KR100833984B1 - 군중 캐릭터 생성 장치 및 군중 장면 제작 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 군중 캐릭터 생성 장치 및 군중 장면 제작 장치에 관한 것으로서, 특히 본 발명의 장치는 디지털 군중 캐릭터의 정보를 입력받는 군중 시스템과, 입력된 군중 캐릭터 정보 중 전체 이동 흐름에 따른 참조 경로를 이용하여 다수의 군중 캐릭터 위치 및 흐름을 제어하고, 각 군중 캐릭터 모션을 시뮬레이션하는 흐름 제어부와, 입력된 군중 캐릭터 정보 중 다수의 군중 캐릭터의 모델 데이터와 임의의 위치 및 방향에서의 모션 데이터를 연결하여 군중 캐릭터 모델의 모션을 제어하는 모션 처리부를 포함한다. 그러므로, 본 발명은 많은 수의 군중 캐릭터를 생성하고 이를 참조 경로의 곡선을 이용하여 군중 캐릭터의 흐름을 제어하고, 군중 캐릭터 모션을 시뮬레이션하고 이벤트 기반의 캐릭터 모션을 선택함으로써 모션 연결이 자연스러운 다수의 군중 캐릭터를 생성할 수 있다.

군중 캐릭터, 모션, 시뮬레이션

Description

군중 캐릭터 생성 장치 및 군중 장면 제작 장치{GENERATOR OF CROWD CHARACTER AND CROWD SCENE}

도 1은 본 발명에 따른 군중 캐릭터 생성 장치를 간략하게 나타낸 구성 블록도,

도 2는 본 발명에 따른 군중 캐릭터 생성 장치의 흐름 제어부를 나타낸 구성 블록도,

도 3은 본 발명에 따른 군중 캐릭터 생성 장치의 모션 처리부를 나타낸 구성 블록도,

도 4는 본 발명의 군중 캐릭터 생성 장치에서 군중 캐릭터의 모션을 이벤트에 따라 연결하는 예를 나타낸 도면,

도 5는 본 발명에 따른 군중 캐릭터 생성 장치에서 생성된 군중 캐릭터를 거리간 레이어별로 저장하는 예를 나타낸 도면,

도 6은 본 발명에 따른 군중 캐릭터 생성 장치를 이용한 군중 장면 제작 장치를 나타낸 구성 블록도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 사용자 입력부 20 : 군중 시스템

30 : 흐름 제어부 40 : 모션 처리부

본 발명은 군중 캐릭터를 생성하는 장치에 관한 것으로서, 특히 애니메이션, TV, 영화 등 영상 콘텐츠에 등장하는 디지털 군중 캐릭터를 생성하고 그 모션(motion)을 자동으로 연결할 수 있는 군중 캐릭터 생성 장치 및 군중 장면 제작 장치에 관한 것이다.

애니메이션, TV, 영화, 게임 등에서 대규모 군중 장면이 늘어나면서, 컴퓨터 그래픽을 이용하여 디지털 캐릭터를 생성하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 디지털 캐릭터에 대한 연구는, 주로 단일 캐릭터에 대한 다양한 편집을 하거나 자연스러운 움직임을 제어하는 방법에 중점을 두고 이루어졌다. 더욱이 다수의 군중 캐릭터들이 있는 장면에서는 자연스럽고 지능적으로 군중 캐릭터들이 움직이도록 하는 제어 방법이 절실히 요구되고 있다.

현재 군중 캐릭터를 제작하기 위한 툴이나 방법들이 몇 가지가 있는데, 애니메이터들이 사용하기 어렵거나, 영상 콘텐츠에 실제적으로 적용하기에 다소 부족하다.

애니메이터들이 많이 사용하는 파티클이나 간단한 오브젝트를 이용하여 군중 캐릭터를 생성하는 방법은, 우선 파티클 등을 이용하여 시뮬레이션한 후 위치에 맞게 싸이클 동작을 하는 캐릭터의 루트 위치를 변경하는 것이다. 하지만, 캐릭터 모션에 대한 고려가 되어 있지 않아 군중 캐릭터의 모션이 다양하게 나타나지 않고 허공에서 떠다니는 듯한 느낌을 주게 된다. 또한 파티클을 이용한 방식은 전체 군중 캐릭터의 흐름을 제어하기가 어렵다는 단점도 있다.

