KR100813296B1 - Method to make and display two dimentional avatars in real-time three dimentional graphic systems - Google Patents
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Abstract
3차원 실시간 그래픽에서 움직일 수 있는 2차원 아바타를 제작하고, 효과적으로 표시하는 방법으로서, 이 방법은,As a method of creating and effectively displaying a movable two-dimensional avatar in three-dimensional real-time graphics,
2차원 아바타를 움직일 때의 기본 부분들로 나누어 제작하고, 각각의 기본 부분이 움직임을 명시하여 2차원 아바타를 제작하는 단계와, 나누어진 부분과 각 부분의 움직임을 컴퓨터상에서 하나의 3차원 아바타로 통합하는 단계와, 통합된 3차원 아바타를 3차원 실시간 그래픽에서 표시하는 단계Produce the 2D avatar by dividing it into the basic parts when moving the 2D avatar, and create the 2D avatar with each basic part specifying the movement, and convert the divided part and the movement of each part into a 3D avatar on the computer. Integrating and displaying the integrated three-dimensional avatar in three-dimensional real-time graphics
를 포함하는 것을 특징으로 한다.Characterized in that it comprises a.
본 발명은 3차원 컴퓨터 게임, 3차원 온라인 컴퓨터 게임, 3차원 비디오 게임 등에서 응용될 수 있다.The present invention can be applied to three-dimensional computer games, three-dimensional online computer games, three-dimensional video games and the like.
2차원 아바타, 2차원 아바타 합성, 통합 가상 화면, 이미지 통합 2D avatar, 2D avatar compositing, integrated virtual screen, image integration
Description
도 1은 3차원 그래픽을 위한 2차원 아바타 제작 방법의 흐름도.1 is a flow chart of a method for producing a two-dimensional avatar for three-dimensional graphics.
도 2는 2차원 아바타 부분별 분리를 도시하는 도면.2 is a diagram illustrating separation by two-dimensional avatar parts.
도 3은 분리된 2차원 아바타를 3차원 공간에 배열하는 방법을 도시하는 도면.3 illustrates a method of arranging separated two-dimensional avatars in three-dimensional space.
도 4는 2차원 아바타의 움직임을 표시하는 방법을 도시하는 도면.4 illustrates a method of displaying the motion of a two-dimensional avatar.
도 5는 2차원 아바타를 실시간 3차원 그래픽에 표시하는 방법의 흐름도.5 is a flowchart of a method of displaying a two-dimensional avatar in real-time three-dimensional graphics.
<도면의 각 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for each part of the drawing>
1 : 2차원 아바타의 초기 디자인1: Initial design of 2D avatar
2 : 2차원 아바타의 분리된 디자인2: Separate design of 2D avatar
3 : 2차원 아바타의 분리된 디자인에서 머리카락 부분3: hair in separate design of 2D avatar
4 : 2차원 아바타의 분리된 디자인에서 얼굴 부분4: Face part in separate design of 2D avatar
5 : 2차원 아바타의 3차원 공간에서의 배열5: array of two-dimensional avatars in three-dimensional space
6 : 3차원 공간에서 머리카락 부분의 배치6: Arrangement of hair in three-dimensional space
7 : 3차원 공간에서 얼굴 부분의 배치7: placement of face parts in three-dimensional space
8 : 2차원 아바타가 3차원 공간에서 평행하게 배치됨을 도시하는 화상8: Image showing two-dimensional avatars arranged in parallel in three-dimensional space
9 : 배열된 2차원 아바타를 앞에서 본 화상9: Front view of the arranged two-dimensional avatar
10, 11, 12 : 2차원 아바타의 각 부분을 움직여서 생성한 화상들10, 11, 12: Images generated by moving each part of the 2D avatar
본 발명은 실시간 3차원 그래픽에서 움직일 수 있는 2차원 아바타를 제작하고 효과적으로 표시하는 방법에 관한 것이다. 응용 분야로는 비디오 게임, 컴퓨터 게임의 아바타 제작 및 표시를 들 수 있다.The present invention relates to a method for producing and effectively displaying a movable two-dimensional avatar in real-time three-dimensional graphics. Applications include avatar creation and display of video games and computer games.
