Numerical Study on Bifurcation Morphing

임주섭,김성준,황인희 한국항공우주학회 2012 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.11

비선형 피드백 가진에 의한 bifurcation morphing 은 시스템 파라미터의 변화를 측정하는 진동 기반의 검사기법이다. 본 논문에서는 cantilever-based sensing 에 응용된 bifurcation morphing 에 대한 수치적 연구와 그 결과를 소개한다. 첫째로, bifurcation morphing 의 기본 개념과 더불어 비선형 피드백 가진과 시간지연 피드백에 대한 개념을 간략하게 요약한다. 두번째로, cantilever beam 에 대한 유한요소 모델링에 대해 다룬다. 그 다음, sensing 을 수행하는 과정의 수치적 결과들을 소개한다. 이는 bifurcation boundary, bifurcation morphing, parameter reconstruction 단계로 분류될 수 있다. 결론으로, bifurcation morphing approach 의 다양한 적용 가능성에 대해 논의하고, 또한 구조변경이 없는 상태에서 mechanical sensor 의 성능향상이라는 관점에서 시스템의 비선형 특성 활용의 중요성에 대해 논의한다. Bifurcation morphing by means of nonlinear feedback excitation is a vibration-based evaluation technique to detect and measure parameter variations of system. In this paper, numerical study of bifurcation morphing is presented in application to cantilever-based sensing. First, main idea of bifurcation morphing is briefly summarized with a simple model and equations, including the concepts of nonlinear feedback excitation and delayed feedback. Next, FE modeling of a cantilever beam is along the process of cantilever-based sensing. Those results are categorized as bifurcation boundary, bifurcation morphing, and parameter reconstruction. In conclusion, potential applications of the bifurcation morphing approach and the importance of nonlinear features are discussed for enhancing sensing performance in mechanical sensors without structural modifications.

몰핑기법의 의미적 진화

류재형(Jae Hyung Ryu) 한국애니메이션학회 2009 애니메이션연구 Vol.5 No.3

연구는 몰핑(morphing)이라 불리는 디지털 시각효과의 문화적 함의에 대한 연구로서 특수효과 연구의 영역을 컴퓨터 공학과 특수효과 산업의 영역에서 문화연구와 서사연구의 영역으로 확대하고 비평가들로부터 자주 외면되는 할리우드 블록버스터에 이론적 중요성을 부가하는 데 그 의의가 있다. 이 연구는 다음의 세 가지 문제에 대해 집중하였다. 첫째, 몰핑기법은 무엇이며 어떻게 제작되는가? 둘째, 특수시각효과로서의 몰핑기법은 이 시대 사회 문화의 어떠한 측면을 반영하고 있는가? 셋째, 몰핑기법의 미학은 테크놀로지에 대해 어떠한 시각을 취하는가? 이론적 논의와 텍스트 분석의 전형적인 방법을 사용하였다. 몰핑기법의 제작과정을 살펴보았고, 이를 통해 그것이 재현하는 기계-유기체 캐릭터들을 포스트휴먼 담론으로 설명하였다. 텍스트 분석을 위해, 몰핑이 재현하는 포스트휴먼 캐릭터가 중심축을 차지하며, 이와 동시에 테크놀로지에 대한 시각의 변화가 뚜렷한 영화를 선정하였다. 몰핑기법이 최초로 세인의 관심을 받게 되었으며 동시에 몰핑기법에 힘입어 대성공을 거둔 〈터미네이터 2: 심판의 날〉(제임스 카메론, 1991)과 근래에 한층 업그레이드된 삼차원 몰핑기법으로 대단한 관심을 끌고 있는 〈트랜스포머〉(마이클 베이, 2007), 〈트랜스포머: 패자의 역습〉(마이클 베이, 2009)이 그들이다. 이들에 대한 세밀한 텍스트 분석을 실시하여 몰핑기법의 미학이 기술미래주의와 기술공포주의 사이에서 어떠한 트랜스포메이션을 행하는 지 이론적 논의와 함께 예증하였다. This study tries to understand the cultural implication of a digital effect called the morphing technique. It is significant that this study attempts to expand the research area of special effects from the realm of computer science and special effects industries to that of cultural and narrative studies, and at the same time, to add theoretical gravity to the Hollywood blockbuster films to which a few film critics frequently pay no attention. This research focuses on the following three questions. First, what is morphing and how is it produced? Second, what kind of aspects does the morphing technique, as a digital effect, reflect in the present society and culture? Third, how does the aesthetic of the morphing technique present technology? The typical methods of theoretical discussion and the close textual analysis will be used. This study will understand the production process of morphing and examine the posthuman discourses to explain the cybernetic-organism characters morphing represents. For the textual analysis, I will deal with the films mainly presenting posthuman characters, and by doing so, representing the transformation of the vision about technology. They are Terminator 2: Judgment Day(James Cameron, 1991) making a growing interest in morphing, and simultaneously getting a big hit with the support of the technique, and Transformers (Michael Bay, 2007), Transformers: Revenge of the Fallen(Michael Bay, 2009) arousing audiences’ interest in metamorphosis (3-D CGI morphing) recently upgraded from 2-D morphing. Through the close textual analysis of the films with theoretical discussion, I will exemplify how the aesthetic of morphing shows the transformation between technofuturism and technophobism.

