Along with the advance of digital technology, various methods are adopted for capturing the 3D animating data. Especially, in 3D animation production market, the motion capture system is widely used to make films, games, and animation contents. The technique quickly tracks the movements of the actor and translate the data to use as animating character's motion. Thus the animation characters are able to mimic the natural motion and gesture, even face expression. However, the conventional motion capture system needs tricky conditions, such as space, light, number of camera etc. Furthermore the data acquired from the motion capture system is frequently corrupted by noise, drift and surrounding environment. In this paper, we introduce the post production techniques to stabilizing the jitters of motion capture data from the low cost handy system based on Kinect.
Motion capture systems are gaining popularity in entertainment, medicine, sports, education, and industry, with animation and gaming applications for entertainment taking the lead. A wide variety of systems are available for motion capture, but most of them are complicated and expensive. In the general class of optical motion capture, two or more optical sensors are needed to measure the 3D positions of the markers attached to the body. Recently, a 3D motion capture system using two Position Sensitive Detector (PSD) optical sensors was introduced to capture high-speed motion of an active infrared LED marker. The PSD-based system, however, is limited by a geometric calibration procedure for two PSD sensor modules that is too difficult for common customers. In this research, we have introduced a new system that used a single PSD sensor unit to obtain 3D positions of active IR LED-based markers. This new system is easy to calibrate and inexpensive.
Yamaguchi, I.;Tou, K.;Tan, J.K.;Ishikawa, S.;Naito, T.;Yokota, M.
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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pp.1629-1632
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2003
A technique is presented for generating a compound human motion from its primitive motions obtained by a motion capture system. Some human fundamental motions are modeled in a 3-D way and registered as primitive motions. Because the factorization method is used for the motion capture, calibration of video cameras and connection of the motion in the direction of time is both unnecessary. Employing these motions, various compound human motions are generated by connecting the motions after having applied rotation and parallel transformation to them. Linear interpolation is done at the discontinuous boundary between primitive motions and smooth connection is achieved. Experimental results show satisfactory performance of the proposed technique. The technique may contribute to producing various complicated human motions without much effort using a strict motion capture system.
본 논문은 다양한 모션캡처 하드웨어 장비에 독립적인 응용 프로그램을 작성할 수 있도록 단일화된 추상 레이어를 설계하고 구현하였다. 설계한 추상레이어의 기능을 테스트하고 검증하기 위하여 광학식 모션캡처 시스템과 기계식 모션 캡처 시스템을 각각 AOA 파일과 BVH 파일을 이용하여 에뮬레이션 하였다. 응용 프로그램에서 추상레이어 함수의 호출에 의해 광학식 및 기계식 모션캡처 시스템을 각각 구동하고 시간에 따른 프레임 데이터를 Direct3D를 이용하여 애니메이션 하였다.
현재 게임, 영화, 만화 등 많은 영역에 3D가 많이 사용된다. 특히 게임 분야에서 3차원 컴퓨터 그래픽의 역할은 2차원적인 화면을 3차원적 화면의 전환으로 보편화 되어 지고 있다. [1] 3차원 움직임의 중요한 역할을 하는 모션캡쳐에 대한 자료는 많이 없는 편이다. 모션캡쳐가 다소 생소할 수도 있다. 그리고 고가의 장비이다 보니 사용하는 곳이 제한적이고 널리 사용되지 않고 있는 것이 사실이다. 그래서 이번 연구에서는 디지털 모션캡쳐 시스템의 개요와 3D게임 캐릭터 애니메이션 적용에 대해 조사하며, 모션데이터를 받아 3D캐릭터에 이식을 하여 움직임을 알아본다. 모션캡쳐의 종류 중 현재 보유하고 있는 광학식 모션캡쳐 장비로 데이터를 획득하여 캐릭터의 몸에 이식하며, 표현의 동작 중 기본 동작인 걷기, 뛰기와 타격하기로 구현해본다.
2D 및 3D 애니메이션은 컴퓨터 기술의 발전과 더불어 보다 사실적인 동작표현에 맞추어 계속적인 성장 발전을 이루고 있다. 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어 기술의 빠른 변화(진화)를 통하여 2D 및 3B 애니메이션 활용범위는TV, 영화, Game 산업 등에서 그 영역을 넓히고 있는 추세[1]이다. 3D 애니메이션을 제작하는 기술 중 보다 사실적인 동작표현을 위한 Motion Capture System을 이용하여 3D 게임 Character의 애니메이션을 제작하는 과정을 추출하였다. Motion Capture 기술의 주요 원리에 대하여 알아보고 Character의 특성에 따른 애니메이션 제작에 대한 연구를 하려한다.