최근에는, 다중 캐릭터들을 위해 자동으로 경로를 찾는 방법이나, 더 나아가 경로를 따라 움직이는 캐릭터에 관한 기술이 제시되고 있으나, 이 방법 또한 여전히 군중 캐릭터 모션에 대한 고려가 없거나, 단순한 걷기 위주의 모션으로 제한되고 있다. 이 방법은 캐릭터 모션 합성 등의 방법을 통해 장애물을 만났을 때 캐릭터 모션 변형이 이루어지므로 하나의 캐릭터에 대해서는 좋은 방법이나, 다수의 군중 캐릭터에 대해서는 적용되기 어렵다. 또한 실험실 수준의 연구로 진행되어 실제 CG 제작에 사용되는 Maya®와 같은 소프트웨어에서 사용하거나 최종 사용되는 좋은 퀄리티의 동작을 생성하지 못하고 있는 실정이다.

기존의 상용 소프트웨어인 AI 임플랜트(implant)의 경우 보이드(boid) 기반으로 되어 있어 새, 물고기와 같은 간단한 행동 양식을 갖는 객체에는 적용하기 좋으나, 인간형 캐릭터에 적용하기에는 미흡하고, SoftImage｜Behavior나 Massive와 같은 소프트웨어는 프로그램 기반으로 되어 있어 애니메이터가 사용하기 어렵다는 단점이 있다.

게임에서도 다수의 군중 캐릭터에 대한 연구가 진행되고 있는데, 실시간에 중점을 두고 있기 때문에 앞에서 설명한 파티클 방식과 같이 루트의 이동만을 고려하고 있어 군중 캐릭터의 모션 연결이 자연스럽지 않다.

따라서, 종래 기술에 의한 군중 캐릭터, 장면 제작 기술은 다수의 군중 캐릭터의 모션 연결을 자연스럽게 제어할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 많은 수의 군중 캐릭터를 생성하고 이를 참조 곡선을 이용한 군중 캐릭터의 흐름을 제어하고 군중 캐릭터의 시뮬레이션하고 이벤트 기반의 모션을 선택함으로써 모션 연결이 자연스러운 다수의 군중 캐릭터를 생성할 수 있는 군중 캐릭터 생성 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 모션 연결이 자연스러운 다수의 군중 캐릭터 정보를 갖는 데이터를 모델 데이터와 연결하여 레이어별 군중 캐릭터 장면을 생성한 후에 이를 합성하여 군중 장면을 제작함으로써 모션 연결이 자연스러운 군중 캐릭터의 장면을 빠르고 효율적으로 제작할 수 있는 군중 장면 제작 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 디지털 군중 캐릭터를 생성하는 장치에 있어서, 디지털 군중 캐릭터의 정보를 입력받는 군중 시스템과, 입력된 군중 캐릭터 정보 중 전체 이동 흐름에 따른 참조 경로를 이용하여 다수의 군중 캐릭터 위치 및 흐름을 제어하고, 각 군중 캐릭터 모션을 시뮬레이션하는 흐름 제어부와, 입력된 군중 캐릭터 정보 중 다수의 군중 캐릭터의 모델 데이터와 임의의 위치 및 방향에서의 모션 데이터를 연결하여 군중 캐릭터 모델의 모션을 제어하는 모션 처리부를 포함한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 디지털 군중 캐릭터를 갖는 장면을 생성하는 장치에 있어서, 디지털 군중 캐릭터의 정보를 입력받는 군중 시스 템과, 입력된 군중 캐릭터 정보 중 전체 이동 흐름에 따른 참조 경로를 이용하여 다수의 군중 캐릭터 위치 및 흐름을 제어하고, 각 군중 캐릭터 모션을 시뮬레이션하는 흐름 제어부와, 입력된 군중 캐릭터 정보 중 다수의 군중 캐릭터의 모델 데이터와 임의의 위치 및 방향에서의 모션 데이터를 연결하여 군중 캐릭터 모델의 모션을 제어하는 모션 처리부와, 시뮬레이션된 군중 캐릭터 모션 파일을 레이어별로 분류하여 저장하는 파일 블록과, 파일 블록의 각 모션 데이터 파일과 각 군중 캐릭터 모델을 결합하여 각 프레임 장면을 생성하는 모델 데이터부와, 다수의 군중 프레임 장면을 레이어별로 분류하여 저장하는 장면 생성부와, 각 레이어별 군중 프레임 장면을 합성하여 최종 군중 장면을 출력하는 합성부를 포함한다.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다. 본 실시예에서는 군중 캐릭터 생성 장치 및 군중 장면 제작 장치에 대한 설명을 상용 애니메이션 소프트웨어로서, Maya®를 예로 들어 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 군중 캐릭터 생성 장치를 간략하게 나타낸 구성 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 군중 캐릭터 생성 장치는, 마우스 등의 입력 장치를 통해 군중 캐릭터 정보가 입력되는 사용자 입력부(10)를 갖는 군중 시스템(20)과, 군중 시스템(20)에서 입력된 군중 캐릭터 정보 중 전체 이동 흐름에 따른 참조 경로를 이용하여 다수의 군중 캐릭터 위치 및 흐름을 제어하고, 입 력된 프레임 수만큼 군중 캐릭터 모션을 시뮬레이션하는 흐름 제어부(30)와, 이벤트 기반으로 군중 캐릭터의 모델 데이터와 모션 데이터를 자동으로 연결하고, 각 군중 캐릭터 모델 데이터에 캐릭터 물건 소지 데이터를 연결하여 시뮬레이션된 군중 캐릭터를 애니메이션 응용 소프트웨어의 모션 데이터 파일(예를 들어, Maya®의 클립 파일)로 변환하는 모션 처리부(40)를 포함한다.

