KR101597792B1 - 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법 - Google Patents

Abstract

연소 과정에서 물체의 형태 변화, 재질 변화 등을 컴퓨터 그래픽으로 표현하는 방법이 개시된다. 본 발명의 일 면에 따른 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법은 (a) 연소 대상이 되는 타겟 객체의 기본 연소량을 설정하는 단계; 및 (b) 시간이 지남에 따라 감소하는 상기 기본 연소량에 기초하여 상기 타겟 객체의 형태 변화, 재질 변화 및 연소 효과 변화 중 적어도 하나를 컴퓨터 그래픽으로 표현하는 단계를 포함한다.

Description

물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법{Graphic simulation method of the object burning process}

본 발명은 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연소 과정에서 물체의 형태 변화, 재질 변화 등을 컴퓨터 그래픽으로 표현하는 방법에 관한 것이다.

특정 객체를 컴퓨터 그래픽을 통해서 사실적으로 표현하기 위해서는 해당 객체에 대한 물리 시뮬레이션과 렌더링 과정이 필요하다. 물리 시뮬레이션을 통해서 객체의 움직임을 결정할 수 있으며, 움직임이 결정된 객체를 시각적으로 표현하는 과정이 렌더링 과정이다.

물리 시뮬레이션 방법은 매우 다양하며, 객체의 상(phase)에 따라서 시뮬레이션 방법이 달라질 수 있다.

예를 들어 고체를 대상으로 하는 물리 시뮬레이션 방법으로는 유한 요소 기법(Finite Element Method)이나 질점-스프링 기법(Mass-spring method)이 사용될 수 있다. 만약 유체(기체 및 액체)를 대상으로 하는 경우에는, Eulerian 기법이나 Lagrangian 기법이 3차원 물리 시뮬레이션 방법으로 사용될 수 있다.

한편 렌더링 방법 또한 객체의 상에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어 고체를 대상으로 렌더링하는 경우에는 일반적으로 고체의 표면만을 일정 개수의 다각형(polygon)으로 나타내는 서피스 기반(surface-based) 렌더링 기법이 사용된다. 반면 적용 대상이 액체나 기체인 경우에는 일반적으로 객체의 내부 정보까지 가시화 시켜줄 수 있는 볼륨 기반(volume-based) 렌더링 기법이 사용되었다. 볼륨 기반 렌더링 방법의 예로는 ray-casting 기법, shear-warping 기법 등이 있다.

이처럼 종래의 기술에 따르면, 구현하고자 하는 객체의 상(phase)에 따라서 객체의 움직임을 계산하기 위한 물리 시뮬레이션 방법이 달라지게 된다. 특히, 객체가 연소되는 경우와 같이 시간이 지남에 따라 객체의 상이 변화하는 경우에는 객체의 움직임을 계산하기 위한 물리 시뮬레이션 방법이 다중 선택되어야 한다.

또한 움직임 계산 후 수행되는 렌더링 과정에서도, 표현하려는 객체의 특성에 따라서 각각 다른 종류의 렌더링 방법을 사용하게 된다. 따라서 객체의 연소 과정에 대한 물리 시뮬레이션 및 렌더링 과정에 있어서 객체 표현의 통일성이 결여되었다.

이에 따라서 물리 시뮬레이션 및 렌더링 수행 시 연산 부하가 커지게 되어 자연스러운 실시간 시각적 처리에 어려움이 발생하고, 고사양의 시스템을 요구하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 연소 과정에서 물체의 형태 변화, 재질 변화 등을 컴퓨터 그래픽으로 적은 그래픽 리소스를 활용하여 표현하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 컴퓨터로 구현 가능한, 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법은 (a) 연소 대상이 되는 타겟 객체의 기본 연소량을 설정하는 단계; 및 (b) 시간이 지남에 따라 감소하는 상기 기본 연소량에 기초하여 상기 타겟 객체의 형태 변화, 재질 변화 및 연소 효과 변화 중 적어도 하나를 컴퓨터 그래픽으로 표현하는 단계를 포함한다.

