KR20030073381A - 층별 렌더링정보를 갖는 쓰리디 애니메이션의아바타캐릭터 편집방법 및 장치 - Google Patents

층별 렌더링정보를 갖는 쓰리디 애니메이션의아바타캐릭터 편집방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3차원객체 중의 하나인 인물캐릭터(예; 주인공캐릭터)와 유사한 3차원 아바타캐릭터가 등장하는 3D 애니메이션의 제작을 보다 간편하고 빠르게 수행할 수 있도록 한 층별 렌더링정보를 갖는 3D 애니메이션의 아바타캐릭터 편집방법 및 장치에 관한 것으로, 3차원객체의 모델링데이터를 생성하고, 3D 애니메이션의 한 프레임에 등장하게 되는 복수의 3차원객체에 최하층으로부터 최상층까지 중첩순위를 부여하여 층별로 3차원객체의 위치정보를 저장하고, 3차원객체들의 위치정보와 모델링데이터를 기초로 층별 렌더링데이터를 생성하고, 아바타캐릭터로 변경할 3차원객체의 층별 모델링데이터를 액세스하여 3차원 아바타캐릭터의 모델링데이터를 생성하고, 3차원 아바타캐릭터로 변경된 3차원객체의 층별 위치정보를 이용해서 3차원 아바타캐릭터의 층별 렌더링데이터를 생성하고, 3차원 아바타캐릭터로 변경된 3차원객체의 층별 렌더링데이터를 3차원 아바타캐릭터의 층별 렌더링데이터와 교환하고, 각각의 프레임에 속한 층별 렌더링데이터를 중첩순위별로 중첩하여 프레임당 하나의 이미지로 합성하여 연속하는 프레임을 생성하도록 구성된 것이다.

