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송기동,임인성 (사)한국컴퓨터그래픽스학회 2008 컴퓨터그래픽스학회논문지 Vol.14 No.4
To realistically produce fluids such as smoke for the visual effects in the films or animations, we need two main processes: a physics-based modeling of smoke and a rendering of smoke simulation data, based on light transport theory. In the computer graphics community, the physics-based fluids simulation is generally adopted for smoke modeling. Recently, the interest of the particle-based Lagrangian simulation methods is increasing due to the advantages at simulation time, instead of the grid-based Eulerian simulation methods which was widely used. As a result, because the smoke rendering technique depends heavily on the modeling method, the research for rendering of the particle-based smoke data still remains challenging while the research for rendering of the grid-based smoke data is actively in progress. This paper focuses on realistic rendering technique for the smoke particles produced by Lagrangian simulation method. This paper introduces a technique which is called particle map, that is the expansion and modification of photon mapping technique for the particle data. And then, this paper suggests the novel particle map technique and shows the differences and improvements, compared to previous work. In addition, this paper presents irradiance map technique which is the pre-calculation of the multiple scattering term in the volume rendering equation to enhance efficiency at rendering time. 연기와 같은 유체의 모습을 영화나 애니메이션에서의 특수 효과에 활용하기 위해는 연기를 사실적으로 모델링하는 과정과 모델링 된 연기 내부에서의 빛의 흐름이 잘 반영된 렌더링 과정이 필요하다. 컴퓨터 그래픽스 분야에서는 연기 모델링의 사실성을 살리기 위해 물리 기반의 유체 시뮬레이션 기법을 많이 차용하고 있는데, 그 동안 시뮬레이션 기법으로 주로 연구되어 온, 격자 기반의 Euler 방법과는 근본적으로 다른, 파티클 기반의 Lagrange 방법이 시뮬레이션 단계에서 얻을 수 있는 장점 때문에 최근 관심이 높아지고 있다. 연기 렌더링은 연기 모델링 방법에 종속적일 수밖에 없으므로, 결과적으로 격자 기반의 시뮬레이션 결과에 대한 렌더링 방법 은 많이 연구되고 있는 데 비해, 파티클 형태로 산출된 연기 데이터에 대하여 사실적인 영상을 생성해주는 렌더링 기술에 대한 연구는 아직 부족한 상황이다. 이에, 본 논문에서는 Lagrange 기법을 적용하여 생성한 파티클 집합 형태의 연기 시뮬레이션 데이터를 사실적으로 렌더링하기 위해, 전역 조영을 위한 최신 렌더링 기술인 포톤 매핑 기법을 파티클 데이터에 맞게 변형 및 확장한 파티클맵 기법을 소개하고, 개선된 파티클맵 기법을 제시하여, 기존 연구와의 차이점을 보여준다. 또한 렌더링 과정에서 효율성을 높이기 위해 볼륨 렌더링 방정식의 다중 산란 항을 미리 계산하는 광도맵이라는 방법을 제시한다.
DHATA ELVINA FAUSTINA,김창기,오명찬,김현구 한국기상학회 2024 Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences Vol.60 No.3
Site adaptation has become a necessary step in resource assessment for ensuring the bankability of a renewable energy project. The process involves collecting short-term observation data to correct the long-term dataset available from the satellitederived models, which could thus provide a more accurate estimate of the solar resource data. This study aims to enhance the site-adaptation of direct normal irradiance, as its correction remains notably challenging in comparison to global horizontal irradiance due to its larger error, which is often attributed to the complexity of cloud modeling. A new methodology for site-adaptation is proposed that exploits the use of a new indicator variable that describes the correctness of sky-condition classification by the clear-sky index. This variable has dual applications within the context of site adaptation: firstly, it is employed in the two-step binning procedure subsequent to the conventional clear-sky binning during preprocessing, and secondly, it serves as an additional input feature in machine-learning-based site adaptation. The results show that the former method can reduce the mean bias error to a mere 0.4%, while the latter is better for reducing large discrepancies as shown by the lower root mean squared error.
마이크로웨이브를 이용한 잉여 슬러지 가온과 인산염 방출
안조환,양회원,김장호,민성재,김정환,Ahn, Johwan,Yang, Hoiweon,Kim, Jangho,Min, Sungjae,Kim, Junghwan 한국물환경학회 2017 한국물환경학회지 Vol.33 No.4
A chemical batch tests were conducted to evaluate if microwave heating enhances phosphorous release from waste activated sludge (WAS) at pH 2.5, 5, 7, 9 and 11. Polyphosphate-accumulating organisms have a unique physiological feature, which releases intracellular polyphosphate granules when they are exposed under high temperature environments. Microwave irradiation was found to encourage large amount of phosphorus release from WAS, depending on pH and temperature conditions. Most of phosphorus was released below $59^{\circ}C$ within 30 min. A marked increase in phosphorus release was observed under alkaline or acidic conditions. However, based on control tests for phosphorus release under different pH conditions without microwave heating, the largest amount of phosphorus released by microwave irradiation was found at pH 7, followed by 5, 9, 11. On the other hand, crystallization was conducted to obtain magnesium ammonium phosphate (MAP) from phosphate released by microwave heating at pH 7. X-ray diffraction analysis confirmed that the recovered crystalline materials were MAP. MAP is an environmentally friendly fertilizer, which slowly releases ammonia and phosphorus in response to the demand of plant root. Thus, the recovered MAP as a phosphate fertilizer is fully expected to play a important role in the reduction of agricultural non-point pollution.
