KR102105592B1 - 충돌영역생성장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

충돌영역생성장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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송병현
이다연
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주식회사 네비웍스
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Abstract

본 발명은, 3차원 공간에서 타 객체와의 충돌을 감지하기 위한 충돌 영역을 3차원 캐릭터 모델에 자동 생성하는 충돌영역생성장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.

Description

충돌영역생성장치 및 그 동작 방법{MANUFACTURING APPARATUS FOR COLLISION AREA, AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 3차원 캐릭터 모델에 관한 것으로서, 3차원 공간에서 타 객체와의 충돌을 감지하기 위한 충돌 영역을 3차원 캐릭터 모델에 자동 생성하는 기술에 관한 것이다.
CG(Computer Graphic)의 발달로 인하여 다양한 컨텐츠에 대해서 3차원 캐릭터 모델링 기술이 활용되고 있다.
이와 관련하여, 3차원 캐릭터 모델을 제작할 수 있는 통합 개발 환경이 제공되고 있으며, 이러한 3차원 캐릭터 모델 제작 소프트웨어를 통하여 실제 사람과 같이 동작할 수 있는 3차원 캐릭터 모델을 생성할 수 있다.
한편, 이러한 3차원 캐릭터 모델의 경우 3차원 공간에서 사용자의 조작을 통해 그 움직임을 제어할 수 있으며, 특히 3차원 공간 내에서 타 객체와의 충돌을 감지하도록 구현될 수 있다.
이처럼, 3차원 공간 내에서 타 객체와의 충돌을 감지하기 위해서는, 3차원 캐릭터 모델에 충돌 감지를 위한 충돌 영역을 지정할 필요가 있다.
이러한, 충돌 영역의 경우 3차원 캐릭터 모델의 형태를 구현하는 최소 단위인 폴리곤(Polygon)을 그대로 충돌 영역으로 지정하는 방식이 존재하나, 이 경우 충돌 감지를 위한 연산량이 폴리곤의 개수에 비례하여 증가하게 된다는 한계점이 존재한다.
때문에, 기존에는 개발자가 직접 3차원 캐릭터 모델의 팔, 다리 등에 예컨대, 박스(box) 또는 구체(Sphere) 형태의 영역을 충돌 영역으로 일일이 지정하는 다소 불편한 방식을 따를 수밖에 없었다.
이에, 본 발명에서는 3차원 공간에서 타 객체와의 충돌을 감지할 수 있는 충돌 영역을 3차원 캐릭터 모델에 자동으로 생성하는 기술을 제안하고자 한다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 3차원 공간에서 타 객체와의 충돌을 감지하기 위한 충돌 영역을 3차원 캐릭터 모델에 자동으로 생성하는 기술을 제안하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌영역생성장치는, 3차원 캐릭터 모델을 인식하여 상기 3차원 캐릭터 모델이 가지는 골격 구조(Skeleton)를 확인하는 인식부; 상기 3차원 캐릭터 모델의 골격 구조로부터 관절(Joint)을 제외한 분절(Bone)을 추출하는 추출부; 및 상기 분절(Bone)과 관련된 영역을 상기 3차원 캐릭터 모델과 타 객체와의 충돌을 감지하기 위한 상기 3차원 캐릭터 모델의 충돌 영역으로 생성하는 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 인식부는, 상기 3차원 캐릭터 모델에서 구현되는 적어도 하나의 동작 상태로부터 상기 3차원 캐릭터 모델이 가지는 골격 구조를 확인하거나, 또는 상기 3차원 캐릭터 모델과의 형태 유사도가 임계치 이상인 기준 모델의 골격 구조를 상기 3차원 캐릭터 모델과 매칭시켜 상기 3차원 캐릭터 모델의 골격 구조를 확인할 수 있다.
구체적으로, 상기 생성부는, 하나의 분절 또는 서로 이웃한 2 이상의 분절을 포함하는 3차원 영역을 상기 충돌 영역으로 생성할 수 있다.
구체적으로, 상기 생성부는, 상기 3차원 영역의 길이 성분을 상기 분절의 길이 값으로 고정하고, 상기 3차원 영역의 폭을 가변하여 상기 충돌 영역의 부피를 조절할 수 있다.
구체적으로, 상기 3차원 영역은, 상기 분절의 양 끝 단면의 중심과 직각한 사각형이 서로 대향하여 배치된 육면체, 및 상기 분절의 양 끝 단면의 중심 간 연결선을 중심축으로 하는 원기둥 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 3차원 영역의 폭은, 상기 분절의 양 끝 단면의 중심 간 연결선인 중심축으로부터 상기 3차원 캐릭터 모델의 외곽 선까지의 직각 거리인 중심거리를 기초로 결정될 수 있다.
