KR102584530B1 - 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법 - Google Patents
인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법은, 가상공간에 배치되는 디지털 휴먼을 생성하는 방법에 있어서, 단말기의 객체처리부가 인체의 골격에 해당하는 골격 객체를 생성하는 (a)단계, 상기 객체처리부가 상기 골격 객체를 감싸도록 형성되며, 복수 개의 근육용 노드를 포함하는 근육 객체를 생성하는 (b)단계, 상기 객체처리부가 상기 근육 객체를 감싸도록 형성되며, 복수 개의 피부용 노드를 포함하는 피부 객체를 생성하는 (c)단계, 상기 객체처리부가 상기 근육용 노드와 상기 피부용 노드를 개별 연동하고, 위치 별 특성을 적용하여 디지털 휴먼의 신체를 형성하는 (d)단계, 상기 디지털 휴먼의 감정표현 처리를 위해 상기 근육 객체와 상기 피부 객체에 대한 제어 로직을 가지는 하나 이상의 감정표현처리 알고리즘을 상기 단말기의 휴먼관련데이터 저장부에 입력받아 저장하는 (e)단계 및 상기 단말기의 휴먼제어처리부가 가상공간 상에 배치된 상기 디지털 휴먼에 대한 하나 이상의 감정표현처리 조건을 설정하고, 서로 대응되는 감정표현 조건과 감정표현 처리 알고리즘을 상호 연동하는 (f)단계를 포함한다.
Description
본 발명은 디지털 휴먼 생성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 골격 객체, 근육 객체 및 피부 객체를 레이어 방식으로 구축하고, 근육 객체 및 피부 객체에 대한 제어를 통해 실제 사람과 유사한 감정 표현 및 생체 반응이 이루어질 수 있는 디지털 휴먼 생성방법에 관한 것이다.
최근에는 온라인 컨텐츠가 다양화되고 커뮤니티화가 활발하게 진행됨에 따라, 임의로 구현된 가상공간 내에서 사용자가 자신에게 할당된 아바타 캐릭터를 조작하여 가상공간 내 오브젝트 또는 다른 사용자들과의 상호 교류 활동을 진행하도록 하는 서비스가 활발하게 제공되고 있다.
이때 일반적으로 사용자에게 할당되는 아바타 캐릭터는 실제 사람의 형태를 구현한 디지털 휴먼으로 생성되어, 사용자가 쉽게 감정이입할 수 있도록 하는 경우가 많다.
이를 위해 아바타 캐릭터로서 생성되는 디지털 휴먼은 그 외형뿐만 아니라 동작, 더 나아가서는 표정 및 생체 반응에 이르기까지 실제 사람과 유사하게 보이도록 설계하는 것이 매우 중요한 작업이라고 할 수 있다.
다만, 종래의 많은 서비스에서 가상공간 내에 제공되는 디지털 휴먼은 단순히 사람 형태로 표현된 솔리드 형태의 객체인 경우가 대부분이며, 디지털 휴먼의 동작은 각 신체 부위 별 각도를 조절하는 방식으로 구현하는 것에 그치고 있다.
이에 따라 종래에는 사용자가 자신에게 제공된 아바타 캐릭터에 대해 느끼는 몰입도가 낮을 수밖에 없으며, 또한 사용자에게 제공할 수 있는 서비스의 품질에 한계가 존재한다는 문제가 있었다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 종래 솔리드 형태의 객체로 표현되던 디지털 휴먼의 구현 방식을 개선하여 골격 객체, 근육 객체 및 피부 객체를 레이어 방식으로 구축함에 따라, 외형, 동작, 표정 및 생체 반응에 걸쳐 실제 사람과 흡사한 디지털 휴먼을 생성할 수 있는 방법을 제공하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법은, 가상공간에 배치되는 디지털 휴먼을 생성하는 방법에 있어서, 단말기의 객체처리부가 인체의 골격에 해당하는 골격 객체를 생성하는 (a)단계, 상기 객체처리부가 상기 골격 객체를 감싸도록 형성되며, 복수 개의 근육용 노드를 포함하는 근육 객체를 생성하는 (b)단계, 상기 객체처리부가 상기 근육 객체를 감싸도록 형성되며, 복수 개의 피부용 노드를 포함하는 피부 객체를 생성하는 (c)단계, 상기 객체처리부가 상기 근육용 노드와 상기 피부용 노드를 개별 연동하고, 위치 별 특성을 적용하여 디지털 휴먼의 신체를 형성하는 (d)단계, 상기 디지털 휴먼의 감정표현 처리를 위해 상기 근육 객체와 상기 피부 객체에 대한 제어 로직을 가지는 하나 이상의 감정표현처리 알고리즘을 상기 단말기의 휴먼관련데이터 저장부에 입력받아 저장하는 (e)단계 및 상기 단말기의 휴먼제어처리부가 가상공간 상에 배치된 상기 디지털 휴먼에 대한 하나 이상의 감정표현처리 조건을 설정하고, 서로 대응되는 감정표현 조건과 감정표현 처리 알고리즘을 상호 연동하는 (f)단계를 포함한다.
이때 상기 (b)단계는, 기 객체처리부가 상기 골격 객체의 둘레부에 서로 이격된 복수 개의 근육용 노드를 생성하는 (b-1)단계, 상기 객체처리부가 상기 복수 개의 근육용 노드를 연결하여 복수 개의 근육 폴리곤을 형성하는 (b-2)단계 및 상기 객체처리부가 상기 복수 개의 근육 폴리곤 상에 근육 텍스쳐를 형성하는 (b-3)단계를 포함할 수 있다.
그리고 상기 (c)단계는, 상기 객체처리부가 상기 근육 객체의 둘레부에 서로 이격된 복수 개의 피부용 노드를 생성하는 (c-1)단계, 상기 객체처리부가 상기 복수 개의 피부용 노드를 연결하여 복수 개의 피부 폴리곤을 형성하는 (c-2)단계 및 상기 객체처리부가 상기 복수 개의 피부 폴리곤 상에 피부 텍스쳐를 형성하는 (c-3)단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 (d)단계는, 상기 객체처리부가 상기 복수 개의 근육용 노드와 상기 복수 개의 피부용 노드에 대해, 서로 대응되는 근육용 노드 및 피부용 노드 간을 서로 연동하는 (d-1)단계, 상기 객체처리부가 상기 복수 개의 근육용 노드 중 근육 수축 표현의 기준점이 되는 일부 근육용 노드들에 대해 위치가 가변되지 않는 고정 근육용 노드로 설정하는 (d-2)단계, 상기 고정 근육용 노드와 하나의 근육 단위를 이루도록 설정된 다른 근육용 노드들 각각에 대해, 상기 고정 근육용 노드 방향으로의 최대 이동량을 설정하는 (d-3)단계 및 상기 객체처리부가 상기 근육용 노드의 이동량에 대비하여, 해당 근육용 노드와 연동된 피부용 노드의 비례 이동량을 설정하는 (d-4)단계를 포함할 수 있다.
