KR20180062901A

KR20180062901A - 회전 및 상승하는 화구 생성방법

Info

Publication number: KR20180062901A
Application number: KR1020160163101A
Authority: KR
Inventors: 황민식; 이현석
Original assignee: 동서대학교산학협력단
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2018-06-11
Also published as: KR101978026B1

Abstract

본 발명은 폭파효과를 위한 주 유체 방출자와 보조 유체 방출자 그룹을 생성하고 와류(Vortex)와 난기류(Turbulence)를 종속시켜 화염과 연기의 구 형태의 오브젝트(Object)를 생성하는 것으로,
본 발명은 유체 폭파 시뮬레이션의 폭파모형의 중심이 되는 구 형태의 화염과 연기의 구 형태를 효과적으로 생성하는 기술을 통해 해당 신(Scene)의 완성도를 높이고, 폭파현상을 컴퓨터 그래픽을 통해 구현할 때 현실적인 물리적·화학적인 요소를 직관적으로 적용할 수 있어 사실성에 중점을 둔 효과를 시뮬레이션하여 관련 콘텐츠의 세계적인 경쟁력 확보에 기여하고, 작업자가 보다 쉽게 고 퀄리티의 콘텐츠를 편리하며 효율적인 생산할 수 있고, 입력(Input)에 오브젝트를 연결하여 큰 수정이나 제어 없이 효과적인 출력(Output)을 생산할 수 있는 현저한 효과가 있다.

Description

회전 및 상승하는 화구 생성방법 { rotating and ascending fireball generating method }

본 발명은 회전 및 상승하는 화구 생성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체 폭파 시뮬레이션의 폭파모형의 중심이 되는 구 형태의 화염과 연기의 구 형태를 효과적으로 생성하는 기술을 통해 해당 신(Scene)의 완성도를 높이고, 폭파현상을 컴퓨터 그래픽을 통해 구현할 때 현실적인 물리적·화학적인 요소를 직관적으로 적용할 수 있어 사실성에 중점을 둔 효과를 시뮬레이션하여 관련 콘텐츠의 세계적인 경쟁력 확보에 기여하고, 작업자가 보다 쉽게 고 퀄리티의 콘텐츠를 편리하며 효율적인 생산할 수 있고, 입력(Input)에 오브젝트를 연결하여 큰 수정이나 제어 없이 효과적인 출력(Output)을 생산할 수 있는 회전 및 상승하는 화구 생성방법에 관한 것이다.

시각효과의 폭파효과를 구성하는 많은 이펙트(Effect) 요소(Element) 중 화염과 연기는 가장 많은 부분을 차지하며 효과의 디테일을 높여주는데 중요한 역할을 담당한다.

화염과 연기는 폭파를 형성하는 물리적·화학적 작용에 의한 힘에 분출에 의해 방출된 후 유체 안에서 물체가 중력이 작용하는 힘의 방향과 반대로 작용하는 힘인 부력(Buoyancy)에 의해 상승하게 된다.

상승하던 유체는 와류(Vortex)현상에 의해 회전하며 구의 형태(Sphere Shape)을 만들어내는데 이는 폭파 전체 모양을 담당하는 중요한 요소로 작용한다.

종래기술로서 공개특허공보 공개번호 제10-2016-0006087호의 시각 효과를 가지는 객체를 디스플레이하는 장치 및 방법에 있어서, 디스플레이 방법으로서, 적어도 하나의 가상 광원(virtual light source)이 설정된 객체(object)를 가상 환경(virtual environment)에 디스플레이하는 단계, 상기 적어도 하나의 가상 광원에 기초하여, 상기 가상 환경에서 상기 객체 주위의 가상 영역을 조명(illuminate)하는 단계를 포함하는 디스플레이 방법이라고 기재되어 있다.

