인하대학교는 최근 김종현 디자인테크놀로지학과 교수의 지도를 받는 권유빈 학부생이 실시간 유체 시뮬레이션 프레임워크를 개발해 학계 관심을 받고 있다고 18일 밝혔다.

권유빈 학생이 개발한 실시간 유체 시뮬레이션 프레임워크는 웹 브라우저 환경에서 사용자 몸의 움직임에 반응하는 게 특징이다.

권유빈 학생은 웹캠을 통해 사용자의 자세 정보를 실시간으로 인식하고, 이를 기반으로 연기나 연무와 같은 유체 흐름이 자연스럽게 반응하도록 하는 웹 기반 인터랙티브 시스템을 제안했다. 구글의 MediaPipe Pose 기술을 활용해 사용자의 관절 위치를 추정하고, 이를 유체 시뮬레이션의 외력으로 변환해 화면 속 유체가 사용자의 움직임에 따라 동적으로 변화하도록 구현했다.

특히 기존 방식에서는 사용자의 관절 좌표를 직접 유체 시뮬레이션에 적용하면 경계가 부자연스럽거나 움직임이 단절되는 문제가 있었는데, 연구팀은 이를 해결하기 위해 ‘Harmonic Function Mapping’ 기법을 도입했다. 이 방법은 사용자 관절 주변에 부드럽게 확산되는 벡터장을 생성해, 제스처의 방향성과 에너지가 자연스럽게 유체 흐름으로 전달되도록 한다.

또한 Simplex Noise 기반 난류 모델을 함께 적용해 연기와 같은 자연스러운 유체의 움직임을 구현했으며, GPU 가속(WebGL)을 활용한 유체 솔버와 비동기 처리 구조를 통해 일반 노트북 환경에서도 안정적인 실시간 상호작용을 구현했다. 그 결과 별도 프로그램 설치나 고가 장비 없이 웹 브라우저와 웹캠만으로 실시간 유체 인터랙션을 체험할 수 있는 시스템을 구현했다.

연구진이 개발한 프레임워크는 인터랙티브 아트, 교육용 시각화, 웹 기반 특수효과 제작, 가상 콘텐츠 프로토타이핑 등 다양한 분야에서 활용될 가능성이 높다. 사용자의 움직임을 직접 유체 흐름으로 시각화할 수 있어 HCI(인간-컴퓨터 상호작용) 연구와 디지털 미디어 콘텐츠 제작 분야에서 새로운 인터랙션 플랫폼으로 활용될 것으로 기대된다.

이번 연구성과는 국제 저명 소프트웨어 학술지 ‘SoftwareX’에 ‘A Web-Based Framework for Real-Time Pose-Driven Fluid Interaction via Harmonic Function Mapping’이라는 제목의 논문으로 게재됐다.

김종현 인하대 디자인테크놀로지학과 교수는 “이번 연구는 학생이 중심이 돼 웹 기반 인터랙티브 그래픽 기술을 구현하고 이를 국제 학술지 논문으로 발표했다는 점에서 의미가 크다”며 “앞으로 웹 기반 물리 시뮬레이션과 인간-컴퓨터 상호작용 기술을 결합한 연구를 지속적으로 확장해 나갈 계획”이라고 말했다.

[ 경기신문 / 인천= 윤용해 기자 ]