가상 해저 환경 속에서 군중 행동은 영화, 게임 등의 엔터테인멘트 산업에서 많은 장면으로 연출된다. 컴퓨터 그래픽스 기술의 발달로 인하여 디지털 영화나 애니메이션이 점차 증가함에 따라 다수의 캐릭터들이 등장하는 장면을 쉽게 접할 수 있다. 가상 환경에서 군중의 행동을 효율적으로 처리하는 기술에 관련해서 군중 장면 처리 및 군중 행동 시스템의 구현에 관한 연구는 있었으나, 자연스러운 군중 행동 시뮬레이터를 개발하는 연구는 아직 미흡한 편이다. 본 논문에서는 가상 해저환경에 존재하는 다수의 물고기들의 행동유형을 스마트하게 표현하여 시간과 비용이 많이 소요되는 단점을 보완하며 fish 군중행동 유형을 자동화하면서 사실적이면서 효율적인 가상 해저 환경 콘텐츠 제작을 구현하기 위한 fish 군중행동 시뮬레이터를 개발한다.
본 논문에서는 인간의 행동과 유사하게 군중을 재편성하는 행동패턴 모델을 제안하고, 그 모델을 가상 환경의 캐릭터에 적용하여 구현하였다. 게임과 같은 가상환경에서 군중을 표현하는 군중 시뮬레이션의 사실감을 높이기 위하여 군중의 행동 패턴을 결정함에 있어 인간의 감정에 기반을 두었다. 이러한 모델을 바탕으로 인간의 감정을 캐릭터에 적용하고자 몇 가지 규칙을 정의하였고, 이를 바탕으로 군중에 속해있는 캐릭터들의 군중간의 이동을 사실적으로 구현하였다. 본 연구를 적용하여 보다 자연스러운 군중의 행동을 시뮬레이션 할 수 있을 것이다.
동물이나 곤충, 혹은 사람 같은 군중이 등장하는 장면을 영화나 게임 등에서 종종 볼 수 있다. 이러한 대규모의 군중을 제어하기 위해서는 일반적인 에이전트별 제어 방식이 아닌 군중적인 움직임을 보일 수 있는 특별한 군중 제어가 필요하다. 자연스러운 군중의 제어를 위해선 지능적인 행동을 보여야하며 움직임은 자연스러워야한다. 또한 게임 등의 실시간 환경을 위해선 연산의 속도도 고려해야 한다. 이에 본 논문에서는 조종 행동을 이용한 실시간 대규모 군중 제어 기법을 제안한다.
가상 해저 환경 속에서 군중 행동은 영화, 게임 등의 엔터테인멘트 산업에서 많은 장면으로 연출된다. 컴퓨터 그래픽스 기술의 발달로 인하여 디지털 영화나 애니메이션이 점차 증가함에 따라 다수의 캐릭터들이 등장하는 장면을 쉽게 접할 수 있다. 가상 환경에서 군중의 행동을 효율적으로 처리하는 기술에 관련해서 군중 장면 처리 및 군중 행동 시스템의 구현에 관한 연구는 있었으나, 자연스러운 군중 행동 시뮬레이터를 개발하는 연구는 아직 미흡한 편이다. 본 논문에서는 가상 해저환경에 존재하는 다수의 물고기들의 행동유형을 스마트하게 표현하여 시간과 비용이 많이 소요되는 단점을 보완하며 fish 군중행동 유형을 자동화하면서 사실적이면서 효율적인 가상 해저 환경 콘텐츠 제작을 구현하기 위한 fish 군중행동 시뮬레이터를 개발한다.
현대 영상산업에서 컴퓨터 그래픽스가 차지하는 비중은 크게 늘어나고 있다. 컴퓨터 그래픽스 기술의 발달로 인한 디지털 영화나 애니메이션이 점차 증가함에 따라 이러한 장면이 등장하는 가상캐릭터를 쉽게 접할 수 있다. 이런 가상 캐릭터를 이용하여 가상 해저 환경을 생성하기 위해서는 3D 모델링 및 애니메이션 기술을 개발해야 한다. 국내에서는 가상 해저 환경을 구축하여 실감 체험을 할 수 있는 VR 콘텐츠 기술 개발에 관련하여 군중 장면 처리 및 군중 행동 시스템의 설계 및 구현 등의 연구가 있었으나 군중 행동 모델러 기술 개발을 실용화 할 단계까지는 미치지 못하고 있다. 본 논문에서는 가상 해저환경에 존재하는 다수의 캐릭터의 움직임을 수작업으로 제공하는 것이 시간과 비용이 많이 소요되기 때문에 이를 자동화하여 보다 사실적이고 효율적인 가상 해저환경 속에서 군중 행동 장면을 생성하기 위해서 Fish 군중 행동 모델러 기술을 개발한다.