구체적으로, 상기 3차원 영역은, 상기 중심축과 직각한 단면을 기준으로 2 이상의 분할 영역으로 분할되며, 상기 3차원 영역의 폭은, 상기 2 이상의 분할 영역 별로 확인되는 중심거리의 평균값을 기초로 결정될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌영역생성장치의 동작 방법은, 3차원 캐릭터 모델을 인식하여 상기 3차원 캐릭터 모델이 가지는 골격 구조(Skeleton)를 확인하는 인식단계; 상기 3차원 캐릭터 모델의 골격 구조로부터 관절(Joint)을 제외한 분절(Bone)을 추출하는 추출단계; 및 상기 분절(Bone)과 관련된 영역을 상기 3차원 캐릭터 모델과 타 객체와의 충돌을 감지하기 위한 상기 3차원 캐릭터 모델의 충돌 영역으로 생성하는 생성단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 인식단계는, 상기 3차원 캐릭터 모델에서 구현되는 적어도 하나의 동작 상태로부터 상기 3차원 캐릭터 모델이 가지는 골격 구조를 확인하거나, 또는 상기 3차원 캐릭터 모델과의 형태 유사도가 임계치 이상인 기준 모델의 골격 구조를 상기 3차원 캐릭터 모델과 매칭시켜 상기 3차원 캐릭터 모델의 골격 구조를 확인할 수 있다.
구체적으로, 상기 생성단계는, 하나의 분절 또는 서로 이웃한 2 이상의 분절을 포함하는 3차원 영역을 상기 충돌 영역으로 생성할 수 있다.
구체적으로, 상기 생성단계는, 상기 3차원 영역의 길이 성분을 상기 분절의 길이 값으로 고정하고, 상기 3차원 영역의 폭을 가변하여 상기 충돌 영역의 부피를 조절할 수 있다.
구체적으로, 상기 3차원 영역은, 상기 분절의 양 끝 단면의 중심과 직각한 사각형이 서로 대향하여 배치된 육면체, 및 상기 분절의 양 끝 단면의 중심 간 연결선을 중심축으로 하는 원기둥 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 3차원 영역의 폭은, 상기 분절의 양 끝 단면의 중심 간 연결선인 중심축으로부터 상기 3차원 캐릭터 모델의 외곽 선까지의 직각 거리인 중심거리를 기초로 결정될 수 있다.
구체적으로, 상기 3차원 영역은, 상기 중심축과 직각한 단면을 기준으로 2 이상으로 분할된 분할 영역을 포함하며, 상기 3차원 영역의 폭은, 상기 2 이상의 분할 영역 별로 확인되는 중심거리의 평균값을 기초로 결정될 수 있다.
이에, 본 발명의 충돌영역생성장치 및 그 동작 방법에 따르면, 3차원 공간에서 타 객체와의 충돌을 감지하기 위한 충돌 영역을 3차원 캐릭터 모델에 자동 생성함으로써, 3차원 캐릭터 모델에 충돌 영역의 지정함에 있어서 사용자(개발자) 편의성을 크게 제고할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 충돌 지원 환경을 설명하기 위한 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 영역을 설명하기 위한 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌영역생성장치의 개략적인 구성도.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 영역을 설명하기 위한 예시도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌영역생성장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 충돌 지원 환경을 보여주고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 충돌 지원 환경은 3차원 캐릭터 모델에 대해 3차원 공간 상의 타 객체와의 충돌을 감지하기 위한 충돌 영역을 생성하는 충돌영역생성장치(100)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.
충돌영역생성장치(100)는 3차원 캐릭터 모델에 타 객체와의 충돌 감지를 위한 충돌 영역을 자동 생성하기 위한 장치를 일컫는 것으로서, 예컨대, 충돌 영역을 자동 생성을 위한 소프트웨어(예: 애플리케이션)를 탑재한 사용자장치(예: PC), 또는 유무선 통신망을 통해 접속 가능한 서버의 형태로 구현될 수 있다.
참고로, 이러한 충돌영역생성장치(100)가 서버의 형태로 구현되는 경우에는, 예컨대, 웹 서버, 데이터베이스 서버, 프록시 서버 등의 형태로 구현될 수 있으며, 네트워크 부하 분산 메커니즘, 내지 서비스 장치가 인터넷 또는 다른 네트워크 상에서 동작할 수 있도록 하는 다양한 소프트웨어 중 하나 이상이 설치될 수 있으며, 이를 통해 컴퓨터화된 시스템으로도 구현될 수 있다.
