초록 ▼

연구목표 및 내용
최종목표 디지털 크리쳐 : , 액터 등 질감표현이 어려운 CG 개체의 극사실적인 표현을 위한 이미지 기반 렌더링 시스템 개발
1차년도
▸사실적인 라이팅 및 질감 정보 획득을 위한 하드웨어 프로토타입 시스템 개발
▪ 요구사항 분석 및 하드웨어 구조 설계
▪ 조명 장치 설치를 위한 스테이지 및 카메라 마운트 장치 제작
▪ 조명 및 카메라 제어기 개발
▸이미지 기반 렌더링 정보 분석 및 편집 시스템 개발
▪ 이미지 기반 BRDF 획득 및 샘플 보간 기술
▪ BRDF 압축

연구목표 및 내용
최종목표 디지털 크리쳐 : , 액터 등 질감표현이 어려운 CG 개체의 극사실적인 표현을 위한 이미지 기반 렌더링 시스템 개발
1차년도
▸사실적인 라이팅 및 질감 정보 획득을 위한 하드웨어 프로토타입 시스템 개발
▪ 요구사항 분석 및 하드웨어 구조 설계
▪ 조명 장치 설치를 위한 스테이지 및 카메라 마운트 장치 제작
▪ 조명 및 카메라 제어기 개발
▸이미지 기반 렌더링 정보 분석 및 편집 시스템 개발
▪ 이미지 기반 BRDF 획득 및 샘플 보간 기술
▪ BRDF 압축 및 편집 기술
▪ HDRI 샘플 보간 및 압축/편집 기술
연구 수행내용 및 결과
▸하드웨어 프로토타입 시스템 개발
▪ 조명 장치 설치를 위한 구(sphere) 형태의 조명 스테이지 제작
: 10 x 6 형태의 구를 기반으로 프레임 제작
: 다양한 각도에서 비추기 위한 180개의 조명 설치
▪ 조명 장치를 제어하기 위한 제어기 제작
: 180개의 조명을 각각 컨트롤
: 조명의 세기, 켜지는 시간, 켜지는 순서 등 조절 가능
▪ 영상을 획득하기 위한 카메라 시스템 세팅
: 캐논 EOS 5D-Mark II 카메라 3대 사용 : RED ONE 4K Digital 1 세트 사용
▪ 카메라 제어를 위한 제어기 제작
: 카메라 SDK를 이용하여 자동 이미지 획득 시스템 개발
▸이미지 기반 렌더링 정보 분석 및 편집 시스템 개발
▪ 획득한 180장의 이미지를 이용하여 물체의 BRDF 데이터 획득
▪ 획득한 BRDF 데이터 샘플 보간 기술 개발
▪ BRDF 데이터 편집 기술 개발
▪ BRDF 데이터를 이미지로 저장하는 기술 개발
▪ HDRI 적용이 가능한 OpenExr 포맷의 이미지 저장 기술 개발
기대효과
▸기존 S/W의 쉐이더 기반 질감 표현은 아티스트들의 많은 시행착오를 통한 반복 작업으로 생성해 왔으나, 이를 H/W와 S/W의 하이브리드 시스템을 이용하여 사실적이고 빠르게 획득할 수 있음
▸사실적인 질감 표현은 콘텐츠의 품질 향상을 가져옴
▸실제와 같은 재질 데이터를 빠르게 획득함에 따라 제작 파이프라인 전체에 업무가 경감되는 효과가 있음

Abstract ▼

R&D Goal(Plan)
Our goal is to develop an efficient image-based rendering (IBR) system for creating photorealistic computer-generated imageries like digital creature or actor shots.
The annual development plan of the first year
▸The prototype system for capturing wide-range of material prope

R&D Goal(Plan)
Our goal is to develop an efficient image-based rendering (IBR) system for creating photorealistic computer-generated imageries like digital creature or actor shots.
The annual development plan of the first year
▸The prototype system for capturing wide-range of material properties
▪ To analyze requirements and design H/W framework
▪ To produce the stage which is installed lights and cameras
▪ To develop light and camera controller
▸The system for analyzing and editing BRDF data
▪ To achieve and interpolate image-based BRDF data
▪ To compress and edit BRDF data
▪ To compress and interpolate BRDF data of HDRI format
R&D Achievement
▸The prototype system for capturing wide-range of material properties
▪ The capture device
: The 10x6 division sphere
: Inward-pointing 180 lights focused on the sample
▪ The light controller
: To control the intensity, on-off, duration for each of 180 lights
▪ To construct the camera system
: Cannon EOS 5D-Mark II (3EA)
: RED ONE 4K Digital 1 Set
▪ The camera controller
: To develop automated image achievement system using EDSDK
▸The system for analyzing and editing BRDF data
▪ To achieve BRDF data using 180 images from the capturing device
▪ To interpolate BRDF data
▪ To compress and edit BRDF data
▪ To convert BRDF data from text to image
▪ To handle HDRI(OpenExr) data
Expected results and industrial contribution
▸To save a budget as well as time even with better quality by taking the physical properties directly from the real world to create realistic shaders and lighting model
▸To improve the quality and the efficiency of overall production

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 국문 요약문 ... 3
• Summary(영문 요약문) ... 4
• 목차 ... 5
• CONTENTS ... 7
• Ⅰ. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 1. 개발 기술 개요 ... 9
• 2. 연구 개발 목표 ... 11
• Ⅱ. 국내외의 기술개발현황 ... 12
• ○ 이미지 기반 렌더링 기술 ... 12
• ○ BRDF 측정 기술 ... 13
• ○ 디지털액터 기술 ... 14
• Ⅲ. 연구개발수행의 내용 및 결과 ... 16
• 1. 연구 수행 방법 ... 16
• 2. 시스템 구조 ... 18
• 3. 하드웨어 시스템 개발 ... 20
• 1) 라이트 스테이지(light stage) ... 20
• 2) BRDF ... 22
• 3) 프레임 구조 및 조명 ... 24
• 4) 카메라 및 대상체 ... 27
• 4. 소프트웨어 시스템 개발 ... 32
• 1) 소프트웨어 구조 ... 32
• 2) BRDF 데이터 처리 ... 34
• 3) 데이터 샘플링 ... 37
• 4) HDRI 이미지 처리 ... 41
• 5) 편집기술 ... 42
• 5. 결과 ... 44
• 1) 콘텐츠 산업 장르에 적용되는 구체적 결과물 ... 44
• 2) 기술 개발 결과 정리 ... 45
• (1) BRDF 데이터 측정 및 획득 시스템 버전 1.0 (구성 및 환경) ... 54
• (2) 이미지 기반 렌더링 정보 분석 및 편집 시스템 ... 59
• (3) 파일럿 영상 제작 ... 68
• Ⅳ. 목표달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 98
• Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획 ... 101
• 참고문헌 ... 105
• 기술개발실적 요약표 ... 106