게임 내에서 아바타는 게임을 사용하는 사용자의 분신의 역할을 하는 중요한 요소이다. 이 아바타는 다양한 디자인이 가능해야 하며, 다양한 움직임이 가능해야 한다.In a game, an avatar is an important element that acts as an alter ego of a user who uses the game. This avatar must be capable of a variety of designs and must be capable of various movements.
이러한 아바타 기능을 위하여 기존의 게임은 다음과 같은 2 가지 방법을 사용하였다. The existing game used the following two methods for the avatar function.
2차원 그래픽을 이용한 게임의 경우에는 2차원 아바타를 디자인하고, 각 움직임에 대해서는 각 움직임 단계마다 화상을 제작하는 방식을 사용하였다. 이 경우, 움직 임을 추가할 때마다 제작해야 하는 화상이 많아서, 각 화상들을 제작하는 시간과 비용이 많이 필요하다. 1초간의 움직임을 위해서는 초당 15 프레임의 경우에는 15화상을 제작해야 한다. 또한 움직임을 변경할 경우에는 모든 화상을 다시 제작해야 하는 문제가 있다.In the case of a game using two-dimensional graphics, a two-dimensional avatar was designed and an image was produced for each movement step for each movement. In this case, there are many images that need to be produced each time the motion is added, which requires a lot of time and money to produce each image. For one second of motion, you need to produce 15 images at 15 frames per second. In addition, there is a problem that all images must be re-created when the movement is changed.
3차원 그래픽을 이용한 게임의 경우에는 3차원 다각형의 조합으로 아바타를 디자인하고, 각 움직임에 대해서는 3차원 다각형의 조합의 움직임으로 표현한다. 그러나, 3차원 다각형으로 조합된 세밀한 아바타를 디자인하기 위해서는 디자이너의 작업에 상당한 노력과 기술이 요구된다. In the case of a game using three-dimensional graphics, the avatar is designed using a combination of three-dimensional polygons, and each motion is represented by a combination of three-dimensional polygons. However, designing fine avatars combined with three-dimensional polygons requires considerable effort and skill in the designer's work.
또한 3차원 다각형으로 세밀한 아바타를 제작하면, 실시간으로 표시하기 위해서는 고성능의 컴퓨터가 필요하게 된다. In addition, if a detailed avatar is made of three-dimensional polygons, a high-performance computer is required to display in real time.
본 발명의 목적은 상기한 결점들을 완화시키는 것이다. 그 주제는 실시간 3차원에서 표시 가능한 2차원 아바타 제작 방법으로, 아바타를 디자인한 후 다양한 움직임을 쉽게 추가할 수 있도록 하고, 실시간 3차원 시스템에서 효과적으로 표시할 방법을 고안하는 것이다. 이 방법은,It is an object of the present invention to alleviate the above drawbacks. The theme is to create a two-dimensional avatar that can be displayed in real-time three-dimensional, it is possible to easily add a variety of movements after designing the avatar, and devise a method to effectively display in a real-time three-dimensional system. This way,
2차원 아바타를 움직일 때의 기본 부분들로 나누어 제작한 후, 각각의 기본 부분이 움직임을 명시하여 2차원 아바타의 움직임을 제작하는 단계와,After dividing the two-dimensional avatar into basic parts, each basic part specifies a movement to produce the two-dimensional avatar movement;
나누어진 부분과 각 부분의 움직임을 컴퓨터상에서 하나의 화상으로 통합하는 단계와,Integrating the divided parts and the movement of each part into a single image on a computer;
통합된 아바타의 화상을 3차원 실시간 그래픽에서 표시하는 단계Displaying the image of the integrated avatar in three-dimensional real-time graphics
를 포함하는 것을 특징으로 한다.Characterized in that it comprises a.
2차원 아바타의 움직임을 각 기본 부분의 3차원 공간 내의 움직임으로 나타낼 수 있으므로, 기존의 2차원 아바타 제작 방법에 비하여 다양한 움직임을 쉽게 추가할 수 있고, 2차원 아바타의 디자인을 사용하므로, 실시간 3차원 내에서 세밀한 아바타의 표현이 가능하다.Since the movement of the 2D avatar can be represented as the movement in the 3D space of each basic part, various movements can be easily added as compared to the existing 2D avatar production method, and the design of the 2D avatar is used, thereby real-time 3D It is possible to express detailed avatars within.
