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Ch.23 Human Animation

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Virtual Human

์‚ฌ๋žŒ์„ ํ‘œํ˜„ํ•˜๋Š” Body Shape๊ณผ ์ด Body Shape์ด ์›€์ง์ด๋Š” ํ–‰์œ„๊ฐ€ ์žˆ์„ ๊ฒƒ.
โ€ข
Body Modeling(Link and Joint)
โ€ข
Behavior Modeling(Animating)
์š”๊ตฌ์‚ฌํ•ญ
โ€ข
๋ฆฌ์–ผํƒ€์ž„ ๋ Œ๋”๋ง์ด ๋˜์–ด์•ผ ํ•œ๋‹ค.
โ€ข
์• ๋‹ˆ๋ฉ”์ด์…˜์ด ๊ฐ€๋Šฅํ•ด์•ผํ•œ๋‹ค.

Body Modeling

ํด๋ฆฌ๊ณค์œผ๋กœ ํ‘œํ˜„ํ•˜๋Š” ๊ฒฝ์šฐ๊ฐ€ ๋งŽ๋‹ค.
โ€ข
๋กœ์šฐ ํด๋ฆฌ์ผ ๊ฒฝ์šฐ ๊ณ„์‚ฐ๋Ÿ‰์ด ์ ์–ด์ง„๋‹ค.
โ€ข
Body Shape ์ž์ฒด๋„ Joint์™€ Link๋ฅผ ์–ด๋–ป๊ฒŒ ํ•  ์ง€ ๊ณ ๋ฏผํ•ด์•ผํ•œ๋‹ค.
1.
Joint์™€ Joint ์‚ฌ์ด๋ฅผ ์ž๋™์œผ๋กœ ๋งํฌ ์ƒ์„ฑ. ํ•ด๋‹น ๋งํฌ๋ฅผ Boxํ˜•ํƒœ๋กœ Modelingํ•œ๋‹ค.
โ€ข
Joint๊ฐ€ ๊ตฌ๋ถ€๋Ÿฌ์กŒ์„ ๋•Œ, ๋งํฌ ๋ฐ”๊นฅ์ชฝ์˜ ๊ฒฝ์šฐ ๋ถ„์ ˆ๋œ๋‹ค.(ํŒ”๊ฟˆ์น˜ ๋ถ„๋ฆฌ!!) ๋”ฐ๋ผ์„œ ๋งํฌ๋ฅผ ์ผ๋ถ€๋Ÿฌ ๊ฒน์น˜๊ฒŒ ๋ฐฐ์น˜ํ•˜์—ฌ ๋ถ„์ ˆํ˜„์ƒ์„ ๋ง‰๋Š”๋‹ค.
2.
Joint ์ž์ฒด๋ฅผ ์Šคํ‚จ ๋ฉ”์‹œ์— ๋‹ค์ด๋ ‰ํŠธ๋กœ ๋งํฌํ•œ๋‹ค!!
Body Shape์˜ ๋ชจ๋“  ํด๋ฆฌ๊ณค์„ ๋‹ค ์ œ์–ดํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์–ด์•ผ ํ•œ๋‹ค.
โ€ข
๋ถ€์ž์—ฐ์Šค๋Ÿฌ์›€??
โ€ข
ํ•ด๋‹น ๊ฒฝ์šฐ ๋ฆฌ์–ผํƒ€์ž„๋ Œ๋”๋ง๊ณผ ์ •ํ™•์„ฑ์„ ํŠธ๋ ˆ์ด๋“œ์˜คํ”„ํ•ด์•ผ ํ•œ๋‹ค.
โ†’ Subdivision Surface
๋กœ์šฐํด๋ฆฌ ๋ชจ๋ธ๋กœ ์• ๋‹ˆ๋ฉ”์ดํŒ…์„ ํ•˜์—ฌ ๊ณ„์‚ฐ๋Ÿ‰์„ ์ค„์ธ๋‹ค. ์ดํ›„ TS, GS ๋“ฑ์„ ํ†ตํ•ด ํด๋ฆฌ๊ณค์˜ ์–‘์„ ์ฆ๊ฐ€์‹œ์ผœ ๋‘ ๋ฌธ์ œ์— ๋Œ€ํ•ด ์–ด๋Š์ •๋„ ๋Œ€์ฒ˜๊ฐ€๋Šฅํ•˜๋‹ค.
Subdivision Surface์˜ ์žฅ์ ์€ ๋ฉ€๋ฆฌ ์žˆ๋Š” ์˜ค๋ธŒ์ ํŠธ๋ฅผ LOD ์ทจ๊ธ‰ํ•ด์„œ ๊ทธ๋ƒฅ ๋กœ์šฐํด๋ฆฌ๋ฅผ ์ถœ๋ ฅํ•จ์œผ๋กœ์จ ์„ฑ๋Šฅ์„ ์œ ์ง€ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค๋Š” ์ ์ด๋‹ค!!!
Body Shape๋ฅผ ์–ด๋–ป๊ฒŒ ์–ป๋Š”๊ฐ€?
3D ์Šค์บ” ๋“ฑ์œผ๋กœ ์•ฝ 1000๋งŒ๊ฐœ ์ •๋„์˜ ์ƒ˜ํ”Œ๋ง์„ ํ•ด์„œ ๊ฐ€์ฃฝ์„ ์–ป๊ณ , meshopt๋ฅผ ๋Œ๋ ค์„œ ์ค„์ธ๋‹ค.