We described a real-time 3D computer vision system called MIMIC(Motion interface f Motion information Capture system) that can capture and save motion of an actor. This system analyzes input images from vision sensors and searches feature information like a head, hands, and feet. Moreover, this estimates intermediated joints as an elbow and hee using feature information and makes 3D human model having 20 joints. This virtual human model mimics the motion of an actor in real-time. Therefore this system can realize the movement of an actor unaffectedly because of making intermediated joint for complete human body contrary to other marker-free motion capture system.
본 논문에서는 가정용 게임에 적용 가능한 저가이면서 컴팩트한 모션캡쳐 시스템을 목표로 하고 있다. 현재 영화나 게임에 이용되는 모션캡쳐 시스템은 장비가 크고 상당히 고가이기 때문에 간단한 가정용 게임에는 적용하기 어렵다. 요즘 흔히 사용되는 USB CCD카메라를 이용한 모션캡쳐 게임은 속도가 느리고 2차원 인식만 하는 단점을 가지고 있다. 하지만 최근 연구에서 저가이면서 속도가 빠른 PSD센서를 이용하여 3차원 측정이 가능한 시스템을 구현할 수 있게 되었다. 2차원 측정이 가능한 PSD센서를 이용한 3차원 모션캡쳐 시스템에는 2개 이상의 PSD를 사용하는 스테레오 비전 기반의 PSD 모션캡쳐 시스템과 빛의 세기와 거리와의 관계를 이용하여 하나의 PSD만으로도 3차원 측정이 가능한 광량보정 기반의 단일 PSD 모션캡쳐 시스템 등이 소개되었다. 하지만 현재 개발된 두 시스템을 가정용 게임에 적용하기에는 다음과 같은 문제가 있다. 두 개 이상의 PSD 센서를 사용해야 하기 때문에 고가이고 복잡하다. 광량보정 기반의 단일 PSD 모션캡쳐 시스템의 경우에는 측정된 마커의 광량을 이용하여 거리를 계산하기 하기 때문에 거리측정을 위해 전방향으로 균일한 광량을 가지는 마커를 만들어야 하므로 매우 어렵다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 해결한 새로운 접근방법을 소개하고자 한다. 일정한 거리에 떨어져 있는 두 개의 마커가 광학적 특성만 동일하다면 두 마커 사이의 상대적 광량차이를 이용하여 3차원 측정을 할 수 있다는 것이다. 결과적으로 저가이며, 빠르고, 컴팩트하고, 광각이며, 게임에도 적용가능한 단일 PSD 모션 캡쳐 시스템을 개발했다. 이 개발된 시스템이 애니메이션이나 영화, 게임에도 사용되어질 것으로 기대한다.
To solve the pathological problems of the musculoskeletal system based on evidence, a sophisticated analysis of human motion is required. Traditional optical motion capture systems with high validity and reliability have been utilized in clinical practice for a long time. However, expensive equipment and professional technicians are required to construct optical motion capture systems, hence they are used at a limited capacity in clinical settings despite their advantages. The development of information technology has overcome the existing limit and paved the way for constructing a motion capture system that can be operated at a low cost. Recently, with the development of computer vision-based technology and optical markerless tracking technology, webcam-based 3D human motion analysis has become possible, in which the intuitive interface increases the user-friendliness to non-specialists. In addition, unlike conventional optical motion capture, with this approach, it is possible to analyze motions of multiple people at simultaneously. In a non-optical motion capture system, an inertial measurement unit is typically used, which is not significantly different from a conventional optical motion capture system in terms of its validity and reliability. With the development of markerless technology and advent of non-optical motion capture systems, it is a great advantage that human motion analysis is no longer limited to laboratories.
최근 카메라, 캠코더 및 CCTV 등의 사용이 활발해지면서 영상 처리 기술의 수요가 급증하고 있다. 특히 키넥트 센서와 같은 깊이(Depth) 카메라를 사용한 3D 영상 기술에 대한 연구개발이 더욱더 활성화되고 있다. 키넥트 센서는 RGB, 골격(Skeleton) 및 깊이(Depth) 영상을 통해 인체의 3D 골격 구조를 실시간 프레임 단위로 획득할 수 있는 고성능 카메라이다. 본 논문에서는 키넥트 센서를 사용하여 인체의 3D 골격 구조를 모션 캡처하고 범용으로 사용되고 있는 모션 파일 포맷($^*.trc$ 및 $^*.bvh$)으로 선택하여 저장할 수 있는 시스템을 개발한다. 또한 본 시스템은 광학식 모션 캡처 파일 포맷($^*.trc$)을 자기식 모션 캡처 파일 포맷($^*.bvh$)으로 변환할 수 있도록 하는 기능을 가진다. 마지막으로 본 논문에서는 키넥트 센서를 사용하여 캡처한 모션 데이터가 제대로 캡처되어졌는지 모션 캡처 데이터 뷰어를 통하여 확인한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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