바람직한 실시예로서, 상기 (b) 단계는 상기 타겟 객체를 구성하는 폴리곤 메쉬(Polygon Mesh) 중에서 연소 과정에서 변경 대상이 되는 변경 메쉬를 선정하는 단계; 연소 과정 중 제1 시점에서 상기 변경 메쉬의 형태가 변경된 결과를 나타내는 타겟 메쉬를 설정하는 단계; 상기 기본 연소량의 변화량에 따라 상기 변경 메쉬의 상태 변화율을 결정하는 단계; 및 상기 변경 메쉬의 상태 변화율에 기초하여 상기 변경 메쉬를 상기 타겟 메쉬에 모사하는 단계를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 제1 시점은 상기 타겟 객체의 연소가 완료되는 시점일 수 있다.

여기서, 상기 모사하는 단계는 상기 변경 메쉬의 버텍스(vertex)와 이에 대응되는 상기 타겟 메쉬의 버텍스 사이의 이동 경로를 따라 상기 변경 메쉬의 상태 변화율만큼 상기 변경 메쉬의 버텍스 위치를 갱신하는 것이다.

바람직한 실시예로서, 상기 (b) 단계는 이벤트, 상기 이벤트 발생 시 상기 타겟 객체에 발생되는 연소 효과(Effect) 및 형태 변경 시점을 설정하는 단계; 및 상기 기본 연소량의 변화율이 상기 변경 시점보다 크면, 상기 연소 효과를 발생하고, 상기 타겟 객체를 교체하는 단계를 포함할 수 있다.

바람직한 실시예로서, 상기 (b) 단계는 상기 타겟 객체의 재질 변화를 표현하기 위한 마스크 텍스처(Mask Texture)를 상기 타겟 객체 표면에 겹치는 단계; 상기 타겟 객체의 재질 변형 시간과 재질 변형 비율 사이의 관계를 나타낸 그래프, 발광(發光)주기 및 상기 재질 변형 시간과 발광 속성 값 사이의 관계를 나타낸 그래프를 정의하는 단계; 및 상기 타겟 객체의 재질 변형 시간과 재질 변형 비율 사이의 관계를 나타낸 그래프에 기초하여, 상기 마스크 텍스처의 속성 값을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 속성 값을 변경하는 단계는 상기 재질 변형 비율에 해당하는 상기 마스크 텍스처의 알파 값을 설정하는 단계; 및 상기 재질 변형 시간과 발광 속성 값 사이의 관계를 나타낸 그래프에 기초하여 상기 발광 주기 동안 상기 발광 속성 값을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 면에 따른 컴퓨터로 구현 가능한, 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법은 (c) 상기 타겟 객체의 적어도 하나 이상의 화재 영역을 정의하는 단계 - 상기 화재 영역은 발화 영역, 연소 영역, 전이 거리 값을 포함 - (d) 상기 화재 영역으로부터 상기 전이 거리 값 내에 존재하는 주변 객체를 검색하는 단계; 및 (e) 상기 주변 객체에 기 설정된 화염 데미지를 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.

바람직한 실시예로서, 상기 (e) 단계는 상기 화재 영역과 상기 주변 객체 사이에 장애물이 있는지 여부를 판단하는 단계; 판단 결과, 장애물이 없는 경우 상기 주변 객체에 적어도 하나 이상의 화재 영역이 정의되어 있는지 여부를 판단하는 단계; 판단 결과, 적어도 하나 이상의 화재 영역이 정의되어 있는 경우, 상기 주변 객체가 발화되어 있는지 여부를 판단하는 단계; 및 판단 결과, 상기 주변 객체가 발화되어 있지 않는 경우, 상기 화염 데미지를 적어도 하나 이상의 화재 영역에 전달하는 단계를 포함할 수 있다.

