첨단영상대학원 박경주교수 2009.09.24 첨단영상대학원 박경주 교수 디지털 엔터테인먼트 Lecture 4 2009.09.24 첨단영상대학원 박경주 교수

Topics 게임, 영화, 애니메이션에서의 캐릭터 애니메이션 모션캡쳐 시스템 – 자연스러운 움직임 첨단영상대학원 박경주교수 Topics 게임, 영화, 애니메이션에서의 캐릭터 애니메이션 모션캡쳐 시스템 – 자연스러운 움직임 키프레임 시스템 – 과장된, 예술적 움직임 가능 Kinematics – IK, FK : 각 프레임의 포즈를 정해야 함 다이나믹스(Dynamics) - 동적인 움직임 모션그래픽스연구실(http://graphics.cau.ac.kr/)

MotionCapture ? 영화VFX, CF, Animation, Game, Web 3D Avatar 등에 등장하는 디지털액터를 쉽게 움직이게 하기 위한 방법으 로 모션캡쳐시스템이 개발, 발전되어 왔다. 모션캡쳐란 실제 배우의 움직임을 3D Data화 하여 3D 컴퓨터 그래픽으로 구현된 디지털액터에게 동기화하여 디지털 액터가 실제 배우의 움직임을 재현하는것을 말한 다. 지금까지 개발 되어온 모션 캡쳐 시스템은 기계식, 자 기식, 광학식 모션캡쳐 시스템이 있다. 그중에서도 장소의 제한 없이 모션캡쳐 할수 있는 Gyro 센서 방식을 이용한 Gypsy Gyro-18 모션캡쳐 시스템을 중심으로 기본원리부터 제작프로세스까지 알아본다.

Process MPU, Reciever Setting Marker Setting Actor Create Motion Capture MotionBuilder, 3DS-MAX Converting

Marker Mapping 하반신과 상반신으로 나눠진 슈트에 그림과 같이 패치를 이용하여 센서를 장착하면 된다. 기본 인체에는 총 17개의 센서가 각 관절에 배치 된다.

MPU, Receiver Setting Receiver는 엑터의 몸에 부착된 MPU로부터 캡쳐데이터를 수신하게 된다. Receiver는 컴퓨터에 USB로 연결한다.

Marker Mapping 장착한 센서는 패치로 고정시켜 움직이지 않게 주의하도록 한다. 센서와 센서를 연결하는 선은 관절이 움직일 수 있을 만큼만 여유를 준다. 센서를 엑터의 몸에 부착시키는 과정으로써 각 관절의 중심에 근육의 부풀림 현상이 적은 곳에 부착해야 좋은 결과물을 얻어낼 수 있다.

Marker Mapping 6,12번 센서는 어깨에 수평으로 잘 배치해야한다.

Marker Mapping 16번 센서는 가슴아래에 근육이 부풀지 않는 곳에배치해야 한다. 10번 센서는 뒤쪽 허리에 잘 부착하여 허리를 구부리거나 하는 격한 동작에 이탈되지 않게 잘 부착하여야 한다.

Create Actor Autocal로 Actor파일을 만드는 이유는 JigBox의 길이를 기준으로 각 관절의 길이와 각도를 알아내기 위한거다. 촬영된 액터의 정면 사진과 측면의 사진을 부른 후 그림처럼 액터화일를 생성한다. Hip을 우선적으로 배치해야 한다.(Hip이 기준이다.)

MotionBuilder S/W

MotionBuilder 3DS-MAX의 Chracter Studio로 셋팅된 캐릭터의 각부위 명칭

모션캡쳐시스템 데모 모션그래픽스연구실(http://graphics.cau.ac.kr/)

모션캡쳐 시스템 장점 자연스러운 움직임 데이터 재사용 가능 영화, 게임 등 사실적인 작품에 좋음 Medusa.mov 단점 사람이 아닌 캐릭터로 매핑 어려움 과장된 액션 어려움 애니메이션, 게임 등 전통적인 작품에 좋음 모션그래픽스연구실(http://graphics.cau.ac.kr/)

키프레임시스템을 사용한 캐릭터 애니메이션 모션그래픽스연구실(http://graphics.cau.ac.kr/)

전통적인 캐릭터 애니메이션 만화같은 움직임에 필요한 조건 키프레임 시스템을 사용하여 움직임을 제어!!!!!! Squash and stretch Timing Anticipation Follow through Arcs Slow in, slow out Exaggeration … 키프레임 시스템을 사용하여 움직임을 제어!!!!!! Froblins.mov 모션그래픽스연구실(http://graphics.cau.ac.kr/)

What is a key? 튀는 공의 경우에는 위치 방향 눌러진 정도

What is a key? A Human Model 경우에는 위치, 방향 pelvis Right upper leg Left upper leg torso Right lower leg Left lower leg Right upper arm Left upper arm head Right lower arm Left lower arm 사람 움직임의 역학을 잘 이해하여야 키프레임의 key를 정할 수 있음

Walk Cycle: Figure Dynamics The passing position is the frame whereby the leg moving forward in the cycle passes the leg that supports the body. Figure가 passing position 에 있을 때, figure 는 한 다리로 균형을 잡고 있다. 왼다리가 앞으로 thrown 할 때, 왼팔은 뒤로 가고 오른팔은 앞으로 간다. Figure 가 passing position에 있을 때 지탱하는 다리가 똑바로 서면서 figure 는 살짝 들린다. 이 두 position – stride 와 passing position 을 walk cycle의 기본임

Walk Cycle: Keys & Inbetweens 1 3 5 7 9 11 13 1,…,13 키프레임 1 stride 7 passing position 13 stride 한 사이클에 해당하는 모든 drawing 을 가지고 있으면, 몸의 높낮이가 어떻게 오르락 내리락 하는지 쉽게 알 수 있음. Passing position 에서 지탱하는 다리가 펴짐에 따라서 머리와 힙의 위치가 올라간다. 그리고 나서, figure 는 stride 도중에 아래로 내려가는데, 다리 joint 앵글의 변화 때문임

각 프레임의 자세(포즈)의 자연스러움? 사람 움직임의 kinematics 를 사용하여 포즈를 정함 Kinematics 는 뼈대를 어떻게 움직이게 하는 지… 움직임의 공부 관절 Revolute (hinge) joint: 고정축을 기준으로 회전 Prismatic joint: 선을 따라서 이동 Ball-and-socket joint: 임의의 축을 기준으로 회전 모션그래픽스연구실(http://graphics.cau.ac.kr/)

Joints 위치는? Forward Kinematics 애니메이터가 모든 joint 각도를 콘트를 Inverse Kinematics 애니메이터가 위치 좌표를 콘트를 위치이용하여 조인트 각도를 결정 예) 발을 이 위치에 놓기 위한 힙, 무릎, 발 파라미터를 계산 인터랙션에 적합 모션그래픽스연구실(http://graphics.cau.ac.kr/)

Dynamics 모션그래픽스연구실(http://graphics.cau.ac.kr/)

Dynamics 캐릭터의 관절에 관련된 kinematics 외 외부 힘에 작용하는 역학 Fightnight4.mov 모션그래픽스연구실(http://graphics.cau.ac.kr/)