피부변형 애니메이션의매개변수화

Abstract

본 논문에서는 사실적인 피부 변형을 표현하는 애니메이션을 효율적으로 제작 할 수 있도록 피부 변형 데이터를 매개화하고 예제기반(example-based)방식으로 제어하는 새로운 방법을 제안한다. 피부 변형 애니메이션을 위해 사용되는 기존의 방법들은 크게 골격 애니메이션(skeletal animation)과 피부 변형 캡쳐 방식으로 구분할 수 있다. 골격 애니메이션 방식은 뼈대를 이용하여 캐릭터의 자세를 직관적으로 제어 할 수 있기 때문에 일반적인 애니메이션 제작에서의 활용도가 높다. 하지만, 세밀한 피부 변형을 표현하기 위해서는 연결 관계를 직접 설정해 주어야 하는 추가적인 피부 변형 장치(skin deformer)들이 필요하다는 단점을 가지고 있다. 피부 변형 캡쳐 방식은 실제 3차원 위치 좌표를 얻을 수 있는 캡쳐 장비를 이용하는 방식이다. 상대적으로 적은 시간과 노력으로 더욱 사실적인 피부 변형 애니메이션을 얻을 수 있지만, 한번 얻은 데이터를 새로운 자세에 맞게 수정하는 것이 어렵기 때문에 활용 분야에 한계가 있다. 본 논문에서는 골격 애니메이션과 같이 직관적인 제어가 가능하면서, 피부 변형 캡쳐 방식과 같이 높은 품질의 피부 변형 결과를 얻을 수 있는 방법을 제시한다. 먼저, 독립 성분 분석(ICA, Independent Component Analysis)을 통해 통계적 독립성을 가지고 매개변수화 된 가상의 근육을 피부 변형 장치로 사용하여, 피부 변형 캡쳐 데이터를 골격 애니메이션 방식으로 표현할 수 있도록 한다. 골격 애니메이션 방식의 장점을 살려 얻어진 새로운 자세에서 가상의 근육 매개변수를 결정하기 위해서 예제기반 방식을 사용하여 유사한 자세들로부터 매개변수를 합성한다. 유사한 자세를 찾을 때에는 매개변수 별로 관절각과의 관계를 선형적으로 근사하여 가중치로 사용한다. 본 논문에서는 제시한 방법은 피부 변형 캡쳐 방식으로 얻어진 데이터를 재사용하여 실시간에 새로운 자세에 따른 피부 변형을 얻을 수 있는 직관적인 방법이다. 따라서 제한된 세트의 피부 변형 캡쳐 데이터를 가지고 실시간에 새로운 동작에 대한 피부 변형을 구해야 하는 고품질의 게임 애니메이션 제작에 효과적으로 사용될 수 있다.