한편, 3차원 캐릭터 모델의 경우 3차원 공간에서 사용자의 조작을 통해 그 움직임을 제어할 수 있으며, 특히 3차원 공간 내에서 타 객체와의 충돌을 감지하도록 구현될 수 있다.
이처럼, 3차원 공간 내에서 충돌을 감지를 위해서는, 충돌 영역을 3차원 캐릭터 모델에 지정할 필요가 있으며, 만약, 충돌 영역이 3차원 캐릭터 모델에 지정되지 않는 경우라면, 도 2 (a) 도시된 바와 같이, 3차원 캐릭터 모델과 타 객체와의 충돌을 전혀 감지할 수 없다.
즉, 3차원 캐릭터 모델에 충돌 영역이 지정된 경우, 도 2 (b)에 도시된 바와 같이 해당 충돌 영역에서 3차원 캐릭터 모델과 타 객체가 접촉 또는 겹치게 되는 경우, 이를 3차원 캐릭터 모델과 타 객체 간의 충돌로서 감지할 수 있는 것이다.
이러한, 충돌 영역의 경우 3차원 캐릭터 모델의 형태를 구현하는 최소 단위인 폴리곤(Polygon)을 그대로 충돌 영역으로 지정하는 방식이 존재하나, 이 경우 충돌 감지를 위한 연산량이 폴리곤의 개수에 비례하여 증가하게 된다는 한계점이 존재한다.
때문에, 기존에는 개발자가 직접 3차원 캐릭터 모델의 팔, 다리 등에 예컨대, 박스(box) 또는 구체(Sphere) 형태의 영역을 충돌 영역으로 일일이 지정하는 다소 불편한 방식을 따를 수밖에 없었다.
이에, 본 발명의 일 실시예에서는 3차원 캐릭터 모델에 대해 타 객체와의 충돌을 감지할 수 있는 충돌 영역을 자동으로 생성하는 기술을 제안하고자 하며, 이하에서는 이를 실현하기 위한 충돌영역생성장치(100)의 구성에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
한편, 설명의 편의를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 캐릭터 모델은, 골반, 양 팔, 양 다리, 및 머리 등 인간과 유사한 골격 구조(Skeleton)를 가지는 휴머노이드(Humanoid) 캐릭터 모델인 것을 전제하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌영역생성장치(100)의 개략적인 구성을 보여지고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌영역생성장치(100)는, 3차원 캐릭터 모델을 인식하는 인식부(10), 3차원 캐릭터 모델의 골격 구조(Skeleton)로부터 분절(Bone)을 추출하는 추출부(20), 및 분절과 관련된 충돌 영역을 생성하는 생성부(30)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.
이상의 인식부(10), 추출부(20), 및 생성부(30)를 포함하는 충돌영역생성장치(100)의 구성 전체 내지는 적어도 일부는, 하드웨어 모듈 형태 또는 소프트웨어 모듈 형태로 구현되거나, 하드웨어 모듈과 소프트웨어 모듈이 조합된 형태로도 구현될 수 있다.
여기서, 소프트웨어 모듈이란, 예컨대, 충돌영역생성장치(100) 내에서 연산을 제어하는 프로세서에 의해 실행되는 명령어로 이해될 수 있으며, 이러한 명령어는 충돌영역생성장치(100) 내 메모리에 탑재된 형태를 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌영역생성장치(100)는 전술한 구성 이외에, 원격과의 데이터 송수신을 위한 통신부(도시안됨)의 구성을 더 포함할 수 있다.
이러한, 통신부(도시 안됨)는 예컨대, 안테나 시스템, RF 송수신기, 하나 이상의 증폭기, 튜너, 하나 이상의 발진기, 디지털 신호 처리기, 코덱(CODEC) 칩셋, 및 메모리 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않으며, 이 기능을 수행하는 공지의 회로는 모두 포함할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌영역생성장치(100)는 전술한 구성을 통해서, 3차원 공간에서 타 객체와의 충돌을 감지하기 위한 충돌 영역을 3차원 캐릭터 모델에 자동 생성할 수 있는데, 이하에서는 이를 실현하기 위한 충돌영역생성장치(100) 내 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
인식부(10)는 3차원 캐릭터 모델을 인식하는 기능을 수행한다.
보다 구체적으로, 인식부(10)는 3차원 캐릭터 모델을 인식하여 상기 3차원 캐릭터 모델이 가지는 골격 구조(Skeleton)를 확인하게 된다.
