A Real-time System of Crowd Animation with Motion Pre-processing Method

동작 전처리 기법을 활용한 실시간 군중 애니메이션 시스템

  • 안정현 (한국과학기술원 전자전산학과) ;
  • 원광연 (한국과학기술원 문화기술대학원)
  • Published : 2007.04.15

Abstract

Research field on crowd animation can be classified into two major categories. One is to offer realism of the crowd motion and the other is to improve speed of the animation. For the last decade, a lot of research on realism and behavior of crowd have been presented. But lately, research on improving speed seems like more interesting. Therefore, in this paper, we conducted an experiment to analyze what is the main bottleneck of crowd animation. As the result, we find out one of the most important bottleneck is the number of joints transformed in each animation frame. In order to resolve this problem we propose a novel level-of-detail technique 'motion level-of-detail', which is a joint-reduction technique operated in the pre-processing time. We used a non-linear optimization, SQP (sequential quadric programming), to generate the low detailed motions.

군중 애니메이션을 위한 연구분야는 동작의 사실성 제공과 속도향상의 두 가지 측면으로 구분된다. 최근 엔터테인먼트 산업의 발달로 군중 애니메이션은 디지털 콘텐츠 제작의 필수요소로 자리 잡았으며, 애니메이션의 속도향상을 위한 노력이 계속되고 있다. 이러한 추세에 맞춰, 본 논문에서는 군중 애니메이션의 속도저하에 영향을 미치는 요인들을 실험을 통해 검증하고, 실험 분석을 토대로 전처리 시스템을 설계한다. 동작 전처리 모듈은 제시된 애니메이션 시스템의 핵심 모듈로서 관절의 개수를 동작의 상세도에 따라 다양한 레벨(level-of-detail)의 동작들로 재구성한다. 실제 애니메이션 과정에서는 카메라와 가상환경 내부에 존재하는 캐릭터의 관계를 토대로 적절한 레벨의 동작을 적용하여 전체 시스템의 속도를 향상시킨다. 동작전처리 방법(motion level-of-detail)은 동작분석과 동작단순화 과정으로 분류되는데, 비선형 최적화 방법의 하나인 SQP를 활용하여 다양한 상세도 레벨의 동작들을 계산한다. 본 논문에 제시한 전처리 방법은 동작편집 등 캐릭터 애니메이션의 다양한 분야에 유용하게 활용될 수 있다.

Keywords

References

  1. A. Aubel, R. Boulic and D. Thalmann, 'Real-time display of virtual humans: Level of details and impostors,' IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, Special Issue on 3D Video Technology, 10(2): 207?217, 2000 https://doi.org/10.1109/76.825720
  2. F. Tecchia, C. Loscos and Y. Chrysanthou, 'Image Based Crowd Rendering,' IEEE CG&A March/April, pp.36-43, 2002 https://doi.org/10.1109/38.988745
  3. S. Dobbyn, J. Hamill, K. O'Conor and C. O'Sullivan, 'Geopostors: A real-time geometry/impostor crowd rendering system,' I3D 2005 https://doi.org/10.1145/1053427.1053443
  4. Z. Popovic and A. Witkin, 'Physically based motion transformation,' ACM SIGGRAPH 99, pp.11-20, 1999 https://doi.org/10.1145/311535.311536
  5. S. Redon, N. Galoppo and M. Lin, 'Adaptive Dynamics of Articulated Bodies,' ACM SIGGRAPH 2005 https://doi.org/10.1145/1187112.1187143
  6. J. Beaudoin and J. Keyser, 'Simulation Levels of Detail for Plant Motions,' SCA 2004 https://doi.org/10.1145/1028523.1028563
  7. J. Ahn and K. Wohn, 'Motion Level-of-Detail: A Simplification Method on Crowd Scene,' CASA 2004
  8. J. Ahn, S. Oh and K. Wohn, 'Optimized Motion Simplification for Real-time Crowd Animation,' Journal of Computer Animation and Virtual Worlds 17(3-4): 155-165, 2006 https://doi.org/10.1002/cav.119
  9. J. Lewis, M. Cordner and N. Fong, 'Pose Space Deformations: A Unified Approach to Shape Interpolation and Skeleton-Driven Deformation,' ACM SIGGRAPH 2000 https://doi.org/10.1145/344779.344862
  10. D. James and C. Twigg, 'Skinning Mesh Animations,' ACM SIGGRAPH 2005, pp.399-407, 2005.
  11. H. Hoppe, 'Progressive Mesh,' ACM SIGGRAPH 96, pp.99-108, 1996
  12. M. Garland and P. Heckbert, 'Mesh Simplification with Quadric Error Metrics,' ACM SIGGRAPH 97, pp.209-216, 1997
  13. M. Gleicher, 'Retargetting Motion to New Characters,' ACM SIGGRAPH 98, pp.33-42, 1998 https://doi.org/10.1145/280814.280820
  14. K. Choi and H. Ko, 'Online Motion Retargetting,' Journal of Visualization and Computer Animation 11(5): pp.223-235, 2000 https://doi.org/10.1002/1099-1778(200012)11:5<223::AID-VIS236>3.0.CO;2-5