이와 함께 상기 (d)단계는, 상기 객체처리부가 상기 고정 근육용 노드와 연동된 피부용 노드 방향으로 다른 피부용 노드가 이동할 경우, 각 피부용 노드 간의 줄어든 간격에 의해 상기 고정 근육용 노드와 연동된 피부용 노드 상에 주름이 형성되는 것으로 설정하는 (d-5)단계를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 (e)단계에서, 상기 감정표현처리 알고리즘은, 진심 웃음 알고리즘, 가짜 웃음 알고리즘 및 심화된 가짜 웃음 알고리즘을 포함할 수 있다.
이때 상기 진심 웃음 알고리즘의 제어 로직은, 상기 디지털 휴먼의 입 좌측 주변에 위치된 근육 객체에 대한 수축 제어를 수행하여 좌측 입꼬리의 웃는 모양을 형성하는 (e1-1)단계, 상기 (e1-1)단계가 수행된 이후 기 설정된 시간 차로 상기 디지털 휴먼의 입 우측 주변에 위치된 근육 객체에 대한 수축 제어를 수행하여 우측 입꼬리의 웃는 모양을 형성함에 따라, 전체적인 입의 웃는 모양을 형성하는 (e1-2)단계 및 상기 (e1-2)단계가 수행된 이후 기 설정된 시간 차로 상기 디지털 휴먼의 눈 주변에 위치된 근육 객체에 대한 수축 제어를 수행하여 눈의 웃는 모양을 형성하는 (e1-3)단계를 포함할 수 있다.
더불어 상기 진심 웃음 알고리즘의 제어 로직은, 상기 (e1-1)단계 내지 상기 (e1-3)단계와 함께 상기 디지털 휴먼의 목, 어깨, 배 중 적어도 어느 하나에 위치된 위치된 근육 객체에 대한 수축 제어 및 이완 제어를 반복 수행하는 (e1-4)단계를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 가짜 웃음 알고리즘의 제어 로직은, 상기 디지털 휴먼의 입 우측 주변에 위치된 근육 객체에 대한 수축 제어를 수행하여 우측 입꼬리의 웃는 모양을 형성하는 (e2-1)단계, 상기 (e2-1)단계가 수행된 이후 기 설정된 시간 차로 상기 디지털 휴먼의 입 좌측 주변에 위치된 근육 객체에 대한 수축 제어를 수행하여 좌측 입꼬리의 웃는 모양을 형성함에 따라, 전체적인 입의 웃는 모양을 형성하는 (e2-2)단계 및 상기 (e2-2)단계와 동시에 상기 디지털 휴먼의 눈 주변에 위치된 근육 객체에 대한 수축 제어를 수행하여 눈의 웃는 모양을 형성하는 (e2-3)단계를 포함할 수 있다.
그리고 상기 심화된 가짜 웃음 알고리즘의 제어 로직은, 상기 가짜 웃음 알고리즘의 제어 로직인 상기 (e2-1)단계 내지 상기 (e2-3)단계 중 상기 (e2-3)단계만을 수행하거나, 상기 (e2-1)단계 내지 상기 (e2-3)단계를 모두 수행하되, 상기 (e2-1)단계 및 상기 (e2-2)단계에서 상기 가짜 웃음 알고리즘에 비해 입 주변에 위치된 근육 객체에 대한 수축량이 감소되도록 제어할 수 있다.
또한 상기 (f)단계에서, 상기 감정표현처리 조건은, 상기 디지털 휴먼에 대해 이득이 되는 이득 조건, 상기 디지털 휴먼에 대해 손해가 되는 손해 조건 및 상기 이득 조건과 상기 손해 조건을 제외한 나머지인 중립 조건을 포함하며, 상기 휴먼제어처리부는, 상기 이득 조건과 상기 진심 웃음 알고리즘을 상호 연동하고, 상기 손해 조건과 상기 심화된 가짜 웃음 알고리즘을 상호 연동하며, 상기 중립 조건과 상기 가짜 웃음 알고리즘을 상호 연동할 수 있다.
한편 본 발명은 상기 객체처리부가 디지털 휴먼의 안구 객체를 생성하는 (ex1)단계를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 상기 (ex1)단계는, 상기 객체처리부가 안구 객체의 전체 형상을 형성하는 (ex1-1)단계, 상기 객체처리부가 안구 객체의 전면에 가상공간 내의 광원에 대한 반사 특성을 가지는 동공 영역을 형성하는 (ex1-2)단계, 상기 객체처리부가 가상공간 내에서 상기 동공 영역이 향하고 있는 방향에 위치된 하나 이상의 오브젝트를 특정하는 (ex1-3)단계, 상기 객체처리부가 상기 (ex1-3)단계에서 특정된 하나 이상의 오브젝트에 대해, 상기 동공 영역의 크기에 대응되도록 스케일 변환을 수행하는 (ex1-4)단계, 상기 객체처리부가 상기 (ex1-4)단계에서 스케일 변환된 하나 이상의 오브젝트에 대해, 상기 동공 영역의 곡률에 대응되도록 곡률 변환을 수행하는 (ex1-5)단계 및 상기 객체처리부가 상기 (ex1-5)단계에서 곡률 변환된 하나 이상의 오브젝트를 상기 동공 영역에 투영하는 (ex1-6)단계를 포함할 수 있다.
추가적으로 본 발명은 상기 디지털 휴먼의 호흡표현 처리를 위해 상기 근육 객체와 상기 피부 객체에 대한 제어 로직을 가지는 호흡표현처리 알고리즘을 상기 단말기의 휴먼관련데이터 저장부에 입력받아 저장하는 (ex2)단계를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 호흡표현처리 알고리즘의 제어 로직은, 상기 디지털 휴먼의 얼굴에 위치된 근육 객체에 대한 수축 제어를 수행하여 들숨 상태에서의 얼굴의 긴장 상태를 형성하는 (ex2-1)단계, 상기 (ex2-1)단계에 의해 수축된 상기 디지털 휴먼의 얼굴에 위치된 근육 객체에 대한 이완 제어를 수행하여 날숨 상태에서의 얼굴의 긴장 완화 상태를 형성하는 (ex2-2)단계 및 상기 (ex2-1)단계 내지 상기 (ex2-2)단계를 반복 수행하는 (ex2-3)단계를 포함할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법은, 골격 객체, 근육 객체 및 피부 객체를 레이어 방식으로 구축하고, 근육 객체 및 피부 객체에 대한 제어를 수행함에 따라, 외형뿐만 아니라 감정 표현, 표정 연출 및 생체 반응 등 모든 면에 있어 실제 사람과 유사한 디지털 휴먼을 구현할 수 있다는 장점을 가진다.