바람직한 실시예로서, 상기 (b) 단계는 사용자 정의된 물 데미지가 상기 화재 영역에 인가되는 경우, 상기 타겟 객체의 연소로 인해 발생하는 제1 시점의 열량에서 상기 물 데미지를 차감한 제2 시점의 열량 및 상기 물 데미지가 누적된 물 에너지를 연산하는 단계; 연산된 물 에너지의 크기와 상기 제1 시점에서 열량 증가분의 크기를 비교하는 단계; 비교 결과, 연산된 물 에너지의 크기가 상기 열량 증가분보다 큰 경우, 연산된 물 에너지와 상기 열량 증가분의 차분 값을 상기 제2 시점의 열량에 합산하는 단계; 상기 제2 시점의 열량에 상기 차분 값이 합산된 결과에 기초하여 상기 연소 효과 변화를 적용하는 단계; 및 비교 결과, 연산된 물 에너지의 크기가 상기 열량 증가분보다 작은 경우 상기 물 에너지를 초기화하는 단계를 포함할 수 있다.

이상 상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 객체의 연소 과정에 대한 물리 시뮬레이션 및 렌더링 과정에 있어서 객체 표현의 통일성을 꾀할 수 있다.

또한, 연소 과정에서 물체의 형태 변화, 재질 변화 등을 적은 그래픽 리소스를 활용하여 연산함으로써 실시간 그래픽 처리 시, 연산 부하를 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터로 구현 가능한, 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법을 나타내는 흐름도.
도 2는 도 1에 도시된 방법에서 형태 변화 시뮬레이션 과정의 구체적인 프로세스를 나타내는 흐름도.
도 3은 도 1에 도시된 방법에서 재질 변화 시뮬레이션 과정의 구체적인 프로세스를 나타내는 흐름도.
도 4는 도 1에 도시된 방법에서 연소 효과 변화 시뮬레이션 과정의 구체적인 프로세스를 나타내는 흐름도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터로 구현 가능한, 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법을 나타내는 흐름도.
도 6a 내지 도 6c는 도 2의 형태 변화 시뮬레이션 과정을 예시적으로 설명하는 도면.
도 7a 내지 도 7c는 도 3의 재질 변화 시뮬레이션 과정을 예시적으로 설명하는 도면.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가급적 동일한 부호를 부여하고 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

물체(혹은 객체)가 발화하여 연소가 종료할 때까지 다양한 상태 변화를 가진다. 이중에서 연소 물체의 형태 변화, 재질 변화, 연소 효과 변화(예컨대, 화염, 연기 등)이 대표적이다. 기본적으로 연소 물체는 기본 연소량을 속성으로 가지고 있으며, 연소 시에 상기 기본 연소량은 시간이 지남에 따라 기 설정된 수치만큼 감소한다. 본 발명은 시간이 지남에 따라 상기 기본 연소량의 변화량에 기초하여 연소 물체의 형태 변화, 재질 변화, 연소 효과 변화를 컴퓨터 그래픽으로 시뮬레이션 하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 연소 물체에 화재 소화 물질(예컨대, 물 등)이 인가된 경우, 인가된 화재 소화 물질의 소화 능력에 따라 연소로 인해 발생하는 열량에 가해지는 데미지(Damage)를 연산하고, 열량 변화량 및 기본 연소량의 변화량에 따른 연소 물체의 형태 변화, 재질 변화, 연소 효과 변화를 컴퓨터 그래픽으로 시뮬레이션 하는 방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터로 구현 가능한, 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법을 나타내는 흐름도이다. 설명의 편의를 위해, 물체가 연소 중 소화를 위해 물이 인가되고 있는 상황을 가정한다.

도 1을 참조하면, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 연소 대상이 되는 타겟 객체에 화염 데미지가 발생한 것으로 판단되면(S10), 상기 화염 데미지의 크기와 소화를 위해 인가되고 있는 물의 에너지 크기를 비교한다(S20).

