KR20180074845A - Method and apparatus for providing chess game - Google Patents

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chess
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김성준
권영빈
홍원길
장혁재
이원준
권준혁
유재범
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중앙대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a method and an apparatus for providing a chess game to apply real-time polygonal-light shading algorithm with linearly transformed cosigns to a chess game. The method for providing a chess game comprises the steps of: creating at least one chessman image with respect to at least one chessman applied to a chess game; arranging the chessman image on a chess board previously formed in a lattice type by a chessman arranging unit; shading the at least one chessman image arranged on the chess board by applying a real-time polygonal-light shading algorithm with linearly transformed cosigns, which is a shading algorithm similar to the flat surface of a spherical body, to the at least one chessman image.

Description

체스 게임 제공 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING CHESS GAME}[0001] METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING CHESS GAME [0002]

본 발명은 체스 게임을 제공하는 방법과 체스 게임을 제공하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for providing a chess game and an apparatus for providing a chess game.

컴퓨터, 스마트 기기 등 각종 범용 게임 제공 기기들과 마이크로소프트 사의 엑스박스, 소니 사의 플레이스테이션을 비롯한 각종 전용 콘솔 게임기 등의 하드웨어적 성능이 발전함에 따라서, 전자게임의 그래픽 품질이 비약적으로 향상되고 있다.As the hardware performance of various general purpose game providing devices such as computers, smart devices, various kinds of console game machines including Microsoft's Xbox and Sony's PlayStation, and the like have been developed, the graphics quality of electronic games has dramatically improved.

이러한, 전자게임의 그래픽 품질을 향상시키기 위한 방법으로는 렌더링(Rendering)이 있으며, 렌더링은 2차원의 화상에 광원, 위치, 색상 등의 외부 정보를 고려하여 사실감을 불어 넣어 3차원 화상을 만드는 과정을 의미하며, 와이어프레임 렌더링, 레이트레이싱 렌더링 방법 등이 공지되어 있다.As a method for improving the graphic quality of the electronic game, there is a rendering. Rendering is a process of creating a three-dimensional image by blowing a sense of reality into a two-dimensional image in consideration of external information such as a light source, And a wire frame rendering method, a ray racing rendering method, and the like are known.

이러한, 렌더링을 위한 알고리즘인 셰이딩(Shading)은 컴퓨터에 입력된 와이어 프레임 모델에 입체감을 주기 위하여, 각 면의 광원으로부터 거리, 각도 색채 밝기 등을 계산하여 입체 표면에 음영을 부여하는 처리 기술로, 특정 이미지의 일부분 혹은 전체에 검정색을 추가하여 빛이 차단된 부분을 상대적으로 어둡게 처리하는 기술을 의미한다.Shading, which is an algorithm for rendering, is a processing technology for calculating a distance from a light source on each surface, brightness of an angular color, etc. to give a three-dimensional surface to a three-dimensional surface in order to give a three- By adding black to a part or all of a specific image, it is a technique of relatively darkening the light-blocked part.

특히나, 렌더링 작업에 걸리는 시간적 요소가 중요한 변수로 작용하는 실시간 렌더링(Real-Time Rendering)에서는 다각형 형태의 광원을 그래픽 이미지에 직접 적용하는 것은 높은 비용과 많은 시간이 소요되기 때문에 반응 속도가 중요한 게임에 적용되기 어려운 문제가 있다.Especially, in real-time rendering where temporal factors of rendering work as important variables, it is costly and time-consuming to directly apply polygonal light sources to graphic images, There is a problem that is difficult to apply.

한국 등록특허공보 제10-1550934호 (2015.09.01.)Korean Patent Registration No. 10-1550934 (2015.09.01.)

본 발명의 목적은, 종래의 실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩(Real-Time Polygonal-Light Shading with Linearly Transformed Cosines) 알고리즘을 체스 게임에 적용하기 위함이다.It is an object of the present invention to apply a conventional real-time polygonal-light shading with linearly transformed cosines algorithm to a chess game.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 체스 게임 제공 방법은 체스 말 생성부가, 체스 게임에 적용되는 적어도 하나의 체스 말 각각에 대한 이미지인 적어도 하나의 체스 말 이미지를 생성하는 단계, 체스 말 배치부가, 적어도 하나의 체스 말 이미지를 격자 형태로 미리 생성된 체스판에 배치하는 단계 및 셰이딩부가, 적어도 하나의 체스 말 이미지에 구면체의 평면을 근사하는 셰이딩 알고리즘인 실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩 알고리즘을 적용하여 체스판 상에 배치된 적어도 하나의 체스 말 이미지에 셰이딩을 적용하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of providing a chess game, the method comprising: generating at least one chess horse image, which is an image for each of at least one chess horse applied to the chess game; A step of arranging at least one chess horse image on a chessboard generated in advance in a lattice form and a shading section, a real-polygon type linear transformation which is a shading algorithm approximating a plane of a spherical body to at least one chess horse image, Applying a light source shading algorithm to apply shading to at least one chess horse image disposed on the chess board.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and the accompanying drawings.

본 발명에 따르면, 종래의 실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩(Real-Time Polygonal-Light Shading with Linearly Transformed Cosines) 알고리즘을 체스 게임에 적용하여 실시간 렌더링을 적용함에 있어서, 소요되는 시간 및 비용이 감소되는 효과가 있다.According to the present invention, when real-time rendering is applied by applying a conventional real-time polygonal-light shading with linearly transformed cosines algorithm to a chess game, the time and cost .

도 1 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른, 체스 게임 제공 방법 및 장치에서 셰이딩부가 적용하는 종래의 실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른, 체스 게임 제공 방법 및 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
FIGS. 1 to 14 are views for explaining a conventional real-time polygon linear conversion light source shading applied to a shading unit in a chess game providing method and apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram illustrating a chess game providing method and apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. . In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 체스 게임 제공 방법 및 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다.Hereinafter, a method and an apparatus for providing a chess game according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 도 15를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 체스 게임 제공 방법 및 장치를 설명한다.First, with reference to FIG. 15, a method and apparatus for providing a chess game according to an embodiment of the present invention will be described.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른, 체스 게임 제공 방법 및 장치를 설명하기 위한 구성도이다.FIG. 15 is a diagram illustrating a chess game providing method and apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 체스 게임 제공 장치(100)는 체스 말 생성부(110), 체스 말 배치부(120) 및 셰이딩부(130)를 포함한다.15, the chess game providing apparatus 100 according to the embodiment of the present invention includes a chess horse generating unit 110, a chess horse arrangement unit 120, and a shading unit 130. [

체스 말 생성부(110)는, 체스 게임에 적용되는 적어도 하나의 체스 말 각각에 대한 이미지인 적어도 하나의 체스 말 이미지를 생성한다.The chess horse generating unit 110 generates at least one chess horse image, which is an image for each of at least one chess horse applied to a chess game.