또한 본 발명은 이에 따라 구현된 디지털 휴먼을 활용하여 종래에 구현이 불가능하던 아바타 캐릭터에 대한 서비스를 사용자에게 제공할 수 있으며, 사용자로 하여금 자신의 아바타 캐릭터에게 쉽게 몰입하도록 하여 감정이입이 가능하게 할 수 있다는 장점을 가진다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법의 전체 과정을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법을 수행하기 위한 시스템을 개략적으로 나타낸 도면;
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, 디지털 휴먼의 신체를 구성하는 각 객체의 모습을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (b)단계의 세부 과정을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (c)단계의 세부 과정을 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (d)단계의 세부 과정을 나타낸 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (d)단계의 처리 과정을 개념적으로 나타낸 도면;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, 진심 웃음 알고리즘의 제어 로직의 세부 과정을 나타낸 도면;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, 진심 웃음 알고리즘의 제어 로직의 처리 과정을 개념적으로 나타낸 도면;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, 가짜 웃음 알고리즘의 제어 로직의 세부 과정을 나타낸 도면;
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, 가짜 웃음 알고리즘의 제어 로직의 처리 과정을 개념적으로 나타낸 도면;
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, 심화된 가짜 웃음 알고리즘의 제어 로직의 처리 과정을 개념적으로 나타낸 도면;
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (ex1)단계의 세부 과정을 나타낸 도면;
도 14 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (ex1)단계의 처리 과정을 개념적으로 나타낸 도면; 및
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (ex2)단계의 세부 과정을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법을 수행하기 위한 시스템을 개략적으로 나타낸 도면;
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, 디지털 휴먼의 신체를 구성하는 각 객체의 모습을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (b)단계의 세부 과정을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (c)단계의 세부 과정을 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (d)단계의 세부 과정을 나타낸 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (d)단계의 처리 과정을 개념적으로 나타낸 도면;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, 진심 웃음 알고리즘의 제어 로직의 세부 과정을 나타낸 도면;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, 진심 웃음 알고리즘의 제어 로직의 처리 과정을 개념적으로 나타낸 도면;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, 가짜 웃음 알고리즘의 제어 로직의 세부 과정을 나타낸 도면;
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, 가짜 웃음 알고리즘의 제어 로직의 처리 과정을 개념적으로 나타낸 도면;
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, 심화된 가짜 웃음 알고리즘의 제어 로직의 처리 과정을 개념적으로 나타낸 도면;
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (ex1)단계의 세부 과정을 나타낸 도면;
도 14 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (ex1)단계의 처리 과정을 개념적으로 나타낸 도면; 및
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (ex2)단계의 세부 과정을 나타낸 도면이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법은 가상공간에 배치되는 디지털 휴먼을 생성하는 방법으로서, 컴퓨터, 모바일 기기 등과 같은 단말기의 프로세서 및 그래픽 처리장치를 통해 구동될 수 있다. 즉 본 발명은 소프트웨어에 의한 정보 처리가 하드웨어를 통해 구체적으로 실현된다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 대해서 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법의 전체 과정을 나타낸 도면이다.
그리고 도 2는 본 발명의 일 실시예에 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법을 수행하기 위한 시스템의 각 구성을 개념적으로 나타낸 도면으로, 이하 설명에 있어서 각 구성요소에 할당된 부호는 본 도면을 기준으로 한다.
더불어 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, 디지털 휴먼의 신체를 구성하는 각 객체의 모습을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법은 (a)단계 내지 (f)단계를 포함한다.
먼저, (a)단계는 단말기(100)의 객체처리부(110)가 인체의 골격에 해당하는 골격 객체(13)를 생성하는 과정이다.
본 과정에서는 인체의 골격을 구성하는 복수 개의 뼈를 모델링하여 골격 객체(13)를 생성하게 된다. 이때 복수 개의 뼈는 인체의 중요 관절을 형성하는 것들이 대표적으로 선택될 수 있으며, 그 선택 기준은 다양하게 설정될 수 있다.
더불어 골격 객체(13)는 움직임이 전혀 없는 객체로 설정될 수 있다.
(b)단계는 객체처리부(110)가 골격 객체(13)를 감싸도록 형성되며, 복수 개의 근육용 노드(12a)를 포함하는 근육 객체(12)를 생성하는 과정이다,
본 과정에서는 인체의 근육을 모델링하여 근육 객체(12)를 생성하게 된다. 이때 근육 객체(12)는 복수 개의 근육용 노드(12a)를 기반으로 형성되며, 이와 같은 근육용 노드(12a) 간의 간격을 조절함에 따라 인체의 근육이 수축 및 이완되는 과정을 재현할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (b)단계의 세부 과정을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, (b)단계는 세부적으로 (b-1)단계 내지 (b-4)단계를 포함할 수 있다.
(b-1)단계는, 객체처리부(110)가 골격 객체(13)의 둘레부에 서로 이격된 복수 개의 근육용 노드(12a)를 생성하는 과정이다.
본 과정에서는 골격 객체(13)의 둘레부에 복수 개의 근육용 노드(12a)를 기 설정된 밀도에 따라 배치하게 된다.
그리고 (b-2)단계에서는 객체처리부(110)가 복수 개의 근육용 노드(12a)를 연결하여 복수 개의 근육 폴리곤을 형성하는 과정이 수행된다. 복수 개의 근육용 노드(12a) 중 선택된 서로 인접한 3개의 근육용 노드(12a)는 하나의 근육 폴리곤을 형성하게 된다.
(b-3)단계는 객체처리부(110)가 복수 개의 근육 폴리곤 상에 근육 텍스쳐를 형성하는 과정이다.
본 과정에서는 복수 개의 근육 폴리곤 상에 근육의 질감을 가지는 근육 텍스쳐를 형성하여, 골격 객체(13)를 감싸도록 형성되는 근육 객체(12)의 레이어를 구축하게 된다.
다음으로, (c)단계는 객체처리부(110)가 근육 객체(12)를 감싸도록 형성되며, 복수 개의 피부용 노드(11a)를 포함하는 피부 객체(11)를 생성하는 과정이다,
본 과정에서는 인체의 근육을 모델링하여 근육 객체(12)를 생성하게 된다. 이때 근육 객체(12)는 복수 개의 근육용 노드(12a)를 기반으로 형성되며, 이와 같은 근육용 노드(12a) 간의 간격을 조절함에 따라 인체의 근육이 수축 및 이완되는 과정을 재현할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (c)단계의 세부 과정을 나타낸 도면이다.
