Computer Animation Algorithms and Techniques Rick parent 저 박 동규, 박 미경, 양 순애 공역 도서출판 아진 강의노트 : vrlab.suwon.ac.kr/mwlee

1.1 인식(Perception) 애니메이션을 만들 때에 사용하는 전형적인 방법 연속된 정지 이미지를 빠른 시퀀스로 디스플레이해서 한 개의 움직이는 이미지로 관찰자가 인식하도록 하는 것 사람의 눈과 뇌의 복합체가 정지 이미지의 시퀀스를 모아서 연속적인 움직임으로 분석 시각의 지속성(persistence of vision) 짧은 시간동안 보여준 한 이미지는 흔적(잔영)을 짧은 시간동안 시각 계에 남게 됨 연속적인 영상으로 인지하도록 하는데 실패하면, 영상이 깜빡(flicker)이게 되는데, 이 경우에 애니메이션이 정지 영상의 빠른 시퀀스로 눈-뇌에 보임 시각의 지속성을 유지하기 위하여 한 영상이 재생되어야 할 속도를 깜빡이는 속도 (flicker rate) 라고 한다 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

정지영상 시퀀스에서 모션 블러는 물체의 속도와 그 장면이 추출된 시간의 간격이 결합되어서 나온 결과 모션 블러 (Motion Blur) 물체가 관찰자가 보기에 너무 빨리 움직이면, 정확하게 구분되는 상세한 묘사를 뇌가 감지할 만큼 눈의 감각기가 빨리 반응할 수 없을 때 나타나는 현상 정지영상 시퀀스에서 모션 블러는 물체의 속도와 그 장면이 추출된 시간의 간격이 결합되어서 나온 결과 정지 카메라에서 물체의 속도에 비해서 셔터의 속도가 충분히 빠르면 동작 흐림(모션 블러)은 발생하지 않는다. Motion blur is the apparent streaking of rapidly moving objects in a still image or a sequence of images such as a movie or animation. 모션 블러 계산 어떤 시간 동안의 장면을 추출하거나 적어도 그렇게 한 것처럼 보이도록 조작한다 (부록 A 참고) 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

모션 블러 예제 (from Wikipedia) 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

재생율 (playback rate) 보여 주는 과정에서 1초당 생기는 다른 이미지 수 깜박임과 관련된 비율 샘플링 비율 (sampling rate) 1초당 생기는 다른 이미지의 수 동작이 얼마나 갑자기 움직이는 것과 관련 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

1.2 애니메이션의 유산 가장 일반적인 의미의 애니메이션 실사 동작(Live-Action) 인형극과 영상들을 유기적으로 잇는 기계적 장치들을 사용하는 경우의 둘 다를 말한다 컴퓨터 애니메이션 하나의 움직이는 이미지의 효과를 창조하기 위해 개별적인 정지 영상(still)들의 시퀀스를 사용하는 장치들과 관련 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

초기 장치들 (Early Devices) 잔상과 일련의 사진들을 하나의 움직이는 이미지로 연출하는 능력은 필름 카메라가 발명되기 훨씬 전인 1800년대에 활발하게 연구 회전 요지경(thaumatrope) 양면에 그림이 그려진 평평한 원반 원반의 가장자리에는 서로 맞은편에 연결된 두 개의 줄을 가지고 있고 그 줄들을 빙빙 돌리면 그 원반은 빠르게 앞뒤로 회전되었을 때 두 개의 상(像)들이 포개져서 나타나게 된다. [그림 1.1] 회전 요지경(thaumatrope) 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

페이지들을 빨리 넘길 때, 움직이는 듯한 인상을 갖게 한다. 활동요지경(zoetrope 또는 wheel of life) 플립 북(flip book) 페이지마다 각각의 그림이 있는 종이로 된 책 페이지들을 빨리 넘길 때, 움직이는 듯한 인상을 갖게 한다. 활동요지경(zoetrope 또는 wheel of life) 대칭축을 중심으로 회전하는 짧고 굵은 원통을 가지며, 원통의 내부를 빙 돌아가며 연속적인 그림들이 있고, 축을 중심으로 회전할 때 원통 반대편 벽의 상(像)을 볼 수 있게 옆면으로 가늘고 긴 구멍이 있고, 원통이 축을 중심으로 회전함에 따라 연쇄적인 구멍들은 움직이는 듯한 환영을 만들어내어 눈에 연속적인 상(像)들을 보여 준다. 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