비교 결과, 상기 화염 데미지의 크기가 물의 에너지의 크기보다 크면, 타겟 객체의 어느 지점에서 발화가 시작된다(S30). 여기서, 상기 타겟 객체에는 적어도 하나 이상의 화재 영역이 정의된다. 예컨대, 상기 화재 영역은 상기 화염 데미지가 가해질 경우 발화가 시작되는 발화 영역에 관한 정보와, 상기 타겟 객체에서 연소가 되는 영역과 그렇지 않은 영역을 구분하는 연소 영역에 관한 정보와, 상기 타겟 객체에서 시발하여 주변으로 화재를 전이시킬 수 있는 능력을 의미하는 전이 거리 값에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

한편, 기본적으로 타겟 객체는 기본 연소량을 속성으로 가지고 있으며, 연소 시에 상기 기본 연소량은 시간이 지남에 따라 기 설정된 수치만큼 감소함은 전술한 바와 같다.

이후, 상기 기본 연소량의 변화량에 따라 타겟 객체의 형태 변화 시뮬레이션(S40)과, 재질 변화 시뮬레이션(S50)과, 상기 기본 연소량의 변화량 및 열량 변화량에 따라 연소 효과 변화 시뮬레이션(S60)이 수행된다. 각각의 시뮬레이션의 구체적인 프로세스는 도 2 내지 도 4를 참조하여 후술한다.

이후, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 상기 타겟 객체의 상기 기본 연소량이 소진되었는지 여부를 판단하고(S70), 그 결과 상기 기본 연소량이 소진된 경우에는 상기 형태 변화 시뮬레이션, 상기 재질 변화 시뮬레이션, 상기 연소 효과 변화 시뮬레이션을 종료한다.

다른 한편으로, 상기 기본 연소량이 잔존한 경우, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 연소로 인해 발생하는 열량의 증가량을 연산하고(S80), 열량의 증가량은 다시 연소 효과 변화 시뮬레이션(S60)에 반영된다.

형태 변화 시뮬레이션( S40 )

도 2는 도 1에 도시된 방법에서 형태 변화 시뮬레이션 과정의 구체적인 프로세스를 나타내는 흐름도이다.

도 2를 참조하면 먼저, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 상기 타겟 객체를 구성하는 폴리곤 메쉬(Polygon Mesh) 중에서 연소 과정에서 변경 대상이 되는 변경 메쉬를 선정한다(S41).

주지된 바와 같이, 컴퓨터 그래픽으로 렌더링된 3차원 객체의 표면은 다수의 폴리곤 메쉬로 구성된다. 전술한 바와 같이, 상기 타겟 객체에서 연소가 되는 영역과 그렇지 않은 영역은 구분되어 정의되고, 연소가 되는 영역을 구성하는 일부 폴리곤 메쉬가 연소 과정에서 변경 대상이 되는 변경 메쉬로 선정된다.

이후, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 연소 과정 중 어느 일 시점에서 상기 변경 메쉬의 형태가 변경된 결과를 나타내는 타겟 메쉬를 설정한다(S42). 예컨대, 상기 어느 일 시점은 연소가 종료된 시점을 의미할 수 있다.

연소 과정에서 타겟 객체의 지속적인 형태변화(Shape Blending)는 특정 메쉬의 초기 형태에서 연소 후 결과인 최종 형태로 자연스러운 변화로 표현될 수 있다. 이를 위해서, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 연소가 종료된 시점에 변경 메쉬의 형태가 변경된 최종 결과를 나타내는 타겟 메쉬를 설정한다.

이후, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 기본 연소량의 변화량에 따른 상기 변경 메쉬의 상태 변화율을 결정한다(S45). 예컨대, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 기본 연소량의 변화량과 상기 변경 메쉬의 상태 변화율 사이의 관계가 정의된 함수 또는 그래프를 기 저장할 수 있다. 타겟 객체의 기본 연산량에 대한 현재 연소량의 비율을 의미하는 상기 기본 연소량의 변화량이 결정되면, 기 정의된 함수 또는 그래프에서 상기 기본 연소량의 변화량에 대응되는 상기 변경 메쉬의 상태 변화율이 결정된다.

이후, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 상기 변경 메쉬의 상태 변화율에 기초하여 상기 변경 메쉬를 상기 타겟 메쉬에 모사한다(S47).