(c-1)단계는, 객체처리부(110)가 근육 객체(12)의 둘레부에 서로 이격된 복수 개의 피부용 노드(11a)를 생성하는 과정이다.
본 과정에서는 근육 객체(12)의 둘레부에 복수 개의 피부용 노드(11a)를 근육용 노드(12a)에 대응되는 밀도로 배치하게 된다. 이때 피부용 노드(11a)는 근육용 노드(12a)와 동일한 개수로 배치될 수도 있으나, 이와 달리 피부용 노드(11a)는 근육용 노드(12a)보다 많거나 적은 수로 배치될 수도 있다.
그리고 (c-2)단계에서는 객체처리부(110)가 복수 개의 피부용 노드(11a)를 연결하여 복수 개의 피부 폴리곤을 형성하는 과정이 수행된다. 복수 개의 피부용 노드(11a) 중 선택된 서로 인접한 3개의 피부용 노드(11a)는 하나의 피부 폴리곤을 형성하게 된다.
(c-3)단계는 객체처리부(110)가 복수 개의 피부 폴리곤 상에 피부 텍스쳐를 형성하는 과정이다.
본 과정에서는 복수 개의 피부 폴리곤 상에 피부의 질감을 가지는 피부 텍스쳐를 형성하여, 골격 객체(13)를 감싸도록 형성되는 근육 객체(12)의 레이어를 구축하게 된다.
이와 같이 본 발명은 골격 객체(13), 근육 객체(12) 및 피부 객체(11)를 레이어 방식으로 구축하여 인체의 특성과 유사한 특성을 구현할 수 있으며, 이 중에서 근육 객체(12) 및 피부 객체(11)에 대한 제어를 수행함에 따라, 외형뿐만 아니라 감정 표현, 표정 연출 및 생체 반응 등 모든 면에 있어 실제 사람과 유사한 디지털 휴먼(10)을 구현할 수 있다.
이를 위해, (a)단계 내지 (c)단계 이후에는 객체처리부(110)가 근육용 노드(12a)와 피부용 노드(11a)를 개별 연동하고, 위치 별 특성을 적용하여 디지털 휴먼(10)의 신체를 형성하는 (d)단계가 수행된다.
본 단계에서는 근육용 노드(12a)와 피부용 노드(11a)를 서로 연동하여 근육용 노드(12a)의 이동에 따라 피부용 노드(11a)가 함께 이동되도록 할 수 있으며, 이는 근육의 수축 및 이완에 따라 피부가 함꼐 수축하거나 이완되는 인체의 특성을 구현한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (d)단계의 세부 과정을 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (d)단계의 처리 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 (d)단계는 (d-1)단계 내지 (d-5)단계를 포함할 수 있다.
(d-1)단계는, 객체처리부(110)가 복수 개의 근육용 노드(12a)와 복수 개의 피부용 노드(11a)에 대해, 서로 대응되는 근육용 노드(12a) 및 피부용 노드(11a) 간을 서로 연동하는 과정이다.
이와 같은 과정에 의해 임의의 근육용 노드(12a)를 이동시킬 경우 이와 연동된 피부용 노드(11a)가 함께 이동하게 되며, 이는 근육과 피부의 수축 및 이완을 구현할 수 있도록 하는 기반이 된다.
(d-2)단계에서는 객체처리부(110)가 복수 개의 근육용 노드(12a) 중 근육 수축 표현의 기준점이 되는 일부 근육용 노드(12a)들에 대해, 위치가 가변되지 않는 고정 근육용 노드(12a)로 설정하는 과정이 이루어진다.
본 과정에서는 인체의 실제 특성을 고려하여, 인체와 유사한 형상으로 디자인된 디지털 휴먼(10)의 신체 중 근육의 움직임이 적거나 없는 부분에 배치된 근육용 노드(12a)를 고정 근육용 노드(12a-fix)로서 설정할 수 있다.
(d-3)단계는 고정 근육용 노드(12a-fix)와 하나의 근육 단위를 이루도록 설정된 다른 근육용 노드(12a)들 각각에 대해, 고정 근육용 노드(12a-fix) 방향으로의 최대 이동량을 설정하는 과정이다.
이는 하나의 근육 단위에서 이루어지는 수축을 구현할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이때 각각 근육용 노드(12a)에 대해 최대 이동량을 설정하는 이유는, 이와 같은 가상의 근육 단위가 실제 인체의 근육 수축도를 넘어 수축되는 현상을 방지하기 위한 것이다.
(d-4)단계는 객체처리부(110)가 (d-3)단계에서 설정된 근육용 노드(12a)의 이동량에 대비하여, 해당 근육용 노드(12a)와 연동된 피부용 노드(11a)의 비례 이동량을 설정하는 과정이다.
즉 근육용 노드(12a)가 소정 거리만큼 이동할 경우, 연동된 피부용 노드(11a)는 그 이동량에 비례하여 같은 방향으로 이동할 수 있게 된다. 이때 피부용 노드(11a)의 이동량은 근육용 노드(12a)의 이동량보다는 작은 범위에서 설정될 수 있으며, 이는 피부용 노드(11a)가 근육용 노드(12a)에 종속되어 이동하는 것이기 때문이다.
(d-5)단계는, 객체처리부(110)가 고정 근육용 노드(12a-fix)와 연동된 피부용 노드(11a-fix) 방향으로 다른 피부용 노드(11a)가 이동할 경우, 각 피부용 노드(11a) 간의 줄어든 간격에 의해 고정 근육용 노드(12a-fix)와 연동된 피부용 노드(11a) 상에 주름(L)이 형성되는 것으로 처리하는 과정이다.
일반적으로 사람의 피부는 근육에 비해 탄성이 적으므로, 근육용 노드(12a)에 의해 구현된 근육의 수축과 함께 피부용 노드(11a)의 간격이 함께 줄어들게 될 경우, 피부용 노드(11a)의 밀도가 높은 부분, 예컨대 고정 근육용 노드(12a-fix)와 연동된 피부용 노드(11a) 상에서는 피부가 완전히 수축되지 않은 것으로 설정하여 피부 텍스쳐 상에 주름(L)이 형성되도록 처리하게 된다.
특히 본 실시예에서는 디지털 휴먼(10)의 얼굴 부분에서 이와 같은 특성을 구현할 수 있으며, 얼굴 상에 나타나는 주름(L)을 통해 디지털 휴먼(10)의 표정을 변화시킴에 따라 감정 표현을 수행하도록 할 수 있다.