디자인 발상에 있어서 Morphing System의 유효성에 관한 기초연구

송홍권,박대순 한국디자인과학학회 1999 디자인과학연구 Vol.2 No.-

오늘날 디자인은 도구를 만들고 환경을 쾌적하게 만드는데 국한되는 것이 아니다. 이것을 만들어내는 디자이너는 물론 판매를 하는 기업에까지도 사회적, 도덕적 책임을 요구한다. 그러므로 디자인 작업은 고도의 과학적이고 혁신적인 연구와 끊임없는 창조 작업의 연속이어야 하고, 인간사회 전반에서 요청 되고있는 다변화된 욕구 충족 요구를 신속히 반영할 수 있는 과학적 접근 방법을 필요로 하게되었다. 따라서, 본 연구의 목적은 디자인 개발과정에 있어서 새로운 형태접근인 Morphing System 울 이응한 정량분석 방법론에 있다. 본 연구는 다음과 같은 가설을 전제로 하였다. 첫째: 우리가 영화의 특수 효과에서나 볼 수 있었던 몰핑(Morphing)이 디자인 발상과정에 있어서 새로운 형태 창조나 소비자의 새로운 Trend분석에 활용할 수 있는 기초자료가 될 수 있을 것이다. 둘째: 몰핑(Morphing)의 이미지 변환기법을 이용하면 두 이미지(Image) 또는 오브젝트(Object) 간에 새로운 형태를 만들어내므로 디자인적인 접근이 가능하다. 따라서, 디자이너가 새로운 형태에 접근함에 있어 보다 신속하고 다양한 디자인형태를 제시할 수 있으므로 최소의 시간을 투자하여 최대의결과를 유출할 수 있을 것이다. 이러한 형태 접근을 위한 Morphing System은 2개의 프로토타입(Prototype)만을 가지고도 다양한 형태를 유추할 수 있다. 디자이너가 아이디어창출을 하는데 있어서 많은 유효성을 가져다준다. 따라서, 본 논문의 목적은 Morphing System을기반으로 한 컴퓨터 지원 시스템 개발에 필요한 기초연구에 있다. These days design cannot only confine to make tools and better environmental conditions, Not only designers but corporations that manufacture there products need social and moral responsibilities about them. Design process could be scientific Inventive studios and continuous creative working which needs scientific approaches based on various social, cultural conditions. This study proposes more effective and scientific analyses on Morphing system for design process. It could bea basic hypothesis to analysis trend of new forms and consumers. Also, this is based on making a new shape between two images or objects. Therefore, designer can flow out the best products with minimum economi-cal time. This accessing to Morphing system will locate in prototype original point and develop the concept on the same core level without wasting time to create the same shape. consequently, this study is based on the development of computer supporting system with a morphing system base.

