초록 ▼

□ 연구개요
본 과제는 통합형 물리 기반 시뮬레이션을 이용한 신도시 구축설계 자동화 기법을 제안한다. 이는 사용자가 원하는 영역에 신도시를 설계/분석하는 스마트 시티 시스템으로, 새롭게 설계될 건물들의 배치로 인해 변경될 바람/물/오염물질의 흐름을 물리 기반으로 분석하고, 사업장 영역 내에 건물들을 촘촘하게 배치하는 확률 기반 도면배치기법을 개발한다. 제안하는 방법은 건축법에 만족하는 도면배치를 자동화하여 건축설계뿐만 아니라, 설계된 신도시 내 오염물질 가시화 및 기체폭탄과 같은 위험한 물질의 경로를 물리기반으로 예측할 수 있

□ 연구개요
본 과제는 통합형 물리 기반 시뮬레이션을 이용한 신도시 구축설계 자동화 기법을 제안한다. 이는 사용자가 원하는 영역에 신도시를 설계/분석하는 스마트 시티 시스템으로, 새롭게 설계될 건물들의 배치로 인해 변경될 바람/물/오염물질의 흐름을 물리 기반으로 분석하고, 사업장 영역 내에 건물들을 촘촘하게 배치하는 확률 기반 도면배치기법을 개발한다. 제안하는 방법은 건축법에 만족하는 도면배치를 자동화하여 건축설계뿐만 아니라, 설계된 신도시 내 오염물질 가시화 및 기체폭탄과 같은 위험한 물질의 경로를 물리기반으로 예측할 수 있는 등 다양한 분야에 응용될 수 있기 때문에 매우 용이하게 사용될 것이다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구개발성과는 처음에 제안했던 기술들을 100%대비 98%인 높은 수준으로 개발하였고, 그에 따른 성과를 SCIE급 논문으로 출판하였다. 또한, 처음에 계획했던 건물 설계 모형을 완성하였고, 그 결과 일회성 과제가 아닌 VR/AR등 혼합현실과의 과제로도 발전시킬 수 있다는 것을 보여준 과제이다. 기존의 고전적인 컴퓨터과학 관련 소프트웨어가 아닌 상대적으로 ICT분야 기술을 필요로 하는 건축설계에 성공적으로 적용한 과제 및 성과이다.
⦁ 물리 기반 시뮬레이션 요소 모듈화 및 통합화 : 100% 기술 개발
⦁ 좌표변환 기술 및 3차원 건물지형 정보 추출 : 100% 기술 개발
⦁ 도면 선택을 위한 해법 및 주어진 영역 내 도면 패킹 기술 : 100% 개술 개발
⦁ 시뮬레이션 고속화 및 유동 분석 기술 : 98% 기술 개발
이 과제는 컴퓨터그래픽스 분야 중 물리 기반 시뮬레이션 기법을 활용하여, 건축설계 분야와 융합한 결과물을 보여준다. 시각적인 결과에만 만족하는 것이 아닌, 물리 기반 시뮬레이션 기법을 활용하여, 새로운 건물을 건축할 때 고려해야 할 바람 길과 같은 유동을 해석을 실제로 거의 유사하게 분석할 수 있었다. 또한 기존의 요소 패킹(Element packing)과 같은 의미 없는 공간이 아닌, Google Maps와 같은 실제 지도를 이용한다는 점 또한 이 과제가 인터랙티브하게 활용될 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 점에서 3년동안 진행해본 본 과제의 결과와 성과는 사용자 서비스품질면에서 매우 우수하다.

□ 연구개발결과의 중요성
건축설계 분야의 시장규모는 통계청에 의하면 약 4조원 규모로 건설시장의 약 3%이고, 서울의 경우 시장 규모가 2,077개 도시 중 13번째 규모로 잠재력과 성장 가능성이 높은 분야이다. 이 시장에 대한 국내 업계의 열망은 고급 기술에 대한 갈증으로 이어지고 있다. 이러한 갈증을 해소하기 위해 컴퓨터그래픽스와 건축설계 분야를 융합하여 건축설계의 효율성을 극대화한 연구과제이다. 특히, 이 주제는 학술적으로 인정을 받아 3년 동안 과제를 진행하면서 5개의 SCIE급 논문을 출판하였고, 도면 배치에 관련 되서도 현재 1개의 논문이 심사 중일 정도로 학술적으로도 핫한 주제이다. 아카데믹한 측면에서의 의미도 중요하지만, 사용자가 Google Maps와 같이 지도에 직접 사업장 영역을 선택하고 수 초 내에 결과를 보여줄 수 있다는 특징은, 인터랙티브하게 사용자 상호작용할 수 있다는 점에서 VR/AR과 같은 혼합현실 분야와도 융합이 가능해질 수 있을거라 기대한다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 본 과제의 목표 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• (1) 최적화된 이동최소자승법으로 구축된 벡터장을 이용하여 도면을 효율적으로 배치하는 방법 ... 4
• (2) 입자 기반 액체 시뮬레이션의 특징 중 하나인 액체 시트를 이방성 특징 기반으로 효율적으로 액체 표면을 표현할 수 있는 기술 ... 6
• (3) 격자 기반 레벨셋 유체 시뮬레이션에서 유체 표면을 디테일하게 복원하기 위한 비등방성 레벨셋정제 기술을 개발 ... 8
• (4) 유체의 얇은 막과 난류를 동시에 표현할 수 있는 기술 ... 9
• (5) 2차원 화염의 움직임을 분석하여 복잡한 수치 시뮬레이션 없이 불똥 효과를 표현할 수 있는 기술 ... 10
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
• 1) 연구개발의 필요성 ... 12
• 2) 본 과제의 연구개발 결과에 대한 향후 발전 가능성 ... 12
• 4. 참고문헌 ... 14
• 5. 연구성과 ... 15
• 대표적 연구실적 ... 16
• 끝페이지 ... 28