예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이 디지털 휴먼(10)의 입 주변의 근육이 수축하는 것으로 처리하여 입꼬리가 상승하도록 하고, 입꼬리 주변에 고정 근육용 노드(12a-fix)가 존재하여 주름(L)이 형성되도록 할 경우, 디지털 휴먼(10)의 웃는 표정을 정밀하게 구현할 수 있다.
다음으로, (e)단계는 디지털 휴먼(10)의 감정표현 처리를 위해 근육 객체(12)와 피부 객체(11)에 대한 제어 로직을 가지는 하나 이상의 감정표현처리 알고리즘을 단말기(100)의 휴먼관련데이터 저장부(120)에 입력받아 저장하는 과정이 수행된다.
감정표현처리 알고리즘은 특정 근육 객체(12)와 피부 객체(11)에 대한 제어 로직을 포함하여 디지털 휴먼(10)의 표정 또는 감정표현을 나타낼 수 있도록 하기 위해 마련된다.
본 실시예의 경우 감정표현처리 알고리즘은, 진심 웃음 알고리즘, 가짜 웃음 알고리즘 및 심화된 가짜 웃음 알고리즘을 포함하는 것으로 예시하였다.
이 중에서 진심 웃음 알고리즘은 디지털 휴먼(10)이 가상공간 내에서 진정으로 기쁘거나 웃음이 나오는 상황으로 설정된 조건이 만족될 경우 수행되는 제어 로직을 가지고 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, 진심 웃음 알고리즘의 제어 로직의 세부 과정을 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, 진심 웃음 알고리즘의 제어 로직의 처리 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 진심 웃음 알고리즘의 제어 로직은, (e1-1)단계 내지 (e1-4)단계를 포함할 수 있다.
(e1-1)단계는, 디지털 휴먼(10)의 입 좌측 주변에 위치된 근육 객체(12)에 대한 수축 제어를 수행하여 좌측 입꼬리의 웃는 모양을 형성하는 과정이다.
그리고 (e1-2)단계는, (e1-1)단계가 수행된 이후 기 설정된 시간 차로 디지털 휴먼(10)의 입 우측 주변에 위치된 근육 객체(12)에 대한 수축 제어를 수행하여 우측 입꼬리의 웃는 모양을 형성함에 따라, 전체적인 입의 웃는 모양을 형성하는 과정이다.
또한 (e1-3)단계는, (e1-2)단계가 수행된 이후 기 설정된 시간 차로 디지털 휴먼(10)의 눈 주변에 위치된 근육 객체(12)에 대한 수축 제어를 수행하여 눈의 웃는 모양을 형성하는 과정이다.
즉 디지털 휴먼(10)이 가상공간 내에서 진정으로 기쁘거나 웃음이 나오는 상황에서는 입과 눈이 함께 웃는 모양으로 변형되도록 하여, 실제의 기쁜 감정을 표현할 수 있도록 한다.
한편 (e1-1)단계와 (e1-2)단계 사이의 시차는 0.5초 이내일 수 있으며, (e1-2)단계와 (e1-3)단계 사이의 시차는 상대적으로 긴 1초~1.5초 범위로 설정될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
더불어 진심 웃음 알고리즘의 제어 로직은, (e1-1)단계 내지 (e1-3)단계와 함께 디지털 휴먼(10)의 목, 어깨, 배 중 적어도 어느 하나에 위치된 위치된 근육 객체(12)에 대한 수축 제어 및 이완 제어를 반복 수행하는 (e1-4)단계를 더 포함할 수 있다.
즉 디지털 휴먼(10)의 얼굴 표정과 함께, 목, 어깨, 배 등 신체 전반에 걸친 근육의 수축 표현을 통해 기쁜 감정을 보다 명확하게 표현하도록 할 수 있다.
그리고 가짜 웃음 알고리즘은 디지털 휴먼(10)이 가상공간 내에서 진정으로 기쁘거나 웃음이 나오는 상황은 아니나, 감정이 상하지 않는 범위에서 리액션을 수행하도록 설정된 조건이 만족될 경우 수행되는 제어 로직을 가지고 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, 가짜 웃음 알고리즘의 제어 로직의 세부 과정을 나타낸 도면이며, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, 가짜 웃음 알고리즘의 제어 로직의 처리 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 가짜 웃음 알고리즘의 제어 로직은, (e1-1)단계 내지 (e1-4)단계를 포함할 수 있다.
(e2-1)단계는, 디지털 휴먼(10)의 입 우측 주변에 위치된 근육 객체(12)에 대한 수축 제어를 수행하여 우측 입꼬리의 웃는 모양을 형성하는 과정이다.
그리고 (e2-2)단계는, (e2-1)단계가 수행된 이후 기 설정된 시간 차로 디지털 휴먼(10)의 입 좌측 주변에 위치된 근육 객체(12)에 대한 수축 제어를 수행하여 좌측 입꼬리의 웃는 모양을 형성함에 따라, 전체적인 입의 웃는 모양을 형성하는 과정이다.
즉 가짜 웃음 알고리즘의 경우에는 진심 웃음 알고리즘과 대비하여 입꼬리의 웃는 모양을 형성하는 순서가 반대이며, 이는 의식적으로 웃는 표정을 지을 경우 자연스럽게 웃는 표정이 지어질 경우와 달리 부자연스럽게 입꼬리가 올라가는 것을 표현하기 위한 것이다.
또한 (e2-3)단계는, (e2-2)단계와 동시에 디지털 휴먼(10)의 눈 주변에 위치된 근육 객체(12)에 대한 수축 제어를 수행하여 눈의 웃는 모양을 형성하는 과정이다.
한편 (e2-1)단계와 (e2-2)단계 사이의 시차는 0.5초 또는 0초일 수 있으며, (e1-2)단계와 (e1-3)단계는 동시에 수행되므로 그 시차는 0초로 설정될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이와 더불어 가짜 웃음 알고리즘의 경우에는 디지털 휴먼(10)의 목, 어깨, 배 등 신체 전반에 걸친 근육의 수축 표현은 생략될 수 있다.
다음으로 심화된 가짜 웃음 알고리즘은 디지털 휴먼(10)이 가상공간 내에서 감정이 상하는 상황에서 리액션을 수행하도록 설정된 조건이 만족될 경우 수행되는 제어 로직을 가지고 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, 심화된 가짜 웃음 알고리즘의 제어 로직의 처리 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
기본적으로 심화된 가짜 웃음 알고리즘은 전술한 가짜 웃음 알고리즘의 제어 로직인 (e2-1)단계 내지 (e2-3)단계 중 (e2-3)단계만을 수행하는 방식으로 이루어질 수 있다. 즉 눈만이 웃는 표정을 구현하여 현재의 감정을 표현하도록 할 수 있다.
