KR100940744B1

KR100940744B1 - 임베디드 및 모바일 기기에서 3차원 질감을 가진 표면의 접촉 그래픽 효과를 구현하는 방법

Info

Publication number: KR100940744B1
Application number: KR1020090090606A
Authority: KR
Inventors: 정현정; 김동연; 이충환; 서정민
Original assignee: (주)디지탈아리아
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2010-02-04
Also published as: KR20090107991A

Abstract

본 발명은 임베디드 및 모바일 기기에서 3D 질감을 가진 표면의 접촉 그래픽 효과를 구현하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은, 임베디드 및 모바일 기기에서 3D 질감을 가진 표면에 접촉 그래픽 효과를 구현하는 방법에 있어서,

3D 질감을 가진 표면의 이미지를 미리 2D 이미지화하여 상기 기기에 저장하는 단계; 상기 화면에 특정 물체가 접촉하였을 때, 해당 물체의 위치와 진행 각도에 대응하는 애니메이션들을 상기 기기에 저장하는 단계; 상기 2D 이미지를 상기 기기의 화면에 출력하는 단계; 상기 화면에 특정 물체가 접촉하였을 때, 해당 물체의 위치와 진행 각도를 분석하는 단계; 상기 분석 정보를 바탕으로, 상기 저장된 애니메이션들에서 상기 물체가 접촉하였을 때의 그래픽 효과에 대응하는 애니메이션들을 선택하는 단계; 상기의 선택된 애니메이션들을 물체의 접촉 위치 및 접촉 진행 방향을 고려하여 화면에 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명을 이용하면, 기존의 임베디드 및 모바일 기기에서 3D 질감을 가진 표면의 접촉 그래픽 효과를 구현함에 있어 CPU 및 GPU 등의 하드웨어의 연산 처리를 많이 필요로 했던 그래픽 구현을, 미리 만들어 놓은 2D의 표면 이미지와 표면 접촉 그래픽 효과 애니메이션으로 구현함으로써 복잡한 하드웨어의 연산 처리 및 소프트웨어적인 처리 단계를 대폭 줄여, 전체적인 처리 속도의 향상 및 임베디드 및 모바일 기기와 같은 저사양의 하드웨어에서도 해당 효과를 구현할 수 있다.

모바일, 임베디드, 애니메이션, 접촉, 이미지

Description

임베디드 및 모바일 기기에서 3차원 질감을 가진 표면의 접촉 그래픽 효과를 구현하는 방법{Implementing Method for Contact Graphic Effect of Surface having 3 Dimensional Feel of Material in the Embedded and Mobile Apparatus}

기존의 임베디드 및 모바일 기기에서 사용자가 접하는 그래픽적인 환경, 즉 GUI(Graphic User Interface)는 2D 기반으로 구성되어 있었다. 이는 PC상에서 주로 쓰이는 3D 기반의 GUI 및 그래픽 효과들을, 임베디드 및 모바일 기기에서 표현하기에는 임베디드 및 모바일 기기의 하드웨어적 사양(CPU, GPU, 메모리 등)과 소프트웨어적 기술이 아직 PC에 비해 발전하지 못했기 때문이다.

그러나, 최근 임베디드 및 모바일 기기의 하드웨어적인 사양과 소프트웨어적 기술이 발전함에 따라, 3D GUI 및 그래픽 효과들이 임베디드 및 모바일 기기에 점차 도입되고 있다.

이런 상황에서 다양한 3D 관련 그래픽 효과 및 기술들이 임베디드 및 모바일 기기에 적용되고 있는데, 종래기술에서 아직까지 해결되지 못한 부분 중에 하나가, 3D 질감을 가진 물체의 표면을 어떻게 표현하느냐 하는 것과, 이 표면에 특정 물체가 접촉 했을 때 표면의 변화를 나타내는 그래픽 효과를 어떻게 달성하는 하는 것이다.

이는, 이러한 3D 질감을 가진 물체(예를 들면 털이나 모래 등)의 표면 자체가 일반적인 입방면체나 구형체보다 훨씬 복잡한 구조이므로 기존의 3D 모델링 툴을 이용하여 표현하기가 어렵고, 이런 구조의 3D 질감을 기기에서 그래픽적으로 표현하려면 많은 수학적 연산과 빠른 처리 속도가 필요하기 때문이다.

