리타겟티드 3D 캐릭터 모션 캡쳐 연구

송밝음,최동혁 한국만화애니메이션학회 2019 만화애니메이션연구 Vol.- No.57

Motion capture is widely used in many areas due to its realistic implementation and reduced cost time. It is widely used not only in the game field but also in the field of VFX and animation, and contributes greatly to the digital media. Along with the development of motion capture, embedded systems that read motion capture data in 3D software such as 3ds Max, Blender, and Maya are also upgrading and supplementing with the development of motion capture. However, since the high cost of motion capture and the use and application of motion capture are complicated, there are still many problems that are difficult to apply to the producers who want to utilize motion capture data. I analyzed the system applying the built-in motion capture data centered on Maya software, which is widely used as 3D animation industry, and tried to solve problems and solutions. To solve these problems, I developed SongMocap tool which is a motion capture plug-in tool. We compared the strengths and weaknesses of HumanIK with SongMocap to apply motion capture data to Maya. I applied motion capture data to three characters (Stewart, Mery and a Grandfather character). The result came out well with the results of the imported motion capture data from HumanIK and SongMocap system. However, in case of HumanIK, it was difficult to use because of the complicated process and procedure. SongMocap, on the other hand, is intuitive and sometimes has motion capture actions applied to its characters with a single click of a button, making it easy for beginners to use. 모션 캡쳐는 예전에 비하여 사실적인 구현과 작업 시간의 절감 효과가 있어 게임 분야뿐만 아니라, 영상(VFX), 애니메이션 분야 등 여러 분야에서 널리 사용됨으로써 영상 미디어의 발전에 기여하고 있다. 이와 함께 3D 소프트웨어(3ds Max, Blender, Maya)에서 모션 캡쳐 데이터를 읽어드리는 시스템 역시 업그레이드되고 계속 보완되는 추세이다. 그러나 모션 캡쳐의 사용에는 고가의 비용이 들고, 모션 캡쳐의 사용 방법(예컨대, 리깅된 캐릭터에의 적용 방법) 역시 복잡하다. 따라서 현재까지도 모션 캡쳐의 활용에는 여러 문제점들이 존재한다. 이 논문에서는 모션 캡쳐의 종류 및 절차를 간략히 알아보고, 3D 애니메이션에 많이 사용되는 마야(Maya) 소프트웨어를 중심으로 내재된 모션 캡쳐 데이터를 리깅된 캐릭터에 적용하는 시스템에 대해 분석함으로써 그 문제점을 찾아내고, 그 해결 방안으로서 좀 더 효율적이고 편리한 모션 캡쳐 플러그인 툴(SongMocap 툴)을 개발 제시하고자 한다. 이를 위해 마야(Maya)에서 직접 촬영한 모션 캡쳐 데이터에서 움직임들을 보여주는 HumanIK와 이 연구에서 직접 개발한 SongMocap 방식으로 실험을 통해 그 장단점을 비교 분석한다. 이때 사용하는 캐릭터들은 인터넷에서 다운받을 수 있는 보편적인 애니메이션 캐릭터들(스튜어트와 메리)과 임의의 캐릭터(할아버지 캐릭터)이다. 모션 캡쳐 데이터를 임의로 리깅된 캐릭터에 적용해 본 결과, 새로 개발한 SongMocap 시스템 툴을 적용한 결과 나타나는 동작 구현들은 HumanIK 못지않게 잘 나타남을 확인하였다. 그러나 HumanIK 같은 경우는 컨트롤러 연결뿐만 아니라 조인트 연결 및 캐릭터 정의 등 과정과 절차가 복잡하고, 특히 조인트 연결 시에는 리깅 관련 많은 지식이 필요했기에 숙련이 되지 않은 작업자에게는 사용하기가 어려운 문제점이 있는 반면에, SongMocap의 경우 모션 캡쳐 데이터와 리깅 캐릭터간의 컨트롤러 연결만 설정해주면 되는 까닭에 미숙련자인 초보자도 쉽게 제작할 수 있도록 절차가 간소하다는 장점이 있다는 것을 확인하였다.