사용자 입력부(10)에 입력되는 군중 캐릭터 정보는, 군중 캐릭터가 참조할 곡선 경로, 생성되는 군중 캐릭터 수, 군중 캐릭터가 생성되는 영역의 크기, 군중 캐릭터의 초기 방향, 군중 캐릭터 각각의 고유 영역, 군중 캐릭터의 초기 모션 상태, 군중 캐릭터가 소지하고 있는 물건 소지 데이터 정보, 프레임 수 등을 입력받는다.

여기서, 흐름 제어부(30)와 모션 처리부(40)는 하이브리드 방식으로 서로 내부적으로 정보를 참조하여 작동하게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 군중 캐릭터 생성 장치의 흐름 제어부를 나타낸 구성 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 군중 캐릭터 생성 장치의 흐름 제어부(30)는, 입력된 군중 캐릭터 정보 중 프레임 장면에 필요한 군중 캐릭터 수에 맞추어 이를 배치하는 군중 생성부(32)와, 마우스 클릭 등에 의해 입력된 군중 캐릭터의 곡선 경로 값을 이용하여 군중 캐릭터의 흐름을 가이드하기 위한 참조 경로를 생성하는 참조 경로 생성부(34)와, 군중 생성부(32)의 군중 캐릭터 배치 정보와 참조 경로 생성부(34)의 참조 경로를 바탕으로 입력된 프레임 수만큼 다수개의 군 중 캐릭터 모션을 시뮬레이션하는 시뮬레이션부(36)를 포함한다.

군중 생성부(32)는, 입력된 군중 캐릭터 정보 중 군중 캐릭터를 생성할 때 한번에 생성할 수 있는 군중 캐릭터의 수, 군중 영역, 군중 캐릭터의 경계 영역, 군중 캐릭터가 바라보는 방향, 군중 캐릭터가 소지하고 있는 물건 데이터(예컨대 무기), 초기 모션 상태 등 군중 장면에 필요한 제어 파라미터를 사용하여 다수개의 군중 캐릭터를 설정, 배치시킨다.

군중 생성부(32)를 통해 군중 캐릭터 생성은, 애니메이터들이 쉽게 사용할 수 있도록 마우스 등의 입력 인터페이스를 사용하는데, 프레임 장면 중 임의의 위치에 마우스 클릭을 할 경우 클릭된 위치에 군중 캐릭터를 생성하기 때문에 군중 캐릭터 수, 군중 영역 및 경계 영역 등의 군중 캐릭터 정보가 마우스 클릭에 따라 결정된다. 이때, 군중 캐릭터는 Maya®에서 제공하는 로케이터(locator)로 표시되는데, 로케이터는 위치와 방향을 가지고 있는 단순한 형태의 노드이므로 많은 군중 캐릭터를 생성하기에 적합하다.

군중 생성부(32)를 통해 군중 캐릭터의 초기 모션 상태는 랜덤하게 설정할 수 있으며, 모션 상태뿐만 아니라 시작 프레임 역시 랜덤하게 설정되므로 몇 개의 모션만으로도 다양한 군중 캐릭터의 모션을 제작할 수 있다.

그리고, 군중 생성부(32)는 군중 캐릭터가 소지한 물건 데이터를 설정함으로써 초기 모션과 물건(예를 들어, 무기) 종류 정보를 이용하여 물건 데이터를 군중 캐릭터에 자동으로 연결하도록 하여 애니메이터의 수작업을 줄인다.

참조 경로 생성부(34)는, 군중 캐릭터가 이동할 경우 마우스 클릭 등의 곡선 값을 이용하여 전체적인 군중 캐릭터의 이동 흐름을 가이드하기 위한 참조 경로를 생성하고, 이러한 참조 경로를 따라 다수의 군중 캐릭터가 이동하도록 설정한다. 이때, 참조 경로는 전체 흐름을 가이드(guide)하며, 이러한 참조 경로에 따라 군중 캐릭터 간의 충돌, 장애물과의 충돌 등을 회피하는 방향이 우선적으로 처리될 수 있다.