본 발명은 3차원 실시간 그래픽에서 사용할 수 있는 2차원 아바타를 작성하는 과정과, 작성된 2차원 아바타를 3차원 실시간 그래픽에 적용하여 표시하는 과정으로 구성되어 있다.The present invention comprises a process of creating a 2D avatar that can be used in 3D real time graphics, and a process of applying the created 2D avatar to 3D real time graphics and displaying the same.
이 방법은 기본적으로 작성한 2차원 아바타를 이용하여 3차원 실시간 그래픽에서 부드럽게 움직이는 아바타를 얻을 수 있도록 한다. 또한, 2차원 아바타의 각각의 부분을 쉽게 교환하여 새로운 아바타를 실시간으로 생성할 수 있도록 한다.This method basically uses the created 2D avatar to obtain a smoothly moving avatar in 3D real-time graphics. In addition, each part of the 2D avatar can be easily exchanged to generate a new avatar in real time.
본 발명은, 기본적으로 작성된 2차원 아바타를 부분별로 나눈 후, 각 부분별로 3차원 실시간 그래픽 내에서 움직여서 움직임을 표현한다. 각 부분별로 움직이는 2차 원 아바타를 처리하는 속도를 높이기 위해서 2차원 아바타 합성 단계를 포함하고 있다.The present invention basically divides the created two-dimensional avatar by parts, and then moves by each part in the three-dimensional real-time graphics to express the movement. In order to increase the speed of processing the moving secondary avatar for each part, a two-dimensional avatar synthesis step is included.
이하에서 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 3차원 실시간 그래픽에서 사용할 2차원 아바타를 제작하는 과정을 나타낸다.1 illustrates a process of manufacturing a 2D avatar for use in 3D real-time graphics.
도 1의 단계 1에서는 아바타 디자이너가 2차원 디자인 도구를 사용하여 1장으로 이루어진 2차원 아바타를 제작한다.In
도 1의 단계 2에서는 단계 1에서 제작된 1장의 디자인을 부분들로 분할한 후 각 부분들로 사용될 수 있도록 수정작업을 한다. 도 2의 참조 번호 1로 표시된 화상은 도 1의 단계 1에서 디자이너가 디자인한 화상이다. 참조 번호 2로 표시된 화상은 참조 번호 1로 표시된 화상을 각각의 부분으로 분리한 화상이다. 부분으로 분리 시에는 분리 부분이 서로 움직일 수 있도록 추가 수정을 해야 한다. 참조 번호 3으로 표시된 화상과 참조 번호 4로 표시된 화상을 조합하여 아바타의 얼굴 부분을 구성한다. 참조 번호 3으로 표시된 화상의 상단 부분이 분리 부분이 움직일 수 있도록 추가 수정한 부분이다.In
도 1의 단계 3에서는 도 1의 단계 2에서 분리된 각 화상에 맞는 3차원 다각형을 제작하고 배열한다. 이 부분이 중요한 부분으로서 도 3의 예시를 통해서 이를 설명한다.In
도 2의 참조 번호 2에 표시된 각 부분과 같은 크기로 3차원 다각형을 제작한 후 각 다각형을 참조번호 2에 표시된 각 부분의 선 후 관계에 맞추어서 평행하게 배열한다. 참조 번호 4로 표시된 영상은 얼굴이므로 참조 번호 3으로 표시된 머리카락 부분보다 더 뒤에 위치해야 한다. 따라서, 참조 번호 3에 대응되는 도 3의 참조 번호 6이 참조 번호 4에 대응되는 참조 번호 7보다 뒤에 위치한다. 이렇게 선 후 관계로 배열된 다각형들은 서로의 면이 평행하게 배열된다. 참조 번호 8은 참조 번호 7의 배열을 옆에서 본 화상으로 다각형이 서로 평행하게 배열된 것을 알아볼 수 있다.After the three-dimensional polygons are manufactured to the same size as each part indicated by
참조 번호 9의 화상은 참조 번호 7의 배열을 앞에서 본 것으로, 다각형의 배열을 앞에서 볼 때에는 모두 합쳐져서 하나의 아바타를 이루게 된다. 2차원 아바타는 한 방향으로만 표시하게 되므로, 앞 방향에서 볼 때에 효과적으로 표시되는 것으로 충분하다.The image of the
도 1의 단계 4에서는 단계 3에서 만들어진 다각형의 배열에 움직임을 지정하여 아바타의 움직임을 생성한다. 각 다각형은 회전, 이동, 뒤집기, 축소, 확대, 변형의 움직임이 가능하다. 각 다각형의 움직임을 지정함으로써 도 4의 참조 번호 12와 참조번호 14와 참조 번호 16에 이르는 움직임을 생성한다. In
