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입자 동역학 시뮬레이션과 선적분 볼륨 렌더링을 이용한 실시간 유체 애니메이션
Real-time Fluid Animation using Particle Dynamics Simulation and Pre-integrated Volume Rendering
- 이정진;
- 김동호;
- 강문구;
- 신영길
초록
유체 애니메이션은 물리적 시뮬레이션과 시각적 렌더링으로 구성된다. 물리적 시뮬레이션은 입자 동역학을 이용한 해석 방법과 나비어-스토크스(Navier-Stokes) 방정식을 이용한 연속체 유동해석 방법이 많이 사용된다. 입자 동역학을 이용한 시뮬레이션은 연산 속도는 빠르나 유체의 움직임이 경우에 따라 부자연스러우며, 나비어-스토크스 방정식을 이용한 방법은 적절한 조건 하에서 사실적인 유체의 움직임을 표현할 수 있으나 방대한 연산량과 계산의 복잡성으로 인하여 실시간 응용이 어렵다. 우수한 품질의 렌더링 영상은 주로 전역적 조명 방법을 사용하여 얻을 수 있는데, 이 역시 실시간 응용에 적합한 속도를 내기에는 부적합하다. 본 논문에서는 개선된 입자 동역학 시뮬레이션과 선적분 볼륨 렌더링을 이용한 고속 유체 애니메이션 방법을 제안한다. 레나드-존스(Lennard-Jones) 모델을 이용한 입자동역학 해석기법을 이용하여 유체의 움직임을 고속으로 시뮬레이션 하였으며, 적은 수의 입자만으로도 충분한 유체의 부피를 표현할 수 있도록 연산효율을 개선하였다. 또한 실시간 렌더링을 위하여 적은 수의 슬라이스로도 우수한 품질의 영상을 빠르게 얻을 수 있는 선적분 볼륨 렌더링 방식을 사용하였다. 본 제안 방법을 사용하여 실시간 응용에 적절한 속도와 화질을 보여주는 유체 애니메이션이 가능하다.
키워드
fluid animation; particle dynamics simulation; pre-integrated volume rendering; 유체 애니메이션; 입자 동역학 시뮬레이션; 선적분 볼륨 렌더링; fluid animation; particle dynamics simulation; pre-integrated volume rendering
- 제목
- 입자 동역학 시뮬레이션과 선적분 볼륨 렌더링을 이용한 실시간 유체 애니메이션
- 제목 (타언어)
- Real-time Fluid Animation using Particle Dynamics Simulation and Pre-integrated Volume Rendering
- 저자
- 이정진; 김동호; 강문구; 신영길
- 발행일
- 2005-02
- 저널명
- 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론
- 권
- 32
- 호
- 1
- 페이지
- 29 ~ 38
- 언어
- KOR
- 출판사
- 한국정보과학회
- 발행국가
- 대한민국
- 분량
- 10 페이지
- ISSN
- P 1229-683X