체스 말 배치부(120)는, 적어도 하나의 체스 말 이미지를 격자 형태로 미리 생성된 체스판에 배치한다.The chess horse arrangement section 120 arranges at least one chess horse image in a chessboard previously generated in a lattice form.

셰이딩부(130)는, 적어도 하나의 체스 말 이미지에 구면체의 평면을 근사하는 셰이딩 알고리즘인 실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩 알고리즘을 적용하여 체스판 상에 배치된 적어도 하나의 체스 말 이미지에 셰이딩을 적용한다.The shading unit 130 applies a shading to at least one chess horse image disposed on the chess plate by applying a real-time polygon-type linear transformation light source shading algorithm, which is a shading algorithm that approximates a plane of a spherical body to at least one chess horse image do.

예컨대, 셰이딩부(130)는 다각형 광원을 구형 모델에 BRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function)를 적용할 수 있다.For example, the shading unit 130 may apply a BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function) to a spherical model of a polygonal light source.

예컨대, 셰이딩부(130)는 종래의 BRDF와 달리 구면체 표면을 평면으로 근사하여 구면체의 표면을 평면으로 표현 한 뒤, 다각형 광원 셰이딩을 적용한 후, 이를 다시 구면으로 왜곡하여 종래의 BRDF보다 더 적은 비용으로 더 효과적 체스 말 이미지에 광원 셰이딩을 적용할 수 있다.For example, unlike the conventional BRDF, the shading unit 130 approximates the surface of the spherical surface in a plane, expresses the surface of the spherical surface as a plane, applies polygonal light source shading, and then shakes the spherical surface back to the spherical surface, You can apply light shading more effectively to chess horse images.

그 결과, 구형 맵에 적용된 질감과 광원 효과를 좀 더 가볍게 표현 할 수 있으며, 체스판에 비치는 다수의 체스 말 이미지가 사실적으로 표현될 수 있다.As a result, texture and light effects applied to the spherical map can be expressed more lightly, and a large number of chess horse images reflected on the chessboard can be realistically represented.

이제 도 1 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 체스 게임 제공 장치(100)의 셰이딩부(130)가 체스 말 이미지에 적용하는 종래의 알고리즘인 실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩(Real-Time Polygonal-Light Shading with Linearly Transformed Cosines) 알고리즘을 설명한다.1 to 14, a shading unit 130 of a chess game providing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention realizes a real-polygon linear conversion light source shading (Real -Time Polygonal-Light Shading with Linearly Transformed Cosines algorithm.

도 1 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른, 체스 게임 제공 방법 및 장치에서 셰이딩부가 적용하는 종래의 실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩을 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 1 to 14 are views for explaining a conventional real-time polygon linear conversion light source shading applied to a shading unit in a chess game providing method and apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 체스 게임 제공 장치(100)의 셰이딩부(130)의 동작을 설명하기 위한 종래의 알고리즘인 실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩은 3×3 행렬로 표현되는 선형 변환을 구형 분포의 방향 벡터에 적용하면 또 다른 구형 분포가 산출되는 것을 활용하며 이를 위해 닫힌 형식 식을 유도한다.A real-polygon linear conversion light source shading, which is a conventional algorithm for explaining the operation of the shading unit 130 of the chess game providing apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, is a linear transformation represented by a 3x3 matrix Applying it to the direction vector of a spherical distribution takes advantage of the fact that another spherical distribution is calculated and leads to a closed form equation.

실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩은 구형 분포를 기본 모양으로 사용하여 파라메트릭 거칠기(parametric roughness), 타원 이방성 및 왜곡을 갖는 새로운 구형 분포 집합을 생성하며, 원래 분포가 분석 식, 정규화, 구형 다각형에 대한 통합 및 중요도 샘플링을 갖는 경우 이러한 속성은 선형으로 변환 된 분포에 상속된다.Real-time polygon-type linear conversion light source shading generates a new set of spherical distributions with parametric roughness, elliptic anisotropy, and distortion using a spherical distribution as a basic shape. The original distribution is divided into analytic expression, normalization, With integration and importance sampling, these attributes are inherited by a linearly transformed distribution.

원래 분포에 대해 고정 된 코사인을 선택하면 선형 기반 변형 된 코사인 (LTC)이라고 불리는 분산 계열을 얻을 수 있으며, 선형 기반 변형 된 코사인은 물리적으로 기반을 둔 BRDF에 좋은 근사를 제공하고 임의의 구형 폴리곤 위에 분석적으로 통합 될 수 있고, 실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩 알고리즘을 적용하면 이러한 속성을 사용하는 방법을 확인할 수 있다.Selecting a fixed cosine for the original distribution yields a distributed series called linearly-based modified cosine (LTC), which provides a good approximation to the physically based BRDF, Can be analyzed analytically, and real-polygon linear conversion light source shading algorithms can be applied to show how to use these properties.

1. 서론1. Introduction

물리적 기반 음영은 조명 방정식의 계산인 BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function)의 곱을 구형 도메인의 조명과 통합하는 것을 포함하며, 이후, 다각형 광원(polygonal lights)으로부터의 셰이딩(shading)을 적용하는 방법을 설명한다.Physical based shading involves integrating the product of the Bidirectional Reflectance Distribution Function (BRDF), which is a calculation of the lighting equation, with the illumination of the spherical domain, and then describes how to apply shading from polygonal lights .

이는 구형 폴리곤 위에 BRDF의 통합을 계산하는 것을 의미하며, 이론적으로 가장 단순한 조명 모델 중 하나인 다각형 조명임에도 불구하고 다음 두 가지 주요 이유로 실시간 렌더링에 어려움이 있다.This means calculating the integration of BRDF onto a spherical polygon, and although it is theoretically one of the simplest lighting models, polygon illumination, there are difficulties in real-time rendering for the following two main reasons.

첫째로, 구형 폴리곤에 파라메트릭 구형 분포를 통합하는 것은 일반적으로 가장 단순한 분포에서도 어려우며, 예를 들어, 분석 퐁-다각형(Phong-polygon) 적분은 비용이 많이 소요 됨에도 불구하고 구형 가우시안(Spherical Gaussians)에 대한 분석 솔루션을 제공할 수 없는 문제가 있다.First, integrating parametric spherical distributions into spherical polygons is generally difficult even in the simplest distributions. For example, phong-polygon integrals are expensive, but they are not spherical Gaussian, There is a problem that can not provide an analysis solution for.