움직이는 상(像)이 무대에 오르기 시작한 것은 19세기 말이며 마법의 랜턴 (양초나 램프로 움직이는 영사기) 그림자 인형 그 밖에 정지 영상들을 연속적으로 보여주기 위해 회전하는 장치를 사용한 기계들은 phenakistoscpoe 와 praxinoscope 이다 움직이는 상(像)이 무대에 오르기 시작한 것은 19세기 말이며 마법의 랜턴 (양초나 램프로 움직이는 영사기) 그림자 인형 Eadweard Muybridge 는 사람들과 동물들의 움직임을 조사, 연쇄적인 이미지를 보여주기 위해 zoopraxinoscope 발명 가늘고 긴 구멍들이 있는 디스크들을 회전시킨 영사기 1891년에 토마스 에디슨(Thomas Edison)이 새로운 산업의 탄생을 가져다 준 활동 사진기 발명 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

전통적 애니메이션의 초기 시절 미국의 애니메이션은 20세기에 손으로 그린, 2차원 이미지들을 필름에 담는 형식으로 폭발적으로 나타남 무생물을 움직이도록 하는 최초의 카메라는 1896년에 사용 Georges Melies 는 사물들을 나타나고 사라지게 하고 사물들의 모양을 바꾸기 위해 다중 노출(multiple exposures)과 정지 움직임 기법(stop motion techniques)과 같은 단순한 카메라 기법(trick)을 사용 프랑스인 Emile Cohl 은 몇 개의 비네트(vignettes, 윤곽을 흐리게 한 조각, 회화, 사진)를 제작, 1900년에 특수효과 장면에서 “연기(smoke)”를 실제로 애니메이트 함 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

1910년 John Bray 에 의해 전통적 애니메이션을 위한 기초를 얻음. 애니메이션 과정에 대한 특허 고려 1914년 John Bray 와 Earl Hurd 여러 개 겹쳐진 그림들을 하나의 최종 이미지로 합성할 때 반투명한 셀(cels) 사용에 관한 특허 흑백이 아닌 회색 등급(gray scale) 그림에 대한 특허 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

디즈니 (Disney) 1920년대 후반, Walt Disney 기술적인 혁신들에 공헌을 했을 뿐 아니라 애니메이션을 예술 형태로 진보 시킴 다평면(multiplane) 카메라의 개발 (그림1.3) 다수의 평면들 위로 올려진 한 개의 카메라로 이루어졌으며, 각 평면은 각각 애니메이션 셀을 가지고 있다. 각 평면들은 여섯 방향들로 움직일 수 있다(좌, 우, 상, 하, 안, 밖). 카메라는 더 가까이 그리고 더 멀리 움직일 수 있다 (그림 1.4) [그림 1.3] 디즈니의 다평면 카메라 [그림 1.4] 다평면 카메라의 방향 범위. 그 안에서 영상이 광학적으로 편집된다. 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

애니메이션을 위한 다른 매체 정지 동작 애니메이션 (Stop motion technique) 진흙 (clay) 과 꼭두각시 인형 애니메이션 (puppet animation) 3차원 물체와 환경을 만든 후, 카메라의 위치를 정하고, 하나 이상의 물체를 조작하고 카메라의 위치를 다시 정한다. 카메라는 그 장면의 다른 이미지를 다시 촬영한다. 물체를 다시 조작하고 그 장면의 다른 이미지를 찍는 것을 반복하여 애니메이션 시퀀스를 만든다. 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

컴퓨터 애니메이션의 원리 물리적 현상 시뮬레이션하기(Simulating Physics) 찌그러뜨림과 늘어나기(squash & stretch) 타이밍(timing) 사물이나 캐릭터의 무게, 크기, 성격에 따라서 동작을 배치하는 것과 관련 이차 동작(secondary actions), 방금 일어났던 어떤 동작에 가능한 물리적인 반응을 제공하면서 중심이 되는 동작 보충 슬로우 인과 슬로우 아웃(slow in & slow out), 호 (arcs) 어떻게 공간을 통과하며 사물들이 움직이는가와 관계 어떤 자세에서 서서히 다른 자세로 변화: slow in & slow out 사물들은 중력과 같은 물리법칙들 때문에 직선운동보다는 곡선운동을 한다: arc 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

