• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.133-142
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• 2019

물리기반 캐릭터 애니메이션에서 궤적 최적화(trajectory optimization) 기법은 캐릭터 동작에 대한 시스템 동역학 모델(system dynamics model)에 기반하여 가까운 최적의 미래 상태를 예측하여 캐릭터의 동작을 자동적으로 생성하는데 널리 사용되어 왔다. 캐릭터와 환경 간의 접촉 현상을 강체 충돌로 다루는 경우 일반적으로 시스템 동역학 모델은 그 수식이 닫힌 형식(closed form)으로 유도되지 못하고 미분이 불가능하다. 따라서 최근까지 많은 연구자들이 접촉 완화(contact smoothing) 기법을 통해 시스템 동역학의 수치적 미분에 기반한 효율적인 궤적 최적화 기법을 발표해 왔다. 하지만 수치적 미분 정보는 분석적 미분과 달리 부정확하기 때문에 궤적 최적화의 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 접촉 완화 모델에 대한 근사화를 통해 시스템 동역학을 분석적으로 미분하여 닫힌 형식의 도함수를 유도하고, 이를 기반으로 사용자의 온라인 입력에 따라 예제 데이터 없이 이족 캐릭터의 동작을 안정적으로 생성하는 예측 제어 기법(model predictive control (MPC))을 제안한다.

• ETRI Journal
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• 제39권4호
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• pp.493-501
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• 2017

This paper introduces a new motion-synthesis technique for animating multiple characters. At a high level, we introduce a hub-sub-control-point scheme that automatically generates many different spline curves from a user scribble. Then, each spline curve becomes a trajectory along which a 3D character moves. Based on the given curves, our algorithm synthesizes motions using a cyclic motion. In this process, space-time warp curves, which are time-warp curves, are embedded in the 3D environment to control the speed of the motions. Since the space-time warp curve represents a trajectory over the time domain, it enables us to verify whether the trajectory causes any collisions between characters by simply checking whether two space-time warp curves intersect. In addition, it is possible to edit space-time warp curves at run time to change the speed of the characters. We use several experiments to demonstrate that the proposed algorithm can efficiently synthesize a group of character motions. Our method creates collision-avoiding trajectories ten times faster than those created manually.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2007년도 학술대회 3부
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• pp.176-182
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• 2007

본 연구에서는 사용자가 즉석에서 연주한 곡에 대응하는 춤 동작을 자동으로 생성하는 기술을 제안한다. 본 기법은 먼저 댄서로부터 모션 캡쳐 받은 춤 시퀀스를 분절화한 후 사용자가 신디사이저를 통해 직접 연주하여 얻은 MIDI 데이터를 분석해 음악에서의 특징점을 추출한다. 그리고 분절화 한 모션의 세그먼트들을 음악에 맞춰 다시 배열하여 새로운 춤 시퀀스를 생성함으로써 사용자가 연주한 음악과 어울리는 춤 동작을 자동으로 생성한다. 이를 위해 세 단계의 작업을 수행하게 되는데, 첫 번째 단계에서 모션 캡쳐를 통해 얻게 된 데이터에서 캐릭터의 위치와 자세를 기준으로 하여 긴 시퀀스를 의미 있는 작은 춤 동작으로 분절화한다. 두 번째 단계에서는 사용자의 연주를 통해 획득한 MIDI를 분석하여 특징점을 추출하고, 마지막 단계에서는 이를 바탕으로 음악에 기반한 음악과 동작을 합성한다. 본 연구는 음악과 댄스의 리듬감이 파괴되지 않도록 합성함으로써 우리의 연구는 기존 연구에 비해서 훨씬 자연스러운 춤 시퀀스를 결과물로 만들어 낸다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.827-836
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• 2012

키넥트의 성공적인 등장 이후 이 센서를 이용하여 사용자의 아바타에 해당하는 3차원 캐릭터의 움직임을 제어하는 많은 인터액티브 콘텐츠가 제작되었다. 하지만, 키넥트의 특성 상 사용자는 키넥트를 정면으로 바라보아야 하며, 모션 또한 제자리에서 수행할 수 있는 동작 정도만으로 국한되었다. 이 단점은 게임에서 가장 중요한 요구기능 중 하나인 가상공간 내비게이션을 수행하지 못하게 하는 근본적인 이유가 되었다. 본 논문은 이와 같은 단점을 해결하기 위한 새로운 방법을 제안한다. 두 단계로 이루어진 본 방법은 첫 번째 단계로서 사용자의 내비게이션 의도를 파악하기 위해 제자리 걷기 동작 제스처인식을 수행한다. 내비게이션 의도가 파악되면, 다음 단계에 현재 제자리 걷기동작을 상체와 하체 모션으로 자동으로 분리한 후, 미리 입력 받은 하체모션캡처 데이터를 현재 캐릭터 속도를 반영하여 수정한 뒤 분리된 원래 하체모션과 자연스럽게 교체한다. 본 논문에서 제안된 알고리즘을 이용하면, 키넥트 센서를 통해 사용자의 상체 모션을 그대로 반영함과 동시에 모션캡처 데이터를 이용하여 하체 동작을 실제 걷는 동작으로 바꾸어주기 때문에 사용자가 조정하는 3차원 캐릭터는 가상공간을 자연스럽게 내비게이션할 수 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.21-29
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• 1998