다각형들의 변형을 사용할 경우, 아바타의 팔의 구부러짐과 다리의 구부러짐 등, 복잡한 움직임도 쉽게 표현할 수 있다. 도 4의 참조 번호 11에서 참조 번호 13로 이어지는 다리의 구부러짐은 다각형의 변형을 이용하여 다리의 움직임을 표현한 것이다. 이러한 변형은 기존의 2차원 아바타 제작단계에서는 많은 단계의 화상을 모두 사람이 작성해야 했으나, 다각형 변형을 이용할 경우, 다각형의 시작 모양과 끝 모양을 지정하면, 중간 단계는 자동으로 생성된다.Using polygonal transformations, you can easily express complex movements such as the arm's bend and the leg's bend. The bending of the leg from
다각형의 회전, 이동, 뒤집기, 축소, 확대, 변형의 지정만으로도 다양한 아바타 Animation을 생성할 수 있어서, 움직임의 각 단계마다 도 2의 참조 번호 1과 같은 디자인을 해야 하는 기존의 2차원 Animation 생성 방법에 비해서 빠른 시간 내에 아바타 Animation을 생성할 수 있다. 단계 4의 과정의 다각형의 움직임은 기존의 3차원 도구를 사용하여 쉽게 생성할 수 있다.Various avatar animations can be created only by specifying the rotation, movement, flipping, reduction, enlargement, and transformation of polygons. Therefore, in the existing method of generating two-dimensional animations, the design as shown in FIG. Compared with this, avatar animation can be created quickly. The motion of the polygons in the process of
도 1의 단계 4에서 추가적인 조작으로, 다각형에 표시되는 화상의 교체와 다각형의 표시 여부 설정을 사용하면, 더욱 다양한 아바타 Animation을 생성할 수 있다. 도 4의 참조 번호 10에서 참조 번호 15로 이어지는 얼굴의 변형은 다각형의 표시되는 화상의 교체를 표현한 것으로, 얼굴의 앞 면을 표현하는 화상과, 얼굴의 옆면을 표시하는 화상을 교체하여 움직임을 생성하였다.As an additional operation in
다각형에 표시되는 화상의 교체와 다각형의 표시 여부 설정을 사용하면, 아바타의 앞, 옆, 뒤로의 회전을 포함하는 대부분의 움직임을 표시할 수 있다.By using the replacement of the image displayed on the polygon and setting the visibility of the polygon, most movements including rotation of the front, side, and back of the avatar can be displayed.
도 1의 단계 5에서는 단계 3에서 만들어진 다각형들과 단계 2에서 만들어진 각 부 분의 화상과 단계 4에서 만들어진 다각형의 움직임을 조합하여 실시간 3차원 그래픽에서 사용할 수 있는 형태로 변환한다. In step 5 of FIG. 1, the polygons created in
도 3과 같이 제작한 3차원 그래픽에서 사용할 수 있는 2차원 아바타를 기존의 방법을 그대로 사용하여 표시할 경우 실시간으로 표시할 때에 성능상의 문제를 포함하고 있다. 도 3의 참조 번호 5번과 같이 3차원 그래픽에서 사용할 수 있도록 제작된 2차원 아바타는 여러 개의 분리된 다각형으로 구성되어 있다. 분리된 다각형을 실시간 3차원 그래픽에서 화면에 표시할 경우, 각각의 분리된 다각형을 별도의 물체로 인식하여 화면에 표시하게 되므로, 각 다각형 별로 화면에 표시하는 명령을 내려야 한다. 이로 인하여 아바타가 움직이는 부분이 여러 개인 경우에는 실시간 3차원 그래픽 하드웨어에 내려야 하는 화면에 표시하는 명령의 개수가 늘어나서 화면에 표시하는 성능이 떨어지게 된다.When displaying a two-dimensional avatar that can be used in the three-dimensional graphics produced as shown in Figure 3 using the existing method as it is, it includes a performance problem when displaying in real time. As shown by reference numeral 5 of FIG. 3, the 2D avatar manufactured to be used in 3D graphics is composed of a plurality of separated polygons. When the separated polygons are displayed on the screen in real time 3D graphics, each separated polygon is recognized as a separate object and displayed on the screen. Therefore, a command to display the separated polygons on the screen should be given. As a result, when there are several moving parts of the avatar, the number of commands to be displayed on the screen to be given to the real-time three-dimensional graphics hardware increases, thereby reducing the performance of displaying on the screen.