얼굴 영상의 특징점 추출을 이용한 필드 및 메쉬 기반 얼굴 영상 자동 모핑

김용기(Yong Ki Kim),이병래(Byeong Rae Lee) 한국정보과학회 2011 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.38 No.5

본 논문에서는 필드 모핑과 메쉬 모핑을 조합하여 정면 컬러 얼굴 영상의 효율적인 자동 모핑방법을 제안한다. 제안하는 필드 및 메쉬 기반 모핑은 얼굴 특징점을 추출하여 자동으로 수행된다. 얼굴 피부색은 YCbCr 컬러 공간에서 색도 성분 차이 값의 정규화된 히스토그램을 이용하여 추출한다. 템플릿 정합 방법으로 눈 후보 영역을 추출한 후 동공사이의 비율정보를 기반으로 각 후보 영역을 계산하고 에지맵 생성, 그레이 레벨 기울기 값 및 히스토그램 분석 등을 통하여 얼굴 특징점을 추출한다. 추출된 특징점을 이용하여 제어선을 생성하고, 소스 메쉬 제어점에 대해 필드 워핑 알고리즘을 이용하여 목표 메쉬 제어점을 계산함으로써 메쉬 모핑을 자동화한다. 제안 기법은 기존의 자동화된 필드 모핑과 비교할 때 유사한 영상 품질을 얻을 수 있고 80%정도 모핑 수행시간을 단축할 수 있으며 소스 메쉬 제어점의 수동적 이동을 제거할 수 있는 이점이 있다. This paper presents an efficient and automatic method dealing with morphing of frontal color facial images, based on a combination of field morphing and mesh morphing. The proposed field and mesh-based morphing is automatically conducted by using feature points of facial images. By analyzing certain features of facial skin color, we can determine a specific range of skin colors in a normalized histogram. After detecting the eye candidates based on eye-template matching, respective candidate areas are calculated in proportion of the distance between pupils. For respective candidate areas, the target facial feature points are extracted by making use of edge maps, grey level gradients and analyzing histograms, etc. Control lines are made up of the extracted feature points. Source mesh control points are made in the source images at regular intervals. The field and mesh-based morphing is automatically conducted, calculating the target mesh control points for the source mesh control points using field warping algorithm. The proposed field and mesh-based morphing has the advantage of computational time that is 80% faster than that of the automatic field-based morphing. In addition, it has the similar quality of the intermediate frames from the field morphing and has removed the manual movemnet of source mesh control points into its target.

<블랙 스완>(2013)의 몰핑 기술을 통해 본 포스트 시네마의 신경-이미지적 특징

장미화(Mi-Hwa Jang),문재철(Jae-Cheol Moon) 한국엔터테인먼트산업학회 2021 한국엔터테인먼트산업학회논문지 Vol.15 No.5

