자연스러운 실시간 동작 전이 생성을 위한 균등 자세 지도 알고리즘 = Uniform Posture Map Algorithm to Generate Natural Motion Transitions in Real - time

국문 초록 (Abstract)

동작 포착 시스템에 의해 기록된 동작 데이타를 재사용하는 것은 비용 절감이나 작업과정의 효율성 증대를 위해 매우 중요한 기술이다. 그러나 기록된 데이타의 동작 곡선이 제어점을 가지고 있지 않기 때문에 상호작용을 통한 동작 데이타의 편집이 쉽지 않아서 데이타의 재사용에 어려움이 있다. 기존 동작 데이타를 재사용하는 기술로서 많은 학자들은 조각 동작(Clip motion)들을 부드럽게 연결하여 새로운 동작을 만들어 내는 동작 전이 기술을 제안하고 있다. 본 논문에서는 이러한 동작 전이 기술의 구현 방법으로 균등 자세 지도(Uniform Posture Map:UPM)알고리즘을 제안한다. 학습 단계에서 UPM은 다관절체의 다양한 자세들을 비감독경쟁 학습을 통해 양자화한다. 이 단계에서 서로 유사한 자세를 나타내는 출력 뉴런을 기하학적으로 근접한 위치에 배치해서 다관절체의 전체 동작 지도를 생성한다. 생성된 UPM의 이러한 특징을 이용해서 적용된 두 동작의 중간 자세를 만들어 내고, 이 자세를 전체 중간 동작을 만들어 내는 키 프레임으로 사용한다. 많은 계산량이 요구되며, 결과 동작을 제어하기가 어려운 다른 동작 전이 알고리즘들과 비교하여 UPM 알고리즘은 중간 동작생성에 상대적으로 적은 계산량을 요구하며, 하나의 변수를 이용하여 생성된 동작을 제어할 수 있어서 편리한 상호작용 작업 환경을 제공한다. 특히 자기 조직 지도(Self-Organizing Map:SOM) 알고리즘을 이용해 자세 지도를 생성할 때, 실제로 존재하지 않은 자세가 포함될 수 있는 가능성을 학습 단계에서 제거함으로써 자세 생성에 있어서 안정성을 확보할 수 있다. 이로 인해 선형 보간법에 비해서 실제 동작에 가까운 동작 곡선을 생성함으로써 보다 자연스러운 동작을 만들어 낼 수 있다. 본 논문에서 제안된 동작 전이 기법은 삼차원 애니메이션제작, 삼차원 게임, 가상 현실 등의 다양한 분야에 유용하게 적용될 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

It is important to reuse existing motion capture data for reduction of the animation producing cost as well as efficiency of producing process. Because its motion curve has no control point, however, it is difficult to modify the captured data interactively. The motion transition is a useful method to reuse the existing motion data. It generates a seamless intermediate motion with two short motion sequences. In this paper, Uniform Posture Map (UPM) algorithm is proposed to perform the motion transition. Since the UPM is organized through quantization of various postures with an unsupervised learning algorithm, it places the output neurons with similar posture in adjacent position. Using this property, an intermediate posture of two active postures is generated; the generating posture is used as a key-frame to make an interpolating motion. The UPM algorithm needs much less computational cost, in comparison with other motion transition algorithms. It provides a control parameter; an animator could control the motion simply by adjusting the parameter. These merits of the UPM make an animator to produce the animation interactively. The UPM algorithm prevents from generating an unreal posture in learning phase. It not only makes more realistic motion curves, but also contributes to making more natural motions. The motion transition algorithm proposed in this paper could be applied to the various fields such as real time 3D games, virtual reality applications, web 3D applications, and etc.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 균등 자세 지도
• 3. UPM을 이용한 동작 전이 시스템
• 4. 실험 및 결과
• 5. 결론
• 참고문헌
• 저자소개