정적인 장면을 위한 포톤 매핑 기반의 고품질 실시간 전역조명 기법
장병준(Byungjoon Chang),진봉준(Bongjun Jin),임인성(Insung Ihm) 한국정보과학회 2011 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.17 No.10
포톤 매핑 방법은 전역 조명 효과를 생성하기 위하여 널리 사용되는 렌더링 방법 중의 하나이다. 이 방법은 렌더링 시 사용하는 포톤의 수가 증가할수록 결과 영상의 화질은 향상되지만, 그에 비례하여 렌더링 시간 및 저장 공간에 대한 부담이 늘어나는 단점을 갖고 있다. 본 논문은 고정된 기하물체와 광원으로 구성된 정적인 장면을 광선 추적법을 사용하여 렌더링 하고자 할 때, 충분히 많은 수의 포톤 추적을 통해 고화질의 영상을 생성하면서 동적인 카메라 움직임을 효과적으로 처리해주는 전역 조명 생성기법을 제안한다. 또한 그림자 가시성 정보를 전처리를 통해 장면에 적용함으로써, 상당한 비용을 요구하는 그림자 광선에 대한 성능을 향상시킬 수 있는 효율적인 렌더링 방법을 제안한다. 이러한 노력을 통하여 기본적인 광선 추적법 정도의 비용만으로 정적인 장면에 대해 다루기 힘든 물체간의 간접 난반사를 포함하는 고화질의 전역 조명 효과를 효과적으로 생성할 수 있음을 보인다. Phton mapping is one of the most frequently applied rendering methods for generating global illumination effects. While the image quality improves as more photons are emitted during rendering, the requirement for the computation time and memory space increases proportionally to the number of used photons. This paper presents a global illumination technique suitable for ray-tracing a static scene with fixed geometry and lights, which effectively handles the dynamic camera motion while using enoughly many photons for producing high-quality rendering images. In addition, we suggest an efficient technique that considerably reduces the cost for tracing shadow rays by storing shadow visibility information into the static scene and exploiting it during rendering. Combining such efforts, we demonstrate that high-quality global illumination including the intractable diffuse inter-reflection between objects can be effectively produced for static scenes only at the expense of basic recursive ray tracing.
제로에너지 시티 설계에서 위한 3D BIPV 자원지도의 중요성
김보영(Boyoung Kim),윤창열(Chang-yeol Yun),김창기(Chang Ki Kim),강용혁(Yong-heack Kang),김진영(Jin Young Kim),오명찬(Myeongchan Oh),김현구(Hyun-goo Kim) 한국신재생에너지학회 2021 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.7
신재생에너지를 이용한 건축물은 제로에너지 건물, 플러스에너지 건물, 제로에너지 타운을 넘어서 제로에너지 시티까지 그 규모를 확장하고 있다. 제로에너지 타운 또는 시티에서 건물 옥상에 설치된 PV 뿐만 아니라 벽면에 부착되는 BIPV는 필수이다. 도심에서 BIPV 사전 경제성 평가를 할 때 가장 중요한 두 가지는 일사량과 음영이다. 건물 음영의 경우 개별 건물에 대한 음영 계산은 개별적으로 3D 모델을 만들어 가능하지만, 제로에너지 시티를 위한 도시 단위의 BIPV 음영 계산을 위해서는 3D BIPV 자원지도가 요구된다. 이미 존재하는 도시지역에 새로운 건물을 설계하거나, 새로운 계획도시를 설계할 때에 3D BIPV 자원지도는 필수적이다. 한국에너지기술연구원 신재생에너지 데이터센터는 대전시 대덕특구와 함께 대전시 건물태양광 자원지도(SEED: Solar Energy Estimator for Daejeon)를 제작하여, 대전시 행망에서 공개서비스 중이다. 대전시의 3D BIPV 자원지도 데이터를 분석해보면, 음영이 없을 때에 대비해서 음영이 있을 때 대전시 전체 건물의 25%가량이 경제성이 없어지는 것을 볼 수 있었다. 또한 기상청에서 공개하는 일사량으로 산정했을 때 대비 음영까지 고려할 경우 발전량이 최대 50%까지 떨어졌다.
오명찬(Myeongchan Oh),김창기(Chang Ki Kim),김보영(Boyoung Kim),윤창열(Changyeol Yun),강용혁(Yongheack Kang),김현구(Hyun-Goo Kim) 한국신재생에너지학회 2021 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.7
신재생에너지 자원 지도는 신재생에너지 보급 계획이나 정책 수립에 필수적이며 여러 에너지원에 대한 많은 연구가 수행되었다. 태양자원지도의 경우 기상위성영상을 기반으로 한 연구가 국제적으로 수행되었으며 국내에서도 천리안을 사용한 모델이 한국에너지기술연구원에서 개발되었다. 위성영상 기반의 태양자원지도 연구는 광역 지역의 잠재량을 손쉽게 계산할 수 있지만 지형의 영향을 고려하기 어려우며 공간 해상도도 최대 500 m 정도로 지형을 고려하기에 부족하다. 따라서 지형의 영향을 보정하기 위한 추가적인 방법이 요구되며 이를 위성영상 모델과 융합할 필요가 있다. 특정 지역의 지형 보정과 달리 태양자원지도의 경우 국내 전체 지역에 대한 지형의 연산이 필요하며 특히 고해상도의 지형 자료와 장기 위성영상 일사량 자료를 고려하면 그 계산 부하에 대한 연구가 수행되어야 한다. 특히 주변의 지형을 고려해야 하는 그림자 분석의 경우 높은 컴퓨터 연산을 요구한다. 본 연구에서는 이러한 요소를 고려하여 지형 보정을 위한 계산 모델을 구축하고 현실적인 계산 시간을 위한 최적화를 수행하였다. 본 연구를 통해 향후 고해상도의 태양자원지도가 보급될 수 있을 것으로 기대 된다.