예컨대, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 상기 변경 메쉬의 버텍스(vertex)와 이에 대응되는 상기 타겟 메쉬의 버텍스 사이의 매칭 정보를 기 저장할 수 있으며, 이를 이용하여 버텍스 사이의 이동 경로를 산출한다. 그리고 컴퓨터 그래픽 처리장치는 상기 변경 메쉬의 상태 변화율만큼 상기 이동 경로 따라 상기 변경 메쉬의 버텍스 위치를 갱신함으로써, 상기 변경 메쉬를 상기 타겟 메쉬에 모사한다.

본 발명에 의해 타겟 객체의 형태 변화가 시뮬레이션 되는 과정이 도 6a 내지 도 6c에 예시적으로 도시된다. 여기서, 도 6a에는 연소가 발생하기 전 타겟 객체의 메쉬 구조가 도시되고, 도 6b에는 연소 과정 중간의 어느 일 시점에서 타겟 객체의 메쉬 구조가 변형된 결과가 도시되고, 도 6c에는 연소 종료된 시점에서 타겟 객체의 메쉬 구조가 변형된 결과가 도시된다.

다른 한편으로, 연소 과정에서 타겟 객체의 순간적인 상태변화가 컴퓨터 그래픽으로 표현될 수 있다. 이는 폭발이나 순간적인 충격에 의한 변형을 표현하기 위한 방법이다. 이를 위해 이벤트, 상기 이벤트 발생 시 상기 타겟 객체에 발생되는 연소 효과(Effect) 및 형태 변경 시점, 변경으로 인한 충격 범위, 충격량 등이 설정된다.

이후, 상기 기본 연소량의 변화율이 상기 변경 시점에 도달하면, 변경 이벤트가 시작되면서 이에 해당하는 연소 효과가 발생한다. 그리고 순간적으로 타겟 객체를 지우고 새로운 객체를 생성하여 교체한다. 이 때 충격 범위 내에 주변 객체가 있으면 충격량을 주변 객체로 전달하여, 폭발과 같은 현상을 표현한다.

재질 변화 시뮬레이션( S50 )

도 3은 도 1에 도시된 방법에서 재질 변화 시뮬레이션 과정의 구체적인 프로세스를 나타내는 흐름도이다. 재질 변화는 연소로 인해 재로 변하거나, 그을음, 화염으로 인한 Emission(발광, 發光)효과 등을 표현한다. 이러한 표현을 위한 텍스처(Texture)들은 별도의 매터리얼(Material)로 묶여 발화시에 타겟 객체의 표면에 덮어씌워진다. 기본적으로 변경될 텍스처와 발광 효과를 표현하기 위한 마스크 텍스처(Mask Texture)가 필요하며, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 마스크 텍스처의 색상 값을 조정한다. 발화가 시작되면 변형 시간 동안 변형 비율 그래프의 값으로 마스크 텍스처의 알파(Alpha)값이 증가한다. 이때 발광 주기 동안 기 설정된 발광 효과 그래프 값만큼 알파 값은 증감을 반복한다. 이하에서는, 도 3을 참조하여 재질 변화 시뮬레이션의 구체적인 과정을 설명한다.

도 3을 참조하면, 먼저 컴퓨터 그래픽 처리장치는 상기 타겟 객체의 재질 변화를 표현하기 위한 마스크 텍스처(Mask Texture)를 상기 타겟 객체 표면에 겹친다(S51). 여기서, 상기 마스크 텍스처는 연소로 인한 재질 변화, 즉 재로 변화거나, 그을음, 화염으로 인한 발광 효과 등을 표현하기 위해 별도의 매터리얼로 묶어 관리하는 텍스처 집합을 의미한다.

이후, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 상기 타겟 객체의 재질 변형 시간과 재질 변형 비율 사이의 관계를 나타낸 그래프, 발광(發光)주기 및 상기 재질 변형 시간과 발광 속성 값 사이의 관계를 나타낸 그래프를 정의한다(S53).

이후, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 상기 타겟 객체의 재질 변형 시간과 재질 변형 비율 사이의 관계를 나타낸 그래프에 기초하여, 상기 마스크 텍스처의 속성 값을 변경한다.

