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Current Research Topics

가상 현실 (Virtual Reality)

  • Head Mounted Display (HMD) for Virtual Reality
    • HMD를 착용한 사용자에게 다양한 가상세계 경험을 제공하기 위한 연구를 수행한다. 달/화성과 같은 저중력 공간 및 스카이 다이빙, 패러세일링 등과 같은 extreme sports를 가상 공간에서 구현하는 연구를 진행 중이다.
  • 360 Image Rendering to HMD
    • 드론으로 촬영되는 360 카메라 영상을 HMD에 렌더링하고, 이 때 생기는 왜곡을 최소화 하기 위한 연구를 수행한다.
  • Virtual Reality Interface
    • 가상현실에서 유저와 UI 사이의 상호작용을 분석한다. 이를 통해 UI를 개선, 효율성과 몰입감을 높이는 연구를 진행한다.

증강 현실 (Augmented Reality)

  • 360 Image-based Reconstruction
    • 360 이미지의 특성을 이용하여 전방향 이미지 정보를 통합적으로 가공하여 정확한 3D point cloud를 추출하고, 이를 통해 주변 환경 3차원 reconstruction을 수행한다.
  • Simultaneous Localization and Mapping
    • 드론에서 촬영한 360 카메라 영상을 분석하여 카메라의 이동 경로와 공간정보를 추출한다. 이는 드론의 주행 경로 탐색 및 증강현실에 사용된다.
  • Landmark-based Outdoor Localization
    • 드론의 GPS 정보 및 360 카메라 영상에서 추출된 특징을 이용하여 랜드마크를 찾고, 이에 기반하여 드론과 주변 건물의 정확한 위치를 추적하는 연구를 수행한다. 이는 건물과 부딪히지 않는 드론의 주행 경로를 찾는데에 사용된다.

딥러닝 + 3D (Deep Learning + 3D Applications)

  • Deep Learning-based Character Controller
    • 캐릭터의 자연스러운 움직임을 구현하는 딥러닝 기반 캐릭터 컨트롤러를 연구한다. 반복적인 캐릭터 시뮬레이션을 통해 다양한 환경을 고려한 컨트롤러를 학습시킨다.
  • Deep Learning-based Camera Tracking
    • 딥러닝을 활용하여 카메라의 경로를 추적하는 방법을 연구한다. 촬영된 영상을 프레임 단위로 분석하고, 카메라의 실시간 움직임을 인공신경망을 이용하여 계산한다.

물리 기반 시뮬레이션 (Physics-based Simulation)

  • Fluids Simulation
    • 실제 자연 물리 법칙을 기반으로 유체의 움직임을 수학적으로 계산하고 표현하는 연구를 진행한다.
  • Magnetic Field Simulation
    • Maxwell 방정식을 기반으로 자기장을 계산하여 자성체의 사실적인 움직임을 표현하는 연구를 진행한다.



Previous Research Topics

실시간 지형 렌더링 (Real-time Terrain Rendering)

  • 실제 혹은 가상의 지표면을 표현하는 다양한 기법들이 지형 렌더링에 포함된다. 지형 렌더링 연구는 고해상도의 지형을 효과적으로 표현하기 위한 LOD(Level of Detail) 알고리즘, 저해상도 지형 데이터를 보완하기 위한 절차적 지형 생성 기법, 대용량 지형 데이터의 효율적인 표현 기법 등으로 세분화 될 수 있다.

  • Media Lab에서 수행된 대표적인 지형 렌더링 연구는 다음과 같다.
    • 지형 데이터의 픽셀 단위 렌더링
    • GPU 테셀레이션을 이용한 다중 해상도 지형 렌더링
    • 저해상도 달 지형 데이터로부터 고정밀 지형 생성

캐릭터 애니메이션 (Character Animation)

  • 캐릭터 애니메이션은 캐릭터 모델을 대상으로 하는 컴퓨터 애니메이션 분야의 한 줄기이다. 극사실적 캐릭터 애니메이션을 수행하기 위해 사람의 골격과 피부의 움직임을 체계적으로 관찰하고 모델링하여 보다 사실적인 애니메이션을 위한 알고리즘을 연구한다. 또한, 빠르고 정확한 캐릭터 컨트롤을 위해 데이터 저차원화와 Torque기반 물리 시뮬레이션 알고리즘을 연구한다.

  • Media Lab에서 수행된 대표적인 캐릭터 애니메이션 연구는 다음과 같다.
    • 팝핑 댄스를 위한 동적 스키닝
    • 스키닝 애니메이션의 관절 오류 수정
    • e트레이닝시스템을 위한 인터랙티브 캐릭터 컨트롤러

이미지 시퀀스 컴포지팅 (Image Sequence Compositing)

  • 이미지 시퀀스 컴포지팅은 주어진 원본 이미지를 가공하여 특정 목적 이미지로의 중간 변환 과정을 작성하는 기법으로 영상자료를 목적에 맞게 처리하는 이미지 프로세싱의 한 연구분야이다. 기하 기반 영상 변환이나 영상 특성 강조와 같은 기본적인 내용을 바탕으로 비사실적 렌더링을 활용한 영상 변환 표현 기법, 영상 분석을 통한 영상 작성 히스토리 추출 및 변형 등 다양한 활용 기술을 연구한다.

  • Media Lab에서 수행된 대표적인 이미지 시퀀스 컴포지팅 연구는 다음과 같다.
    • 자연스러운 영상 모핑 과정 생성
    • 비사실적 렌더링을 활용한 영상 생성 과정 모사

가상 과학 실험 (Virtual Science Experiments)

  • 실제 과학 실험의 시공간적 제약은 현실감 높은 가상 과학 실험 콘텐츠를 통해 극복할 수 있다. 이를 위해 과학 실험에 특화된 시뮬레이션/렌더링 엔진 및 저작도구를 개발한다. 이를 활용하여 시범콘텐츠를 제작하고 가상 과학 실험의 효용성을 입증한다.

  • Media Lab의 대표적인 가상 과학 실험 연구 및 시범콘텐츠는 다음과 같다.
    • 자석 실험 시뮬레이션
    • 불꽃 실험 시뮬레이션
    • 디지털교과서 저작도구

조명 및 그림자 (Lighting & Shading)

  • 컴퓨터 그래픽스에서 조명 및 그림자는 사실적인 3D 장면을 표현하기 위한 필수 요소이다. 특히 전역 조명은 실세계의 빛의 작용을 모방하여 사실성을 극대화한다. 일반적으로 조명 및 그림자 계산에는 많은 연산량이 요구되지만, 이를 최소화하여 실시간에 렌더링하기 위한 연구가 계속되고있다.

  • Media Lab에서 수행된 대표적인 조명 및 그림자 연구는 다음과 같다.
    • 부드러운 그림자의 실시간 생성
    • 실시간 전역 조명