2차원 아바타를 3차원 그래픽에서 사용할 때의 성능상의 문제를 해결하기 위해 도 5의 절차를 고안하였다. The procedure of FIG. 5 is devised to solve performance problems when using a 2D avatar in 3D graphics.
도 5의 절차는 3차원 그래픽에서 사용할 수 있는 2차원 아바타의 특성에 기반하였다. 도 3의 참조 번호 8번에서 확인할 수 있듯이, 2차원 아바타를 구성하는 각각의 다각형은 3차원 공간 내에서 서로 평행한 면을 이루고 있다. 그리고, 2차원 아바타를 3차원 그래픽에서 표시할 때에는 2차원 아바타를 구성하는 다각형의 면에 직각 방향에 카메라가 위치한 경우를 가정하여 표시하게 된다. 도 5의 절차는 이러한 2 가지 특성을 이용하여 2차원 아바타를 하나의 화면으로 통합하는 방법을 기술하고 있다.The procedure of FIG. 5 is based on the properties of a two-dimensional avatar that can be used in three-dimensional graphics. As can be seen from
도 5의 단계 1에서는 2차원 아바타를 통합할 가상의 화면을 생성한다. 이 가상의 화면은 통합된 2차원 아바타의 최종 화상의 크기와 동일하며, 도 5의 단계를 모두 거치고 나면 통합된 2차원 아바타의 최종 화상을 포함하게 된다. In
도 5의 단계 2에서는 2차원 아바타를 구성하는 각 다각형을 단계 1에서 생성한 가상의 화면에 표시한다. 2차원 아바타를 구성하는 각 다각형을 선후를 고려하여, 가장 뒤에 있는 다각형부터 가장 앞에 있는 다각형까지 선후 관계 따라서 차례로 가상의 화면에 표시한다. 다각형을 가상의 화면에 표시할 때에는 이전에 그려진 화면에 덮어쓰는 방식으로 표시하면 된다.In
도 5의 단계 3에서는 3차원 그래픽 내에 2차원 아바타의 최종 크기와 맞는 3차원 다각형을 생성하고, 단계 2에서 만들어진 가상의 화면 내의 화상을 3차원 다각형에 표시한다.In
도 5의 절차에 의하여 2차원 아바타를 표시할 경우, 하나의 2차원 아바타에 대해서 3차원 그래픽 내의 하나의 3차원 다각형을 표시하면 되므로, 실시간 3차원 그래픽 하드웨어에 하나의 명령을 내려서 표시할 수 있다. 도 5의 절차에서 단계 2에서 수행하는 가상의 화면에 통합하여 표시하는 작업은 2차원 아바타의 특성에 의하여 기존의 2차원 그래픽으로도 표시할 수 있으므로 실시간 3차원 그래픽으로 표시하기 전 단계로 처리한다.In the case of displaying the two-dimensional avatar by the procedure of FIG. 5, one three-dimensional polygon in the three-dimensional graphics may be displayed for one two-dimensional avatar, and thus a single command may be displayed on the real-time three-dimensional graphics hardware. . In the process of FIG. 5, the integrated display on the virtual screen performed in
본 발명에 따르면, 3차원 게임 내에서 다양한 아바타를 빠르게 제작할 수 있으며, 낮은 계산 비용으로도 효과적으로 화면에 표시할 수 있게 된다. 2차원 아바타의 장점과 3차원 게임의 장점을 모두 가진 게임의 개발이 가능하다.According to the present invention, various avatars can be quickly produced in a 3D game, and the screen can be effectively displayed even at a low calculation cost. It is possible to develop a game that has both the advantages of a 2D avatar and a 3D game.
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