다시 말하면, 도1은 이러한 3D 모델링의 예를 설명한 한 것으로, 털의 질감을 가진 표면을 3D 모델링한 것인데, 도1에서와 같이, 털의 질감을 3D 모델링하여 해당 질감을 표현하기 위해서는, 표면에 무수히 많은 털을 각각의 선으로 표현하고 색을 입히는 정교한 작업이 필요하다. 또한, 모델링된 표면에 접촉이 일어났을 때의 효과를 표현하기 위해, 각각의 털의 움직임을 연산하여 표현해야 하기 때문에, 높은 수학적/물리학적 연산과 그래픽 표현을 위한 고성능의 CPU와 GPU가 필요하게 된다.

그러나, 이러한 고성능의 CPU와 GPU의 사양은 현재 시장에 유통되는 임베디드 및 모바일 기기의 하드웨어적인 처리 속도를 뛰어넘는 것이기에, 이러한 방식으로 털의 질감 및 접촉 효과를 임베디드 및 모바일 기기에서 표현하는 것은 현실적으로 불가능하다.

본 발명은 이상과 같은 종래의 기술적인 문제점을 감안하여, 임베디드 및 모바일 기기에서 3D 질감을 가진 물체의 표면에 특정 물체가 접촉했을 때의 그래픽 효과를 구현하는 방법을 제시한다.

이상과 같이 본 발명을 이용하면, 기존의 임베디드 및 모바일 기기에서 3D 질감을 가진 표면의 접촉 그래픽 효과를 구현함에 있어 CPU 및 GPU 등의 하드웨어의 연산 처리를 많이 필요로 했던 그래픽 구현을, 미리 만들어 놓은 2D의 표면 이 미지와 표면 접촉 그래픽 효과 애니메이션으로 구현함으로써 복잡한 하드웨어의 연산 처리 및 소프트웨어적인 처리 단계를 대폭 줄여서, 전체적인 처리 속도가 향상되고 임베디드 및 모바일 기기와 같은 저사양의 하드웨어에서도 해당 효과를 구현할 수 있다.

이제, 본 발명의 방법을 도1 내지 7을 참고로 하여 자세히 설명하기로 한다.

먼저 임베디드 및 모바일 기기에서 미리 2D 이미지화된 3D 질감을 가진 표면의 이미지를 화면에 출력한다(S1). 이때 쓰이는 이미지는 도1과 같이 종래기술의 방법대로 3D 질감을 가진 표면을 3D 모델링 개발 툴을 이용하여 생성한 후, 생성된 3D 표면을 2D 이미지화 한다. 이는 사실적인 표현을 위한 것으로 3D 모델링을 통해 표면의 질감을 가장 잘 표현할 수 있도록 모델링한 후, 색을 입히고 시뮬레이션을 통해 상세 보정을 거쳐 만들게 된다. 만약 해당 부분을 2D로 직접 그려서 생성하면, 그 사실감이 떨어지므로 3D 모델링을 통해 정교히 만들어진 표면을 2D 이미지화 하는 것이다. 이렇게 도1의 3D 모델링된 털의 표면을 2D 이미지화하면 도2와 같이 된다.

이렇게 화면에 출력된 도2와 같은 표면 이미지에 특정 물체의 접촉이 일어나는 경우에 해당 물체의 접촉 위치와, 접촉이 지속적으로 일어나는 경우 접촉이 진행되는 각도(방향)를 분석한다(S2).

여기서, 특정 물체는 이미지 형태로 화면에 직접적으로 출력될 수도 있고, 터치 스크린을 이용할 경우 화면에 접촉이 일어나는 손이 해당 물체가 될 수도 있다.

이제, 도3에서와 같이, 이러한 접촉이 일어난 경우, 해당 위치 정보를 x, y좌표로 파악하고, 지속적인 접촉이 일어난 경우 해당 위치를 지속적으로 파악하여 x, y좌표의 증감을 분석하여 접촉이 일어나는 각도를 계산한다.

상기 과정에서 나온 위치 정보와 진행 각도(방향)를 바탕으로, 물체가 접촉했을 때 저장된 어떤 접촉 그래픽 효과를 화면에 출력할지 판단하게 된다(S3).