미적 동작 설계하기(Designing Aesthetic Actions) 과장(exaggeration), 어필(appeal), 팔로우 스루(follow through), 동작 겹쳐짐(overlapping action) 한 동작이나 동작 시퀀스(sequence)를 미적으로 설계하기 위한 원리 움직임을 설계하는데 이차 동작(Secondary action)과 타이밍도 중요한 역할을 함 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

동작들을 효과적으로 표현하기 (Effective presentation of actions) 예측 (anticipation)과 스테이징(staging)은 동작이 어떻게 관객들에게 보여 지는가와 관계가 있음 예측은 관객들에게 무엇인가 일어날 것이라는 것을 알리기 위해 다가올 행동을 설정하도록 명령 스테이징은 관객들이 동작을 놓치지 않게 하기 위해 어떤 동작을 표현한다는 개념을 확장한 것 타이밍(Timing) 의도된 효과를 관객에게 전달하기 위해 적절한 시간 동안 동작을 하도록 함 동작을 효과적으로 표현하기 위해 이차 동작(Secondary action)과 과장(exaggeration) 사용 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

제작 기술 (Production technique) 포즈 투 포즈(pose to pose) 전통적 애니메이션의 전형적인 접근 주요한 프레임들(key frame)을 정하고 중간 프레임을 보간 스트레이트 어해드(straight ahead) 시작점으로부터 계속해서 동작을 전개시켜 나가는 것을 일컫는다. 물리적 기반 애니메이션이 해당됨 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

OpenGL Setting GLUT 라이브러리 설치: glutdlls37beta http://www.opengl.org/ http://www.opengl.org/resources/libraries/glut/ GLUT 라이브러리 설치: glut32.dll과 glut32.lib GLUT 헤더 파일 설치: glut.h C:\Windows\system32 <= glut32.dll C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\lib <= glut32.lib C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Include\GL <= glut.h 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

OpenGL 예제 ftp://ftp.sgi.com/opengl/opengl14.zip GLUT 소스 코드나 최신 버전의 프로그램 및 예제 http://www.opengl.org/resources/libraries/glut/ 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

Direct X Setting DirectX 환경설정 마이크로소프트(www.microsoft.com) download center http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=4e825a37-0c94-4421-9ec8-156e52525d11&DisplayLang=en 설치: DirectX 2004 년 버전 압축해제는 C:\DXSDK 로, INCLUDE 및 LIB 파일 추가 도구=>옵션=>Directories 에서 INCLUDE/LIB 를 다음으로 설정 C:\DXSDK\INCLUDE C:\DXSDK\LIB 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

Direct X 예제 프로그램 http://www.moon-labs.com/ http://www.wordware.com/files/dx9/ 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

Direct X 프로그램 컴파일시 여러 파일 추가시 project => Add-to-project => Files 에서 해당 파일들 추가 빌드시 링크해야 하는 것 project => Setting => Link 에서 d3d9.lib d3dx9.lib winmm.lib 추가 console => windows로 변경 2008-2학기 2009-2학기 2007-2학기 컴퓨터 애니메이션 컴퓨터 애니메이션 컴퓨터 애니메이션 22 22

Direct X 프로그램 컴파일시 오류처리 LIBCD.lib(crt0.obj) : error LNK2001: unresolved external symbol _main 오류 처리 Project => Setting => Link 에서 console => windows 로 바꿈 d3dx9.lib(fastftoa.obj) : error LNK2001: unresolved external symbol __aulldvrm Debug/camera.exe : fatal error LNK1120: 1 unresolved externals Error executing link.exe. 오류 처리 d3d9.lib d3dx9d.lib winmm.lib 추가 (d3dx9 => d3dx9d 로 변경 링크) 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