예컨대, 상기 속성 값의 변경은 상기 재질 변형 비율에 해당하는 상기 마스크 텍스처의 알파 값을 설정하는 과정과, 상기 재질 변형 시간과 발광 속성 값 사이의 관계를 나타낸 그래프에 기초하여 상기 발광 주기 동안 상기 발광 속성 값을 변경하는 과정을 통해 수행될 수 있다.

본 발명에 의해 타겟 객체의 재질 변화가 시뮬레이션 되는 과정이 도 7a 내지 도 7c에 예시적으로 도시된다. 여기서, 도 7a에는 연소가 발생하기 전 타겟 객체의 재질 형태가 도시되고, 도 7b에는 연소 과정 중간의 어느 일 시점에서 타겟 객체의 재질 형태가 변형된 결과가 도시되고, 도 7c에는 연소 종료된 시점에서 타겟 객체의 재질 형태가 변형된 결과가 도시된다.

연소 효과 변화 시뮬레이션( S60 )

도 4는 도 1에 도시된 방법에서 연소 효과 변화 시뮬레이션 과정의 구체적인 프로세스를 나타내는 흐름도이다.

도 4를 참조하면 먼저, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 연소 대상이 되는 타겟 객체의 소화를 위해 물이 인가되고 있는 경우, 인가되는 물에 의해 상기 타겟 객체의 열량에 입히는 데미지를 파악하고(S61), 이 물 데미지를 상기 타겟 객체의 연소로 인해 발생하는 열량과 비교한다(S62).

비교 결과, 상기 물 데미지의 크기가 열량보다 크면, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 상기 타겟 객체의 연소로 인해 발생하는 어느 일 시점(이하, 제 1시점)의 열량에서 물 데미지를 차감한 다른 시점(이하, 제2 시점)의 열량 및 물 데미지가 누적된 물 에너지를 연산한다(S63).

예컨대, 물 데미지의 크기가 A이고, 어느 일 시점에서 상기 타겟 객체의 연소로 발생하는 열량의 크기가 B라고 가정하자. 만약, A가 B보다 크다면, 화재는 종료되고, 이에 따라 컴퓨터 그래픽 처리장치는 형태 변화, 재질 변화, 연소 효과 변화 시뮬레이션을 종료할 것이다.

이와 반대로, A가 B보다 작다면, 화재는 계속 진행될 것이지만 물 데미지에 의해 열량이 감소한 효과를 컴퓨터 그래픽으로 표현 한다. 구체적으로, 물이 화재 영역에 데미지를 전달하면, 열량은 그 물 데미지만큼 감소하고 물 데미지는 물 에너지로 누적된다. 또한, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 물 데미지의 크기만큼, 혹은 감소한 열량에 해당하는 수증기 발생 효과를 컴퓨터 그래픽으로 표현한다.

이후, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 누적 연산된 물 에너지의 크기와 상기 제1 시점에서 열량 증가분의 크기를 비교한다(S64).

비교 결과, 누적 연산된 물 에너지의 크기가 상기 제1 시점에서 열량 증가분의 크기보다 작으면 물 에너지는 초기화되고, 수증기 분출은 중지된다(S65).

이와 반대로, 누적 연산된 물 에너지의 크기가 상기 제1 시점에서 열량 증가분의 크기보다 크다면, 상기 누적 연산된 물 에너지와 상기 열량 증가분의 차분 값을 제2 시점의 열량에 합산한다(S80).

이후, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 제2 시점의 열량에 차분 값이 합산된 결과에 기초하여 연소 효과 변화를 적용한다(S66).

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 물체의 연소과정 그래픽 시뮬레이션 방법을 설명한다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터로 구현 가능한, 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법을 나타내는 흐름도이다.

먼저, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 연소 대상이 되는 타겟 객체의 기본 연소량을 설정한다(S100). 기본적으로 연소 물체는 기본 연소량을 속성으로 가지고 있으며, 연소 시에 상기 기본 연소량은 시간이 지남에 따라 기 설정된 수치만큼 감소한다.

