KR20000026404A - 가상현실 캐릭터의 실시간 제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3차원 가상현실 캐릭터의 제어시스템에 관한 것으로서, 특히 생방송 연출용 실시간 가상현실 캐릭터의 제어시스템에 관한 것이다.

본 발명의 가상현실 캐릭터의 제어시스템은 가상현실 캐릭터의 각 신체부위별 위치 벡터가 기입되어 있는 제 1 저장수단과; 가상현실 캐릭터의 기본모션 데이터가 기입되어 있으며, 새롭게 실현되는 가상현실 캐릭터의 유형별 모션데이터를 각 지정주소 마다 저장하는 제 2 저장수단과; 상기 제 1 저장수단에 기입되어 있는 신체부위별 위치 벡터에 대응하는 키를 구비하고, 상기 제 2 저장수단에 새로운 유형별 모션 데이터를 지정장소에 설정하기 위한 복수의 입력장치와; 상기 입력장치의 지정에 따라 상기 제 1 및 제 2 저장수단으로부터 해당 데이터를 판독하여 이를 실시간으로 그래픽 이미지화시키는 제어수단 및 상기 제어수단에 의해 이미지화된 그래픽 정보를 출력하기 위한 출력장치를 포함한다.

따라서, 본 발명은 고가의 모션캡쳐 장비에 의존하지 않고도 기존의 모션 이미지 데이터 베이스로부터 실시간 제어 가능한 움직임을 만들어 낼 수 있기 때문에 적은 자금으로도 자유로운 모션을 직접 실현할 수 있다. 따라서, 생방송에 출연하여 시청자들과 대화를 나누는 등의 상호작용이 원활하여 가상 캐릭터가 차지할 수 있는 영역을 넓혀 줄 수 있을 것이다.

Description

가상현실 캐릭터의 실시간 제어시스템

본 발명은 3차원 가상현실 캐릭터의 제어시스템에 관한 것으로서, 특히 생방송 연출용 실시간 가상현실 캐릭터의 제어시스템에 관한 것이다.

국내외의 대부분의 사이버 캐릭터(가수, DJ, VJ 등)는 실시간으로 움직이는 가상현실 캐릭터가 아니라 컴퓨터 그래픽 애니메이션에 불과하다. 애니메이션은 제작자의 의도를 부가시켜 시간의 흐름에 따라 대상물의 변화하는 과정이 묘사되는 상태를 말한다. 구체적으로 시간에 따른 대상물의 이동, 크기의 변화, 형태 변화, 회전 등에서 방향, 속도, 주변 환경변화, 자체 속성들의 변화 등 대상물 자체의 애니메이션이 있고, 대상물과 그 환경을 고정시키고 카메라가 이동하면서 시간에 따른 변화를 제작하는 카메라 애니메이션이 있다. 또한, 컬러의 변화 및 빛의 이동도 애니메이션에 포함된다.

이와같은 컴퓨터 그래픽 애니메이션은 실시간으로 움직이거나 제어를 할 수 있는 캐릭터가 아니기에 일반적인 만화영화에 나오는 캐릭터와 별다른 차별성을 가질 수 없다.

따라서, 현재 국내외적으로 가상현실이 생방송 등에 쓰이고 있는 것으로는 일기예보, 선거집계방송 등의 사이버 스튜디오 정도이고, 대부분의 사이버 캐릭터는 이미 랜더링된 컴퓨터 그래픽 애니메이션에 불과한 것이다.

따라서, 실시간으로 움직이고 제어가 되는 사이버 캐릭터가 적은 비용으로 방송용 특성에 적합한 정도의 성능을 가지고 움직일 수 있다면 그 시장성과 적용성은 무궁무진하다 할 것이다.

가상현실 기법의 응용으로 일기예보, 선거투표집계방송 등에 일부 가상현실시스템이 도입되어 사용되고 있다. 특히, 헐리우드에서 제작되는 SF나 과학물의 영화 등에 나오는 대부분의 괴물 캐릭터, 또는 인물 캐릭터(영화 "타이타닉" 등에 절대적으로 사용이 되었음) 등은 고가의 모션캡쳐 시스템(motion capture system)과 3차원 컴퓨터 애니메이션과의 결합으로 만들어 진 것이다.

현재의 컴퓨터 애니메이션용 캐릭터는 수입된 고가의 모션캡쳐 시스템이 있어야 하고 이것을 이용하여 캐릭터의 움직임을 제어한다.