이때, 인식부(10)는 사용자로부터 지정된 경로를 따라 자체 메모리 혹은, 원격의 저장장치로부터 3차원 캐릭터 모델을 로드하여 인식할 수 있다.
또한, 인식부(10)는 3차원 캐릭터 모델의 골격 구조 확인에 있어서, 예컨대, 3차원 캐릭터 모델에서 구현되는 적어도 하나의 동작 상태로부터 3차원 캐릭터 모델이 가지는 골격 구조를 확인하거나, 또는 3차원 캐릭터 모델과의 형태 유사도가 임계치 이상인 기준 모델(예: 휴머노이드)의 골격 구조를 3차원 캐릭터 모델과 매칭시키는 방식을 통해 3차원 캐릭터 모델이 가지는 골격 구조를 확인할 수도 있다.
참고로, 3차원 캐릭터 모델이 골격 구조에 대한 정보를 이미 포함하여 생성된 경우라면, 해당 정보로부터 3차원 캐릭터 모델이 가지는 골격 구조를 직접 확인할 수 있음은 물론이다.
추출부(20)는 3차원 캐릭터 모델의 골격 구조로부터 분절(Bone)을 추출하는 기능을 수행한다.
보다 구체적으로, 추출부(20)는 3차원 캐릭터 모델에 대한 골격 구조가 확인되면, 확인된 골격 구조로부터 관절(Joint)을 제외한 분절을 추출하여 분석하게 된다.
여기서, 추출된 분절에 대한 분석은, 예컨대, 도 4 (a)와 같은 관절 사이의 간격 예컨대, 골반-무릎, 무릎-발목, 어깨-팔꿈치, 및 팔꿈치-손목 등에 해당하는 분절의 길이를 측정하는 것으로 이해될 수 있다.
생성부(30)는 3차원 캐릭터 모델의 충돌 영역을 생성하는 기능을 수행한다.
보다 구체적으로, 생성부(30)는 3차원 캐릭터 모델의 골격 구조로부터 분절이 추출되는 경우, 추출된 분절과 관련된 영역을 상기 3차원 캐릭터 모델과 타 객체와의 충돌을 감지하기 위한 3차원 캐릭터 모델의 충돌 영역으로 생성하게 된다.
이때, 생성부(30)는 도 4 (b)에 도시된 바와 같이, 하나의 분절 또는 서로 이웃한 2 이상의 분절을 포함하는 3차원 영역을 충돌 영역으로 생성(지정)할 수 있다.
여기서, 이처럼 충돌 영역으로 생성(지정)되는 3차원 영역은, 예컨대, 분절의 양 끝 단면의 중심과 직각한 사각형이 서로 대향하여 배치된 육면체(box), 및 분절의 양 끝 단면의 중심 간 연결선을 중심축으로 하는 원기둥 등의 형태로 구현될 수 있다.
이와 관련하여, 도 5에는 충돌 영역으로 생성(지정)되는 3차원 영역을 육면체(box) 형태로 구현한 경우를 예시적으로 보여주고 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 충돌 영역으로 생성(지정)되는 3차원 영역의 길이 성분은 분절의 길이 값으로 고정되는 반면, 3차원 영역의 폭은 충돌 영역의 부피를 조절하기 위한 수단으로 특정 값으로 변동 결정될 수 있다.
예를 들어, 충돌 영역으로 생성(지정)되는 3차원 영역의 폭은, 도 6에 도시된 바와 같이, 분절의 양 끝 단면의 중심 간 연결선인 중심축(a)으로부터 3차원 캐릭터 모델의 외곽 선까지의 직각 거리인 중심거리(b)를 기초로 결정될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에서는 분절의 양 끝 단면의 중심 간 연결선인 중심축(a)으로부터 3차원 캐릭터 모델의 외곽 선까지의 직각 거리인 중심거리(b)를 고려하는 방식을 통해 3차원 캐릭터 모델의 외곽선을 모두 포함하는 부피의 3차원 영역을 충돌 영역으로 생성(지정)할 수 있는 것이다.
다만, 이처럼 하나의 중심거리(b)만을 이용하여 충돌 영역을 생성하는 경우, 3차원 캐릭터 모델과 타 객체와의 충돌 시 접촉면에 대한 현실감이 떨어질 수 있다.
예를 들어, 충돌 영역의 부피가 3차원 캐릭터 모델에 비해 너무 큰 경우, 타 객체가 3차원 캐릭터 모델에 육안 상 미처 접촉하지 않은 경우를 충돌로서 감지할 수 있으며, 반대로 충돌 영역의 부피가 3차원 캐릭터 모델에 비해 너무 적은 경우에는, 타 객체가 3차원 캐릭터 모델과 육안 상 겹쳐진 이후에야 비로소, 충돌을 감지할 수 있는 것이다.