Direct X 프로그램 컴파일시 오류처리 (2) Linking... d3dx9.lib(jidctflt.obj) : error LNK2001: unresolved external symbol __ftol2 d3dx9.lib(cshaderprogram.obj) : error LNK2001: unresolved external symbol __ftol2 d3dx9.lib(jcdctmgr.obj) : error LNK2001: unresolved external symbol __ftol2 d3dx9.lib(cbaseprogram.obj) : error LNK2001: unresolved external symbol __ftol2 d3dx9.lib(cprogram.obj) : error LNK2001: unresolved external symbol __ftol2 … 등 오류 발생 시  Project=>Setting => Link => Object/Library Module 에서 d3d9.lib d3dx9d.lib winmm.lib 으로 해야 함 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

1.3 애니메이션 제작 애니메이션 제작의 많은 부분이 전통적 애니메이션으로부터 직접 도입 애니메이션의 네 계층 제작물(production) : 전체 애니메이션을 말하며, 시퀀스라고 불리는 주요한 부분들로 나눠짐 시퀀스(sequence) : 주요한 에피소드이며 보통은 관계된 상연영역(staging area)에 의해 식별되고 한 제작물은 보통 하나에서 열두개의 시퀀스들로 이루어짐 촬영(shot) : 카메라 녹화를 연속적으로 한 것이며, 하나의 촬영(shot)은 필름의 각 프레임들로 나눠짐 프레임(frame) : 한 개의 녹화된 이미지 (그림 1.5 참고) 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

[ 그림1.5] 간단한 애니메이션 제작의 계층구조 샘플 제작물 시퀀스 1 시퀀스 2 촬영1 촬영2 촬영3 촬영4 애니메이션 한편을 성공적으로 계획하고 수행하는데 몇 개의 단계들이 필요 애니메이션은 각 단계마다 그 이전의 여러 단계들에 이르는 피드백을 해야하며, 다양한 때에 여러 단계를 통한 수 차례의 반복을 일반적으로 요구하는 시행착오(trial-and-error)의 과정 프레임 1 프레임 2 . . . 프레임 n [ 그림1.5] 간단한 애니메이션 제작의 계층구조 샘플 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

실사 영화의 경우 5단계 분류 체계 사용 필름 (film) 시퀀스 (sequence) 장면 (scene) 촬영 (shot) 프레임 (frame) 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

예비 이야기(preliminary story) 스토리보드 (storyboard) 애니메이션 제작 순서 대본 (script) 예비 이야기(preliminary story) 스토리보드 (storyboard) 대표적 프레임들을 스케치하여 동작 장면(action scene)들을 늘어놓은 것 프레임들은 동작을 대략 설명하는 텍스트(text)를 수반한다. 모델 시트 (model sheet) 각 모델의 다양한 자세를 그림 노출 시트 (exposure sheet) 사운드트랙큐(sound track cues), 카메라 움직임, 편집요소들의 배치 등 각 프레임을 위한 정보 기록 라우트 시트 (route sheet) 통계자료와 각 장면에 대한 책임 기록 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

애니매틱(animatic) 혹은 스토리 릴(story reel) 스토리보드 프레임 기록 시퀀스만큼 길게 하여 타이밍 검토 세부스토리 (detailed story) 일단 스토리보드가 정해지면 더 상세하게 동작들을 식별하기 위해 만듦 키프레임 Master animator 에 의한 키프레임 제작 인비트위닝 (in-betweening) 보조 애니메이터에 의한 키프레임 사이의 프레임 제작 시범 촬영 (test shot) 혹은 연필 테스트 렌더링과 동작들을 시험하기 위해 컬러로 렌더링된 짧은 시퀀스 (시범 촬영) 연필 스케치처럼 낮은 질의 상을 쓰면서 전체 시퀀스의 모든 동작을 렌더링 (연필테스트) 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

연필로 그려진 프레임들을 셀(cel)로 옮김 페인팅 (painting) 이 셀들에 색 적용 잉킹 (Inking) 연필로 그려진 프레임들을 셀(cel)로 옮김 페인팅 (painting) 이 셀들에 색 적용 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