가상 해저환경에 존재하는 군중 캐릭터 움직임을 수작업에 의존하는 기존의 애니메이션 제작 방법으로 제작할 경우 많은 시간과 비용이 필요하기 때문에 이를 자동화하여 보다 효율적이고 쉽게 제공하기 위해 장면의 사실성, 시스템의 성능 그리고 사용자와의 상호작용성을 적용하여 자연스러운 해저환경을 표현하고 군중 행동 장면을 생성을 위해서 자동화 기법이 개발되어야 한다. 본 논문에서는 군중 행동 시뮬레이터를 개발하여 해저환경속에서 사실적이고 효율적인 객체 표현을 위해 3D 객체에 군중행동양식을 부여하고, 상호작용이 가능하도록 다수의 Fish 군중행동 시뮬레이터를 설계한다.
최근 애니메이션 분야의 군중 환경은 디지털 산업에 필수적인 요소이다. 군중 애니메이션은 가상환경에 존재하는 다수의 캐릭터 움직임을 보다 사실적으로, 보다 효율적으로 보다 쉽게 제공하기 위해 장면의 사실성, 시스템의 성능 그리고 사용자와의 상호작용성 중의 일부를 초점으로 연구되는 캐릭터 애니메이션 기술로 정의한다. 가상환경에서 군중이 이동을 자연스럽게 표현하기 위해서는 군중에 대한 행동 패턴을 설정하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 가상 해저환경에 존재하는 다수의 물고기들의 군중 행동 패턴을 설계하고, FSM 군중 행동 시뮬레이터 시스템을 개발하여 메시 수, 프레임 수, 시간 등의 조건을 비교 분석한다.
군중의 이상행동을 검출하는 것은 군중 모니터링, 보안 및 CRM 시스템의 관점에서 중요한 요소 중의 하나이다. 기존의 방법은 대다수가 옵티컬플로우를 기반으로한 검출방법으로 객체가 움직이지 않는 경우에는 객체로 인식할 수 없는 문제점이 생긴다. 또한, 많은 데이터량을 처리하기 때문에 실시간성이 보장되지 않는다는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해서, 본 논문에서는 특징점 맵 보정과 분포분석을 통한 군중의 밀집과 대피하는 현상을 검출하는 방법을 제안한다. 먼저, 군중에서 옵티컬플로우 기반으로 움직이는 FAST 특징점을 추출하고 추출된 특징점의 분포에따라 특징점맵을 복원한다. 복원된 특징점 맵과 특징점의 분포에 기반하여 군중의 이상정도를 결정하게 된다. PETS2009 데이터베이스를 사용하여 결과를 측정하였다.
본 논문은 게임 또는 애니메이션과 같이 가상 환경 속에서의 군중 행동을 구현함에 있어 군중 전체의 움직임을 제어하기보다는 군중을 구성하고 있는 각 개체들의 감정요소를 개별적으로 제어하는 방식을 사용함으로써 군중의 형태 및 행동 양식에 사실감과 다양성을 부여하는 새로운 방안을 제시한다. 인간의 행동을 모사하기 위해 군중을 구성하고 있는 개체들이 각자의 감정과 기질에 따라 이동경로를 결정하도록 행동패턴을 설계한다. 제안된 방법은 군집을 구성하는 개체들이 제각기 주어진 기질과 환경에 따라 변화하는 감정을 기반으로 이동 경로뿐 아니라 군집간의 이동을 자유롭게 결정하기 때문에 다양한 군집이동을 표현할 수 있다. 이를 위해, 감정과 기질을 정의하고 행동제어 규칙을 정의한다. 또한 인간의 감정과 같은 모호한 정보를 처리하기 위하여 퍼지이론을 적용함으로써 기질과 감정에 대한 모호한 언어적 표현을 자연스럽게 정의하도록 한다. 실험을 통해 제안된 방법으로 자연스럽고 다양한 형태의 군중 시뮬레이션이 가능함을 보인다.
가상 해저 환경 속에서 군중 행동 장면은 영화, 게임 등의 엔터테인멘트 산업 속에서 많은 장면으로 연출된다. 컴퓨터 그래픽스 기술의 발달로 인한 디지털 영화나 애니메이션이 점차 증가함에 따라 이러한 장면이 등장하는 가상캐릭터를 쉽게 접할 수 있다. 컴퓨터 애니메이션에서 등장하는 캐릭터는 가상공간의 생기를 불어넣는 역할을 한다. 이러한 가상캐릭터의 객체수가 증가함에 따라 가상세계에 대한 몰입감을 증대하여 표현해야한다. 국내에서는 가상 환경을 구축하여 실감 체험을 할 수 있는 VR 콘텐츠 기술 개발에 관련하여 군중 장면 처리 및 군중 행동 시스템의 설계 및 구현 등의 연구가 있었으나 군중 행동 모델러 기술 개발을 실용화 할 단계까지는 미치지 못하고 있다. 본 논문에서는 해저환경에서 사실적이고 효율적인 표현을 위해 3D 객체에 행동양식을 부여하고, 상호작용이 가능하도록 fish 군중행동 모델러를 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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