인간과 어류 간의 상호작용을 촉진하는 다중 감각 예술 고찰

송밝음(Song, BalGum),김철수(Kim, ChulSoo) 한국해양디자인학회 2023 JMDR 해양디자인학연구 Vol.1 No.1

Due to the diversification of content media, people seek new themes that allow interaction and communication rather than just viewing. When analyzing the research cases of marine experience centers, it can be seen that they are mainly indirect experiences through exhibitions or viewing, and there need to be more interactive media using 3D technology. In addition, few papers apply interaction techniques between marine life and people. In this study, we analyze the movement of fish and aquatic creatures and devise a movement technique that is interlocked with finger movements. For this purpose, we designed a system that retargeted the finger movements to a camera to achieve a motion similar to that of a fish. We also adjusted the number of interacting joints to match the goldfish's movement characteristics and the graph sampling rate to reproduce the smoothness of underwater motion. Through this research, we could manipulate the fish using only finger movements and produce actual results. This research has allowed us to understand fish movement more deeply and provide a learning experience beyond fun and interest. 콘텐츠 매체의 다양화로 인해 사람들은 단순한 시청 형태가 아닌 상호 작용과 교감이 가능한 새로운 형태의 테마를 원하고 있다. 이에 해양 체험관 연구 사례를 분석한 결과, 주로 전시나 관전을 통한 간접적인 체험들이 주를 이루며 3D 기술을 활용한 인터렉티브한 매체들이 부족한 상황임을 알 수 있다. 또한, 해양 생물들과 사람간의 상호작용 기법을 적용한 논문 사례 또한 드물게 나타난다. 이에 본 연구에서는 해양 생물인 어류의 움직임을 분석하고, 애니메이션의 3D기법을 응용함으로써 손가락의 움직임에 맞춰 상호 연동되는 움직임 기법을 고안하고자 한다. 이를 위해 손가락들의 움직임을 카메라로 리타겟팅하여 어류의 동작과 유사한 동작을 구현하도록 설계하였다. 또한, 어류의 움직임 특징에 맞게 상호 작용하는 관절의 수를 조절하였으며, 수중에서의 부드러운 느낌을 재현하기 위해 그래프 샘플링 비율을 조절하였다. 이러한 연구를 통해 손가락의 움직임만으로 어류를 조작하고 독창적인 결과물을 도출할 수 있었다. 본 연구를 통해 어류의 움직임에 대한 깊이 있는 이해를 얻을 수 있었으며, 물고기의 움직임을 통해 재미와 관심 이상의 학습 경험을 제공할 수 있었다.