군중 캐릭터를 표시하는 로케이터는, 시뮬레이션에 들어가기 전에 자신과 가장 가까운 참조 경로를 자신의 이동 경로로 설정하는데, 참조 경로에서 가장 가까운 점의 탄젠트 방향을 이동 방향으로 참조하게 된다.

시뮬레이션부(36)는, 군중 생성부(32)의 다수개의 군중 캐릭터 배치 정보와 참조 경로 생성부(34)의 참조 경로를 바탕으로 입력된 프레임 수만큼 다수개 군중 캐릭터 모션을 시뮬레이션을 하게 된다. 시뮬레이션된 최종 결과는 시뮬레이션 파일로 저장되고, 시뮬레이션 파일에는 현재 프레임, 각 군중 캐릭터 번호, 모션 그룹 상태, 모션 번호, 모션 프레임, X, Z축에서의 위치, 회전각이 기록된다.

그리고 시뮬레이션부(36)는 군중 캐릭터를 표시하는 로케이터의 움직임을 모션 처리부(40)의 모션 데이터를 참조하며 시뮬레이션한다. 시뮬레이션할 때 이벤트를 통해 어떠한 모션 상태(예를 들어, 뛰는 상태, 멈추는 상태, 공격 상태 등)를 연결해야 하는지 동시에 결정하므로 다양하고 정확한 군중 캐릭터의 모션이 결정되어 군중 캐릭터의 전체 흐름을 시뮬레이션을 통해 볼 수 있다.

또 시뮬레이션부(36)는, 군중 캐릭터간 충돌 처리를 위하여 인간형 캐릭터에 적용하기 위해 로봇 객체의 충돌 처리를 수정한 확장된 V-Obstacle 방식을 적용한 다. 확장된 V-Obstacle 방식은, 군중 캐릭터 이동에 1. 객체의 영역 침해 확인, 2. 주변 객체 속도 확인, 3. 회전 가능한 좌우 회전각 제어, 4. 현재 발생한 이벤트에 따른 모션 변화 조건을 포함시켰다.

즉, 첫 번째 객체 영역 침해 확인은, 초기 설정된 군중 캐릭터 영역 중 각 캐릭터의 개인 영역으로 다른 캐릭터가 침해했는지 확인한다. 두 번째 군중 캐릭터 사이에서 객체의 영역을 침해하는 경우 객체의 속도를 확인하여 자신의 속도를 제어한다. 예를 들어, 상대 군중 캐릭터의 속도가 빠르다면 충돌할 염려가 없으므로 계속 동일한 속도로 가며 상대의 속도가 느려서 충돌할 것으로 예상되면 자신의 속도를 줄인다. 세 번째 군중 캐릭터 사이에서 좌우 회전각 제어는, 인간 행동 양식을 적용하여 군중 캐릭터가 왼쪽으로 회전하면 다음 프레임에서도 오른쪽보다는 왼쪽으로 회전할 확률이 더 높은 바, 회전되는 방향에 가중치를 주어 회전각을 조절하여 자연스러운 군중 캐릭터의 회전을 구현한다. 그리고 네 번째 모션 변화 조건은, FSM(Finite State Machine)을 이용하여 이벤트가 발생하면 다음 모션 상태로 바뀌도록 한다. 예를 들어, 군중 캐릭터가 달려가다가 적을 만나면 전투 이벤트가 발생하고 이에 따라 달려가는 모션 상태에서 싸우는 모션 상태로 바뀌게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 군중 캐릭터 생성 장치의 모션 처리부를 나타낸 구성 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 군중 캐릭터 생성 장치의 모션 처리부(40)는, 군중 캐릭터의 모션 데이터를 미리 전처리(pre-processing)하는 모션 전처리부(42)와, 시뮬레이션된 군중 캐릭터의 모션 데이터를 생성하는 모션 데이터 생성부(44)와, 다수의 군중 캐릭터의 모델 데이터에 임의의 위치와 방향에서의 모션 데이터를 연결하고, 군중 캐릭터의 모델 데이터에 캐릭터 물건 소지 데이터를 연결하는 모션 데이터 연결부(46)를 포함한다.