둘째로, 최첨단의 물리적 기반 물질 모델은 단순한 분포가 아니며, 이방성 스트레칭과 왜곡이 있는 정교한 모양을 가지고 있어 재질이 사실적으로 나타나야 하는 문제가 있다.Second, the state-of-the-art physical-based material model is not a simple distribution, but has an elaborate shape with anisotropic stretching and distortion, which requires realistic material presentation.

이하, 섹션 3에서는 상술한 두 가지 문제를 해결하는 새로운 종류의 구형 분포인 LTSD (Linearly Transformed Spherical Distributions)를 설명한다.Section 3 describes a new type of linear distribution LTSD (Linearly Transformed Spherical Distributions) that solves the above two problems.

원래의 구형 분포에서 시작하여 3×3 행렬로 표시되는 선형 변환을 방향 벡터에 적용하며, 그 결과 도 2에 도시된 바와 같이 거칠기, 타원 이방성 및 왜곡과 같은 원본 분포의 모양을 수정할 수 있는 매개 변수화를 산출할 수 있다.Starting with the original spherical distribution, a linear transformation, represented by a 3x3 matrix, is applied to the direction vector and the result is a parametrization that can modify the shape of the original distribution, such as roughness, elliptic anisotropy and distortion, Can be calculated.

도 3에 도시된 바와 같이, 매개 변수화 덕분에 모든 구형 분포를 사용하여 서로 다른 기본 모양을 갖는 매개 변수 구형 분포의 새 패밀리를 작성할 수 있으며, 이러한 분포의 주요 특징은 정규화, 임의의 구형 폴리곤에 대한 통합 및 중요도 샘플링과 같은 원래 분포의 여러 속성을 상속한다는 점이다.As shown in Figure 3, parametrization allows creation of new families of parametric spherical distributions with different basic shapes using all of the spherical distributions, the main features of which are normalization, for arbitrary spherical polygons And inherit several properties of the original distribution, such as integration and importance sampling.

이하 섹션 4에서는 원본 분포에 대해 고정 된 코사인을 사용하면 다양한 구형 모양 덕분에 물리적 기반 BRDF에 대한 좋은 근사를 제공하는 선형 변환 코사인 (Linearly Transformed Cosines : LTC)이라는 분포 계열이 생성되며, 고정 된 코사인 분포가 임의의 구형 폴리곤에 대해 분석적으로 통합 될 수 있으므로 LTC가 가능함을 설명한다.In Section 4 below, using a fixed cosine for the original distribution produces a distribution series called Linearly Transformed Cosines (LTC) that provides a good approximation to the physically based BRDF thanks to the various spherical shapes, and a fixed cosine distribution Can be analyzed analytically for any rectangular polygon, so LTC is possible.

이하, 섹션 5에서는, 실시간 다각형 광원 셰이딩의 적용에서 상술한 속성을 사용하는 방법을 설명한다.Hereinafter, in section 5, a method of using the above-described property in the application of real-time polygonal light source shading will be described.

2. 배경기술2. BACKGROUND ART

다각형 광원 셰이딩과 관련하여, 다각형 조명에 대한 분석 솔루션은 현재 코사인과 같은 분포로 제한되며, 다각형 도메인 상에 클램프 된 코사인을 적분하여, 다각형으로부터 방사량을 계산하는 것은 수 세기 전에 해결되었고 각종 컴퓨터 그래픽에 소개된 바 있다.With respect to polygon light source shading, the analysis solution for polygon illumination is limited to the same distribution as the current cosine, and integrating the clamped cosines on the polygon domain has been resolved centuries ago, It has been introduced.

이러한 분석 솔루션은 퐁(Phong) 분포, 즉 분포의 선명도를 제어하는 지수가 있는 코사인으로 확장되었으며, 이러한 기술에 대한 자세한 구현 방법은 종래에 공지된 바 있으며, 이러 접근법의 주된 한계는 퐁-다각형(Phong-polygon) 통합의 복잡성은

Figure pat00001
으로 나타난다는 점이며, 여기서 n은 폴리곤 정점의 수이고 e는 Phong 지수를 나타낸다.These analytical solutions have been extended to cosines with exponents that control the Phong distribution, ie, the sharpness of the distribution. Detailed implementations of this technique are well known in the art, and the main limitation of this approach is that the phong- The complexity of Phong-polygon integration
Figure pat00001
Where n is the number of polygon vertices and e is the Phong index.

즉, 상술한 방법을 활용하는 경우 분포의 정교함에 따라 적분 비용이 증가하는 문제가 있으며, 이것이 비디오 게임이 상술한 퐁 분포를 활용하는 대신에 비용이 저렴한 근사값을 사용하는 이유가 된다.That is, there is a problem that the integration cost increases according to the sophistication of the distribution when the above-described method is utilized. This is why video games use an approximate cost that is less expensive than the above-mentioned Pon distribution.

이러한 기술은 실시간으로 사용하기에는 충분히 비용이 저렴하지만 정확하지 않으며 강력한 통합을 보장하지 않는 문제가 있다.These technologies are cheap enough to be used in real time, but are not accurate and do not guarantee robust integration.

실시간으로 다각형 광원을 적용하기 위한 최근의 기술에서는 O(n)에서의 퐁 폴리곤 통합에 대한 근사 솔루션을 제공하나, 분포의 선명도와는 무관하고, 이러한 적분은 실시간으로 계산되기에 충분히 빠른 장점이 있으나, 근사 솔루션을 제공하기 위하여, 퐁 롭(Phong Lobe)의 회전 대칭 모양으로 제한되는 문제가 있다.A recent technique for applying polygonal light sources in real time provides an approximate solution to the integration of pong polygons in O (n), but regardless of the sharpness of the distribution, such integrations are fast enough to be computed in real time , There is a problem that is limited to the rotational symmetry shape of Phong Lobe to provide an approximate solution.

종래의 기술에서는 퐁 (Phong) 분포를 비-다각형 반 영역(non-polygonal halfspace)에 통합 할 필요가 있는 마이크로 파셋 분포(microfacet distribution)로 사용할 것을 제안하며, 종래의 기술에서는 다각형으로 이러한 도메인을 근사하고 그 위에 대략적으로 퐁(Phong) 통합을 계산한다.In the prior art, it is proposed to use the Phong distribution as a microfacet distribution which needs to be integrated into a non-polygonal halfspace. In the prior art, And calculates the approximate Phong integration on it.