디지털 몰핑은 영화의 내러티브를 효과적으로 표현하면서 현실 넘어서는 상상을 사실로 구현한다. <블랙 스완>(2013)에서 디지털적으로 구현된 몰핑 이미지는 포스트 시네마로서 오늘날 영화의 특징을 잘 보여주고 있는데, 컴퓨터 기술을 적극적으로 활용해 마술 같은 환각적 이미지를 제공한다. 디지털 몰핑 기술은 주인공이 발레를 추는 동안 기괴하게 변형되어 가는 신체를 현실과 환영이 구분되지 않게 제시함으로써 충격을 준다. 이러한 이미지는 어트랙션 효과로 그치지 않고 신자유주의 시대의 강도를 정동의 흐름으로 가시화해 낸다. 신체 변형의 기이한 효과는 신자유주의 현실의 징후인 것이다. 또한 이러한 몰핑 이미지는 파트리샤 피스터스가 말한 신경-이미지 체제의 부상을 말해준다. 디지털 스크린에 나타난 신경병리학적인 양상들은 신경-이미지에 해당되는 것으로, 들뢰즈의 시간-이미지 체제를 넘어서 미래의 시간성을 띤다. <블랙 스완>의 몰핑의 경우 니나의 신체가 흑조와 혼종화 되어서 계속적으로 변화하는 동안 신경-이미지적인 특성이 두드러지게 나타난다. 신경 이미지로서 이 영화의 디지털 몰핑은 주체가 겪는 현실의 충격을 조절하는 효과를 지닌다. 이 영화의 몰핑은 디지털 시대의 사회적 통제의 효과이자 그 통제를 조절하는 포스트 시네마의 역량을 보여주고 있다. Digital morph expresses the imaginary beyond the representation of reality by expressing the narrative effect characteristically. In particular, the effect of affect can be considered to be a characteristic of digital cinema as a post-cinema. In <Black Swan> (2013), Morphing image prominently shows the characteristics of post-cinema. By actively utilizing software technology, this film gives a shocking effect by expressing the magical image. Paying attention to the post-cinematic characteristics of morphing different from classical film, this article treated the characteristics of digital morphing. The digital morphing presents the flow of affect visualizing uncanny phenomenon of body transformation. This evokes concept of neuro-image which Patricia Pisters distinguished the neuropsychiatric pathology that appears actively on the contemporary digital screen. The Neuro-image goes beyond the temporality of Deleuze"s time-image presenting future. Allegedly, the morphing of <Black Swan> presents the neuro-images when Nina"s body changed to hybrid body with black swan. Digital Morphing technique provides a shocking effect, showing delirium when the body bizarrely deformed while dancing ballet. This is different from the attraction of the morphing in film, it expresses the emotion of the neoliberal era beyond representation. In conclusion, the digital morphing presents the neuro-image system modulating the shock. This shows the characteristics of digital film which interacting and controling the shock effect as post-cinema.