컴퓨터 애니메이션과 전통적 애니메이션의 차이 컴퓨터애니메이션 보통 모델을 만들어 내는 것, 카메라 위치와 조명을 포함한 모델의 레이아웃을 만들기, 모델, 조명과 카메라의 동작들을 지정하기, 그러한 모델들에 적용되는 렌더링 과정 사이에 엄격한 구분이 있다. 그렇기 때문에 모델들과 조명을 다시 사용하는 것이 허용된다. 전통적인 애니메이션 각 그림이 만들어지면서 이러한 절차가 동시에 일어나기 때문에 재사용이 가능한 경우는 멀티레이어(Multi layer)를 사용한 배경뿐이다 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

1.3.1 컴퓨터 애니메이션 제작 작업 스토리 부서 예술 부서 모델링 부서 셰이딩 부서 레이아웃 부서 애니메이션 부서 조명 부서 카메라 부서 [그림 1.6] 컴퓨터 애니메이션 생산 경로 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

스토리 부서(Story Department) 언어를 시각적인 것으로 변환 시나리오가 이야기 부서에 들어가고 스토리보드가 만들어지고 스토리 릴(story reel)이 나오고 이것을 예술 부서(Art Department)로 보낸다. 예술 부서(Art Department) 스토리보드를 사용하여 상세한 모델 묘사 조명 시나리오들을 포함하여 영화를 위한 디자인과 색 연구 사용할 이미지들의 모양을 일관성 있게 개발한다 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

모델링 부서(Modeling Department) 캐릭터들과 그들이 살고 있는 세계를 창조하며, 영화에서 나타나는 모든 벽돌과 막대기를 만들고 유관절체(有關節體) 모델이나 고유한 운동들을 하는 모델들은 종종 매개 변수를 이용한 모델들로 만들고 그 모델들은 레이아웃과 셰이딩 부서에 넘겨진다 레이아웃 부서(Layout Department) 필름을 2차원에서 3차원으로 만드는 책임이 있으며 흐름을 잘 보정하기 위해 적적한 연출(staging)과 저지(blocking)를 수행하며, 이것이 애니메이션 부서의 길잡이가 된다. 셰이딩 부서(Shading Department) 사물의 시각적인 모양과 관련이 있는 속성들을 텍스쳐 맵, 전위 셰이더(displacement shader)와 조명 모델들로 바꾸며, 사물이 만들어진 재질, 나이, 상태 등이 그 관련된 속성들의 일부이다. 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

애니메이션 부서(Animation Department) 오디오, 스토리, 레이아웃으로 제작된 저지와 연출로부터 캐릭터들에게 생명을 부여하며 “배우”가 효과적으로 장면을 완성하기 위해서 필요한 더 미묘한 몸짓들과 움직임들을 창조해 낸다. 조명 부서(Lighting Department) 각 시퀀스에 예술 부서의 영상을 디지털 현실로 바꾸는 책임을 맡은 팀들을 배정하고 이 시점에서 애니메이션과 카메라 배치가 완료 된다. 주요 조명들을 배치하여 기본 조명 환경을 설정한다 카메라 부서(Camera Department) 실제로 프레임들을 렌더링 하는 책임이 있다 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

Animation Examples http://disney.go.com/disneypictures/ratatouille/ http://www.pixar.com/featurefilms/index.html 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

1.3.2 디지털 편집(Digital Editing) 예전 선형 편집 시스템(그림 1.7) 출력이 시퀀스 순서로 모아지기 때문에 선형 편집이라고 부른다. [그림 1.7] 선형 편집 시스템 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

오프라인 편집 (Offline editing) 출력 시퀀스를 최종적으로 모으고 원래의 입력 자료가 과도하게 마모되는 것을 피하기 위해서 최종 편집을 결정하는 예비처리 단계에서 종종 입력 자료의 복사본들을 사용 제어 트랙 편집 (Control track editing) 편집 위치들을 계속 기억하기 위해, 제어 트랙 펄스들을 초당 30프레임 NTSC 비디오 신호를 모으는 테이프에 짜 넣음 시간 코드 WWXXYYZZ 시, 분, 초, 프레임 수 영화와 텔레비전 기술자들의 단체 (The Society of Motion Picture and Television Engineers, SMPTE) 에서 정함 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

