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동작 전처리 기법을 활용한 실시간 군중 애니메이션 시스템
안정현(Junghyun Ahn),원광연(Kwangyun Wohn) 한국정보과학회 2007 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.34 No.3·4
군중 애니메이션을 위한 연구분야는 동작의 사실성 제공과 속도향상의 두 가지 측면으로 구분된다. 최근 엔터테인먼트 산업의 발달로 군중 애니메이션은 디지털 콘텐츠 제작의 필수요소로 자리 잡았으며, 애니메이션의 속도향상을 위한 노력이 계속되고 있다. 이러한 추세에 맞춰, 본 논문에서는 군중 애니메이션의 속도저하에 영향을 미치는 요인들을 실험을 통해 검증하고, 실험 분석을 토대로 전처리 시스템을 설계한다. 동작 전처리 모듈은 제시된 애니메이션 시스템의 핵심 모듈로서 관절의 개수를 동작의 상세도에 따라 다양한 레벨(level-of-detail)의 동작들로 재구성한다. 실제 애니메이션 과정에서는 카메라와 가상환경 내부에 존재하는 캐릭터의 관계를 토대로 적절한 레벨의 동작을 적용하여 전체 시스템의 속도를 향상시킨다. 동작전처리 방법(motion level-of-detail)은 동작분석과 동작단순화 과정으로 분류되는데, 비선형 최적화 방법의 하나인 SQP를 활용하여 다양한 상세도 레벨의 동작들을 계산한다. 본 논문에 제시한 전처리 방법은 동작편집 등 캐릭터 애니메이션의 다양한 분야에 유용하게 활용될 수 있다. Research field on crowd animation can be classified into two major categories. One is to offer realism of the crowd motion and the other is to improve speed of the animation. For the last decade, a lot of research on realism and behavior of crowd have been presented. But lately, research on improving speed seems like more interesting. Therefore, in this paper, we conducted an experiment to analyze what is the main bottleneck of crowd animation. As the result, we find out one of the most important bottleneck is the number of joints transformed in each animation frame. In order to resolve this problem we propose a novel level-of-detail technique ‘motion level-of-detail’, which is a joint-reduction technique operated in the pre-processing time. We used a non-linear optimization, SQP (sequential quadric programming), to generate the low detailed motions.
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안정현(Junghyun Ahn),오승우(Seungwoo Oh),원광연(Kwangyun Wohn) 한국정보과학회 2006 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.33 No.10
컴퓨터 그래픽스 분야에 활용되는 단순화 기법(LoD)은 실시간 렌더링을 위해 메쉬(mesh)의 다각형 수를 줄이는 방법으로 널리 알려져 있다. 본 논문에서는 이러한 단순화 기법의 기본적인 개념이 가상 캐릭터의 동작 단순화에 적용된 새로운 방법론을 제안한다. 가상 캐릭터의 구성요소 중 하나인 관절은 동작을 생성하는 기본 단위로서 메쉬와 연계되어 캐릭터의 움직임을 생성한다. 동작 단순화의 기본과정은 이러한 캐릭터의 관절 수를 줄이고 남은 관절들의 움직임을 기존동작과 가장 유사하도록 최적화 하는 방법이다. 동작의 최적화를 위해 기존 동작과 단순화 된 동작 간의 오차를 측정하는 방법론을 제시하고, 최적화 문제를 빠르게 풀기 위해 동작 간 오차 식을 선형시스템으로 재구성한다. 본 논문에 제시한 동작 단순화 방법은 동작편집 또는 군중 애니메이션의 성능향상 등 캐릭터 애니메이션의 여러 분야에 유용하게 활용 될 수 있다. The level-of-detail (LoD), which is a method of reducing polygons on mesh, is one of the most fundamental techniques in real-time rendering. In this paper, we propose a novel level-of-detail technique applied to the virtual character’s motion (Motion LoD). The movement of a virtual character can be defined as the transformation of each joint and it’s relation to the mesh. The basic idea of the proposed ‘Motion LoD’ method is to reduce number of joints in an articulated figure and minimize the error between original and simplified motion. For the motion optimization, we propose an error estimation method and a linear system reconstructed from this error estimation for a fast optimization. The proposed motion simplification method is effectively useful for motion editing and real-time crowd animation.
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