래티스 웨이트 변환을 통한 효과적인 3D 캐릭터 스킨 웨이트 솔루션 제안

송밝음(Song, Bal-gum),이현석(Lee, Hyun-seok) 한국만화애니메이션학회 2016 만화애니메이션연구 Vol.- No.44

게임 및 영화산업의 급속한 확장에 따라 CG(Computer Graphic)로 구현되는 3D 애니메이션 캐릭터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 삼차원으로 제작되는 캐릭터의 사실적인 움직임을 구현하기 위해서는 뼈와 폴리곤 면을 합쳐주는 리깅(Rigging) 작업과정을 거치게 된다. CG 관련 기술의 급속한 발전에 따라 리깅 작업 과정 또한 보다 정교해지고 있다. 하지만, 기술적인 발전에도 불구하고 여전히 리깅 작업 과정에서 시간적 비효율성, 단순 반복 작업 등의 한계점을 보이고 있다. 본 연구에서는 기존에 사용되는 캐릭터 리깅 방법의 문제점과 비효율성을 분석하고, 보다 효과적인 솔루션을 제안하고자 한다. 이를 위한 연구의 전개는 첫째, 리깅에 대한 일반적 작업과정과 스킨 웨이팅(Skin Weighting)에 대해 기술적 고찰을 하였다. 둘째, 기존 조인트(Joint)만 활용하여 스킨 웨이트(Skin Weight)를 하는 일반적 방법과 여기서 한 단계 발전된 방식으로 다양한 디포머(Deformer)를 활용한 웨이팅 방식을 비교 분석하였다. 셋째, 본 연구에서 제안하는 방법으로써, 디포머인 래티스(Lattice)를 활용하여 웨이팅하고 래티스를 사용한 디포머를 다시 스킨 웨이팅으로 변환하는 방법에 대해 실험연구를 진행한다. 넷째, 기존방법과 본 연구에서 제안하는 방법에 대해 첫째, 웨이팅을 통해 형성된 지오메트리(Geometry)가 애니메이션의 순차적 움직임에 적절한 형태로 바뀌는지, 둘째, 두 개 이상의 지오메트리가 동시에 효과적으로 웨이팅이 되는지, 셋째, 효율적인 웨이팅 과정을 통한 작업시간의 단축이 이루어지는지를 중심으로 비교 분석하여, 본 연구에서 제시하는 스킨 웨이팅 방법의 효율성에 대해 검증한다. 본 연구를 통해 래티스를 활용한 스킨 웨이팅 작업 진행 결과, 웨이팅 작업과정의 핵심인 페인트 웨이트(Paint weight) 작업이 매우 효율적으로 진행되었으며, 작업시간의 단축 효과와 더불어 작업 결과물의 완성도도 매우 높음을 알 수 있었다. 본 실험연구를 통해 보다 효율적인 캐릭터 스킨 웨이트 방법이 관련 분야 전문가와 학술적 접근에 있어서 기초 자료로 활용되기를 기대한다. As the rapid extension of the game and film industry, studies on developing natural movements on a 3D characters are increasing. Rigging a character with joints is essential to create realistic movements on a 3D character. The rapid development of the CG industry, rigging technologies and workflow is becoming more sophisticated. Despite the progress and the growth of rigging operations, has shown the limitations of such repetitive tasks. For this study, analyzes the issues and inefficiency of the old method of skin weights and propose a better approach. First, need to understand the general process of an animation pipeline and learn the technology term of skin weights. Second, comparing the traditional ways of skinning a character and applying other deformers to work properly. Third, testing out new ways of weighting a character by applying deformers such as lattice and finally converting lattice weights back to skin weights. Forth, verifying effectiveness of the new method of skin weights by comparing with the traditional skin weighting process. The study shows that the new method of skin weights, reduced working hours and a better final weighting outcome. Expecting this study to enhance the method of skin weights and able to utilize this new skinning technology.

텍스쳐맵 경로 재설정 툴의 개발에 관한 연구

송밝음(Balgum Song) 한국멀티미디어학회 2018 멀티미디어학회논문지 Vol.21 No.4

비율그래프 지도를 위한 창의적 과제의 설계와 적용

이경화,송밝음,문성재 대한수학교육학회 2018 학교수학 Vol.20 No.3

The purpose of this article is to investigate how creative tasks and instructional strategies for lessons on percentage bar and pie chart are used to elicit students' growth in conceptual understanding and statistical thinking. The findings showed that creative tasks with proper instructional strategies promote conceptual understanding, the connection between data and context and shift from local views to global views of data and data representations by stimulating students' creative thinking related to fluency, flexibility, originality, and elaboration. Furthermore, the analysis indicated that the creative tasks provide various learning opportunities for students who differ in their levels. 본 연구는 비율그래프 수업에서 학생들의 개념 학습과 통계적 사고 신장을 촉진하기 위해 창의적 과제와 교수 전략을 적용하여 그 결과를 확인하는 데 목적을 둔다. 연구 결과, 창의적 과제와 교수전략을 적용한 수업은 학생들의 유창성, 유연성, 독창성, 정교성을 자극하여 비율그래프에 대한 학생들의 개념적 이해를 돕고 현실 맥락 구성과 국소적 조망에서 전체적 조망으로의 관점 전환을 촉진하는 것으로 확인되었다. 또한 이러한 수업이 다양한 수준의 학생들에게 서로 다른 수준의 학습 기회를 제공함을 확인할 수 있었다.