다른 종래기술로서 공개특허공보 공개번호 제10-2008-0042835호의 사용자 인터페이스의 액티브 콘텐트에서의 확장가능한시각적 이펙트에 있어서, 시각적 이펙트(effect)를 시각적 요소에 적용하기 위한 방법으로서, 각각이 변형 함수를 포함하는 하나 이상의 이펙트들, 입력 및 출력을 포함하는 DAG(Directed Acyclic Graph)를 제공하는 단계; 상기 입력에 시각적 요소를 제공하는 단계; 상기 DAG에 상기 하나 이상의 이펙트들 중의 다음 이펙트가 존재하는지 여부를 판정하고, 만약 존재한다면, 다음 이펙트의 입력에 상기 시각적 요소를 제공하고, 상기 시각적 요소의 포맷이 상기 다음 이펙트와 호환가능한지 여부를 판정하고, 만약 호환가능하지 않다면, 상기 시각적 요소를 호환가능한 포맷으로 변환하고, 상기 시각적 요소를 상기 다음 이펙트를 이용하여 변경하도록, 상기 다음 이펙트의 변형 함수를 상기 시각적 요소에 적용하고, 상기 DAG에 상기 하나 이상의 이펙트들 중의 다른 다음 이펙트가 존재하지 않을 때까지 상기 판정 단계를 반복하는 단계; 및 상기 출력에 상기 시각적 요소를 제공하는 단계를 포함하는 방법이라고 기재되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 구성은 불규칙한 와류현상의 기본적인 설정 값만 시용하여 유체의 구 형태를 생성하는데 한계가 있는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명 회전 및 상승하는 화구 생성방법을 통하여, 유체 폭파 시뮬레이션의 폭파모형의 중심이 되는 구 형태의 화염과 연기의 구 형태를 효과적으로 생성하는 기술을 통해 해당 신(Scene)의 완성도를 높이고, 폭파현상을 컴퓨터 그래픽을 통해 구현할 때 현실적인 물리적·화학적인 요소를 직관적으로 적용할 수 있어 사실성에 중점을 둔 효과를 시뮬레이션하여 관련 콘텐츠의 세계적인 경쟁력 확보에 기여하고, 작업자가 보다 쉽게 고 퀄리티의 콘텐츠를 편리하며 효율적인 생산할 수 있고, 입력(Input)에 오브젝트를 연결하여 큰 수정이나 제어 없이 효과적인 출력(Output)을 생산할 수 있는 회전 및 상승하는 화구 생성방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 폭파효과를 위한 주 유체 방출자와 보조 유체 방출자 그룹을 생성하고 와류(Vortex)와 난기류(Turbulence)를 종속시켜 화염과 연기의 구 형태의 오브젝트(Object)를 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 유체 폭파 시뮬레이션의 폭파모형의 중심이 되는 구 형태의 화염과 연기의 구 형태를 효과적으로 생성하는 기술을 통해 해당 신(Scene)의 완성도를 높이고, 폭파현상을 컴퓨터 그래픽을 통해 구현할 때 현실적인 물리적·화학적인 요소를 직관적으로 적용할 수 있어 사실성에 중점을 둔 효과를 시뮬레이션하여 관련 콘텐츠의 세계적인 경쟁력 확보에 기여하고, 작업자가 보다 쉽게 고 퀄리티의 콘텐츠를 편리하며 효율적인 생산할 수 있고, 입력(Input)에 오브젝트를 연결하여 큰 수정이나 제어 없이 효과적인 출력(Output)을 생산할 수 있는 현저한 효과가 있다.

도 1은 회전 및 상승하는 화구 생성방법의 개념도
도 2는 회전 및 상승하는 화구 생성방법의 전체 시스템 흐름도
도 3은 회전 및 상승하는 화구 생성방법의 Fireball Emitter 생성 순서도
도 4는 회전 및 상승하는 화구 생성방법의 Fireball Emitter에 와류와 난기류 속성 부여 순서도