디지털 온라인 비선형(非線型) 편집 (Digital On-line Nonlinear Editing) (그림 1.8) [그림 1.8 온라인 비선형(非線型) 편집 시스템 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

하나의 시퀀스를 디지털화한 후 타임 라인 위로 끌어 놓음 (그림 1.9) 타임 라인 사용 하나의 시퀀스를 디지털화한 후 타임 라인 위로 끌어 놓음 (그림 1.9) 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

1.3.3 디지털 비디오 (Digital Video) 디지털 비디오로 촬영, 압축, 저장, 녹음 재생하는 것이 더욱 널리 보급됨. 데스크 탑 애니메이션 가격 하락 영화 산업에서 편집이 더 이상 광학적인 것이 아니다. 광학적 합성은 광 필름 프린터를 다시 통과하여 화질을 떨어뜨림. 와이어 제거 (wire remove)와 특수효과들을 적용하기 위한 디지털 기법들을 사용할 수 있다. 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

1.3.4 디지털 오디오 (Digital Audio) 신호를 플라스틱 테이프에 자성물질의 어떤 유형의 자화를 변조하기 위해 사용 아날로그 보다 다른 장점인 신호 품질 저하 없이 복사, 잘라내기, 붙이기, 변환, 반복 등이 가능 개인 컴퓨터에서 현재 고 품질 사운드 성능이 표준이므로 수십년 동안 발전 디지털 오디오를 처리할때 고려될 파일 포멧과 압축 표준이 있음. 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

1.3.4 디지털 오디오 (Digital Audio) 디지털 음악 장치 제어 (Digital Musical Device Control) MIDI(Musical Instrument Digital Interface) 임의의 도구에 연결하지 않고 음악 기구를 제어하기 위해 1983년에 개발된 표준 대부분 명령은 “note z on”과 “note x off”와 같은 형식이며, x는 표준 음악적인 음을 말함 16개의 채널을 지원하고 장치들은 한 장치가 단지 특정 트랙에 응답하도록 설정하는 데이지 체임 방식으로 연결될 수 있다. 디지털 오디오 샘플링 (Digital Audio Sampling) 사운드를 디지털로 기록할 때 파형은 트랙의 일정 수를 이용하여 샘플당 일정 비트수(샘플 크기)로 일정 간격(샘플링 율)에서 샘플링 한다. 목소리 신호와 AM라디오는 한트랙을 이용하여 샘플당 8비트로 대략 초당 10K로 샘플링 된다. CD품질 음악은 두 트랙을 이용하여 샘플당 16비트로 초당 44.1K 샘플로 샘플링 된다. 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

1.4 간단한 컴퓨터 애니메이션 역사 1.4.1 초기의 활동들 (Early Activities) 프레임 버퍼에 의한 점 방식 디스플레이(raster displays)가 막 개발되고 있었고 텔레비전에 디지털 방식으로 출력하는 것은 여전히 실험적 단계였음 컴퓨터 그래픽스와 애니메이션의 최초의 연구는 Ivan Sutherland 가 벡터 재생 디스플레이에다 상호작용적인 제약조건 만족 시스템 (interactive constraint satisfaction system)을 개발한 1963년에 MIT에서 행해짐 1970년대 초기에는 대학 연구 실험실에서의 컴퓨터 그래픽스와 애니메이션 연구 Ed Catmull 의 애니메이션 된 손과 얼굴 (Hand/Face, 1972) Barry Wessler 의 걷고 말하는 인간 형상 (Not Just Reality, 1973) Fred Parke 의 말하는 얼굴 (Talking Face, 1974) 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

1970년대 중반에 펜실베니아 주립 대학의 Norman Badler는 인체가 취하는 자세에 대한 조사를 함 인체의 제약조건 시스템 개발 인간 모델링과 시뮬레이션을 위한 센터 설립 Jack: 가상세계에서 인체측정학적 (anthropometrical) 으로 유효한 인체의 위치와 애니메이션 지원 1970년대 오하이오 주립대학 (Ohio State University) 에서 예술가 Chuck Csuri 에 의해 창설된 컴퓨터그픽스연구그룹 (Computer Graphics Research Group, CGRG) 은 애니메이션 제작. 1970년대 후반, 뉴욕 기술 연구소 (New York Institute of Technology, NYIT), Ed Catmull 과 Alvy Ray Smith 에 의해 컴퓨터 애니메이션 시스템 3차원 키프레임 유관절체 (articulated figure) 애니메이션 시스템 BBOP 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