이에, 본 발명의 일 실시예에서는 충돌 영역의 정밀도 향상을 위해 충돌 영역으로 생성(지정)되는 3차원 영역을 2 이상의 분할 영역으로 분할하는 방식을 따를 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 분절의 양 끝 단면의 중심 간 연결선인 중심축(a)과 직각한 단면을 기준으로 충돌 영역으로 생성(지정)되는 3차원 영역을 2 이상의 분할 영역(A, B, C)으로 분할하고, 분할된 2 이상의 분할 영역(A, B, C) 각각에서 확인되는 중심거리(b1, b2, b3)의 평균값에 기초하여 충돌 영역으로 생성(지정)되는 3차원 영역의 폭을 결정할 수 있다.
이처럼, 충돌 영역으로 생성(지정)되는 3차원 영역을 다수의 분할 영역(A, B, C)으로 분할하고, 각 분할 영역에서의 중심거리(b1, b2, b3) 평균 값을 반영하여 충돌 영역을 생성함으로써, 하나의 중심거리만을 사용하는 경우보다 충돌 영역의 정밀도 제고를 기대할 수 있는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌영역생성장치(100)의 구성에 따르면, 3차원 캐릭터 모델의 골격 구조로부터 분절을 추출하고, 추출된 분절과 관련된 3차원 영역을 충돌 영역으로 생성함으로써, 도 8 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 3차원 캐릭터 모델에서 분절이 위치하게 되는 전신에 걸쳐 충돌 영역을 자동 생성(지정)할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서는, 3차원 캐릭터 모델의 골격 구조로부터 추출되는 분절 단위로 충돌영역이 생성(지정)됨에 따라, 도 9 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 3차원 캐릭터 모델의 형태를 구현하는 최소 단위인 폴리곤(Polygon)을 그대로 충돌 영역으로 지정하는 기존 경우보다 충돌 감지를 위한 연산량을 크게 감소시킬 수 있다.
이하에서는 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌영역생성장치(100)의 동작 방법에 대한 설명을 이어 가기로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌영역생성장치(100)의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 인식부(10)는 3차원 캐릭터 모델을 인식하여 상기 3차원 캐릭터 모델이 가지는 골격 구조(Skeleton)를 확인한다(S10-S20).
이때, 인식부(10)는 사용자로부터 지정된 경로를 따라 자체 메모리 혹은, 원격의 저장장치로부터 3차원 캐릭터 모델을 로드하여 인식할 수 있다.
또한, 인식부(10)는 3차원 캐릭터 모델의 골격 구조 확인에 있어서, 예컨대, 3차원 캐릭터 모델에서 구현되는 적어도 하나의 동작 상태로부터 3차원 캐릭터 모델이 가지는 골격 구조를 확인하거나, 또는 3차원 캐릭터 모델과의 형태 유사도가 임계치 이상인 기준 모델(예: 휴머노이드)의 골격 구조를 3차원 캐릭터 모델과 매칭시키는 방식을 통해 3차원 캐릭터 모델이 가지는 골격 구조를 확인할 수도 있다.
참고로, 3차원 캐릭터 모델이 골격 구조에 대한 정보를 이미 포함하여 생성된 경우라면, 해당 정보로부터 3차원 캐릭터 모델이 가지는 골격 구조를 직접 확인할 수 있음은 물론이다.
이어서, 추출부(20)는 3차원 캐릭터 모델에 대한 골격 구조가 확인되면, 확인된 골격 구조로부터 관절(Joint)을 제외한 분절을 추출하여 분석한다(S30).
이때, 추출된 분절에 대한 분석은, 예컨대, 도 4 (a)와 같은 관절 사이의 간격 예컨대, 골반-무릎, 무릎-발목, 어깨-팔꿈치, 및 팔꿈치-손목 등에 해당하는 분절의 길이를 측정하는 것으로 이해될 수 있다.
이후, 생성부(30)는 3차원 캐릭터 모델의 골격 구조로부터 분절이 추출되는 경우, 추출된 분절과 관련된 영역을 상기 3차원 캐릭터 모델과 타 객체와의 충돌을 감지하기 위한 3차원 캐릭터 모델의 충돌 영역으로 생성한다(S40-S60).