모션 전처리부(42)는, 군중 캐릭터의 모션 데이터를 미리 처리하여 Maya®의 *.mc 데이터 포맷 파일을 생성하고, 모션 간의 연결 관계를 알려주는 모션 그래프를 생성한다. 여기서, *.mc 파일은 군중 캐릭터의 관절들의 계층 구조에 따라 순차적으로 나열되어 있으며 이때 관절의 회전값과 위치값이 들어 있다. 이 파일은 일반적인 모션 캡쳐 데이터인 BVH 포맷이나 HTR 포맷과 유사하지만, 모션 캡쳐 데이터를 효율적으로 사용하기 위해 모션 데이터를 추출할 때 필요한 정보들을 정보 파일로 저장한다는 점에서 차이가 있다. 정보 파일에는 군중 캐릭터 모션의 평균 속도, x, z축에서 프레임 당 이동 위치, 이동 가능한 모션(모션 그래프) 등이다. 여기서, 이동 가능한 모션은, 진행 방향이 유사하며 연결할 때의 끝 자세와 시작 자세가 유사한 자세여야 하고, 발 제약 조건이 일치하는 부분을 찾아서 연결하도록 구성한다.

이에 따라, 흐름 제어부(30)의 로케이터 시뮬레이션부(36)는 모션 전처리부(42)에서 전처리된 *.mc 데이터 포맷 파일, 모션 그래프를 이용하여 군중 캐릭터 모델을 표시하는 로케이터의 다음 위치 및 방향, 모션 상태, 실제 모션, 모션 프레임을 결정함으로써 군중 캐릭터의 모션을 시뮬레이션한다.

모션 데이터 생성부(44)는, 흐름 제어부(30)에서 시뮬레이션된 파일을 이용하여 Maya®에서 사용되는 모션 데이터인 클립 데이터 파일(*.ma)(50)로 변환한다. 여기서, 클립 데이터(50)는, 로케이터 시뮬레이션부(36)에서 시뮬레이션된 파일에서 군중 캐릭터의 모션 상태, 모션 번호, 모션 프레임을 참조하여 모션 데이터베이스에서 실제 값을 가져와서 Maya®에서 제시한 포맷을 따라 레이어별로 기록된다. 예를 들어, k번째 군중 캐릭터를 표시하는 모델 데이터인 로케이터의 첫 번째 프레임은 2번째 모션의 23번째 값(클립 데이터)으로 되어 있으므로 이 값을 가져와서 클립 데이터 포맷에 맞게 바꾸어 파일로 변환한다.

만약 클립 데이터의 크기가 크면, 군중 캐릭터 모델과 연결하여 최종 군중 장면을 생성하는 것이 불가능하므로 모션 데이터 생성부(44)는 클립 데이터를 분할해서 저장한다. 이에 본 발명에서는 X축, Z축, 카메라, 사용자 지정이라는 4가지 옵션을 두어 도 5와 같이 거리를 기준으로 한번에 저장되는 군중 캐릭터 로케이터의 수를 조절하였다. 예를 들어 1,000개의 로케이터에 대해 Z축을 기준으로 100개씩 나누어 클립 데이터로 저장하라고 지시하면, Z축에서 가장 가까운 순으로 정렬을 한 후 100개씩 총 10개의 클립 데이터를 생성하게 된다. 이렇게 하면 나중에 군중 캐릭터 모델과 클립 데이터를 제한된 메모리 내에서 연결할 수 있어 렌더링할 때 효율적으로 작업할 수 있다.

모션 데이터 연결부(46)는, 군중 캐릭터의 모델 데이터와 클립 데이터를 연결한다. 즉, Maya® 스크립트 및 API를 이용하여 군중 캐릭터의 모델 데이터를 자동으로 임포트(import)한 후 동일한 쉐이더(shader)(색, 텍스터 등을 구성하는 부분)를 자동 삭제한다. 또한 앞에서 생성된 클립 데이터를 군중 캐릭터의 모델 데이터에 자동으로 연결되도록 한다. 이렇게 함으로써 애니메이터들이 두 번의 마우 스 버튼 클릭만으로 군중 캐릭터의 모델 데이터를 불러와서 클립 데이터까지 쉽게 연결할 수 있도록 하여 애니메이터의 수작업을 크게 줄인다. 예를 들어, 클립 데이터 10개가 있으며 100개의 군중 캐릭터와 모션 데이터 100개를 연결해야할 경우 모션 데이터 100개를 100개의 군중 캐릭터에 연결시키면 클립 데이터를 자동으로 군중 캐릭터에 연결되도록 하고, 이때 100개 군중 캐릭터 모델에 100개의 쉐이더가 생성되는데, 이때 불필요한 99개 쉐이더를 자동 삭제한다.