또는, 심화된 가짜 웃음 알고리즘의 경우 (e2-1)단계 내지 (e2-3)단계를 모두 수행하되, (e2-1)단계 및 (e2-2)단계에서 가짜 웃음 알고리즘에 비해 입 주변에 위치된 근육 객체에 대한 수축량이 감소되도록 제어하는 방식이 적용될 수도 있다.
이와 더불어 심화된 가짜 웃음 알고리즘의 경우 역시 가짜 웃음 알고리즘과 마찬가지로, 디지털 휴먼(10)의 목, 어깨, 배 등 신체 전반에 걸친 근육의 수축 표현은 생략될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 디지털 휴먼(10)의 감정표현 처리를 위해 근육 객체(12)와 피부 객체(11)에 대한 제어 로직을 가지는 하나 이상의 감정표현처리 알고리즘을 단말기(100)의 휴먼관련데이터 저장부(120)에 입력받고, 이를 특정 조건이 만족된 경우 수행되도록 하여 디지털 휴먼(10)의 표정 또는 감정표현을 나타내도록 할 수 있다.
다음으로, (f)단계는 단말기(100)의 휴먼제어처리부(130)가 가상공간 상에 배치된 디지털 휴먼(10)에 대한 하나 이상의 감정표현처리 조건을 설정하고, 서로 대응되는 감정표현 조건과 감정표현 처리 알고리즘을 상호 연동하는 과정이다.
이와 같은 (f)단계에서 설정되는 감정표현처리 조건은, 디지털 휴먼(10)에 대해 이득이 되는 이득 조건, 디지털 휴먼(10)에 대해 손해가 되는 손해 조건 및 이득 조건과 손해 조건을 제외한 나머지인 중립 조건을 포함할 수 있다.
예컨대, 이득 조건은 칭찬 메시지 수신, 보상 수여, 부드러운 신체접촉 등과 같이 디지털 휴먼(10)에게 긍정적인 영향을 미치는 상황이에서 만족될 수 있으며, 손해 조건은 비난 메시지 수신, 과격한 신체 접촉 등과 같이 디지털 휴먼(10)에게 부정적인 영향을 미치는 상황이에서 만족될 수 있으며,
그리고 휴먼제어처리부(130)는, 이득 조건과 진심 웃음 알고리즘을 상호 연동하고, 손해 조건과 심화된 가짜 웃음 알고리즘을 상호 연동하며, 중립 조건과 가짜 웃음 알고리즘을 상호 연동할 수 있으며, 이에 따라 이득 조건, 손해 조건 또는 중립 조건 중 어느 하나의 조건이 만족될 경우 해당 알고리즘을 로딩하여 디지털 휴먼(10)에 대한 제어 처리를 수행할 수 있다.
한편 본 발명은, 상술한 (a)단계 내지 (f)단계의 프로세스와 더불어, 객체처리부(110)가 디지털 휴먼(10)의 안구 객체(20, 도 14 참조)를 생성하는 (ex1)단계와, 디지털 휴먼(10)의 호흡표현 처리를 위해 근육 객체와 피부 객체에 대한 제어 로직을 가지는 호흡표현처리 알고리즘을 단말기(100)의 휴먼관련데이터 저장부(120)에 입력받아 저장하는 (ex2)단계를 추가적으로 더 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (ex1)단계의 세부 과정을 나타낸 도면이며, 도 14 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (ex1)단계의 처리 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 13 내지 도 16에 도시된 바와 같이 가짜 웃음 알고리즘의 제어 로직은, (ex1-1)단계 내지 (ex1-6)단계를 포함할 수 있다.
먼저, (ex1-1)단계는 객체처리부(110)가 안구 객체(20)의 전체 형상을 형성하는 과정이다.
그리고 (ex-2)단계는, 객체처리부(110)가 안구 객체(20)의 전면에 가상공간 내의 광원에 대한 반사 특성을 가지는 동공 영역(21)을 형성하는 과정이다.
도 14에 도시된 바와 같이, (ex1-1)단계 및 (ex1-2)단계에서는 객체처리부(110)는 디지털 휴먼(10)의 얼굴 부분에서 안구 객체(20)를 생성하여 배치한 뒤, 이와 같은 안구 객체(20) 내에서 소정 크기의 동공 영역(21)을 할당한다.
이때 동공 영역(21)은 사용자가 느끼는 안구 객체(20)의 현실감을 높이기 위해 가상공간 내의 광원에 대한 반사가 이루어지도록 하며, 이를 위해 도 15에 도시된 바와 같이 가상공간 내에서 설정된 디지털 휴먼(10)의 시야 범위에 존재하는 하나 이상의 오브젝트(O)를 동공 영역(21)에 투영하는 과정을 수행 처리하게 된다.
이는 도 16에 나타난 바와 같이, (ex1-4)단계 내지 (ex1-6)단계에 의해 수행될 수 있다.
(ex1-4)단계는, 객체처리부(110)가 (ex1-3)단계에서 특정된 하나 이상의 오브젝트(O)에 대해, 동공 영역(21)의 크기에 대응되도록 스케일 변환을 수행하는 과정이다.
본 과정에서는 디지털 휴먼(10)의 시야 범위에 존재하는 하나 이상의 오브젝트(O)에 대해, 최상단 포인트와 최하단 포인트가 각각 동공 영역(21)의 상단부와 하단부에 사이에 위치되도록 스케일을 설정할 수 있다.
그리고 (ex1-5)단계는, 객체처리부(110)가 (ex1-4)단계에서 스케일 변환된 하나 이상의 오브젝트(O)에 대해, 동공 영역(21)의 곡률에 대응되도록 곡률 변환을 수행하는 과정이 수행된다.
본 과정에서는 동공 영역(21)의 좌우 방향 곡률 및 상하 방향 곡률을고려하여, 스케일 변환된 하나 이상의 오브젝트(O)에 대한 곡률 변환을 수행한다.
다음으로 (ex1-6)단계는, 객체처리부(110)가 (ex1-5)단계에서 곡률 변환된 하나 이상의 오브젝트(O)를 동공 영역(21)에 투영하는 과정이다.
본 과정의 경우, 곡률 변환된 하나 이상의 오브젝트(O)에 대한 투명도를 기 설정된 수준으로 조절하고, 동공 영역에 투영한다.
이와 같이 본 발명은 안구 객체(20)에 대한 디테일을 높여 보다 실제 사람과 유사한 디지털 휴먼(10)을 구현할 수 있다.
다음으로, 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서, (ex2)단계의 세부 과정을 나타낸 도면이다.
도 17에 도시된 바와 같이, (ex2)단계의 호흡표현처리 알고리즘은 세부적으로 (ex2-1)단계 내지 (ex2-3)단계를 포함할 수 있다.