상술한 방식을 활용하면 마이크로 페이스 모델의 이방성을 회복할 수 있지만, 연속 근사에서 일부 구성에 대해서는 가시적인 이질감을 초래하는 문제가 있으며, 실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩의 통합 복잡성은 O(n)이지만 결과는 정확하고 실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩을 적용한 분포는 타원 이방성과 왜곡을 가진 복잡한 구형을 포함할 수 있는 장점이 있다.Although the anisotropy of the microphase model can be restored by using the above-described method, there is a problem in that a conspicuous approximation causes a visible heterogeneity in some configurations, and the integrated complexity of real-time polygon linear conversion light source shading is O (n) The result is that accurate and real - time polygon - type linear transformation light source shading can be applied to include complex spherical shapes with elliptic anisotropy and distortion.

또한 실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩 방법은 구현하기가 훨씬 간단한 장점이 있다. 또한 실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩 방법 은 종래의 수학식을 사용하여 방사량을 계산하기 전에 n 개의 다각형의 꼭지점에 행렬을 곱한다.In addition, the real-time polygon linear conversion light source shading method is much simpler to implement. Also, the real-time polygon linear conversion light source shading method multiplies the vertices of n polygons by the matrix before calculating the radiation dose using the conventional equation.

구형 분포와 관련하여, 정교한 형상을 나타내는 구형 분포는 거의 없으며 동시에 유용한 통합 특성을 제공하며, 구형 하모닉(Spherical Harmonics)은 저주파 형태로 제한된다.With respect to the spherical distribution, there are few spherical distributions that present a sophisticated shape, while at the same time providing useful integration properties, and spherical harmonics are limited to low frequency forms.

컴퓨터 그래픽에서 사용되는 가장 일반적인 모든 주파수 분포는 회전 대칭 돌출 분포하며, 이러한 분포는 퐁 (Phong) 분포 또는 본 마이시스 피셔 (von Mises-Fisher) 분포로 알려진 구형 가우시안(Spherical Gaussians)일 수 있다.All of the most common frequency distributions used in computer graphics are rotationally symmetric protruding distributions, which may be spherical Gaussian, also known as Phong distributions or von Mises-Fisher distributions.

단순함에도 불구하고 이들을 통합하는 것은 어려운 문제이며, 상술한 바와 같이, 구형 폴리곤에 퐁(Phong) 분포를 효율적으로 통합하려면 근사가 필요하고, 유사하게 구형 가우시안을 구형 영역에 통합하는 것은 대략적으로만 수행 할 수 있으며 미리 계산 된 룩업 테이블을 필요로 한다는 문제가 있다.It is difficult to integrate them in spite of simplicity, and as mentioned above, approximation is necessary to efficiently integrate Phong distribution in spherical polygons, and similarly, incorporating spherical Gaussian into spherical regions is only approximate There is a problem that a pre-calculated look-up table is required.

나아가, 더 복잡한 배포판을 설계하는 것은 종종 간단한 속성을 포기하는 것을 의미하게 되며, 예를 들어, 통계 분야에서 타원 이방성을 갖는 분포에는 유용한 분석 연산자가 없으며, ASG(Anisotropic Spherical Gaussians)는 컴퓨터 그래픽 응용 프로그램에서 이러한 분포에 대한 근사 연산자를 제공하도록 설계되었으나, 표준화 요소를 계산하는 것은 복잡한 공식을 평가해야 하는 문제가 있으며, 구형 폴리곤의 통합을 위한 실용적인 솔루션을 얻는 것은 어려운 문제가 될 수 있다.Furthermore, designing more complex distributions often means abandoning simple attributes, for example, there is no useful analytical operator for distribution with elliptic anisotropy in statistics, and Anisotropic Spherical Gaussian (ASG) Is designed to provide an approximate operator for this distribution, but computing the standardization factor has the problem of evaluating complex formulas, and obtaining a practical solution for integrating spherical polygons can be a difficult problem.

3. 선형 변환 구형 분포3. Linear transformed spherical distribution

이 섹션에서는 선형 변환 구형 분포 (LTSDs)를 설명하며, 도 2에 도시된 바와 같이, 방향 벡터에 선형 변환을 적용하여 원래의 분포를 재구성하는 방법 및 도 3에 도시된 바와 같이, 얻어진 새로운 분포를 정의하고, 그 특성을 설명한다.This section describes the linear transformed spherical distributions (LTSDs) and shows a method of reconstructing the original distribution by applying a linear transformation to the direction vector, as shown in Fig. 2, and a method of reconstructing the obtained new distribution And describe its characteristics.

3.1 정의3.1 Definitions

변환할 초기 분포에 관하여, Do는 선형 변환으로 다시 매개 변수화하는 대상이 되는 초기 분포를 나타내며, 도 3에 도시된 바와 같이 Do의 선택은 변환 된 분포의 기본 모양을 제어한다.With respect to the initial distribution to be transformed, D o represents an initial distribution to be parameterized again by a linear transformation, and selection of D o as shown in FIG. 3 controls the basic shape of the transformed distribution.

선형 변환과 관련하여, 새로운 분포 D를 생성하기 위해서, 3×3 행렬로 정의되는, 선형 변환을 적용할 수 있으며, 3×3 행렬 M을 초기 분포 Do의 방향 벡터 w에 적용할 수 있다.In relation to the linear transform, to produce a new distribution D, to apply a linear transformation to be defined by the 3 × 3 matrix, and can be applied to a 3 × 3 matrix M to the direction vector w of the initial distribution D o.

도 2는 행렬 M의 선택이 분포의 성질에 어떻게 영향을 미치는지 보여주며, 여기서, 정규화 된 방향 벡터가 정확한 변환(exact transformation)이 됨을 가정하여 설명하면,

Figure pat00002
그리고 역으로,
Figure pat00003
이 성립하며, 역변환과 함께 원래의 방향을 회복할 수 있다.Figure 2 shows how the choice of the matrix M affects the nature of the distribution, assuming that the normalized direction vector is an exact transformation,
Figure pat00002
And conversely,
Figure pat00003
And the original direction can be restored with the reverse conversion.