또한, 상기 시뮬레이션이 완료된 유체 폭파효과 모형으로부터 Y축 방향으로 상승운동하는 물체(Object)의 속도(Velocity)를 추출하는 속도 추출단계; 추출한 속도(Velocity)를 부여하여 운동하는 구 형태의 오브젝트(Sphere Object)를 생성하는 오브젝트 생성단계; 구 형태의 오브젝트(Sphere Object)의 일부 포인트 위치(Point Position) 값을 추출하는 포인트 위치 추출단계; 추출된 포인트 위치(Point Position)의 위치 재설정(Reposition)을 통해 불규칙한 외형의 오브젝트(Object)로 변환하는 오브젝트외형 변화단계; 변환된 오브젝트(Object)에 구 형태의 바운딩 박스(Bounding Box)를 결속(Bind)하고 중심점을 추출하는 중심점 추출단계; 중심점을 기준으로 가장 거리(Distance)가 먼 포인트(Point)를 다수 개 추출한 후, 각각의 포인트(Point)의 위치(Position)를 추출하는 1차 포인트위치 추출단계; 유체 방출자를 포인트(Point)의 개수만큼 생성하여 각각의 포인트(Point) 위치(Position)에 종속하는 1차 포인트위치 종속단계; 생성한 구 형태의 바운딩 박스(Bounding Box)의 위치(Position)와 규모(Scale) 값을 추출하여 동일한 위치(Position)와 규모(Scale)의 볼륨형태 와류(Vortex)를 생성하는 와류 생성단계; 볼륨형태의 와류(Vortex)를 생성한 구 형태의 오브젝트(Sphere Object)에 종속하는 와류 종속단계; 생성한 구 형태의 바운딩 박스(Bounding Box)의 6개의 포인트(Point)의 위치(position) 값을 추출하는 2차 포인트위치 추출단계; 추출된 포인트(Point)의 개수만큼 볼륨 형태의 난기류(Turbulence)를 생성하는 난기류 생성단계; 생성된 난기류(Turbulence)들을 추출된 포인트(Point) 위치(Position)에 종속하는 2차 포인트위치 종속단계; 생성한 구 형태의 오브젝트(Sphere Object)를 유체 방출자로 등록하는 유체 방출자 등록단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 생성된 구 형태의 오브젝트(Object)는 기존 폭파의 운동속도와 연동되며 폭파효과 모형을 견인하는 역할을 담당하여 전체 폭파 시뮬레이션을 사실적으로 구현하는 역할을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 첨부 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 회전 및 상승하는 화구 생성방법의 개념도, 도 2는 회전 및 상승하는 화구 생성방법의 전체 시스템 흐름도, 도 3은 회전 및 상승하는 화구 생성방법의 Fireball Emitter 생성 순서도, 도 4는 회전 및 상승하는 화구 생성방법의 Fireball Emitter에 와류와 난기류 속성 부여 순서도이다.

본 발명에 대해 구체적으로 기술하면, 본 발명은 폭파효과를 위한 주 유체 방출자와 보조 유체 방출자 그룹을 생성하고 와류(Vortex)와 난기류(Turbulence)를 종속시켜 화염과 연기의 구 형태의 오브젝트(Object)를 생성하는 것이다.

상기 주 유체 방출자를 따라 보조 유체 방출자 그룹에 포함된 보조 유체 방출자들이 일정거리 이내에서 움직이게 된다.

이때, 상기 보조 유체 방출자들은 와류와 난기류를 종속시켜 주 유체 방출자를 기준으로 시간적이나 공간적으로 불규칙하게 움직이게 되어, 상기 다수 개의 유체 방출자들이 소용돌이 치는 듯한 형상을 가지게 된다.

상기 주 유체 방출자와 보조 방출자에서 오브젝트가 생성되어 움직이게 되는 것이다.

그리고 상기 생성된 구 형태의 오브젝트(Object)는 기존 폭파의 운동속도와 연동되며 폭파효과 모형을 견인하는 역할을 담당하여 전체 폭파 시뮬레이션을 사실적으로 구현하는 역할을 수행하는 것이다.

상기 주 유체 방출자에서 생성되는 구 형태의 오브젝트는 화염구(fire ball)에서 중심의 메인 구체가 되고, 보조 방출자에서 생성되는 구 형태의 오브젝트는 메인 구체의 주변에서 화염과 연기를 불규칙적으로 생성함에 따라 현실적으로 보이게 하기 위해 사용된다.

