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제안 방법
- 인체 거동을 반영하는 인체 모델링을 위해서는 먼저 인체거동 해석 프로그램을 이용하여 인 체거동 데이터를 얻어내어야 한다. 그리고 얻어진 자료를 기반으로 인체모델링 프로그램을 이용하여 인체모델링을 수행하게 된다. 실시간 차량 시뮬레이터의 개발을 위해서는 전술한 것과 같이 여러 분야에 대한 연구가 필요하다.
- 먼저 불규칙한 지형 데이터 확보를 위해 1:1,000 수치지형도를 이용하여 모델링하였다. 그리고 항공사진을 이용하여 수치지형도와의 오차를 점검하였다. 실지형은 어떠한 수식이나 디지털 입력기로도 만들어낼 수 없는 매우 복잡한 형태를 하고 있다.
- 도로 모델링을 위한 데이터는 수치지형도 상의 도로를 바탕으로 구축하였다. 다양한 고도와 굴곡을 가지면서 넓은 지역에 걸쳐있는 도로를 사실적으로 모델링하기 위해서 구간을 단거리로 나누어 면을 구성하였다. 이때 도로의 굴곡이 상대적으로 심한 곳은 짧은 구간으로 나누고 굴곡이 거의 없는 곳은 긴 구간으로 나누어 격자 수의 증가로 인한 시스템의 부하를 최소화하였다.
- 시내 및 고속도로 환경은 보다 광범위한 지형에 걸쳐져 있으므로 전 범위에 걸쳐서 지형을 모델링하기 보다는 시뮬레이터의 환경에 맞게 도로주변을 중심으로 모델링하는 것이 중요하다. 도로 모델링을 위한 데이터는 수치지형도 상의 도로를 바탕으로 구축하였다. 다양한 고도와 굴곡을 가지면서 넓은 지역에 걸쳐있는 도로를 사실적으로 모델링하기 위해서 구간을 단거리로 나누어 면을 구성하였다.
- 이때 도로의 굴곡이 상대적으로 심한 곳은 짧은 구간으로 나누고 굴곡이 거의 없는 곳은 긴 구간으로 나누어 격자 수의 증가로 인한 시스템의 부하를 최소화하였다. 도로를 이루고 있는 차선 및 일반 주행도로, 지하도, 인도 등을 각각 객체화하여 수정 및 모델링을 보다 용이하게 하였다. 차선 도로 위에 약 5cm 간격을 두고 면을 구성하여 실제 주행감을 극대화하면서 상대적으로 부하를 최소화하였다.
- 건물은 실제 건물과 같은 현실감을 주기 위해 텍스쳐 맵핑 기법을 사용하였다. 디지털 카메라를 이용하여 건물 이미지를 촬영하여 원근 및 렌즈 왜곡을 제거하고 추출된 이미지를 이미지 편집 프로그램을 이용하였다. 대부분 건물은 평면으로 구성되어 있으므로 간단한 블록 형상에 이미지를 맵핑하였다.
- 시뮬레이터에서 시야평가를 위해서는 인체의 거동을 반영하는 인체모델링이 필요하기 때문에, 인체거동 해석 프로그램을 이용하여 인체거동 자료를 획득하여야한다. 또한, 획득된 자료를 기반으로 하여 인체모델링 프로그램을 이용하여 인체모델링을 수행하였다. 인체 모델링은 15지체를 가진 인체 모델과 2개의 손 모델로 이루어진다.
- 자연지형은 형상이 일정하지 않으며 방대한 지형에 걸쳐져 있기 때문에 사실적으로 모델링 하는 것이 쉽지 않다. 먼저 불규칙한 지형 데이터 확보를 위해 1:1,000 수치지형도를 이용하여 모델링하였다. 그리고 항공사진을 이용하여 수치지형도와의 오차를 점검하였다.
- 인체 모델은 POSER를 이용하여 기본작업을 수행한 후 3D StudioMAX 및 Rhino를 사용하여 수정을 가하였다. 손 모델은 Human Factors Design Handbook의 데이터를 기준으로 한국인의 손의 비율을 고려하여 Rhino에서 모델링을 하였고 3D Studio 및 RapidForm등을 이용해서 실시간 그래픽 처리를 위한 절 점수를 감소시켰으며, 그림 2는 인체 모델과 손 모델을 나타낸 것이다.