닫힌-폼 표현과 관련하여, LTSD의 크기는 초기 분포 D0의 초기 방향 w0에 대한 크기와 같을 수 있고, 구형 변환의 왜곡으로 인한 입체각 측정 값의 변화를 곱한 값일 수 있으며, 이는 닫힌 형식의 표현식인 아래 수학식 1과 같다.With respect to the closed-form representation, the size of the LTSD may be equal to the magnitude for the initial direction w 0 of the initial distribution D 0 and may be the product of the change in the solid angle measurement due to the distortion of the spherical transform, The expression is shown in Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00004
Figure pat00004

이때,

Figure pat00005
는 정규화 된 방향 벡터의 변형 된 자코비안이고,
Figure pat00006
는 정규화 된 방향 벡터를 의미하며, 상술한 수학식 1의 결과에 대한 증명은 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같은 종래의 자코비안 유도 방법을 통해 확인할 수 있으며, 구체적인 설명은 생략한다.At this time,
Figure pat00005
Is the modified Jacobian of the normalized direction vector,
Figure pat00006
And the proof of the result of Equation (1) can be confirmed through the conventional Jacobian derivation method as shown in FIG. 13 and FIG. 14, and a detailed description thereof will be omitted.

형태 불변성과 관련하여, 스케일링 벡터가 방향을 변경하지 않기 때문에 분포는 스케일링 변환

Figure pat00007
에서 불변하며, 또한 회전은 분포의 방향을 변경하는 것이지 모양은 변경하지 않고, 이는 M이 스케일링 또는 회전 행렬
Figure pat00008
인 경우 구형 변환의 자코비안이 일정하기 때문이다.With respect to shape invariance, since the scaling vector does not change direction, the distribution is transformed into a scaling transformation
Figure pat00007
And rotation also changes the direction of the distribution and does not change its shape, since M is a scaling or rotation matrix
Figure pat00008
, The Jacobian of the spherical transformation is constant.

미디안 벡터(Median Vector)와 관련하여, 몇 가지 고전적인 초기 분포 D0를 사용하면 z-벡터 (0 0 1)T는 중간 벡터가 되며, 즉, 이 벡터를 포함하는 모든 평면은 동등한 가중치 1/2에 대응되는 두 부분으로 Do를 자를 수 있으며, 이러한 특징은 변환에 의해 보존될 수 있고, 변환 된 미디안 벡터는 변환 된 분포 D의 중앙 벡터일 수 있으며, 도 2에서, M의 우측 열은 (0 0 1)T이되, 중앙 벡터는 z-축과 정렬된다.With respect to the median vector, using some classical initial distributions D 0 , the z-vector (0 0 1) T becomes the intermediate vector, that is, every plane containing this vector has an equal weight 1 / can cut the D o in two parts corresponding to two, of these features can be preserved by the conversion, the converted Midian vector may be a central vector of the transformed distribution D, in Figure 2, the right column of M (0 0 1) T , but the center vector is aligned with the z-axis.

예를 들어, 도 2(d)에서 왜곡은 한쪽의 분포를 과장시키고 다른 한쪽의 분포를 왜곡시키고 z-축은 분포의 중앙값을 유지한다.For example, in FIG. 2 (d), the distortion exaggerates one of the distributions and distorts the other, while the z-axis maintains the median distribution.

3.2 속성3.2 Properties

변환 된 분포 D는 원래의 분포 Do의 몇 가지 특성을 상속받을 수 있다.The transformed distribution D can inherit some properties of the original distribution D o .

정규화와 관련하여, LTSD에서 변환 된 분포 D의 노름(norm)은 초기 분포 Do의 노름(norm)이며, 상술한 수학식 1을 통해 아래 수학식 2가 도출될 수 있다.Regarding normalization, the norm of the distribution D transformed in the LTSD is the norm of the initial distribution D o , and the following equation (2) can be derived from the above equation (1).

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00009
Figure pat00009

다각형을 이용한 적분과 관련하여, 다각형 P에 대한 LTSD 변환 된 분포 D의 적분은 다각형의 각 꼭지점에 역변환 M-1을 적용하여 얻어진 다각형 P0=M-1P에 대한 초기 분포 Do의 적분 값이다.With respect to the integration using the polygon, the integration of the LTSD-transformed distribution D for the polygon P is performed by integrating the initial distribution D o for the polygon P 0 = M -1 P obtained by applying the inverse transformation M -1 to each vertex of the polygon to be.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure pat00010
Figure pat00010

이는 우리가 상술한 수학식 2에서와 같은 변수의 변화로 얻을 수 있다.This can be obtained by a variation of the variable as in Equation (2).

이 결과에 대한 설명은 도 4에 도시된 바와 같으며, 직관적으로, 수학식 3은 D 에서 샘플링 된 방향이 폴리곤 P와 교차할 확률이다. D와 폴리곤 P의 방향 벡터에 적용된 선형 변환은 이러한 교차점을 변경하지 않으므로 통합의 값을 유지한다.The result is shown in FIG. 4, intuitively, Equation 3 is the probability that the direction sampled in D intersects the polygon P. The linear transformation applied to the direction vector of D and polygon P does not change this intersection point, so it maintains the value of integration.

여기서 변환 된 분포 D를 초기 분포 Do로 다시 변환하고 M-1을 적용하여, 폴리곤 Po = M-1P로 다시 적용하여 이 속성을 사용할 수 있으며, 결과적으로 D의 P에 대한 적분은 Do의 Po에 대한 적분과 같다.Here again converting the distribution D D o to the initial distribution, and to apply the M -1, and again applied to the polygon Po = P M -1, and this property is available and, as a result of the integration of the D P is D o Is the integral of P o .

중요도 샘플링과 관련하여, LTSDs의 정의 덕분에 Do의 중요도가 샘플링 될 수 있다면 D의 중요도 또한 샘플링 될 수 있다. 즉, 랜덤 샘플 w0는 Do에서 무작위로 생성하고 변환될 수 있으며,

Figure pat00011
와 같이 변환될 수 있다.With regard to importance sampling, the significance of D can also be sampled if the significance of D o can be sampled due to the definition of LTSDs. That is, a random sample w 0 may be generated randomly in the D o and conversion,
Figure pat00011
. ≪ / RTI >

이는 수학식 1에 의해 정의된 LTSD가 D0 및 변환의 자코비안(Jacobian)의 곱으로 나타나며, 샘플 w의 확률 밀도 함수 (PDF)는 정확히 D(w)로 나타날 수 있다.This is because the LTSD defined by Equation 1 appears as the product of D 0 and the Jacobian of the transformation, and the probability density function PDF of the sample w can be expressed exactly as D (w).

4. 선형 변환 코사인을 사용한 물리적 기반 BRDF 근사4. Physical Based BRDF Approximation Using Linear Transform Cosine

이 섹션에서는 원래 분포에 대해 클램프 된 코사인 분포를 선택하면 선형 기반으로 변환 된 분포 집합을 만들어 물리적으로 기반을 둔 BRDF에 대한 좋은 근사를 얻을 수 있음을 보인다.In this section, we show that choosing a clamped cosine distribution for the original distribution yields a good approximation to the physically based BRDF by creating a linearly transformed distribution set.

