SVG기반 캐릭터 표정 리타게팅 = Re-targeting character expression based on SVG

국문 초록 (Abstract)

온라인을 기반으로 하는 각종 플랫폼에서 캐릭터는 매체와 사용자 사이에서 커뮤니케이션을 위한 감성 인터페이스의 역할을 하고 있다. 이 때, 캐릭터의 그래픽적인 매력성은 사용자가 캐릭터에 자신을 동일시하는데 긍정적 영향을 끼친다. 그 중에서도 캐릭터의 표정은 사용자에게 정서적 친밀감을 줄 수 있으므로, 캐릭터의 자연스럽고 생동감 있는 표정 표현은 사용자가 캐릭터와 유대감을 형성하는데 매우 중요한 요인이 된다. 그러나 현재 온라인 기반의 캐릭터 애니메이션은 기술적, 재정적 어려움으로 충분히 그 역할을 다하지 못하고 있다. 현재 온라인 캐릭터 애니메이션에서 많이 사용되고 있는 비트맵 기반의 GIF포맷은 파일 전송시 용량이 크다는 단점이 있고, 극장용 애니메이션에서 표현되는 높은 수준의 표정 애니메이션을 만들기 위해서는 숙련된 애니메이터와 긴 제작 시간이 필요하기 때문이다. 그러나 만약, 극장용 애니메이션에서 표현되어지는 높은 수준의 표정 애니메이션을 데이터화하고 이를 다른 캐릭터의 얼굴에 리타게팅하여 자동생성 할 수 있다면, 비록 숙련된 애니메이터가 아니더라도 짧은 시간에 양질의 표정애니메이션을 제작할 수 있을 것이다.

본 연구에서는 극장용 애니메이션에서 보이는 풍부한 표정 움직임을 모델링하고, 이를 다른 캐릭터에 리타게팅할 수 있는 캐릭터 표정애니메이션의 리타게팅 기술을 제안한다. 기존 표정애니메이션을 데이터화하고 이를 수학적 모델링에 의해 하나의 참조표정모델로 만든다. 참조표정모델은 온라인 환경의 새로운 캐릭터에 SVG형식으로 리타게팅되는데. 이 때, 리타게팅 캐릭터는 원래 디자인을 유지하면서, 표정은 참조표정모델의 표정과 동일한 움직임을 재현한다. 표정의 움직임은 비선형적이며, 감정 표현은 과장되어 있기 때문에 자연스럽고 생동감 있는 캐릭터 표정 연출이 가능하다.

본 연구의 결과로, 아티스트가 애니메이터가 아닐지라도, 표정 데이터와 무표정의 새로운 캐릭터만 있다면 재미있고 생동감 넘치는 표정애니메이션을 쉽고 빠르게 자동으로 만들 수 있을 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In various on-line platforms, characters serve as emotional interfaces for communications between the media and the users. Here, the graphic attraction of the characters positively affect the users in identifying themselves the characters. Especially, since the expression of the characters may give the users emotional intimacy, the natural and vivid expressions of the characters are a very important factor for the users in forming familiarity with the characters. However, currently on-line character animations do not play a sufficient role due to technical and financial difficulties because a bitmap-based GIF format used much in on-line character animations has a weakness: large traffic. To make a high level expression animation in animations for theaters, skilled animators and a long production time are necessary. However, if the high level expression animations for theaters are made into data and this can be re-targeted to other characters' faces and automatically generated, unskillful animators also can produce quality expression animations in a short time.
This study proposes a re-targeting technique of character expression animations that can model rich expression movements in the animations for theaters and re-target them on other characters. It turns the existing expression animations into data and then into a reference expression model by mathematic modeling. The reference expression model is re-targeted into SVG format to new characters in on-line environment, and here, the re-targeted character maintains the original design while its expressions reproduce the same movements of those of the reference expression model. The movements of the expressions are non-linear and the expressions of emotions are exaggerated, so the production of natural and vivid character expressions is possible.
As a result of this study, even if the artist is not an animator, interesting and vivid expression animation can be made easily, quickly and automatically only if there is a new character with expression data without any expression.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 1
• 1.1 연구배경 및 필요성 1
• 1.2 연구목적과 범위 4
• 제 2 장 표정관련연구동향 8
• 2.1 Facial Animation기술 관련 연구 8
• 2.2 표정과 인상 관련 연구 10
• 제 3 장 선행연구 11
• 3.1 Squash & Stretch 11
• 3.1.1 모션 스타일 11
• 3.1.2 애니메이션의 움직임 11원칙 12
• 3.2 표정과 캐릭터 관련 연구 14
• 3.3 근육기반 모델을 위한 얼굴근육과 근육운동 17
• 제 4 장 표정모션의 자동화 19
• 4.1 표정애니메이션을 위한 파라미터 19
• 4.1.1 AU의 움직임 19
• 4.1.2 선형반얼굴모델 21
• 4.1.3 고정점과 이동점 23
• 4.1.4 이동점변화율 25
• 4.1.4 리타게팅의 개요 26
• 4.2 눈썹구성오브젝트의 자동화 28
• 4.2.1 눈썹구성오브젝트의 파라미터 28
• 4.2.2 눈썹구성오브젝트의 이동변화량 32
• 4.2.3 눈썹구성오브젝트의 리타게팅 37
• 4.3 눈구성오브젝트의 자동화 39
• 4.3.1 눈구성오브젝트의 파라미터 39
• 4.3.2 눈구성오브젝트의 이동변화량 40
• 4.3.3 눈구성오브젝트의 리타게팅 42
• 4.4 입구성오브젝트의 자동화 45
• 4.4.1 입구성오브젝트의 파라미터 45
• 4.4.2 입구성오브젝트의 이동변화량 52
• 4.4.3 입구성오브젝트의 리타게팅 54
• 4.5 얼굴구성오브젝트의 자동화 56
• 4.5.1 얼굴구성오브젝트의 파라미터 56
• 4.5.2 얼굴구성오브젝트의 이동변화량 58
• 4.5.3 얼굴구성오브젝트의 리타게팅 61
• 제 5 장 실험 및 검증 63
• 5.1 실험방법 63
• 5.2 실험 64
• 5.2.1 표정 선정 64
• 5.2.2 자료 수집 65
• 5.2.3 참조표정모델링 61
• 5.2.4 Ret_NE 디자인 82
• 5.2 리타게팅 적용 및 실험 결과 83
• 제 6 장 결론 95
• 참고 문헌 98
• ABSTRACT 103