이때, 생성부(30)는 도 4 (b)에 도시된 바와 같이, 하나의 분절 또는 서로 이웃한 2 이상의 분절을 포함하는 3차원 영역을 충돌 영역으로 생성(지정)할 수 있으며, 이러한 3차원 영역의 길이를 지정 및 폭을 결정하는 과정을 거쳐 충돌 영역을 생성할 수 있다.
여기서, 이처럼 충돌 영역으로 생성(지정)되는 3차원 영역은, 예컨대, 분절의 양 끝 단면의 중심과 직각한 사각형이 서로 대향하여 배치된 육면체(box), 및 분절의 양 끝 단면의 중심 간 연결선을 중심축으로 하는 원기둥 등의 형태로 구현될 수 있다.
이와 관련하여, 도 5에는 충돌 영역으로 생성(지정)되는 3차원 영역을 육면체(box) 형태로 구현한 경우를 예시적으로 보여주고 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 충돌 영역으로 생성(지정)되는 3차원 영역의 길이 성분은 분절의 길이 값으로 고정되는 반면, 3차원 영역의 폭은 충돌 영역의 부피를 조절하기 위한 수단으로 특정 값으로 변동 결정될 수 있다.
예를 들어, 충돌 영역으로 생성(지정)되는 3차원 영역의 폭은, 도 6에 도시된 바와 같이, 분절의 양 끝 단면의 중심 간 연결선인 중심축(a)으로부터 3차원 캐릭터 모델의 외곽 선까지의 직각 거리인 중심거리(b)를 기초로 결정될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에서는 분절의 양 끝 단면의 중심 간 연결선인 중심축(a)으로부터 3차원 캐릭터 모델의 외곽 선까지의 직각 거리인 중심거리(b)를 고려하는 방식을 통해 3차원 캐릭터 모델의 외곽선을 모두 포함하는 부피의 3차원 영역을 충돌 영역으로 생성(지정)할 수 있는 것이다.
다만, 이처럼 하나의 중심거리(b)만을 이용하여 충돌 영역을 생성하는 경우, 3차원 캐릭터 모델과 타 객체와의 충돌 시 접촉면에 대한 현실감이 떨어질 수 있다.
예를 들어, 충돌 영역의 부피가 3차원 캐릭터 모델에 비해 너무 큰 경우, 타 객체가 3차원 캐릭터 모델에 육안 상 미처 접촉하지 않은 경우를 충돌로서 감지할 수 있으며, 반대로 충돌 영역의 부피가 3차원 캐릭터 모델에 비해 너무 적은 경우에는, 타 객체가 3차원 캐릭터 모델과 육안 상 겹쳐진 이후에야 비로소, 충돌을 감지할 수 있는 것이다.
이에, 본 발명의 일 실시예에서는 충돌 영역의 정밀도 향상을 위해 충돌 영역으로 생성(지정)되는 3차원 영역을 2 이상의 분할 영역으로 분할하는 방식을 따를 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 분절의 양 끝 단면의 중심 간 연결선인 중심축(a)과 직각한 단면을 기준으로 충돌 영역으로 생성(지정)되는 3차원 영역을 2 이상의 분할 영역(A, B, C)으로 분할하고, 분할된 2 이상의 분할 영역(A, B, C) 각각에서 확인되는 중심거리(b1, b2, b3)의 평균값에 기초하여 충돌 영역으로 생성(지정)되는 3차원 영역의 폭을 결정할 수 있다.
이처럼, 충돌 영역으로 생성(지정)되는 3차원 영역을 다수의 분할 영역(A, B, C)으로 분할하고, 각 분할 영역에서의 중심거리(b1, b2, b3) 평균 값을 반영하여 충돌 영역을 생성함으로써, 하나의 중심거리만을 사용하는 경우보다 충돌 영역의 정밀도 제고를 기대할 수 있는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌영역생성장치(100)의 동자 방법에 따르면, 3차원 캐릭터 모델의 골격 구조로부터 분절을 추출하고, 추출된 분절과 관련된 3차원 영역을 충돌 영역으로 생성함으로써, 도 8 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 3차원 캐릭터 모델에서 분절이 위치하게 되는 전신에 걸쳐 충돌 영역을 자동 생성(지정)할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서는, 3차원 캐릭터 모델의 골격 구조로부터 추출되는 분절 단위로 충돌영역이 생성(지정)됨에 따라, 도 9 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 3차원 캐릭터 모델의 형태를 구현하는 최소 단위인 폴리곤(Polygon)을 그대로 충돌 영역으로 지정하는 기존 경우보다 충돌 감지를 위한 연산량을 크게 감소시킬 수 있다.