선형 변환 코사인과 관련하여, 초기 분포 D0의 경우 z 방향으로 주어진 반구에서 정규화 된 클램프 코사인 분포를 아래 수학식 4와 같이 선택할 수 있으며, 선형 선형 변환 코사인(LTC)은 수학식 1에 설명된 바와 같이 Do를 대체하여 정의될 수 있다.Regarding the linear transform cosine, the normalized clamp cosine distribution in the hemisphere given in the z-direction for the initial distribution D 0 can be selected as shown in Equation 4 below, and the linearly linear transformed cosine (LTC) Can be defined by replacing D o as well.

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure pat00012
Figure pat00012

피팅과 관련하여, 광원 방향 wl에 대해 코사인 가중 BRDF에 의해 주어진 구형 함수를 아래 수학식 5와 같이 근사할 수 있다.With respect to the fitting, the spherical function given by the cosine weight BRDF with respect to the light source direction w l can be approximated as shown in Equation (5) below.

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure pat00013
Figure pat00013

등방성 재료의 경우, BRDF는 입사 방향 Wv=(sinθv, 0, cosθv) 및 조도 파라미터 α에 의존하며, 임의의 조합 (θv, α)에 대하여, 코사인 가중 BRDF를 선형 변환 코사인에 맞추어 가장 적합한 행렬 M을 찾을 수 있으며, 등방성 BRDF의 평면 대칭 덕분에 Linearly Transformed Cosine은 스케일 불변 적이기 때문에 M은 다음 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.For an isotropic material, BRDF depends on the incidence direction W v = (sin θv , 0, cos θv ) and the illumination parameter α, and for any combination θ v , α, the cosine weight BRDF is matched to the linear transformation cosine The most suitable matrix M can be found, and since the linearly transformed cosine is scale invariant due to the plane symmetry of the isotropic BRDF, M can be expressed as: " (6) "

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure pat00014
Figure pat00014

따라서 4 개의 매개 변수만 맞추면 되며, 경험적으로 L3의 오류를 최소화하면 음영의 관점에서 최상의 시각적 결과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있으며, 그 결과 도 5는 피팅 결과를 나타낸다.Therefore, only four parameters need to be matched. Experimentally, it can be seen that minimizing the error of L 3 gives the best visual result in terms of shading, and FIG. 5 shows the fitting result.

표현과 저장과 관련하여, 수학식 3은 역행렬 M-1만을 필요로 하며, 피팅 절차 후에, 역행렬을 미리 계산된 테이블에 저장하며, 수학식 6에서, M-1은 등방성 BRDF에 대해 4 개의 매개 변수로 나타낼 수 있다.With respect to representation and storage, Equation 3 requires only the inverse matrix M- 1 and, after the fitting procedure, stores the inverse matrix in a precomputed table, where M- 1 is the four parameters for the isotropic BRDF Variable.

또한, 피팅된 BRDF의 노름(norm)인

Figure pat00015
에 대한 추가 매개 변수를 사용할 수 있으며, 해상도 64×64의 2D 플로트 텍스쳐에 총 5 개의
Figure pat00016
Figure pat00017
로 파라미터화 된 매개 변수를 저장하고, 선형 보간법으로 가져올 수 있으며, 여기서, 미리 계산 된 데이터의 크기는 80KB일 수 있다.In addition, the norm of the fitted BRDF
Figure pat00015
, And a total of 5 in 2D 64 × 64 float textures
Figure pat00016
And
Figure pat00017
, And can be imported as linear interpolation, where the size of the precomputed data can be 80 KB.

5. 선형 코사인을 사용한 실시간 다각형 셰이딩5. Real-time polygon shading using linear cosine

확산 다각형 조명으로 음영 처리한다는 것은 다각형 도메인에 대해 조명 적분을 계산하는 것을 의미한다.Shading with diffuse polygonal illumination means computing the illumination integral for the polygonal domain.

[수학식 7]&Quot; (7) "

Figure pat00018
Figure pat00018

여기서 Wv는 뷰 방향이고,

Figure pat00019
는 BRDF, P는 폴리곤, L은 폴리곤에 의해 방사되고 방향 Wl에서 수신 된 광도를 의미한다.Where W v is the view direction,
Figure pat00019
Is the BRDF, P is the polygon, and L is the light intensity radiated by the polygon and received in the direction W l .

선형 변환 코사인(Linearly Transformed Cosine)의 속성을 사용하기 위해, 런타임에 선형 변환 코사인(Linearly Transformed Cosine) D의 행렬 M-1, 입사각 θv, 거칠기

Figure pat00020
를 활용하여 수학식 5를 수학식 7로 근사하면, 아래 수학식 8과 같이 나타난다.In order to use the properties of the linearly transformed cosine, a matrix M -1 of a linearly transformed cosine D at the runtime, an incident angle θ v , a roughness
Figure pat00020
The equation (5) can be approximated by the equation (7) as shown in the following equation (8).

[수학식 8]&Quot; (8) "

Figure pat00021
Figure pat00021

5.1 콘스턴트(Constant) 다각형 셰이딩5.1 Constant Polygon Shading

다각형 광에 의해 방출 된 복사 휘도가 공간 상수, 즉 L(Wl) = L이면, 이는 적분의 분리 가능한 증배 인자인 수학식 9와 같이 나타난다.If the radiation intensity emitted by the polygon light is a spatial constant, i.e., L (W l ) = L, then this is represented by Equation 9, which is the separable multiplication factor of the integral.

[수학식 9]&Quot; (9) "

Figure pat00022
Figure pat00022

수학식 3의 다각형 적분 특성을 활용하여 수학식 9를 정리하면, 아래 수학식 10이 도출된다.Using the polygonal integration characteristic of Equation (3), the following Equation (9) is derived, and the following Equation (10) is derived.

[수학식 10]&Quot; (10) "

Figure pat00023
Figure pat00023

여기서 E는 다각형 Po = M-1P의 방사량이며, 실제로 Do는 클램핑 된 코사인 분포이기 때문에 다각형에 대한 적분은 이 다각형의 방사량이며 닫힌 형식의 표현을 사용하면, 아래 수학식 11이 도출될 수 있다.Where E is the radiation dose of the polygon Po = M -1 P, and since D o is actually a clamped cosine distribution, the integral for the polygon is the radiation dose of this polygon, and using the closed form of expression, have.