그리고 모션 데이터 연결부(46)는, 군중 캐릭터의 모델 데이터와 물건 소지 데이터를 연결한다. 예를 들어, 전투 장면에서 군중 캐릭터가 무기를 들고 이동하는 것이 일반적이다. 여기서, 모델 데이터와 무기 데이터의 연결은 초기 군중 캐릭터를 생성할 때 어떤 무기를 들고 있는지에 대한 정보가 있으므로 이를 이용하여 군중 캐릭터의 모델과 무기 데이터를 연결하게 된다. 즉, 무기에 대한 정보가 있고 초기 모션을 알고 있으므로 무기와 모션에 해당하는 위치와 회전값에 따라 모델 데이터의 손에 무기를 이동시킨다. 이때, 무기의 이동은 Maya®에서 제공하는 포지션 콘스트레인트(position constraint)와 오리엔트 콘스트레인트(orient constraint)를 이용하게 된다. 먼저 모델 데이터의 좌, 우 손의 적당한 위치에 로케이터를 위치시키고 손 관절에 자식 노드로 추가해 둔다. 애니메이터는 손에 위치할 무기의 회전값을 미리 파일로 정의해 둔다. 이렇게 하면 무기 데이터를 읽을 때 미리 저장한 무기의 회전값 파일을 참조하여 손에 위치한 로케이터의 회전값을 적절하게 바꾸고, 무기에 포지션 및 오리엔트 제약 조건을 적용하면 정확하게 로케이터에 붙게 된다. 로케이터는 손 관절의 자식 노드로 생성했으므로 캐릭터의 움 직임에 따라 로케이터의 값이 자동으로 바뀌며 무기는 로케이터를 따라가므로 모델 데이터와 무기 데이터를 자동으로 연결할 수 있다. 이에 따라 애니메이터는 무기 데이터가 손의 어느 위치에 어떠한 회전각으로 붙어야 하는 지만 고려하면 나머지는 시스템에서 랜덤하게 군중을 생성하고, 모션을 적용하고, 무기 데이터까지 연결하게 되므로 많은 수작업에서 벗어날 수 있다.

도 4는 본 발명의 군중 캐릭터 생성 장치에서 군중 캐릭터의 모션을 이벤트에 따라 연결하는 예를 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 군중 캐릭터의 움직임은 속도에 따라 제 1모션 그룹부터 제 n모션 그룹으로 이루어진다. FSM에서 이벤트 조정부를 통해 임의의 이벤트가 발생했음을 모션 그룹에 알릴 경우 캐릭터의 모션 전이는 각 모션 그룹의 이동에 따른 모션 그래프를 따라 전이하게 된다. 앞에서 예를 든 것처럼, FSM은 군중 캐릭터의 달리기 모션 상태에서 전투 모션 상태로 전이하는 것을 담당하며, 현재 달리기 모션에서 가장 적합한 전투 동작으로 바뀌게 하는 것은 모션 그래프를 참조하게 된다. 또한 같은 달리기 모션 상태에서도 속도 변화에 따라 모션이 바뀌는 경우에도 모션 그래프를 이용하여 군중 캐릭터의 모션이 바뀌게 된다.　

도 5는 본 발명에 따른 군중 캐릭터 생성 장치에서 생성된 군중 캐릭터 모델을 거리간 레이어별로 저장하는 예를 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 군중 캐릭터의 모델을 표시하는 로케이터를 기준 지점으로부터의 거리별 구분하고 이들 거리별 로케이터를 분류하여 렌더링을 위한 레이어(layer)별로 저장해서 관리한다.

도 6은 본 발명에 따른 군중 캐릭터 생성 장치를 이용한 군중 장면 제작 장치를 나타낸 구성 블록도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 군중 장면 제작 장치는, 마우스 등의 입력 장치를 통해 군중 캐릭터 정보가 입력되는 사용자 입력부(100)를 갖는 군중 시스템(110)과, 군중 시스템(110)에서 입력된 군중 캐릭터 정보 중 전체 이동 흐름에 따른 참조 경로를 이용하여 다수의 군중 캐릭터 위치 및 흐름을 제어하고, 입력된 프레임 수만큼 군중 캐릭터 모션을 시뮬레이션하는 흐름 제어부(120)와, 이벤트 기반으로 군중 캐릭터의 모델 데이터와 모션 데이터를 자동으로 연결하고, 각 군중 캐릭터 모델 데이터에 캐릭터 물건 소지 데이터를 연결하여 시뮬레이션된 군중 캐릭터를 애니메이션 응용 소프트웨어의 모션 데이터 파일(예를 들어, Maya®의 클립 파일)로 변환하는 모션 처리부(130)와, 시뮬레이션된 군중 캐릭터 모션 파일을 레이어별로 분류하여 저장한 파일 블록(140)과, 군중 캐릭터의 물건 소지 정보를 갖는 소지 데이터부(150)와, 파일 블록(140)의 각 모션 데이터 파일과 각 군중 캐릭터 모델을 결합하여 각 프레임 장면을 생성하는 모델 데이터부(160)와, 다수의 군중 프레임 장면을 레이어별로 분류하여 저장하는 장면 생성부(170)와, 각 레이어별 군중 프레임 장면을 합성하여 최종 군중 장면을 출력부(190)에 출력하는 합성부(180)를 포함한다.