한편, 본 명세서에서 설명하는 기능적인 동작과 주제의 구현물들은 디지털 전자 회로로 구현되거나, 본 명세서에서 개시하는 구조 및 그 구조적인 등가물들을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 혹은 하드웨어로 구현되거나, 이들 중 하나 이상의 결합으로 구현 가능하다. 본 명세서에서 설명하는 주제의 구현물들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품, 다시 말해 처리 시스템의 동작을 처리하기 위하여 혹은 이것에 의한 실행을 위하여 유형의 프로그램 저장매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령에 관한 하나 이상의 모듈로서 구현될 수 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 매체는 기계로 판독 가능한 저장 장치, 기계로 판독 가능한 저장 기판, 메모리 장치, 기계로 판독 가능한 전파형 신호에 영향을 미치는 물질의 조성물 혹은 이들 중 하나 이상의 조합일 수 있다.
본 명세서에서 "시스템"이나 "장치"라 함은 예컨대 프로그래머블 프로세서, 컴퓨터 혹은 다중 프로세서나 컴퓨터를 포함하여 데이터를 처리하기 위한 모든 기구, 장치 및 기계를 포괄한다. 처리 시스템은, 하드웨어에 부가하여, 예컨대 프로세서 펌웨어를 구성하는 코드, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 운영 체제 혹은 이들 중 하나 이상의 조합 등 요청 시 컴퓨터 프로그램에 대한 실행 환경을 형성하는 코드를 포함할 수 있다.
컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션, 스크립트 혹은 코드로도 알려져 있음)은 컴파일되거나 해석된 언어나 선험적 혹은 절차적 언어를 포함하는 프로그래밍 언어의 어떠한 형태로도 작성될 수 있으며, 독립형 프로그램이나 모듈, 컴포넌트, 서브루틴 혹은 컴퓨터 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하여 어떠한 형태로도 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 파일 시스템의 파일에 반드시 대응하는 것은 아니다. 프로그램은 요청된 프로그램에 제공되는 단일 파일 내에, 혹은 다중의 상호 작용하는 파일(예컨대, 하나 이상의 모듈, 하위 프로그램 혹은 코드의 일부를 저장하는 파일) 내에, 혹은 다른 프로그램이나 데이터를 보유하는 파일의 일부(예컨대, 마크업 언어 문서 내에 저장되는 하나 이상의 스크립트) 내에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에 위치하거나 복수의 사이트에 걸쳐서 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호 접속된 다중 컴퓨터나 하나의 컴퓨터 상에서 실행되도록 전개될 수 있다.
한편, 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체는, 예컨대 EPROM, EEPROM 및 플래시메모리 장치와 같은 반도체 메모리 장치, 예컨대 내부 하드디스크나 외장형 디스크와 같은 자기 디스크, 자기광학 디스크 및 CD-ROM과 DVD-ROM 디스크를 포함하여 모든 형태의 비휘발성 메모리, 매체 및 메모리 장치를 포함할 수 있다. 프로세서와 메모리는 특수 목적의 논리 회로에 의해 보충되거나, 그것에 통합될 수 있다.
본 명세서에서 설명한 주제의 구현물은 예컨대 데이터 서버와 같은 백엔드 컴포넌트를 포함하거나, 예컨대 애플리케이션 서버와 같은 미들웨어 컴포넌트를 포함하거나, 예컨대 사용자가 본 명세서에서 설명한 주제의 구현물과 상호 작용할 수 있는 웹 브라우저나 그래픽 유저 인터페이스를 갖는 클라이언트 컴퓨터와 같은 프론트엔드 컴포넌트 혹은 그러한 백엔드, 미들웨어 혹은 프론트엔드 컴포넌트의 하나 이상의 모든 조합을 포함하는 연산 시스템에서 구현될 수도 있다. 시스템의 컴포넌트는 예컨대 통신 네트워크와 같은 디지털 데이터 통신의 어떠한 형태나 매체에 의해서도 상호 접속 가능하다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 마찬가지로, 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
또한, 본 명세서에서는 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 시스템 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 시스템들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징될 수 있다는 점을 이해하여야 한다
이와 같이, 본 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에 따른 충돌영역생성장치 및 그 동작 방법에 따르면, 3차원 공간에서 타 객체와의 충돌을 감지하기 위한 충돌 영역을 3차원 캐릭터 모델에 자동 생성한다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