Morphing System를 활용한 폰트 디자인에 관한 연구

송홍권 ( Song Hong Gwon ) 한국디자인과학학회 2003 디자인과학연구 Vol.6 No.2

오늘날 현대디자인에 있어서 폰트의 기능을 디자인 결과물 뿐만 아니라 디자인 인어적인 막강한 힘을 지니고 있다. 폰트(Font)^(1))는 우리말로는 글자체 또는 문자로 해석되는데 흔히 `타입(Type)`, `타이포그래피 (Typography)`, `폰트(Font)` 라는 용어를 확실한 구별 없이 모두 같은 `문자`라는 의미로 사용할 때가 많다. 일반적으로 글자 하나하나를 가리킬 때는 `타입`이라 하며, 다른 글자와 구별되는 그 글자의 특별한 형태, 즉 글자꼴을 `폰트` 또는 `타입페이스(Typeface)`라고 하고, 같은 스타일의 글자라고 하더라도 다양한 크기 및 굵기, 기울기를 갖고 있는 글자들을 모두 이야기할 때는 `타입 패밀리(Type Family)`라고 한다. 이러한 모든 의미의 글자와 글자가 위치한 공간, 레이아웃된 모양 등 글자로 디자인(Designing with Typ e)된 상태 및 과정 모두를 폭넓게 `타이포그래피`라고 한다. 본 연구에서는 디자이너의 폰트 개발에 있어서 보조적인 수단으로 합리적인 방법을 제시하고자 한다. 본 연구는 다음과 같은 가설을 전제로 접근하였다. 첫째: 영화의 특수효과에 적용되는 이미지전환기법인 몰핑(Morphing)을 폰트에 적용하면 중간형태의 다양한 문자 군을 얻을 수 있다. 둘째: 몰핑(Morphing)의 이미지 전환기법인 (Warping)에 의해 두 이미지사이의 새로운 이미지를 만들어 내므로 폰트 디자인에도 적용 가능하다. 따라서, 몰핑시스템을 이용한 폰트 개발은 최 소한의 시간으로 다양한 문자 군을 얻을 수 있음으로써 그 가치가있다 하겠다. 이것은 대응하는 두 글자를 정량적으로 혼합하는 과정에서 얻어지는데 대응하는 문자의 두께와 높이 기울기 형태의 변화가 클수록 다양한 변화를 얻는다. 따라서 본 연구에서는 컴퓨터시스템과 몰핑(Morphing)를 이용한 폰트개발에 관한 기초연구이다. Nowadays, A function of Font has a powerful effect not only for design outputs but design communication. A terminology of font called `Type`, `Typography`, and `Font` is often used as a meaning of a letter or a character with no certain distinction. Terminology of Type. Font or Typefaces, and Type family represents below. Type: a meaning of each individual letter character Font of Typeface: a meaning of all type of a single design Type family: a meaning of the collection of faces that were designed together and intended to be used together. Typography means designing with Type such as typeface identification and classification, type sizes, type measurement, type weight, type formand posture, line measure, line spacing, word spacing, letter spacing, tracking, and kerning. Therefore this research pres ents logical method as auxiliary device in developing font by designers. This study approa ches such hypothesis explained below as prerequisite. Importance of profound researches for the digital motion graphic content industry, This study will not only analyze the procedures of producing infrastructure environments as well as digital motion graphic contents, but also present the current problems of digital contents and improvement methods to apply to activate the various productions of digital motion graphic contents.

Three-dimensional Morphing of Similar Shapes Using a Template Mesh

Dong-Jin Yoo 한국정밀공학회 2009 International Journal of Precision Engineering and Vol.10 No.1

Shape morphing is the process of transforming a source shape into a target shape, through a series of intermediate shapes. There are two important problems to be considered in three-dimensional shape morphing: conforming mesh generation and path interpolation. In this paper, a novel approach in which a template mesh is mapped directly to the target mesh is proposed for the efficient treatment of the conforming mesh generation problem. Our mapping technique is based on a shape deformation method using an implicit function and the well-known mesh smoothing scheme, so the implementation of the method is very simple and robust. After mapping the source mesh to the target mesh, i.e., after obtaining a consistent mesh parameterization of the two shapes, the intermediate shapes are obtained by linear interpolation of the modified Laplacian coordinates of the source and target meshes. We demonstrate many examples of morphing between various shapes, including a model of the human head, a head sculpture model, and models of the human body in different poses to show the validity and effectiveness of the proposed method.

3차원 모핑기법에 의한 18-24세 여성의 체형별 대표 형상 도출을 위한 연구

신주영 ( Ju Young Shin ),최영림 ( Young Lim Choi ),남윤자 ( Yun Ja Nam ) 한국의류산업학회 2011 한국의류산업학회지 Vol.13 No.4

The purpose of this study is to classify body types into different groups based on 3D scanned data, and identify the representative body shapes that most frequently appear in the groups. A high frequency range was defined based on body measurement data, and representative shapes were identified based on body scan data of women aged 18-24. The major findings of this study are as follows. First, the three typical types of height, bust and drop mixes among Korean women aged 18-24 are as follows:) 155-88-N,) 160-82-A, and 165-85-A. Regarding the body type, the A and N types frequently appeared, while the H type was rare. Second, among the subjects of the high-frequency groups, upright bodies were selected as sample models and were used for morphing. An adjustment was made to the morphing results to reflect the body characteristics of the sample models evenly. Third, to verify the morphing results, the body sizes of the sample models and the created models were compared. The result showed that, the sizes were close to the average size of the sample models. Fourth, to verify whether the morphing processes adequately reflected the features of the body shapes, cross-section models of key body parts were made and the degree of representativeness was determined.