동작 포착(motion capture)된 결과의 사용에 있어서, 포착 과정 중의 잡음 등에 의해 생기는 거친 동작을 수정하거나 몇 개의 단위 동착을 결합하기 위한 사후 편집 과정이 필요하다. 본 논문은 Kalman filter 기법을 사용하여 포착된 동작을 편집하는 방법을 기술한다. 제안된 방법은 특히 인체 모형이 갖는 제약 조건을 만족하는 동작을 자동적으로 생성할 수 있다. 아울러, 관측 모텔에 포함되는 불확실성의 조절을 통한 동작의 해상도의 다단계 제어와 매끄러운 동작 전이가 가능하다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.404-414
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• 2000

This paper addresses the development of a 3-fingered humanoid robot hand system and a real-time grasp synthesis of multifingered robot hands to find grasp configurations which satisfy the force closure condition of arbitrary shaped objects. We propose a fast and efficient grasp synthesis algorithm for planar polygonal objects, which yields the contact locations on a given polygonal object to obtain a force closure grasp by the multifingered robot hand. For an optimum grasp and real-time computation, we develop the preference and the hibernation process and assign physical constraints of the humanoid hand to the motion of each finger. The preferences consist of each sublayer reflecting the primitive preference similar to the conditional behaviors of humans for given objectives and their arrangements are adjusted by the heuristics inspired from human's grasping behaviors. The proposed method reduces the computational time significantly at the sacrifice of global optimality, and enables the grasp posture to be changable within two-finger and three-finger grasps. The performance of the presented algorithm is evaluated via simulation studies to obtain the force-closure grasps of polygonal objects with fingertip grasps. The architecture suggested is verified through experimental implementation to our robot hand system by solving the 2- or 3-finger grasp synthesis.

• 한국CDE학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.249-259
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• 2011

In this paper we present our work on the parameterized construction of virtual drivers' reach motion to seat belt, by using motion capture data. A user can generate a new reach motion by controlling a number of parameters. We approach the problem by using multiple sets of example reach motions and learning the relation between the labeling parameters and the motion data. The work is composed of three tasks. First, we construct a motion database using multiple sets of labeled motion clips obtained by using a motion capture device. This involves removing the redundancy of each motion clip by using PCA (Principal Component Analysis), and establishing temporal correspondence among different motion clips by automatic segmentation and piecewise time warping of each clip. Next, we compute motion blending functions by learning the relation between labeling parameters (age, hip base point (HBP), and height) and the motion parameters as represented by a set of PC coefficients. During runtime, on-line motion synthesis is accomplished by evaluating the motion blending function from the user-supplied control parameters.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제35권1호
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• pp.44-52
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• 2008

본 논문에서는 모션켑쳐데이타를 이용한 두 캐릭터간의 빠른 충돌감지에 대한 연구를 논의한다. 본 연구의 목적이 군중 시뮬레이션이기 때문에, 제안한 알고리즘은 캐릭터를 실린더 형태로 모델링 한 후에 Rough한 충돌감지를 목표로 한다. 이를 위해 계층적인 바운딩 박스 데이타 구조인 MOBB를 제안한다. MOBB는 모션클립에 대한 시공간 바운딩 박스이며, 제안된 알고리즘에 대한 테스트 결과 2배 이상의 속도 향상이 있음을 밝힌다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.159-166
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• 2023

이 논문은 실시간 모션 생성 응용분야에서 최근 활발하게 사용되고 있는 모션 매칭 기술을 효과적으로 적용하는 방법에 대해 연구한다. 모션 매칭의 핵심은 간단한 특징 벡터의 정의에 있으나 이 정의의 선택에 따라 결과가 많이 달라지게 된다. 이에 본 연구에서는 보행 동작을 중심으로 사용자가 원하는 궤적을 생성하기 위한 최적의 특징 벡터의 조합을 도출하는 것을 목표로 다양한 조합에 대해 실험하고, 이에 대한 오차 분석을 시행하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권8호
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• pp.691-701
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• 2017

본 연구에서는 스미스 머신을 이용한 스쿼트 운동에 대한 가상 테스트 프레임웍을 제안하고 구현하였다. 이를 위하여 인체 및 제품의 통합 모델을 개발하고, 실험 데이터를 바탕으로 자세의 변화에 따른 새로운 동작을 생성하는 알고리즘을 개발한 후, 가상의 조건에서 동작을 생성하여 인체의 관절에 걸리는 토크와 근육에 걸리는 힘을 시뮬레이션 하는 전체 시스템을 개발하였다. 이 시스템을 검증하기 위하여 동작 수집과 더불어 EMG와 지면반력에 대한 데이터를 수집하여 시뮬레이션 결과가 실제와 잘 맞는지 확인하였다. 이 시스템을 확장시켜 사용한다면 다양한 조건에서 운동하였을 때 신체 근육과 관절에 어떤 영향을 끼치는 지 시뮬레이션 해봄으로써 적절한 운동 프로그램을 효과적으로 개발할 수 있을 것으로 기대된다.