여기서, 접촉 그래픽 효과는 도1의 과정을 통해 생성된 3D 표면을 기반으로, 해당 3D 표면에서 구형체 또는 특정 형태의 물체가 접촉했을 때를 개발 툴에서 시뮬레이션하여 해당 시뮬레이션 과정을 애니메이션화하여 제작한다.

도 4는 3D 개발 툴에서 시뮬레이션을 하는 예를 나타낸 것이다.

해당 애니메이션은 여러 장의 연속된 이미지 시퀀스 혹은 동영상으로 제작될 수 있다. 동영상으로 제작 될 경우는 이미지 시퀀스로 구성할 경우보다 용량이 줄어드는 장점이 있으므로, 기기의 특성에 따라 구분하여 사용 가능하다.

이때, 접촉이 진행되는 방향에 대하여 각각의 시뮬레이션 화면이 다를 수 있으므로, 필요에 따라 각 방향에 대한 각각의 애니메이션을 제작하여 저장한다.

예를 들어, 도5의 좌측에서와 같은 기본적인 8가지 방향(501)에 대하여 애니메이션을 제작하지만, 더 정교한 표현을 위하여 8방향 이상에 대한 애니메이션을 제작할 수도 있다.

그러나 도5의 우측에서와 같이, 한 방향의 애니메이션을 대칭 전환(502)을 하여 반대편에도 적용 가능하므로, 필요한 애니메이션의 개수를 최소한으로 줄일 수도 있다.

상기 과정을 통해 제작된 각 애니메이션을 접촉면의 진행 각도에 따라 어떤 애니메이션을 화면에 출력하게 될지 판단하게 되는데, 이는 각도의 범위를 나누어 특정 범위에 드는 각도는 하나의 방향으로 인식하여 해당 방향의 애니메이션을 선택한다.

상기 선택된 애니메이션은 물체의 접촉 위치에 출력하게 된다(S4). 도 6은 해당 애니메이션과 바탕 이미지 간의 출력 레이어를 도식화한 것으로, 도면기호(601)와 같이, 3D 질감을 가진 표면의 2D 이미지(A) 위에서 애니메이션(B)이 접촉 위치에서 애니메이션이 끝날 때까지 화면에 출력되며, 애니메이션이 끝난 이후에는 화면에서 사라지게 된다.

지속적으로 특정 방향으로 접촉이 일어나는 경우에는 도면기호(602)에서와 같이, 해당 방향의 위치에 순차적으로 애니메이션을 각각 출력하게 된다(S4). 이 때 접촉이 일어난 물체의 크기가 각각 다를 수 있는데, 이때에는 물체의 크기에 따라 접촉 위치에 출력되는 애니메이션을 물체의 크기만큼 자동 확대/축소하여 접촉 효과를 나타내게 된다.

그리고 이러한 방법들은 플래시를 비롯한 SVG, 어도비 에어, 실버라이트, Java, XML기반 GUI 엔진 등의 다양한 그래픽 애니메이션 소프트웨어 엔진을 이용하여 다양한 임베디드 및 모바일 기기에 적용하게 된다.

이상과 같이, 3D 질감을 가진 표면을 2D 이미지화하고 각 방향에 대한 애니메이션을 제작하여 저장해 놓은 상태에서, 접촉 위치와 접촉의 진행 방향에 대응하는 애니메이션을 화면에 출력하여 3D 질감의 표면에 대한 접촉 그래픽 효과를 구현하게 되면, 임베디드 및 모바일 기기와 같이 PC에 비해 비교적 낮은 성능의 CPU와 GPU를 가진 기기에서도 해당 효과를 실감나게 구현할 수 있다.

결국, 종래기술에서 3D 질감을 가진 표면을 3D 모델링한 객체를 직접적으로 사용하여 접촉 그래픽 효과를 구현하는 방법을 개선하여, 본 발명에서는 3D 질감을 가진 표면을 2D 이미지화하고 접촉 효과를 방향 별로 애니메이션화하여, 접촉면의 위치와 진행 각도에 따라 적합한 애니메이션을 화면에 출력함에 함으로써, 사용자가 보기에는 동일한 시각적 효과를 가지지만, 실제 하드웨어 및 소프트웨어의 연산 및 처리 절차를 줄여 처리 속도가 향상되고, 모바일 또는 임베디드 기기와 같은 저사양의 하드웨어 기기에서도 해당 효과를 구현할 수 있게 된다.