그러므로, 본 발명에 따른 군중 캐릭터 생성 장치 및 군중 장면 제작 장치는, 다수의 군중 캐릭터를 생성할 때 전체 군중 흐름의 참조 경로를 이용하여 군중 캐릭터의 흐름을 제어하고 이벤트 기반으로 군중 캐릭터의 모션을 선택, 연결하여 군중 캐릭터 모션 데이터를 생성하고 이를 레이어별 군중 프레임 장면으로 생성한 후에 합성하여 출력함으로써 다양한 군중 캐릭터를 제작하는데 걸리는 시간을 줄일 수 있고, 각 군중 캐릭터의 모션을 자연스럽게 제어할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주 내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 사용자가 마우스 클릭으로 원하는 위치에 원하는 수의 군중 캐릭터들을 쉽게 생성할 수 있고, 시뮬레이션 속도가 빠르고, 군중 캐릭터의 개체 수가 크게 향상된다. 시뮬레이션된 군중 캐릭터가 이벤트를 기반으로 한 모션 제어를 하기 때문에 자연스런 캐릭터 모션 생성이 가능하고, 사용자의 간단한 제어로 모델 데이터, 물건 소지 데이터 및 모션 데이터까지 생성, 연결이 가능할 뿐만 아니라, 분할 모션 데이터 생성 기법으로 렌더링시 레이어별 군중 캐릭터 모션 데이터를 나누기 쉽다는 장점이 있다.

이에 따라, 본 발명은 수만 디지털 군중 캐릭터를 자동으로 생성하고 모션을 부여하여 영상 콘텐츠에 등장하는 군중 장면을 보다 쉽고 빠르게 생성할 뿐만 아니라 제작 장치에 쉽게 적용하여 제작 편의 및 생산성 향상에 기여할 수 있는 이점이 있다.

Claims (16)

1. 디지털 군중 캐릭터를 생성하는 장치에 있어서,

   상기 디지털 군중 캐릭터의 정보를 입력받는 군중 시스템과,

   상기 입력된 군중 캐릭터 정보 중 전체 이동 흐름에 따른 참조 경로를 이용하여 다수의 군중 캐릭터 위치 및 흐름을 제어하고, 각 군중 캐릭터 모션을 시뮬레이션하는 흐름 제어부와,

   상기 입력된 군중 캐릭터 정보 중 다수의 군중 캐릭터의 모델 데이터와 임의의 위치 및 방향에서의 모션 데이터를 연결하여 상기 군중 캐릭터 모델의 모션을 제어하는 모션 처리부

   를 포함하는 군중 캐릭터 생성 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 흐름 제어부는,

   프레임 장면에 필요한 상기 군중 캐릭터를 배치하는 군중 생성부와,

   상기 입력된 군중 캐릭터 정보 중 곡선 값을 이용하여 상기 군중 캐릭터의 흐름을 가이드하기 위한 참조 경로를 생성하는 참조 경로 생성부와,

   상기 군중 생성부의 군중 캐릭터 배치 정보와 상기 참조 경로 생성부의 참조 경로를 바탕으로 상기 입력된 군중 캐릭터 정보의 프레임 수만큼 시뮬레이션하는 시뮬레이션부

   를 포함하는 군중 캐릭터 생성 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 모션 처리부는,

   상기 군중 캐릭터의 모션 데이터를 미리 전처리하는 모션 전처리부와,

   상기 시뮬레이션된 군중 캐릭터의 모션 데이터를 생성하는 모션 데이터 생성부와,

   상기 다수의 군중 캐릭터의 모델 데이터와 임의의 위치 및 방향에서의 모션 데이터를 연결하는 모션 데이터 연결부

   를 포함하는 군중 캐릭터 생성 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 흐름 제어부는,

   상기 모션 전처리부에서 전처리된 모션 데이터 정보에 따라 상기 군중 캐릭터 모델을 시뮬레이션하는 것을 특징으로 하는 군중 캐릭터 생성 장치.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 모션 데이터 생성부는,