이후, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 시간이 지남에 따라 감소하는 상기 기본 연소량에 기초하여 상기 타겟 객체의 형태 변화, 재질 변화 및 연소 효과 변화 중 적어도 하나를 컴퓨터 그래픽으로 표현한다(S200). 타겟 객체의 형태 변화, 재질 변화 및 연소 효과 변화에 대한 시뮬레이션 동작은 도 2 내지 도 4를 참조하여 전술하였으므로 이에 대한 구체적인 내용은 생략한다.

이후, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 상기 타겟 객체의 적어도 하나 이상의 화재 영역을 정의한다(S300). 예컨대, 연소 물체들은 1개 이상의 화재 영역을 가지고 있다. 화재 영역은 발화 영역, 연소 영역, 전이 거리를 정의한다.

여기서, 발화 영역은 화염 데미지가 가해질 경우 발화가 시작되는 영역을 의미하고, 연소 영역은 상기 타겟 객체에서 연소가 되는 영역과 그렇지 않은 영역을 구분하는 정보를 의미하고, 전이 거리 값은 상기 타겟 객체에서 시발하여 주변으로 화재를 전이시킬 수 있는 능력을 의미한다.

이후, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 상기 화재 영역으로부터 상기 전이 거리 값 내에 존재하는 주변 객체를 검색한다(S400). 예컨대, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 발화된 화재 영역을 기준으로 주기적으로 전이 거리 내에 있는 주변 객체를 검색한다.

이후, 컴퓨터 그래픽 처리장치는 상기 주변 객체에 기 설정된 화염 데미지를 전달하는데(S500), 이는 상기 화재 영역과 상기 주변 객체 사이에 장애물이 있는지 여부를 판단하는 단계, 판단 결과, 장애물이 없는 경우 상기 주변 객체에 적어도 하나 이상의 화재 영역이 정의되어 있는지 여부를 판단하는 단계, 판단 결과, 적어도 하나 이상의 화재 영역이 정의되어 있는 경우, 상기 주변 객체가 발화되어 있는지 여부를 판단하는 단계, 판단 결과, 상기 주변 객체가 발화되어 있지 않는 경우, 상기 화염 데미지를 적어도 하나 이상의 화재 영역에 전달하는 단계로 이루어질 수 있다.

한편, 상기에서 설명한 본 발명에 의한 그래픽 처리장치에서 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법은 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록하여 제공될 수 있다.

본 발명에 의한 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법은 소프트웨어를 통해 실행될 수 있다. 소프트웨어로 실행될 때, 본 발명의 구성 수단들은 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 판독 가능 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, DVD±ROM, DVD-RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크(hard disk), 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