100: 충돌영역생성장치
10: 인식부 20: 추출부
30: 생성부

Claims (14)

  1. 3차원 캐릭터 모델을 인식하여 상기 3차원 캐릭터 모델이 가지는 골격 구조(Skeleton)를 확인하는 인식부;
    상기 3차원 캐릭터 모델의 골격 구조로부터 관절(Joint)을 제외한 분절(Bone)을 추출하는 추출부; 및
    상기 3차원 캐릭터 모델과 타 객체와의 충돌을 감지하기 위해 하나의 분절 또는 서로 이웃한 2 이상의 분절을 포함하는 3차원 영역을 상기 3차원 캐릭터 모델의 충돌 영역으로 생성하는 생성부를 포함하며,
    상기 생성부는,
    상기 3차원 영역의 길이 성분을 상기 분절의 길이 값으로 고정하고, 상기 3차원 영역의 폭을 가변하여 상기 충돌 영역의 부피를 조절하며,
    상기 3차원 영역은,
    상기 분절의 양 끝 단면의 중심 간 연결선인 중심축과 직각한 단면을 기준으로 2 이상의 분할 영역으로 분할되며, 상기 2 이상의 분할 영역에 각각에 대해 확인되는 상기 중심축으로부터 상기 3차원 캐릭터 모델의 외곽 선까지의 직각 거리인 중심거리의 평균값을 기초로 폭이 결정되는 것을 특징으로 하는 충돌영역생성장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인식부는,
    상기 3차원 캐릭터 모델에서 구현되는 적어도 하나의 동작 상태로부터 상기 3차원 캐릭터 모델이 가지는 골격 구조를 확인하거나, 또는 상기 3차원 캐릭터 모델과의 형태 유사도가 임계치 이상인 기준 모델의 골격 구조를 상기 3차원 캐릭터 모델과 매칭시켜 상기 3차원 캐릭터 모델의 골격 구조를 확인하는 것을 특징으로 하는 충돌영역생성장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 생성부는,
    하나의 분절 또는 서로 이웃한 2 이상의 분절을 포함하는 3차원 영역을 상기 충돌 영역으로 생성하는 것을 특징으로 하는 충돌영역생성장치.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 3차원 영역은,
    상기 분절의 양 끝 단면의 중심과 직각한 사각형이 서로 대향하여 배치된 육면체, 및 상기 분절의 양 끝 단면의 중심 간 연결선을 중심축으로 하는 원기둥 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌영역생성장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 3차원 캐릭터 모델을 인식하여 상기 3차원 캐릭터 모델이 가지는 골격 구조(Skeleton)를 확인하는 인식단계;
    상기 3차원 캐릭터 모델의 골격 구조로부터 관절(Joint)을 제외한 분절(Bone)을 추출하는 추출단계; 및
    상기 분절(Bone)과 관련된 3차원 영역을 상기 3차원 캐릭터 모델과 타 객체와의 충돌을 감지하기 위한 상기 3차원 캐릭터 모델의 충돌 영역으로 생성하는 생성단계를 포함하며,
    상기 생성단계는,
    상기 3차원 영역의 길이 성분을 상기 분절의 길이 값으로 고정하고, 상기 3차원 영역의 폭을 가변하여 상기 충돌 영역의 부피를 조절하며,
    상기 3차원 영역은,
    상기 분절의 양 끝 단면의 중심 간 연결선인 중심축과 직각한 단면을 기준으로 2 이상의 분할 영역으로 분할되며, 상기 2 이상의 분할 영역에 각각에 대해 확인되는 상기 중심축으로부터 상기 3차원 캐릭터 모델의 외곽 선까지의 직각 거리인 중심거리의 평균값을 기초로 폭이 결정되는 것을 특징으로 하는 충돌영역생성장치의 동작 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 인식단계는,
    상기 3차원 캐릭터 모델에서 구현되는 적어도 하나의 동작 상태로부터 상기 3차원 캐릭터 모델이 가지는 골격 구조를 확인하거나, 또는 상기 3차원 캐릭터 모델과의 형태 유사도가 임계치 이상인 기준 모델의 골격 구조를 상기 3차원 캐릭터 모델과 매칭시켜 상기 3차원 캐릭터 모델의 골격 구조를 확인하는 것을 특징으로 하는 충돌영역생성장치의 동작 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 생성단계는,
    하나의 분절 또는 서로 이웃한 2 이상의 분절을 포함하는 3차원 영역을 상기 충돌 영역으로 생성하는 것을 특징으로 하는 충돌영역생성장치의 동작 방법.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 3차원 영역은,
    상기 분절의 양 끝 단면의 중심과 직각한 사각형이 서로 대향하여 배치된 육면체, 및 상기 분절의 양 끝 단면의 중심 간 연결선을 중심축으로 하는 원기둥 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌영역생성장치의 동작 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
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