[수학식 11]&Quot; (11) "

Figure pat00024
Figure pat00024

j = (i + 1) 모드(mod) n인 것으로 가정하며, 수학식 11은 상반 구에 위치한 구형 다각형을 가정하면, 수학식 11의 합산 연산 이전에 다각형의 각 에지를 클립할 수 있다.Assuming that j = (i + 1) mode (mod) n and Equation (11) assumes a spherical polygon located at the upper half, each edge of the polygon can be clipped before the summation operation of Equation (11).

5.2 텍스처가 있는 다각형 광원에 의한 셰이딩5.2 Shading by Polygon Light Source with Texture

이 섹션에서는 폴리곤에 의해 방출되는 휘도 L(Wl)이 2D 컬러 텍스처로 적용된다고 가정하면, 적분과 분리할 수 없으며, 수학식 8을 정리하면 아래 수학식 12, 수학식 13 및 수학식 14가 나타난다.In this section, assuming that the luminance L (W l ) emitted by the polygon is applied as a 2D color texture, it can not be separated from the integral, and the following equations (12), (13) and appear.

[수학식 12]&Quot; (12) "

Figure pat00025
Figure pat00025

[수학식 13]&Quot; (13) "

Figure pat00026
Figure pat00026

[수학식 14]&Quot; (14) "

Figure pat00027
Figure pat00027

수학식 12 내지 수학식 14의 장점은 문제를 두 가지 하위 문제로 분할 할 수 있는 것이며, 보다 상세하게 서로 다른 속성을 가진 컴퓨팅 ID 및 IL로 나눌 수 있다는 것이다.The advantage of Equations (12) through (14) is that the problem can be divided into two sub-problems and can be further divided into computing I D and I L with different properties.

하이라이트의 모양과 관련하여 ID의 값은 다각형 도메인에 대한 분포의 적분, 즉 P와 교차하는 D의 광선의 분율이고, 이것은 I의 크기의 차수를 구동하고 하이라이트를 형성하며, 정확한 값을 수학식 3에 기초하여 산출할 수 있다.The value of I D in relation to the shape of the highlight is the integral of the distribution for the polygonal domain, i. E. The fraction of the ray of light intersecting P, which drives the order of magnitude of I and forms a highlight, 3 < / RTI >

하이라이트의 색상과 관련하여, 대조적으로, IL은 P에서 교차하는 D의 광선에 의해 모아진 평균 색상으로 볼 수 있으며 하이라이트의 색상을 담당하게 되고, 텍스처 공간 필터로 공식화 할 수 있으며, 사전 필터링 된 텍스처로 근사하도록 할수 있으며, 이하에서는 LODs(Levels of Detail)로 텍스처를 사전 필터링하는 방법과 텍스처 가져 오기를 매개 변수화하는 방법을 설명한다.In relation to the color of the highlight, in contrast, I L can be seen as the average color gathered by the rays of D intersecting at P, responsible for the color of the highlight, can be formulated as a texture space filter, . Hereinafter, a method of prefiltering a texture with LODs (Levels of Detail) and a method of parameterizing a texture import will be described.

5.3 텍스처 사전 필터링5.3 Prefiltering textures

수학식 14는 IL을 필터

Figure pat00028
을 통과 한 텍스처 L의 값으로 정의하며,
Figure pat00029
은 텍스처 공간에 투영될 수 있으며, 사전 필터링 단계에서 F를 텍스처 공간 가우스 필터로 근사화할 수 있다.Equation (14) is a filter I L
Figure pat00028
Is defined as the value of the texture L passed through,
Figure pat00029
Can be projected into the texture space, and in the pre-filtering step F can be approximated with a texture space Gaussian filter.

여기서, 근사 필터에 의해 보존 될 F의 두 가지 속성이 있으며, 이는 F는 다각형에 고정된다는 점(즉, 텍스처 외부의 F = 0)과 F는 텍스처 내에서

Figure pat00030
로 정규화된다는 점이다.Here, there are two properties of F that will be preserved by the approximate filter: F is fixed to the polygon (ie F = 0 outside the texture) and F is the texture
Figure pat00030
.

즉, 근사 텍스처 공간 필터가 텍스처 외부로 누출 될 수 없다는 것을 의미하며, 이를 달성하기 위해 텍스처 내부의 텍스처 공간 가우시안을 클램프하고 다시 정규화하며, 나아가, 사전 필터링 된 텍스처의 값은 텍스처 밖에서조차도 텍스처 공간의 모든 곳에서 정의되어야 한다. 도 6에 도시 된 바와 같이, 텍스처 주위에 여백이 포함될 수 있으며, 이 영역에서는 필터의 반경을 늘려 텍스쳐와 교차할 수 있고, 이는 필터를 잘 정의하는 데 필요하다.That is, it means that the approximate texture space filter can not leak out of the texture. To accomplish this, the texture space Gaussian inside the texture is clamped and re-normalized, and furthermore, the value of the pre- It should be defined everywhere. As shown in Fig. 6, margins can be included around the texture, which can cross the texture by increasing the radius of the filter, which is necessary to define the filter well.

마지막으로, 여백 너머에서 텍스처 좌표를 가장자리에 고정하며, 이 표현은 텍스처 외부의 텍스처 공간에서 매끄럽고 낮은 주파수 함수를 정의하고, 정확한 필터 F에서 예상되는 특성이다.Finally, we fix the texture coordinates to the margins beyond the margins, which defines smooth and low frequency functions in the texture space outside the texture, and is an expected characteristic of the exact filter F.

5.4 텍스쳐 가져 오기5.4 Importing Textures

사전 필터링 된 영역에서 가벼운 텍스처를 가져 오는 데 어려움이 있을 수 있다.There may be difficulty in getting a light texture in the prefiltered area.

텍스처 페치를 매개 변수화하려면 텍스처 좌표와 LOD라는 두 가지 양이 필요하며, 순진적인 접근법은 텍스처 공간에서 분포의 평균 (또는 중앙값) 방향 교차점 좌표를 계산하는 것으로 구성될 수 있으나, 이 접근법은 불안정하고 때때로 정의가 잘못될 수 있다.To parameterize a texture fetch requires two quantities, texture coordinates and LOD. A naive approach can consist of calculating the mean (or median) direction intersection coordinates of the distribution in texture space, but this approach is unstable and sometimes Definitions can be wrong.

예를 들어, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 분포의 평균 방향은 텍스처 평면과 교차하지 못한다. 또 다른 어려움은 적절한 LOD가 여러 매개 변수(분포의 선명도, 텍스처 평면의 경사와 거리)에 의존한다는 것이다.For example, as shown in Fig. 7 (a), the average direction of the distribution does not intersect the texture plane. Another difficulty is that the appropriate LOD depends on several parameters (sharpness of the distribution, slope and distance of the texture plane).