1974년 최초의 아카데미상 후보로 올려진 컴퓨터 애니메이션 Hunger 물체 모양 수정 (object shape modification) 과 선 보간 (line interpolation) 사용 1980년 초기, Daniel Thalmann 과 Nadia Magnenat-Thalmann 은 Dream Flight, Toney de Peltrie, Rendez-vous a Montreal 등 애니메이션 제작 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

중기 1.5.2 중기 (The Middle Years, 1980년대) 컴퓨터 하드웨어는 VAX 컴퓨터와 IBM PC의 도입으로 두드러지게 발전 1980년대 z-버퍼 하드웨어 제작 실리콘 그래픽스사 탄생 Evans 와 Sutherland사 디지털 기술에 기초를 둔 모의 비행 훈련장치 (Flight simulator) Turner Whitted 의 광선 추적 (Ray tracing) Nelson Max 의 파도 애니메이션 및 분자 영화 Loren Carpenter 의 프랙털 지형 (Fractal terrain) Alias, Wavefront와 TDI와 같은 회사들은 향상된 렌더링과 애니메이션이 가능한 상업용 기성 소프트웨어 저작 도구를 처음으로 제작 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

중기 3D 애니메이션을 전문적으로 하는 애니메이션 하우스들이 나타나기 시작 영화 속에서 사용한 초기의 인조 영상(synthetic imagery)은 컴퓨터가 제작한 듯이 보이려는 의도가 반영된 것이었음 전통적 2D 애니메이션(2D conventional animation)의 모양과 느낌을 3차원 컴퓨터 애니메이션으로 대체하는 것이 그 의도였음 특수효과를 위해 모형 대신에 컴퓨터 애니메이션을 이용 컴퓨터 그래픽스는 우주에서의 장면에 이용되었음 실제처럼 보여야하는 실사 액션 영화에 그래픽스가 광범위하게 쓰여지기 시작함 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

고급 컴퓨터 그래픽스가 인터넷, 텔레비전 광고, 컴퓨터 게임, 그리고 자체 작동되는 게임기에까지 널리 퍼지기 시작 애니메이션의 성년기 모델링, 렌더링과 애니메이션이 더 정교해지며 하드웨어의 속도가 빨라지고 저렴해지면서, 고급 컴퓨터 그래픽스가 인터넷, 텔레비전 광고, 컴퓨터 게임, 그리고 자체 작동되는 게임기에까지 널리 퍼지기 시작 컴퓨터 그래픽스를 영화에 사용하는 괄목할 만한 발전은 영화 시퀀스들을 디지털 방식으로 저장할 수 있게 한 값 싼 디지털 기술의 혁명 때문에 일어남 컴퓨터 애니메이션의 궁극적 목표는 실제 사람과 구분이 되지 않는 가상 인물을 제작하는 것임 전통적 수작업 애니메이션 제작에서 3차원 컴퓨터 그래픽스는 중요한 역할을 하며, 손으로 그려진 환경에서 3D 요소들을 모델링하는데 컴퓨터 애니메이션을 이용 파티클 시스템 (Particle system) 가상인물 제작 몰핑 기법 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

Toy Story: 완전히 컴퓨터 제작된 최초의 3D 애니메이션 장편 영화 http://www.pixar.com/theater/trailers/ts/index.html Bunny: 영상에 광선 추적과 방사 (Radiosity) 를 포함하는 양질의 렌더링 모핑 (변형, Morphing) 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션

예제 파일 OpenGL 예제 파일 ftp://ftp.sgi.com/opengl/opengl14.zip OpenGL(Bible3).zip  강의노트 사이트에서 다운로드 DirectX 9 예제 파일 http://www.wordware.com/files/dx9/ Introduction to 3D Programming with DirectX 9.0 files below. Part I - No Files Part II - Click Here Part III - Click Here Part IV - Click Here Appendix Program - Click Here 2009-2학기 컴퓨터 애니메이션