(ex2-1)단계는, 디지털 휴먼(10)의 얼굴에 위치된 근육 객체(12)에 대한 수축 제어를 수행하여 들숨 상태에서의 얼굴의 긴장 상태를 형성하는 과정이다.
즉 본 과정은 안면 근육을 전반적으로 수축시킴에 따라 얼굴의 긴장 상태를 유지하도록 하여 들숨 상태에 대한 표현이 가능하도록 한다.
또한 이와 더불어, 디지털 휴먼(10)의 어깨, 가슴, 배 등의 부위에 대해서도 근육 객체(12)를 수축 제어하여 신체를 통한 들숨 상태 표현을 함께 수행할 수 있다.
(ex2-2)단계는, (ex2-1)단계에 의해 수축된 디지털 휴먼(10)의 얼굴에 위치된 근육 객체(12)에 대한 이완 제어를 수행하여 날숨 상태에서의 얼굴의 긴장 완화 상태를 형성하는 과정이다.
즉 본 과정은 안면 근육을 전반적으로 이완시킴에 따라 얼굴의 긴장도를 하강시켜 날숨 상태에 대한 표현이 가능하도록 한다.
또한 (ex2-2)단계 역시 마찬가지로, 디지털 휴먼(10)의 어깨, 가슴, 배 등의 부위에 대해서도 근육 객체(12)를 이완 제어하여 신체를 통한 날숨 상태 표현을 함께 수행할 수 있다.
다음으로 (ex2-3)단계는 (ex2-1)단계 내지 (ex2-2)단계를 반복 수행하는 과정으로서, 들숨과 날숨 상태를 반복함에 따라 디지털 휴먼(10)의 활동 과정에서의 호흡 상태를 지속적으로 처리할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 골격 객체(13), 근육 객체(12) 및 피부 객체(11)를 레이어 방식으로 구축하고, 근육 객체(12) 및 피부 객체(11)에 대한 제어를 수행함에 따라, 외형뿐만 아니라 감정 표현, 표정 연출 및 생체 반응 등 모든 면에 있어 실제 사람과 유사한 디지털 휴먼을 구현할 수 있으며, 이를 통해 종래에 구현이 불가능하던 아바타 캐릭터에 대한 서비스를 사용자에게 제공할 수 있는 것은 물론, 사용자로 하여금 자신의 아바타 캐릭터에게 쉽게 몰입하도록 하여 감정이입이 가능하도록 할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10: 디지털 휴먼
11: 피부 객체
11a: 피부용 노드
12: 근육 객체
12a: 근육용 노드
13: 골격 객체
20: 안구 객체
21: 동공
100: 단말기
110: 객체처리부
120: 휴먼관련데이터 저장부
130: 휴먼제어처리부
L: 주름
O: 오브젝트
11: 피부 객체
11a: 피부용 노드
12: 근육 객체
12a: 근육용 노드
13: 골격 객체
20: 안구 객체
21: 동공
100: 단말기
110: 객체처리부
120: 휴먼관련데이터 저장부
130: 휴먼제어처리부
L: 주름
O: 오브젝트
Claims (15)
- 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법에 있어서,
단말기의 객체처리부가 인체의 골격에 해당하는 골격 객체를 생성하는 (a)단계;
상기 객체처리부가 상기 골격 객체를 감싸도록 형성되며, 복수 개의 근육용 노드를 포함하는 근육 객체를 생성하는 (b)단계;
상기 객체처리부가 상기 근육 객체를 감싸도록 형성되며, 복수 개의 피부용 노드를 포함하는 피부 객체를 생성하는 (c)단계;
상기 객체처리부가 상기 근육용 노드와 상기 피부용 노드를 개별 연동하고, 위치 별 특성을 적용하여 디지털 휴먼의 신체를 형성하는 (d)단계;
상기 디지털 휴먼의 감정표현 처리를 위해 상기 근육 객체와 상기 피부 객체에 대한 제어 로직을 가지는 하나 이상의 감정표현처리 알고리즘을 상기 단말기의 휴먼관련데이터 저장부에 입력받아 저장하는 (e)단계; 및
상기 단말기의 휴먼제어처리부가 가상공간 상에 배치된 상기 디지털 휴먼에 대한 하나 이상의 감정표현처리 조건을 설정하고, 서로 대응되는 감정표현 조건과 감정표현 처리 알고리즘을 상호 연동하는 (f)단계;
를 포함하며,
상기 객체처리부가 디지털 휴먼의 안구 객체를 생성하는 (ex1)단계를 더 포함하고,
상기 (ex1)단계는,
상기 객체처리부가 안구 객체의 전체 형상을 형성하는 (ex1-1)단계;
상기 객체처리부가 안구 객체의 전면에 가상공간 내의 광원에 대한 반사 특성을 가지는 동공 영역을 형성하는 (ex1-2)단계;
상기 객체처리부가 가상공간 내에서 상기 동공 영역이 향하고 있는 방향에 위치된 하나 이상의 오브젝트를 특정하는 (ex1-3)단계;
상기 객체처리부가 상기 (ex1-3)단계에서 특정된 하나 이상의 오브젝트에 대해, 상기 동공 영역의 크기에 대응되도록 스케일 변환을 수행하는 (ex1-4)단계;
상기 객체처리부가 상기 (ex1-4)단계에서 스케일 변환된 하나 이상의 오브젝트에 대해, 상기 동공 영역의 곡률에 대응되도록 곡률 변환을 수행하는 (ex1-5)단계; 및
상기 객체처리부가 상기 (ex1-5)단계에서 곡률 변환된 하나 이상의 오브젝트를 상기 동공 영역에 투영하는 (ex1-6)단계;
를 포함하는,
인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법. - 제1항에 있어서,
상기 (b)단계는,
상기 객체처리부가 상기 골격 객체의 둘레부에 서로 이격된 복수 개의 근육용 노드를 생성하는 (b-1)단계;
상기 객체처리부가 상기 복수 개의 근육용 노드를 연결하여 복수 개의 근육 폴리곤을 형성하는 (b-2)단계; 및
상기 객체처리부가 상기 복수 개의 근육 폴리곤 상에 근육 텍스쳐를 형성하는 (b-3)단계;
를 포함하는,
인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법. - 제1항에 있어서,
상기 (c)단계는,
상기 객체처리부가 상기 근육 객체의 둘레부에 서로 이격된 복수 개의 피부용 노드를 생성하는 (c-1)단계;
상기 객체처리부가 상기 복수 개의 피부용 노드를 연결하여 복수 개의 피부 폴리곤을 형성하는 (c-2)단계; 및
상기 객체처리부가 상기 복수 개의 피부 폴리곤 상에 피부 텍스쳐를 형성하는 (c-3)단계;
를 포함하는,
인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법. - 제1항에 있어서,
상기 (d)단계는,
상기 객체처리부가 상기 복수 개의 근육용 노드와 상기 복수 개의 피부용 노드에 대해, 서로 대응되는 근육용 노드 및 피부용 노드 간을 서로 연동하는 (d-1)단계;