여기서의 제어는 실시간적인 제어가 아니고 미리 렌더링(rendering)하기 위한 보조수단에 불과한 것이다. 설사 실시간으로 움직이는 가상현실 캐릭터를 만들 수 있다 하더라도 이것을 제어하기 위해 고가의 모션캡쳐 시스템이 있어야 한다는 것은 프로덕션이나 기업 입장에서 상당한 부담이 아닐 수 없다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 가상현실 캐릭터를 오퍼레이터의 간단한 조작에 의해 실시간 제어할 수 있는 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적중 하나는 고가의 모션캡쳐 시스템을 사용하지 않고 가상현실 캐릭터의 움직임을 즉각적으로 제어할 수 있는 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적중 하나는 적은 자금으로도 자유로운 모션을 실시간에 직접 실현할 수 있는 제어시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 가상현실 캐릭터의 각 신체부위별 위치 벡터가 기입되어 있는 제 1 저장수단과; 가상현실 캐릭터의 기본모션 데이터가 기입되어 있으며, 새롭게 실현되는 가상현실 캐릭터의 유형별 모션데이터를 각 지정주소 마다 저장하는 제 2 저장수단과; 상기 제 1 저장수단에 기입되어 있는 신체부위별 위치 벡터에 대응하는 키를 구비하고, 상기 제 2 저장수단에 새로운 유형별 모션 데이터를 지정장소에 설정하기 위한 복수의 입력장치와; 상기 입력장치의 지정에 따라 상기 제 1 및 제 2 저장수단으로부터 해당 데이터를 판독하여 이를 실시간으로 그래픽 이미지화시키는 제어수단 및 상기 제어수단에 의해 이미지화된 그래픽 정보를 출력하기 위한 출력장치를 포함한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시에 의해 알게될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특히, 첨부된 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해서 실현될수 있다.

도 1은 본 발명의 제어시스템에 대한 블록구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: CPU 2: 제 1 입력장치

3: 제 2 입력장치 4: 제 3 입력장치

5: 부위별 모션벡터 메모리 6: 유형별 모션 데이터 메모리

7: 얼굴표정 데이터 메모리 8: 작업메모리

9: 프로그램 ROM 10: 그래픽시스템

11: 출력장치

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 가상현실 캐릭터의 실시간 제어시스템에 대한 블록구성도를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와같이, 본 발명의 제어시스템은 크게 입력부, 제어부, 저장부, 그래픽 시스템 및 출력부로 구성된다.

본 발명의 입력부는 다시 제 1, 제 2 및 제 3 입력장치(2, 3 및 4)를 포함한다. 상기 제 1, 제 2 및 제 3 입력장치는 키보드, 조이스틱을 포함한다.

상기 제 1 입력장치는 예를들어 키보드로서 각 키보드의 문자키는 가상 캐릭터의 각 신체 부위별(팔, 다리, 몸통 등) 위치 벡터에 상응한다. 즉, 키보드의 대문자 A는 팔목의 위치벡터를 지정한다. 여기서의 위치벡터는 3차원 벡터좌표(X, Y, Z)를 뜻한다.

상기 제 2 입력장치는 예를들어 키보드로서 각 키보드의 문자키는 가상 캐릭터의 얼굴표정(웃는 표정, 화난 표정 등)과 신체부위별 관절을 지정한다.

상기 제 3 입력장치는 예를들어 조이스틱으로서 조이스틱의 회전방향고 회전각도는 각 신체부위중 관절의 회전방향과 회전각도에 상응한다. 즉, 제 2 입력장치의 대문자 A키는 신체부위중 팔목관절을 지정하고, 제 3 입력장치를 일정한 방향과 각도로 회전시킴으로써 가상 캐릭터의 팔목관절의 회전정도를 지정할 수 있다.

이와같이, 본 발명의 각 입력장치는 가상 캐릭터의 각 신체부위별 위치벡터와, 얼굴표정 및 관절의 회전정도에 관한 정보를 입력할 수 있다.

따라서, 오퍼레이터는 각 입력장치의 키가 어떠한 신체부위의 위치벡터와 대응되어 있는지를 자료화된 테이블을 통해 인식한 후 작업을 수행한다. 또한, 본 발명의 제어시스템을 사용하여 빠른 실시간을 제어를 달성하기 위해서는 숙련된 오퍼레이터가 필요하며, 입력장치를 복수화하여 여러명의 오퍼레이터가 키조작을 수행함으로써 보다 빠른 실시간 제어를 달성할 수 있다.

본 발명의 저장부는 부위별 모션벡터 메모리, 유형별 모션데이터 메모리, 얼굴표정 데이터 메모리, 작업 메모리, 프로그램 메모리를 포함한다.

상기 부위별 모션벡터 메모리는 가상 캐릭터의 각 신체부위별 모션벡터가 3차원 위치벡터의 량으로 기입되어 있다.

상기 얼굴표정 데이터 메모리는 가상 캐릭터의 얼굴표정에 대한 데이터가 기입되어 있다.

상기 작업메모리는 CPU의 작업에 필요한 데이터를 일시적으로 보관하기 위한 장소이다.