   상기 흐름 제어부에서 시뮬레이션된 파일을 애니메이션 응용 소프트웨어의 모션 데이터 파일로 변환하는 것을 특징으로 하는 군중 캐릭터 생성 장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 모션 데이터 파일은,

   X축, Z축, 카메라, 사용자 지정에 따라 거리별로 구분되게 상기 다수의 군중 캐릭터 모델을 레이어별로 분류하여 저장하는 것을 특징으로 하는 군중 캐릭터 생성 장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 모션 처리부는,

   상기 입력된 군중 캐릭터 정보 중 파라미터, 초기 동작 상태, 시뮬레이션 결과를 이용하여 상기 군중 캐릭터 모델 데이터와 모션 데이터를 연결하는 것을 특징으로 하는 군중 캐릭터 생성 장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 모션 처리부는,

   상기 군중 캐릭터 모델 데이터에 물건 소지 데이터를 연결하는 것을 특징으로 하는 군중 캐릭터 생성 장치.
9. 디지털 군중 캐릭터를 갖는 장면을 생성하는 장치에 있어서,

   상기 디지털 군중 캐릭터의 정보를 입력받는 군중 시스템과,

   상기 입력된 군중 캐릭터 정보 중 전체 이동 흐름에 따른 참조 경로를 이용하여 다수의 군중 캐릭터 위치 및 흐름을 제어하고, 각 군중 캐릭터 모션을 시뮬레이션하는 흐름 제어부와,

   상기 입력된 군중 캐릭터 정보 중 다수의 군중 캐릭터의 모델 데이터와 임의의 위치 및 방향에서의 모션 데이터를 연결하여 상기 군중 캐릭터 모델의 모션을 제어하는 모션 처리부와,

   상기 시뮬레이션된 군중 캐릭터 모션 파일을 레이어별로 분류하여 저장하는 파일 블록과,

   상기 파일 블록의 각 모션 데이터 파일과 각 군중 캐릭터 모델을 결합하여 각 프레임 장면을 생성하는 모델 데이터부와,

   다수의 군중 프레임 장면을 레이어별로 분류하여 저장하는 장면 생성부와,

   각 레이어별 군중 프레임 장면을 합성하여 최종 군중 장면을 출력하는 합성부

   를 포함하는 군중 장면 제작 장치.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 흐름 제어부는,

    프레임 장면에 필요한 상기 군중 캐릭터를 배치하는 군중 생성부와,

    상기 입력된 군중 캐릭터 정보 중 곡선 값을 이용하여 상기 군중 캐릭터의 흐름을 가이드하기 위한 참조 경로를 생성하는 참조 경로 생성부와,

    상기 군중 생성부의 군중 캐릭터 배치 정보와 상기 참조 경로 생성부의 참조 경로를 바탕으로 상기 입력된 군중 캐릭터 정보의 프레임 수만큼 시뮬레이션하는 시뮬레이션부

    를 포함하는 군중 장면 제작 장치.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 모션 처리부는,

    상기 군중 캐릭터의 모션 데이터를 미리 전처리하는 모션 전처리부와,

    상기 시뮬레이션된 군중 캐릭터의 모션 데이터를 생성하는 모션 데이터 생성부와,

    상기 다수의 군중 캐릭터의 모델 데이터와 임의의 위치 및 방향에서의 모션 데이터를 연결하는 모션 데이터 연결부

    를 포함하는 군중 장면 제작 장치.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 흐름 제어부는,

    상기 모션 전처리부에서 전처리된 모션 데이터 정보에 따라 시뮬레이션하는 것을 특징으로 하는 군중 장면 제작 장치.
13. 제 11항에 있어서,

    상기 모션 데이터 생성부는,

    상기 흐름 제어부에서 시뮬레이션된 파일을 애니메이션 응용 소프트웨어의 모션 데이터 파일로 변환하는 것을 특징으로 하는 군중 장면 제작 장치.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 모션 데이터 파일은,

    X축, Z축, 카메라, 사용자 지정에 따라 거리별로 구분되게 상기 다수의 군중 캐릭터 모델을 레이어별로 분류하여 저장하는 것을 특징으로 하는 군중 장면 제작 장치.
15. 제 9항에 있어서,

    상기 모션 처리부는,

    상기 입력된 군중 캐릭터 정보 중 파라미터, 초기 동작 상태, 시뮬레이션 결과를 이용하여 상기 군중 캐릭터 모델 데이터와 모션 데이터를 연결하는 것을 특징으로 하는 군중 장면 제작 장치.
16. 제 15항에 있어서,

    상기 모션 처리부는,

    상기 군중 캐릭터 모델 데이터에 물건 소지 데이터를 연결하는 것을 특징으로 하는 군중 장면 제작 장치.

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