코사인 구성으로 상술한 문제 간소화할 수 있으며, 문제를 단순화하기 위해 D와 관련된 코사인 구성으로 표현할 수 있다. 이 변환은 도 7에 도시된 바와 같다.The cosine composition simplifies the problem described above and can be expressed in a cosine configuration associated with D to simplify the problem. This conversion is as shown in FIG.

다각형 적분과 관련하여 수학식 3에서, 역행렬 M-1을 적용한 결과는 아래 수학식 15와 같다.With respect to the polygonal integral, in Equation (3), the result of applying the inverse matrix M -1 is expressed by Equation (15) below.

[수학식 15]&Quot; (15) "

Figure pat00031
Figure pat00031

Po = M-1P는 코사인 구성의 다각형이고 Lo(Wl)는 연관된 변형 된 텍스처이다.P o = M -1 P is a polygon of cosine composition and L o (W l ) is the associated deformed texture.

이러한 구성의 장점은 코사인 분포 Do를 근사화하는 텍스처 공간 필터를 파라미터화하는 것이 임의의 분포 D보다 훨씬 간단하고 견고하다는 것이다.The advantage of this configuration is to parameterize the texture space filter that approximates a cosine distribution D o is much simpler and more robust D random distribution.

코사인 구성에서 사전 필터링 된 텍스처 가져 오기 위하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 코사인 구성에서 텍스처 평면에 셰이딩 점의 직교 투영을 사용할 수 있다.To obtain the prefiltered texture in the cosine configuration, an orthogonal projection of the shading point on the texture plane in the cosine configuration can be used, as shown in FIG.

도 7(b)에 도시된 바와 같이, 이 점은 항상 잘 정의되고, 계산하기 쉽고, 분포 D의 선명도에 관계없이 정확한 텍스처 페치를 산출할 수 있다.As shown in Fig. 7 (b), this point is always well defined, easy to compute, and can produce an accurate texture fetch regardless of the sharpness of the distribution D.

또한, 정규 직교 투영이므로, 이 점에서의 텍스처 평면 기울기는 정확히 90도로 나타나며, 텍스쳐 공간 필터 형상에 이방성을 문제가 발생하지 않는다. 즉, 코사인 분포의 저주파수 변동과 폴리곤의 변환 후에 텍스처 파라미터화의 이방성 왜곡을 무시할 수 있다.Also, since it is a normal orthogonal projection, the slope of the texture plane at this point is exactly 90 degrees, and there is no problem of anisotropy in the texture space filter shape. That is, low-frequency fluctuations of the cosine distribution and anisotropic distortion of texture parameterization after polygon conversion can be ignored.

LOD의 선택은 텍스처 평면에 대한 제곱 거리 r2와 다각형의 면적 A 사이의 비율의 1D 함수로 감소할 수 있으며, 텍스처 공간에서 표준 편차

Figure pat00032
의 가우시안으로 사전 필터링 된 LOD를 선택할 수 있다.The choice of LOD can be reduced by a 1D function of the ratio between the square distance r 2 to the texture plane and the area A of the polygon,
Figure pat00032
Gt; LOD < / RTI > that has been prefiltered with Gaussian of < RTI ID =

게임 엔진에 실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩을 적용한 결과는 도8에 도시된 바와 같이 나타날 수 있으며, 도 9 내지 도 12에서는 사전 정보(ground truth)와의 비교 결과를 확인할 수 있다.The result of applying the real-time polygon type linear conversion light source shading to the game engine can be shown in FIG. 8, and the comparison result with the ground truth can be confirmed in FIG. 9 to FIG.

다시 말해, 게임 엔진에서 광원은 현실감을 주는 것과 관련해서 중요한 문제이며, 종래의 실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩은 상술한 바와 같이, 다각형 광원을 어떻게 구형 모델에 BRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function)을 적용하는지를 다루고 있다.In other words, the light source in a game engine is an important issue in terms of realizing reality, and the conventional real-time polygon linear conversion light source shading can be applied to a BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function) .

종래의 실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩은 다각형 광원을 실제로 구형 모델에 적용하는 것은 비실시간 렌더링에서는 그렇게 오랜 시간이 걸리지 않지만, 일반적인 방법을 사용한다고 가정했을 때의 연산 시간을 고려할 때, 이를 실시간 렌더링에 그대로 적용하는 것은 높은 비용을 필요로 하기 ?문이다.Conventional real-time polygon linear conversion light source shading has a problem in that it is not so long in non-real-time rendering that a polygonal light source is actually applied to a spherical model, but considering the computation time assuming that a general method is used, Applying it as it is, it requires high cost.

즉, 본 발명의 실시예에 따른, 체스 게임 제공 방법 및 장치는 종래의 기술인 실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩을 적용하여, 체스 게임을 제공할 수 있다.That is, the chess game providing method and apparatus according to the embodiment of the present invention can provide a chess game by applying the real time polygon linear conversion light source shading which is a conventional technique.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood that the invention may be practiced.

100: 체스 게임 제공 장치
110: 체스 말 생성부
120: 체스 말 배치부
130: 셰이딩부
100: Chess game providing device
110: chess horse generating unit
120: chess piece arrangement part
130: Shading portion

Claims (1)

체스 말 생성부가, 체스 게임에 적용되는 적어도 하나의 체스 말 각각에 대한 이미지인 적어도 하나의 체스 말 이미지를 생성하는 단계;
체스 말 배치부가, 상기 적어도 하나의 체스 말 이미지를 격자 형태로 미리 생성된 체스판에 배치하는 단계; 및
셰이딩부가, 상기 적어도 하나의 체스 말 이미지에 구면체의 평면을 근사하는 셰이딩 알고리즘인 실시간 폴리곤형 선형 변환 광원 셰이딩 알고리즘을 적용하여 상기 체스판 상에 배치된 상기 적어도 하나의 체스 말 이미지에 셰이딩을 적용하는 단계를 포함하는, 체스 게임 제공 방법.
Generating a chess horse image, the at least one chess horse image being an image for each of at least one chess horse applied to a chess game;
Placing a chess horse arrangement in the chessboard previously generated in a lattice form of the at least one chess horse image; And
Wherein the shading unit applies a shading to the at least one chess horse image disposed on the chess plate by applying a real time polygon type linear transformation light source shading algorithm which is a shading algorithm that approximates the plane of the spheres to the at least one chess horse image ≪ / RTI >
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200137772A (en) 2019-05-31 2020-12-09 에스케이텔레콤 주식회사 Apparatus, method for generating classifier and classifying apparatus generated thereby

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