- 인간과 컴퓨터간의 인터페이스를 구성하기 위해서는 먼저 인체 모델링을 구축하여야 하는데 인체의 해석모델과 그래픽 모델을 생성하기 위해 GEBOD을 이용하여 인체의 치수 및 특성값을 획득하였다. 얻어진 인체 자료를 기반으로 하여 ATB에서 해석을 수행하였으며 다양한 그래픽 프로그램을 사용하여 기존의 타 원체의 더미 모델이 아닌 실제 인체와 유사한 그래픽 모델링을 수행하였다. 시뮬레이터에서 시야평가를 위해서는 인체의 거동을 반영하는 인체모델링이 필요하기 때문에, 인체거동 해석 프로그램을 이용하여 인체거동 자료를 획득하여야한다.
- 실시간 차량 시뮬레이터의 개발을 위해서는 전술한 것과 같이 여러 분야에 대한 연구가 필요하다. 인간과 컴퓨터간의 인터페이스를 구성하기 위해서는 먼저 인체 모델링을 구축하여야 하는데 인체의 해석모델과 그래픽 모델을 생성하기 위해 GEBOD을 이용하여 인체의 치수 및 특성값을 획득하였다. 얻어진 인체 자료를 기반으로 하여 ATB에서 해석을 수행하였으며 다양한 그래픽 프로그램을 사용하여 기존의 타 원체의 더미 모델이 아닌 실제 인체와 유사한 그래픽 모델링을 수행하였다.
- 지형 모델링에서 사실감을 너무 강조하다 보면 불가피하게 처리해야 할 격자가 증가하게 되므로 그래픽의 실시간 구현에 장애요인이 되기 때문에, 격자수를 줄이면서 사실적으로 지형을 재현하기 위해 격자 크기를 약 30m로 설정하여 Landsat TM영상을 이용하여 지형모델 링을 실시하였다. 배경을 항공사진을 이용하면 훨씬 사실적인 배경묘사가 가능하나 절점수의 증가로 실시간 시뮬레이션의 구현에는 많은 무리가 따랐으며, 그림 4은 위성영상을 3차원으로 맵핑함으로 완성된 지형모델을 보여주고 있다.
- 래픽 처리 분야에서는 가상 그래픽 주행 시뮬레이터 프로그램 개발, 실시간 그래픽 처리를 위한 알고리즘 개발, 효율적인 환경 및 차량 모델링 생성 및 관리 방법 개발, 인체 모델 시뮬레이션 및 설계검증 기능부여, 가상현실 기법을 도입한 인간-컴퓨터 인터페이스를 구성 및 평가 등을 실시해야 한다. 차량의 주행감각 등 가상 실험을 수행할 수 있는 독자적인 차량의 실시간 주행 시뮬레이터 개발과 현실감을 부여할 수 있는 제어 알고리즘 개발, 주행 시뮬레이터의 개발을 위한 각종 인터페이스 구축에 이용되는 위성영상의 활용방안과 효용성에 관한 연구와 워크스테이션과 개인용 PC에서의 실시간 시뮬레이션 구축에서의 렌더링의 상관관계 등을 분석하였다.
- 도로를 이루고 있는 차선 및 일반 주행도로, 지하도, 인도 등을 각각 객체화하여 수정 및 모델링을 보다 용이하게 하였다. 차선 도로 위에 약 5cm 간격을 두고 면을 구성하여 실제 주행감을 극대화하면서 상대적으로 부하를 최소화하였다. 그림 5의(a)는 시내주행 시나리오로 실제 지도와 모델링된 시내를 주행하고 있는 모습이다.
이론/모형
- 건물은 실제 건물과 같은 현실감을 주기 위해 텍스쳐 맵핑 기법을 사용하였다. 디지털 카메라를 이용하여 건물 이미지를 촬영하여 원근 및 렌즈 왜곡을 제거하고 추출된 이미지를 이미지 편집 프로그램을 이용하였다.
- 실지형은 어떠한 수식이나 디지털 입력기로도 만들어낼 수 없는 매우 복잡한 형태를 하고 있다. 이러한 불규칙한 지형정보를 수치표고모델(DEM: digital elevation model)을 작성하여 모델링 하였다.
- 인체 모델링은 15지체를 가진 인체 모델과 2개의 손 모델로 이루어진다. 인체 모델은 POSER를 이용하여 기본작업을 수행한 후 3D StudioMAX 및 Rhino를 사용하여 수정을 가하였다. 손 모델은 Human Factors Design Handbook의 데이터를 기준으로 한국인의 손의 비율을 고려하여 Rhino에서 모델링을 하였고 3D Studio 및 RapidForm등을 이용해서 실시간 그래픽 처리를 위한 절 점수를 감소시켰으며, 그림 2는 인체 모델과 손 모델을 나타낸 것이다.
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