Standard Structure : H-Anim

๋ชจ์บก์„ ์ดฌ์˜ํ•˜๋Š” ๋Œ€์ƒ์˜ Joint์™€ ์ ์šฉํ•˜๊ณ ์ž ํ•˜๋Š” ์บ๋ฆญํ„ฐ์˜ Joint์˜ ๊ตฌ์กฐ์™€ ์ด๋ฆ„์ด ๊ฐ™๋‹ค๋ฉด Motion Retargetting์˜ ๋น„์šฉ์„ ์ ˆ๊ฐํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ํ‘œ์ค€ ๋ชจ๋ธ์„ ๋งŒ๋“ค์–ด์„œ ํ˜ธํ™˜์„ฑ์„ ๋Š˜๋ฆฌ์ž.
์ด๋ฅผ H-Anim์ด๋ผ๊ณ  ํ•œ๋‹ค.
Mocap๋œ ๋ฐ์ดํ„ฐ๋ฅผ ์บ๋ฆญํ„ฐ์—๊ฒŒ ์”Œ์šด๋‹ค. ์บ๋ฆญํ„ฐ์˜ ํด๋ฆฌ๊ณค์—๋‹ค๊ฐ€ ๋ผˆ๋ฅผ ์‹ฌ์–ด์ฃผ๋Š”๋ฐ, ์ด๋ฅผ ์–ผ๋งˆ๋‚˜ ์ž˜ํ•˜๋Š”๊ฐ€์— ๋”ฐ๋ผ์„œ ์• ๋‹ˆ๋ฉ”์ด์…˜์˜ ํ€„๋ฆฌํ‹ฐ๊ฐ€ ํ™• ์ฐจ์ด๋‚œ๋‹ค.

๋ฆฌ๊น…

๋ฐฐ์šฐ์˜ ์Šค์ผˆ๋ ˆํ†ค์ด ํ•„์š”ํ•จ. ํ•ด๋‹น ์Šค์ผˆ๋ ˆํ†ค์˜ ๋ฐ์ดํ„ฐ๋ฅผ ๋ชจ์บก์œผ๋กœ ํš๋“.
์ด ์Šค์ผˆ๋ ˆํ†ค์„ ์บ๋ฆญํ„ฐ์— ๋งž๊ฒŒ ์ ์šฉํ•ด์ค˜์•ผ ํ•จ.

Modeling the Arm

3 1 3 DOF
3 2 2 DOF
๋‘๊ฐ€์ง€ ๊ฒฝ์šฐ๊ฐ€ ์žˆ๋‹ค.
์ „์™„๊ทผ ๊ทผ์œก์˜ ํšŒ์ „ ์ถ•์„ ์–ด๋””์— ํ•ด์„ํ•˜๋Š๋ƒ์— ๋”ฐ๋ผ 312๊ฐ€ ๋  ์ˆ˜๋„ ์žˆ๊ณ  322๊ฐ€ ๋  ์ˆ˜๋„ ์žˆ๋‹ค.
reaching Animation์„ ๋‹ฌ์„ฑํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด์„œ๋Š” End effector๋ฅผ ๋ญ˜ ์„ค์ •ํ•ด์•ผํ• ๊นŒ?
โ€ข
์†๋ฐ”๋‹ฅ or ์†๊ฐ€๋ฝ or ์†๋ชฉ?
์ด์ œ IK๋ฅผ ์“ฐ๋ฉด๋˜๋Š”๋ฐโ€ฆ.
์‹ฌ์ง€์–ด Jacobian๋งŒ์œผ๋กœ๋„ ํ•ด๊ฒฐ๋‚˜์ง€ ์•Š๋Š” ๊ฒฝ์šฐ๊ฐ€ ์žˆ๋‹ค.
Inverse Jacobian์€ ๋ชจ๋“  ๊ด€์ ˆ์„ ๋™์‹œ์— ์›€์ง์ด๋Š” ๋ฐฉ์‹์ด๋‹ค.
Root : ํฐ ์›€์ง์ž„์ด๋‹ค.
End point : ์„ฌ์„ธํ•œ ์›€์ง์ž„์ด๋‹ค.
Facial์€ Body์™€ ๊ตฌ์กฐ ์ž์ฒด๊ฐ€ ๋‹ค๋ฅด๋‹ค.
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