도1은 종래기술에서 3D 모델링하는 것을 도시함.

도2는 본 발명에서 3D 질감의 털의 표면을 2D 이미지화 하는 것을 도시함.

도3은 본 발명에서 접촉에 따른 각도를 계산하는 방법을 도시함.

도4는 본 발명에서 접촉 효과에 따른 시뮬레이션을 예시함.

도5는 본 발명에서 접촉 방향의 구분을 도시함.

도6은 본 발명에서 애니메이션 출력 레이어의 구조를 도시함.

도7은 본 발명에서 접촉 그래픽 효과를 달성하기 위한 흐름도.

Claims

임베디드 및 모바일 기기에서 3D 질감을 가진 표면에 접촉 그래픽 효과를 구현하는 방법에 있어서,

3D 질감을 가진 표면의 이미지를 미리 2D 이미지화하여 상기 기기에 저장하는 단계;

상기 기기의 화면에 물체가 접촉하였을 때, 해당 물체의 접촉 방향에 대응하는 애니메이션들을 미리 상기 기기에 저장하는 단계;

상기 2D 이미지를 상기 기기의 화면에 표시하는 단계;

상기 기기의 화면에 특정 물체가 접촉하였을 때, 해당 특정 물체의 위치와 접촉 방향을 분석하는 단계;

상기 분석 정보를 바탕으로, 상기 미리 저장된 애니메이션들에서 상기 특정 물체가 접촉하였을 때의 그래픽 효과에 대응하는 애니메이션을 선택하는 단계;

상기 특정 물체의 접촉 위치 및 접촉 방향을 고려하여, 상기의 선택된 애니메이션을, 상기 화면상에 표시된 2D 이미지 위에, 애니메이션 소프트웨어 엔진을 이용하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임베디드 및 모바일 기기에서 3D 질감을 가진 표면의 접촉 그래픽 효과를 구현하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 저장된 2D 이미지는,

3D 질감을 가진 표면의 이미지를 3D 모델링한 후에 2D 이미지화하여 형성하 는 것을 특징으로 하는 임베디드 및 모바일 기기에서 3D 질감을 가진 표면의 접촉 그래픽 효과를 구현하는 방법.
삭제
제1항에 있어서,

터치 스크린을 이용할 경우, 상기 특정 물체는 화면에 접촉이 일어나는 손인 것을 특징으로 하는 임베디드 및 모바일 기기에서 3D 질감을 가진 표면의 접촉 그래픽 효과를 구현하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 저장된 접촉 방향에 대응하는 애니메이션은,

대칭 전환을 이용하여, 상기 접촉 방향별 애니메이션을 최소한의 수의 애니메이션으로 구성하는 것을 특징으로 하는 임베디드 및 모바일 기기에서 3D 질감을 가진 표면의 접촉 그래픽 효과를 구현하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 저장된 접촉 방향에 대응하는 애니메이션은,

여러 장의 연속된 이미지 시퀀스 또는 동영상으로 제작되는 것을 특징으로 하는 임베디드 및 모바일 기기에서 3D 질감을 가진 표면의 접촉 그래픽 효과를 구현하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 선택하는 단계는,

상기 접촉 방향 별로 생성하여 저장한 애니메이션에서, 상기 특정 물체의 접촉 방향과 가장 유사한 방향의 것을 선택하는 것을 특징으로 하는 임베디드 및 모바일 기기에서 3D 질감을 가진 표면의 접촉 그래픽 효과를 구현하는 방법.
제1항에 있어서,

상기의 애니메이션들을 화면에 출력하는 단계는,

상기 특정 물체의 크기에 따라 애니메이션을 자동으로 확대 또는 축소하여 출력하는 것을 특징으로 하는 임베디드 및 모바일 기기에서 3D 질감을 가진 표면의 접촉 그래픽 효과를 구현하는 방법.
제1항에 있어서,

상기의 애니메이션 소프트웨어 엔진은,

플래시, SVG, 어도비 에어, 실버라이트, Java, XML기반 GUI 엔진 중의 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 임베디드 및 모바일 기기에서 3D 질감을 가진 표면의 접촉 그래픽 효과를 구현하는 방법.