상기 시뮬레이션이 완료된 유체 폭파효과 모형으로부터 Y축 방향으로 상승운동하는 물체(Object)의 속도(Velocity)를 추출하는 속도 추출단계; 추출한 속도(Velocity)를 부여하여 운동하는 구 형태의 오브젝트(Sphere Object)를 생성하는 오브젝트 생성단계; 구 형태의 오브젝트(Sphere Object)의 일부 포인트 위치(Point Position) 값을 추출하는 포인트 위치 추출단계; 추출된 포인트 위치(Point Position)의 위치 재설정(Reposition)을 통해 불규칙한 외형의 오브젝트(Object)로 변환하는 오브젝트외형 변화단계; 변환된 오브젝트(Object)에 구 형태의 바운딩 박스(Bounding Box)를 결속(Bind)하고 중심점을 추출하는 중심점 추출단계; 중심점을 기준으로 가장 거리(Distance)가 먼 포인트(Point)를 다수 개 추출한 후, 각각의 포인트(Point)의 위치(Position)를 추출하는 1차 포인트위치 추출단계; 유체 방출자를 포인트(Point)의 개수만큼 생성하여 각각의 포인트(Point) 위치(Position)에 종속하는 1차 포인트위치 종속단계; 생성한 구 형태의 바운딩 박스(Bounding Box)의 위치(Position)와 규모(Scale) 값을 추출하여 동일한 위치(Position)와 규모(Scale)의 볼륨형태 와류(Vortex)를 생성하는 와류 생성단계; 볼륨형태의 와류(Vortex)를 생성한 구 형태의 오브젝트(Sphere Object)에 종속하는 와류 종속단계; 생성한 구 형태의 바운딩 박스(Bounding Box)의 6개의 포인트(Point)의 위치(position) 값을 추출하는 2차 포인트위치 추출단계; 추출된 포인트(Point)의 개수만큼 볼륨 형태의 난기류(Turbulence)를 생성하는 난기류 생성단계; 생성된 난기류(Turbulence)들을 추출된 포인트(Point) 위치(Position)에 종속하는 2차 포인트위치 종속단계; 생성한 구 형태의 오브젝트(Sphere Object)를 유체 방출자로 등록하는 유체 방출자 등록단계; 로 이루어지는 것이다.

한편, 상기 바운딩 박스(Bounding Box)는 대체물질 등의 오브젝트를 감싸는 육면체의 형상의 박스이며, 상기 바운딩 박스는 오브젝트 간의 충돌처리여부를 확인할 시 연산시간을 최적화하기 위해 사용된다.

이때, 상기 바운딩 박스(bounding box)는 비교적 포인트(Point)의 수가 적은 대체물질이 규칙적인 면(Face)을 가질 때뿐만 아니라, 불규칙한 곡면을 가지게 되어 포인트(Point)가 헤아릴 수 없이 많은 불규칙한 곡면을 가지는 대체물질 등의 오브젝트에서도 적용하여 사용함에 따라, 연산처리를 최적화하여 연산시간을 단축시킬 수 있다.

상기 1차 포인트위치 추출단계는 중심점을 기준으로 가장 거리(Distance)가 먼 포인트(Point)를 다수 개 추출하되, 적절하게는 10개 이상 100 이하, 더 적절하게는 20개를 추출하는 것이며, 추출된 각각의 포인트(Point)의 위치(Position)를 추출하는 것이다.

상기 포인트의 위치가 10개 미만이면, 너무 화염의 형상이 불규칙적으로 타오르는 실제 화염의 형상을 보이지 못하고, 100개를 초과하면 너무 불꽃이 많이 뭉치게 되어 오히려 불꽃의 형상이 원형에 가까워져서 불규칙적으로 타오르는 실제 불꽃의 형상을 보이지 못한다.

상기 2차 포인트위치 추출단계에서 6개의 포인트(Point)는 바운딩 박스(Bounding Box)의 X, -X, Y, -Y, Z, -Z축 상의 각각의 끝점이다.