1. 컴퓨터로 구현 가능한, 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법에 있어서,
   (a) 연소 대상이 되는 타겟 객체의 기본 연소량을 설정하는 단계; 및 (b) 시간이 지남에 따라 감소하는 상기 기본 연소량에 기초하여 상기 타겟 객체의 형태 변화, 재질 변화 및 연소 효과 변화 중 적어도 하나를 컴퓨터 그래픽으로 표현하는 단계를 포함하되,
   상기 (b) 단계는,
   상기 타겟 객체를 구성하는 폴리곤 메쉬(Polygon Mesh) 중에서 연소 과정에서 변경 대상이 되는 변경 메쉬를 선정하는 단계;
   연소 과정 중 제1 시점에서 상기 변경 메쉬의 형태가 변경된 결과를 나타내는 타겟 메쉬를 설정하는 단계;
   상기 기본 연소량의 변화량에 따라 상기 변경 메쉬의 상태 변화율을 결정하는 단계; 및
   상기 변경 메쉬의 상태 변화율에 기초하여 상기 변경 메쉬를 상기 타겟 메쉬에 모사하는 단계를 포함하는 것
   인 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 시점은 상기 타겟 객체의 연소가 완료되는 시점인 것인 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 모사하는 단계는,
   상기 변경 메쉬의 버텍스(vertex)와 이에 대응되는 상기 타겟 메쉬의 버텍스 사이의 이동 경로를 따라 상기 변경 메쉬의 상태 변화율만큼 상기 변경 메쉬의 버텍스 위치를 갱신하는 것
   인 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는,
   이벤트, 상기 이벤트 발생 시 상기 타겟 객체에 발생되는 연소 효과(Effect) 및 형태 변경 시점을 설정하는 단계; 및
   상기 기본 연소량의 변화율이 상기 변경 시점보다 크면, 상기 연소 효과를 발생하고, 상기 타겟 객체를 교체하는 단계를 더 포함하는 것
   인 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는,
   상기 타겟 객체의 재질 변화를 표현하기 위한 마스크 텍스처(Mask Texture)를 상기 타겟 객체 표면에 겹치는 단계;
   상기 타겟 객체의 재질 변형 시간과 재질 변형 비율 사이의 관계를 나타낸 그래프, 발광(發光)주기 및 상기 재질 변형 시간과 발광 속성 값 사이의 관계를 나타낸 그래프를 정의하는 단계; 및
   상기 타겟 객체의 재질 변형 시간과 재질 변형 비율 사이의 관계를 나타낸 그래프에 기초하여, 상기 마스크 텍스처의 속성 값을 변경하는 단계를 더 포함하는 것
   인 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 속성 값을 변경하는 단계는,
   상기 재질 변형 비율에 해당하는 상기 마스크 텍스처의 알파 값을 설정하는 단계; 및
   상기 재질 변형 시간과 발광 속성 값 사이의 관계를 나타낸 그래프에 기초하여 상기 발광 주기 동안 상기 발광 속성 값을 변경하는 단계를 포함하는 것
   인 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법.
   
   
8. 제1항에 있어서,
   (c) 상기 타겟 객체의 적어도 하나 이상의 화재 영역을 정의하는 단계 - 상기 화재 영역은 발화 영역, 연소 영역, 전이 거리 값을 포함 -;
   (d) 상기 화재 영역으로부터 상기 전이 거리 값 내에 존재하는 주변 객체를 검색하는 단계; 및
   (e) 상기 주변 객체에 기 설정된 화염 데미지를 전달하는 단계
   를 더 포함하는 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법.
   
9. 제8항에 있어서, 상기 (e) 단계는,
   상기 화재 영역과 상기 주변 객체 사이에 장애물이 있는지 여부를 판단하는 단계;
   판단 결과, 장애물이 없는 경우 상기 주변 객체에 적어도 하나 이상의 화재 영역이 정의되어 있는지 여부를 판단하는 단계;
   판단 결과, 적어도 하나 이상의 화재 영역이 정의되어 있는 경우, 상기 주변 객체가 발화되어 있는지 여부를 판단하는 단계; 및
   판단 결과, 상기 주변 객체가 발화되어 있지 않는 경우, 상기 화염 데미지를 적어도 하나 이상의 화재 영역에 전달하는 단계를 포함하는 것
   인 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는,
    사용자 정의된 물 데미지가 화재 영역에 인가되는 경우, 상기 타겟 객체의 연소로 인해 발생하는 제1 시점의 열량에서 상기 물 데미지를 차감한 제2 시점의 열량 및 상기 물 데미지가 누적된 물 에너지를 연산하는 단계;
    연산된 물 에너지의 크기와 상기 제1 시점에서 열량 증가분의 크기를 비교하는 단계;
    비교 결과, 연산된 물 에너지의 크기가 상기 열량 증가분보다 큰 경우, 연산된 물 에너지와 상기 열량 증가분의 차분 값을 상기 제2 시점의 열량에 합산하는 단계;
    상기 제2 시점의 열량에 상기 차분 값이 합산된 결과에 기초하여 상기 연소 효과 변화를 적용하는 단계; 및
    비교 결과, 연산된 물 에너지의 크기가 상기 열량 증가분보다 작은 경우 상기 물 에너지를 초기화하는 단계를 더 포함하는 것
    인 물체의 연소 과정 그래픽 시뮬레이션 방법.

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