화학반응을 이용한 효과적인 연기 제어 시뮬레이션 기법 : An Effective Control Technique of Smoke Simulation through Chemical Kinetics
- 발행기관 서강대학교 대학원
- 지도교수 임인성
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 컴퓨터학
- 식별자(기타) 000000107757
- 본문언어 한국어
목차
컴퓨터 그래픽스에서 물, 불, 연기, 폭발 등의 자연 현상은 3차원 애니메이션이나 영화의 사실성을 높이기 위해서 매우 유용한 특수 효과이며 이를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
최근 그래픽스 분야에서 다양한 물리 기반 시뮬레이션 기법들이 제안 되어 매우 사실적인 이미지를 생산하고 있다.
그러나 특수 효과에 사용되는 유체는 다양한 상황에서 연출자가 원하는 형태나 움직임을 표현할 수 있도록 하는 것이 물리적인 정확성 만큼이나 중요한 부분이다.
이러한 요구에 따라 기존의 물리 기반 시뮬레이션 기법들을 발전시켜 유체를 제어하고자 하는 노력들이 이루어 지고 있다.
그러나 현재까지의 연구 결과는 연기의 형태나 움직임에 있어서 그 제어가 제한적이거나 그 방법이 어려워서 사실상 실제 특수 효과 제작에 유용하게 사용되기 어려운 문제점이 있었다.
본 논문은 물리 기반 유체 시뮬레이션 엔진에 쉽게 적용되어 다양한 효과를 생성할 수 있는 화학 반응을 통해 보다 효율적으로 유체를 제어 하고자 하였다.
영화 등에서 가장 필요로 하는 부분 중 하나인 경로 기반 유체 시뮬레이션과 물체와의 상호작용을 포함하는 유체 시뮬레이션을 위한 기법에 화학 반응을 적용하여 직관적인 제어를 극대화 할 수 있는 시뮬레이션 파이프라인을 설계 하였다.
실험을 통해 그 효율성과 향후 실제 3차원 애니메이션이나 영화의 특수 효과에서 유용하게 사용될 수 있는 가능성을 확인하였다.
목차
Natural phenomena of the fluid such as smoke, water, fire, and explosion are useful visual effects in the computer graphics industry for the realism. Physically based fluid simulation has recently achieved visual realism from Computational Fluid Dynamics (CFD). In the context of a production, it is important to achieve a specific flow animation as much as a physical behavior. They can hardly be used effetively even though any approaches have been proposed in Computer Graphics to control fluid simulation because some are very complicated or difficult. This paper presents an effective control technique of 3D smoke simulation using chemical kinetics. I explained various effects of chemical reaction through parameters which influence the fluid flow. Also, I proposed the `path based control simulation'' and `interaction with solid object'' with chemical reactions which are useful for a production pipeline. This final system manipulates the fluid motion between realistic and stylistic results.