상기 객체처리부가 상기 복수 개의 근육용 노드 중 근육 수축 표현의 기준점이 되는 일부 근육용 노드들에 대해 위치가 가변되지 않는 고정 근육용 노드로 설정하는 (d-2)단계;
상기 고정 근육용 노드와 하나의 근육 단위를 이루도록 설정된 다른 근육용 노드들 각각에 대해, 상기 고정 근육용 노드 방향으로의 최대 이동량을 설정하는 (d-3)단계; 및
상기 객체처리부가 상기 근육용 노드의 이동량에 대비하여, 해당 근육용 노드와 연동된 피부용 노드의 비례 이동량을 설정하는 (d-4)단계;
를 포함하는,
인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법. - 제4항에 있어서,
상기 (d)단계는,
상기 객체처리부가 상기 고정 근육용 노드와 연동된 피부용 노드 방향으로 다른 피부용 노드가 이동할 경우, 각 피부용 노드 간의 줄어든 간격에 의해 상기 고정 근육용 노드와 연동된 피부용 노드 상에 주름이 형성되는 것으로 설정하는 (d-5)단계를 더 포함하는,
인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법. - 제1항에 있어서,
상기 (e)단계에서,
상기 감정표현처리 알고리즘은, 진심 웃음 알고리즘, 가짜 웃음 알고리즘 및 심화된 가짜 웃음 알고리즘을 포함하는,
인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법. - 제6항에 있어서,
상기 진심 웃음 알고리즘의 제어 로직은,
상기 디지털 휴먼의 입 좌측 주변에 위치된 근육 객체에 대한 수축 제어를 수행하여 좌측 입꼬리의 웃는 모양을 형성하는 (e1-1)단계;
상기 (e1-1)단계가 수행된 이후 기 설정된 시간 차로 상기 디지털 휴먼의 입 우측 주변에 위치된 근육 객체에 대한 수축 제어를 수행하여 우측 입꼬리의 웃는 모양을 형성함에 따라, 전체적인 입의 웃는 모양을 형성하는 (e1-2)단계; 및
상기 (e1-2)단계가 수행된 이후 기 설정된 시간 차로 상기 디지털 휴먼의 눈 주변에 위치된 근육 객체에 대한 수축 제어를 수행하여 눈의 웃는 모양을 형성하는 (e1-3)단계;
를 포함하는,
인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법. - 제7항에 있어서,
상기 진심 웃음 알고리즘의 제어 로직은,
상기 (e1-1)단계 내지 상기 (e1-3)단계와 함께 상기 디지털 휴먼의 목, 어깨, 배 중 적어도 어느 하나에 위치된 위치된 근육 객체에 대한 수축 제어 및 이완 제어를 반복 수행하는 (e1-4)단계를 더 포함하는,
인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법. - 제6항에 있어서,
상기 가짜 웃음 알고리즘의 제어 로직은,
상기 디지털 휴먼의 입 우측 주변에 위치된 근육 객체에 대한 수축 제어를 수행하여 우측 입꼬리의 웃는 모양을 형성하는 (e2-1)단계;
상기 (e2-1)단계가 수행된 이후 기 설정된 시간 차로 상기 디지털 휴먼의 입 좌측 주변에 위치된 근육 객체에 대한 수축 제어를 수행하여 좌측 입꼬리의 웃는 모양을 형성함에 따라, 전체적인 입의 웃는 모양을 형성하는 (e2-2)단계; 및
상기 (e2-2)단계와 동시에 상기 디지털 휴먼의 눈 주변에 위치된 근육 객체에 대한 수축 제어를 수행하여 눈의 웃는 모양을 형성하는 (e2-3)단계;
를 포함하는,
인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법. - 제9항에 있어서,
상기 심화된 가짜 웃음 알고리즘의 제어 로직은,
상기 가짜 웃음 알고리즘의 제어 로직인 상기 (e2-1)단계 내지 상기 (e2-3)단계 중 상기 (e2-3)단계만을 수행하거나,
상기 (e2-1)단계 내지 상기 (e2-3)단계를 모두 수행하되, 상기 (e2-1)단계 및 상기 (e2-2)단계에서 상기 가짜 웃음 알고리즘에 비해 입 주변에 위치된 근육 객체에 대한 수축량이 감소되도록 제어하는,
인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법. - 제6항에 있어서,
상기 (f)단계에서,
상기 감정표현처리 조건은, 상기 디지털 휴먼에 대해 이득이 되는 이득 조건, 상기 디지털 휴먼에 대해 손해가 되는 손해 조건 및 상기 이득 조건과 상기 손해 조건을 제외한 나머지인 중립 조건을 포함하며,
상기 휴먼제어처리부는, 상기 이득 조건과 상기 진심 웃음 알고리즘을 상호 연동하고, 상기 손해 조건과 상기 심화된 가짜 웃음 알고리즘을 상호 연동하며, 상기 중립 조건과 상기 가짜 웃음 알고리즘을 상호 연동하는,
인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 디지털 휴먼의 호흡표현 처리를 위해 상기 근육 객체와 상기 피부 객체에 대한 제어 로직을 가지는 호흡표현처리 알고리즘을 상기 단말기의 휴먼관련데이터 저장부에 입력받아 저장하는 (ex2)단계를 더 포함하는,
인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법. - 제14항에 있어서,
상기 호흡표현처리 알고리즘의 제어 로직은,
상기 디지털 휴먼의 얼굴에 위치된 근육 객체에 대한 수축 제어를 수행하여 들숨 상태에서의 얼굴의 긴장 상태를 형성하는 (ex2-1)단계;
상기 (ex2-1)단계에 의해 수축된 상기 디지털 휴먼의 얼굴에 위치된 근육 객체에 대한 이완 제어를 수행하여 날숨 상태에서의 얼굴의 긴장 완화 상태를 형성하는 (ex2-2)단계; 및
상기 (ex2-1)단계 내지 상기 (ex2-2)단계를 반복 수행하는 (ex2-3)단계;
를 포함하는,
인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020230028890A KR102584530B1 (ko) | 2023-03-06 | 2023-03-06 | 인체조직 레이어 구축 방식을 활용한 디지털 휴먼 생성방법 |
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| KR20070051455A (ko) | 2005-11-15 | 2007-05-18 | 엘지전자 주식회사 | 실사사진을 이용한 3ｄ 아바타 생성 및 이를 이용한코디네이션 서비스 제공 방법 |
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