GPU를 이용한 특징 기반 영상모핑의 가속화

김은지(Eun-Ji Kim),윤승현(Seung-Hyun Yoon),이지은(Jieun Lee) 한국컴퓨터그래픽스학회 2014 컴퓨터그래픽스학회논문지 Vol.20 No.2

본 논문에서는 특징 기반 영상모핑(feature-based image morphing)을 위한 GPU (Graphics Processing Unit) 기반의 가속화 기법을 제시한다. 제안된 기법은 모핑과정에서 픽셀과 제어선 사이의 최단거리를 효율적으로 계산하기 위해 그래픽스 하드웨어의 깊이 버퍼(depth-buffer)를 이용한다. 먼저 원본영상(source image)과 최종영상(destination image)에 사용자입력을 통해 특징을 표현하는 제어선들을 지정하고, 각 제어선의 거리함수(distance function)를 서로 다른 색상을 갖는 두 개의 사각형과 원뿔로 렌더링한다. 그래픽스 파이프라인(graphics pipeline)을 통해 각 픽셀에서 가장 가까운 제어선까지의 거리는 깊이 버퍼에 저장되고, 이는 모핑연산을 효율적으로 수행하는데 사용된다. 본 논문에서는 픽셀 단위의 모핑 연산을 CUDA(Compute Unified Device Architecture)를 이용하여 병렬화함으로써 모핑의 속도를 더욱 향상시키며, 다양한 크기의 입력영상에 대하여 각각 CPU와 GPU를 이용한 영상모핑 실험을 통해 제안된 기법의 효율성을 입증한다. In this study, a graphics-processing-unit (GPU)-based acceleration technique is proposed for the feature-based image morphing. This technique uses the depth-buffer of the graphics hardware to calculate efficiently the shortest distance between a pixel and the control lines. The pairs of control lines between the source image and the destination image are determined by user’s input, and the distance function of each control line is rendered using two rectangles and two cones. The distance between each pixel and its nearest control line is stored in the depth buffer through the graphics pipeline, and this is used to conduct the morphing operation efficiently. The pixel-unit morphing operation is parallelized using the compute unified device architecture (CUDA) to reduce the morphing time. We demonstrate the efficiency of the proposed technique using several experimental results.

Shape Optimization and Sensitivity Analysis of a Morphing-Wing Aircraft

Cheng Gong,Bao-Feng Ma 한국항공우주학회 2019 International Journal of Aeronautical and Space Sc Vol.20 No.1

Morphing-wing concepts have received growing interests in the recent years for enhancing the multi-mission performance of unmanned aerial vehicle. However, to obtain a feasible morphing strategy, the optimization design studies are required. In this paper, an aerodynamic optimization study for a morphing-wing aircraft with variable sweep, span, and chord length was conducted to obtain the optimum configurations at subsonic, transonic and supersonic conditions. The optimization objective is to obtain maximum lift-to-drag ratios subject to lift coefficients and static stability constraints at each flight condition. A genetic algorithm in conjunction with surrogate models was employed to search optimum solutions in the entire design space. The aerodynamic forces are calculated by an Euler-based solver and friction drag estimation code. The optimum configuration corresponding to any flight condition can be determined through the optimization. A global sensitivity analysis based on the surrogate model was also carried out, hence the contribution of each design variable to the optimization objective can be analyzed. The results indicated that the optimum wing at subsonic speeds have a lower sweep angle and high aspect ratio, and the wing sweep has a primary contribution to lift-to-drag ratios, and the span is secondary; at transonic conditions, the medium-sweep wing is the optimum, and the contribution of the span is farmore than other variables; at supersonic conditions, the optimum configuration becomes a high-sweep cropped delta wing, and the span has a dominant contribution, and the sweep is secondary.