상기 주 방출자에서 생성된 구 형태의 오브젝트가 속도를 가지고 이동하면서, 구 형태의 오브젝트(Sphere Object)의 주변에서 다수 개의 보조 방출자에서 생성되는 구 형태의 오브젝트가 회전하는 운동에 의하여 소용돌이치는 흐름을 적용하게 됨에 따라, 시뮬레이션시 회전하여 상승하는 화염과 연기로 구성된 구 형태의 화구(fire ball)를 생성하는 것이다.

따라서 본 발명은 유체 폭파 시뮬레이션의 폭파모형의 중심이 되는 구 형태의 화염과 연기의 구 형태를 효과적으로 생성하는 기술을 통해 해당 신(Scene)의 완성도를 높이고, 폭파현상을 컴퓨터 그래픽을 통해 구현할 때 현실적인 물리적·화학적인 요소를 직관적으로 적용할 수 있어 사실성에 중점을 둔 효과를 시뮬레이션하여 관련 콘텐츠의 세계적인 경쟁력 확보에 기여하고, 작업자가 보다 쉽게 고 퀄리티의 콘텐츠를 편리하며 효율적인 생산할 수 있고, 입력(Input)에 오브젝트를 연결하여 큰 수정이나 제어 없이 효과적인 출력(Output)을 생산할 수 있는 현저한 효과가 있다.

Claims

폭파효과를 위한 주 유체 방출자와 보조 유체 방출자 그룹을 생성하고 와류(Vortex)와 난기류(Turbulence)를 종속시켜 화염과 연기의 구 형태의 오브젝트(Object)를 생성하는 것을 특징으로 하는 회전 및 상승하는 화구 생성방법
제 1항에 있어서, 상기 시뮬레이션이 완료된 유체 폭파효과 모형으로부터 Y축 방향으로 상승운동하는 물체(Object)의 속도(Velocity)를 추출하는 속도 추출단계; 추출한 속도(Velocity)를 부여하여 운동하는 구 형태의 오브젝트(Sphere Object)를 생성하는 오브젝트 생성단계; 구 형태의 오브젝트(Sphere Object)의 일부 포인트 위치(Point Position) 값을 추출하는 포인트 위치 추출단계; 추출된 포인트 위치(Point Position)의 위치 재설정(Reposition)을 통해 불규칙한 외형의 오브젝트(Object)로 변환하는 오브젝트외형 변화단계; 변환된 오브젝트(Object)에 구 형태의 바운딩 박스(Bounding Box)를 결속(Bind)하고 중심점을 추출하는 중심점 추출단계; 중심점을 기준으로 가장 거리(Distance)가 먼 포인트(Point)를 다수 개 추출한 후, 각각의 포인트(Point)의 위치(Position)를 추출하는 1차 포인트위치 추출단계; 유체 방출자를 포인트(Point)의 개수만큼 생성하여 각각의 포인트(Point) 위치(Position)에 종속하는 1차 포인트위치 종속단계; 생성한 구 형태의 바운딩 박스(Bounding Box)의 위치(Position)와 규모(Scale) 값을 추출하여 동일한 위치(Position)와 규모(Scale)의 볼륨형태 와류(Vortex)를 생성하는 와류 생성단계; 볼륨형태의 와류(Vortex)를 생성한 구 형태의 오브젝트(Sphere Object)에 종속하는 와류 종속단계; 생성한 구 형태의 바운딩 박스(Bounding Box)의 6개의 포인트(Point)의 위치(position) 값을 추출하는 2차 포인트위치 추출단계; 추출된 포인트(Point)의 개수만큼 볼륨 형태의 난기류(Turbulence)를 생성하는 난기류 생성단계; 생성된 난기류(Turbulence)들을 추출된 포인트(Point) 위치(Position)에 종속하는 2차 포인트위치 종속단계; 생성한 구 형태의 오브젝트(Sphere Object)를 유체 방출자로 등록하는 유체 방출자 등록단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전 및 상승하는 화구 생성방법
제 2항에 있어서, 상기 생성된 구 형태의 오브젝트(Object)는 기존 폭파의 운동속도와 연동되며 폭파효과 모형을 견인하는 역할을 담당하여 전체 폭파 시뮬레이션을 사실적으로 구현하는 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 회전 및 상승하는 화구 생성방법