상기 프로그램 ROM은 CPU가 가상 캐릭터의 실시간 제어를 위한 프로그램이 수록되어 있다.

상기 유형별 모션 데이터 메모리는 기본모션(예를들어, 차롓자세 상태)의 데이터가 저장되어 있으며, 가상 캐릭터의 실시간 제어중에 새롭게 발생하는 자세나 모션의 유형을 기입할 수 있고, 이후 동일한 모션이 필요한 경우 입력장치의 숫자키를 통해 간단히 판독하여 표시할 수 있는 것이다.

본 발명의 제어부는 상기한 입력부의 데이터 지정에 따라 상기 저장부로부터 필요한 데이터를 판독하여 이를 작업메모리에 일시 저장시킨후 위치벡터를 연산하여 그래픽 시스템에 전송하는 시스템 제어장치이다.

상기 그래픽 시스템은 상기 제어부에서 전송되는 기본모션을 3차원 그래픽으로 이미지시키고, 이를 제어부에서 전송되는 새로운 모션 위치벡터, 얼굴표정 데이터 및 회전데이터에 근거하여 실시간에 따라 새로운 모션을 이미지 시키는 것이다.

상기 출력장치는 모니터화면이 가장 대표적인 것으로서 기타 다른 출력장치로서의 대체가 가능함은 물론이다.

이하에서는 상기한 구성을 갖는 본 발명의 가상캐릭터의 실시간 제어시스템의 작용을 설명한다.

먼저, 제 2 입력장치의 숫자키중 "0"을 입력하면 제어부는 이를 인식하여 유형별 모션 데이터 메모리에 기입되어 있는 기본모션 데이터를 판독하여 이를 그래픽 시스템에 전달함으로써 이미지화 시켜 표시한다.

가상캐릭터의 기본모션을 "인사하는 모션"으로 실시간 제어하고자 하는 경우에는 인사하는 모션으로 변환하기 위해 필요한 캐릭터의 이동, 회전, 위치벡터의 변환에 관한 자료에 근거하여 대응하는 메모리의 데이터를 불러낼 수 있도록 상기 제 1, 제 2 및 제 3 입력장치의 대응키와 조이스틱을 조작한다.

이러한 입력장치의 조작에 따라 입력되는 입력정보에 따라 CPU는 해당하는 메모리로부터 모션 데이터 정보를 판독하고 이를 그래픽 시스템이 인식할 수 있는 정보로 연산하여 그래픽 시스템에 전달한다.

그래픽 시스템은 넘겨받은 정보를 조합하여 새로운 캐릭터의 모션을 이미지화 시켜 이를 표시한다. 사용자는 표시된 캐릭터의 모션이 적합하다고 인식하면 이를 유형별 모션 데이터 메모리에 저장하라는 신호를 지정한다. 이에따라 유형별 모션 데이터 메모리에는 지정된 장소에 가상 캐릭터의 "인사하는 모션"이 저장된다.

따라서, 이후에 또 다시 가상 캐릭터의 인사하는 모션이 필요한 경우에는 일일이 해당 신체부위별 위치벡터를 지정할 필요없이 간단히 그 지정장소(예를들어, 제 2 입력장치의 숫자키 "1"을 입력한다)를 설정하는 것에 의해 가상캐릭터의 실시간 제어가 가능하다.

상술한 실시예에 본 발명이 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 고가의 모션캡쳐 장비에 의존하지 않고도 기존의 모션 이미지 데이터 베이스로부터 실시간 제어 가능한 움직임을 만들어 낼 수 있기 때문에 적은 자금으로도 자유로운 모션을 직접 실현할 수 있다. 따라서, 생방송에 출연하여 시청자들과 대화를 나누는 등의 상호작용이 원활하여 가상 캐릭터가 차지할 수 있는 영역을 넓혀 줄 수 있을 것이다.

Claims (1)

1. 가상현실 캐릭터의 각 신체부위별 위치 벡터가 기입되어 있는 제 1 저장수단과;

   가상현실 캐릭터의 기본모션 데이터가 기입되어 있으며, 새롭게 실현되는 가상현실 캐릭터의 유형별 모션데이터를 각 지정주소 마다 저장하는 제 2 저장수단과;

   상기 제 1 저장수단에 기입되어 있는 신체부위별 위치 벡터에 대응하는 키를 구비하고, 상기 제 2 저장수단에 새로운 유형별 모션 데이터를 지정장소에 설정하기 위한 복수의 입력장치와;

   상기 입력장치의 지정에 따라 상기 제 1 및 제 2 저장수단으로부터 해당 데이터를 판독하여 이를 실시간으로 그래픽 이미지화시키는 제어수단 및

   상기 제어수단에 의해 이미지화된 그래픽 정보를 출력하기 위한 출력장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 캐릭터의 실시간 제어시스템.