Description

층별 렌더링정보를 갖는 쓰리디 애니메이션의 아바타캐릭터 편집방법 및 장치{Avata character editing method and apparatus for 3D animation with layer rendering data}
본 발명은 층별 렌더링정보를 갖는 3D 애니메이션의 아바타캐릭터 편집방법및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3차원객체 중의 하나인 인물캐릭터(예; 주인공캐릭터)와 유사한 3차원 아바타캐릭터가 등장하는 3D 애니메이션의 제작을 보다 간편하고 빠르게 수행할 수 있도록 한 층별 렌더링정보를 갖는 3D 애니메이션의 아바타캐릭터 편집방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 3D 애니메이션은 컴퓨터를 이용하여 모델링된 3차원모델(이하, 3차원객체라 함)을 렌더링하여 연속하는 이미지로 구성함으로써 실사와 같은 장면을 연출하는 것으로, 그 제작과정은 배경이나 건물, 캐릭터, 차량, 가구 등의 3차원객체들을 입체적으로 모델링 한 후 한 장면(이하, "프레임"이라 함)에 속하는 3차원객체들을 모두 한꺼번에 렌더링하여 하나의 프레임을 만들고, 이들을 예컨대, 초당 30프레임으로 하여 나타내고 있었다.
이러한 3D 애니메이션에 등장하는 3차원객체 중의 하나인 인물캐릭터(예; 주인공캐릭터)는 그 인기도에 따라서 각종 산업에의 파급효과가 크며, 이를 각종 상품에 적용하여 경제적 이득을 도모하고 있다.
그러나, 종래의 3D 애니메이션 제작방법은 프레임당 하나의 이미지가 생성되도록 3차원객체들을 렌더링하고 있었기 때문에 3차원객체에 작은 변경사항이 발생되는 경우 모든 제작과정을 처음부터 반복한 다음 다시 렌더링하여야 되는 문제점이 있었다.
즉, 3D 애니메이션에 등장하는 여러 3차원객체 중의 하나인 인물캐릭터의 얼굴을 실제의 인물 형태와 비슷한 3차원 이미지로 변경시킨 3차원 아바타캐릭터(avata character)를 만들어서 3D 애니메이션에 삽입하고자 하는 경우전체적으로 볼 때 매우 작은 부분의 변경에 불과하지만 현재의 편집기술로는 변경된 부분만을 삽입하는 것이 아닌 전체적인 과정을 되밟아야 되는 문제점이 있었으며, 특히 3D 애니메이션 제작과정에서 시간적으로 많은 비중을 차지하는 렌더링과정을 전체적으로 재실시하여야 하기 때문에 제작기간(대략 20일∼30일 정도)이 너무 길게 되어 고가의 비용이 들게되며, 현실적으로 실시가 어렵고 매우 번거로운 작업이 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 3D 애니메이션에 등장하는 3차원 객체(예; 주인공 인물캐릭터)에 변경사항(예; 주이공 캐릭터의 얼굴부분)이 발생되는 경우 이를 보다 빠르고 간편하게 변경하고, 렌더링하여 3D 애니메이션에 삽입할 수 있는 층별 렌더링정보를 갖는 3D 애니메이션의 아바타캐릭터 편집방법 및 장치를 제공함에 있다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 층별 렌더링정보를 갖는 3D 애니메이션의 아바타캐릭터 편집방법은 3차원객체의 모델링데이터를 생성하고, 3D 애니메이션의 한 프레임에 등장하게 되는 복수의 3차원객체에 최하층으로부터 최상층까지 중첩순위를 부여하여 층별로 3차원객체의 위치정보를 저장하고, 3차원객체들의 위치정보와 모델링데이터를 기초로 층별 렌더링데이터를 생성하고, 아바타캐릭터로 변경할 3차원객체의 층별 모델링데이터를 액세스하여 3차원 아바타캐릭터의 모델링데이터를 생성하고, 3차원 아바타캐릭터로 변경된 3차원객체의 층별 위치정보를 이용해서 3차원 아바타캐릭터의 층별 렌더링데이터를 생성하고, 3차원 아바타캐릭터로 변경된 3차원객체의 층별 렌더링데이터를 3차원 아바타캐릭터의 층별 렌더링데이터와 교환하고, 각각의 프레임에 속한 층별 렌더링데이터를 중첩순위별로 중첩하여 프레임당 하나의 이미지로 합성하여 연속하는 프레임을 생성하도록 구성된 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 층별 렌더링정보를 갖는 3D 애니메이션의 아바타캐릭터 편집장치는 3차원객체의 모델링데이터를 생성하고, 아바타캐릭터로 변경할 3차원객체의 층별 모델링데이터를 액세스하여 3차원 아바타캐릭터의 모델링데이터를 생성하기 위한 모델링머신과, 3D 애니메이션의 한 프레임에 등장하게 되는 복수의 3차원객체에 최하층으로부터 최상층까지 중첩순위를 부여하여 3차원객체의 층별 위치정보를 저장하기 위한 3차원 데이터저장부와, 3차원객체들의 위치정보와 모델링데이터를 기초로 층별 렌더링데이터를 생성하고, 3차원 아바타캐릭터로 변경된 3차원객체의 층별 위치정보를 이용해서 3차원 아바타캐릭터의 층별 렌더링데이터를 생성하기 위한 렌더링머신과, 3차원 아바타캐릭터로 변경된 3차원객체의 층별 렌더링데이터를 3차원 아바타캐릭터의 층별 렌더링데이터와 교환하여 저장하기 위한 렌더링 데이터저장부와, 각각의 프레임에 속한 층별 렌더링데이터를 중첩순위별로 중첩하여 프레임당 하나의 이미지로 합성하여 연속하는 프레임을 생성하기 위한 영상합성부로 구성된 것을 특징을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 층별 렌더링정보를 갖는 3D 애니메이션의 아바타캐릭터 편집장치를 나타낸 블록 구성도
도 2는 본 발명에서 하나의 프레임이 복수의 층으로 구분되어 있는 것을 설명하기 위한 도면
도 3은 본 발명에 따른 층별 렌더링정보를 갖는 3D 애니메이션의 아바타캐릭터 편집방법을 설명하기 위한 플로우차트
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *
30 : 모델링머신32 : 3차원 데이터저장부
40 : 렌더링머신50 : 렌더링 데이터저장부
60 : 영상합성부70 : 비디오카세트테이프레코더
이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
첨부도면 도1은 본 발명에 따른 층별 렌더링정보를 갖는 3D 애니메이션의 아바타캐릭터 편집장치를 나타낸 블록 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이 크게 모델링 데이터를 생성하기 위한 모델링머신(30)과, 모델링데이터를 저장하기 위한 3차원 데이터저장부(32)와, 렌더링을 위한 렌더링머신(40)과, 렌더링된 데이터를 저장하기 위한 렌더링 데이터저장부(50)와, 층별 렌더링데이터를 하나의 프레임으로 합성하기 위한 영상합성부(60)로 구성하였으며, 이들은 모두 네트워크망(100)으로 연결되어 데이터를 송수신할 수 있도록 하였다.
여기서 모델링머신(30)은 예컨대, 주인공의 인물캐릭터, 동물캐릭터, 건물, 가구, 자동차, 비행체, 무기, 의복, 갑옷 등과 같은 3차원객체의 모델링데이터를 편집하고 생성하기 위한 것이며, 3D 모델링을 위한 통상의 컴퓨터를 이용하여 구성될 수 있다.
또한, 모델링머신(30)은 3차원객체(예; 주인공 인물캐릭터)를 3차원 아바타캐릭터로 변경하는 경우 3차원객체의 층별 모델링데이터를 3차원 데이터저장부(32)로부터 액세스하여 3차원 아바타캐릭터의 모델링데이터를 생성하게 된다.
그리고, 모델링머신(30)은 예컨대, 적용할 인물사진의 얼굴부위 전면이미지와, 후면이미지, 좌측 또는 우측의 측면이미지, 평면이미지를 기초로 해서 3차원으로 편집되며, 이러한 인물사진은 아바타캐릭터 제작을 의뢰한 의뢰인이 디지털카메라를 이용하여 자신의 얼굴사진을 찍어서 전자우편(E-mail)을 통해 전송할 수 있다.
첨부도면 도2에 도시된 바와 같이 상기 3차원 데이터저장부(32)에는 3D 애니메이션의 한 프레임에 등장하게 되는 복수의 3차원객체들을 최하층으로부터 최상층까지 중첩순위를 부여하여 3차원객체들의 층별 위치정보가 저장되며, 이 층별 위치정보에는 상기 모델링머신(30)으로부터 출력되는 3차원객체의 모델링데이터가 연계되어 저장된다.
즉, 3D 애니메이션의 프레임 주파수는 통상 초당 3O프레임으로 구성되며, 하나의 프레임은 그 프레임에 등장하는 3차원객체의 수만큼 여러 층으로 구분되고, 각 층에 관계되어 3차원객체의 위치정보와 중첩순위가 저장된다.
그리고, 3D 애니메이션의 프레임 주파수는 꼭 30프레임에 한정하지 않고, 24프레임 또는 기타의 프레임에도 적용될 수 있다.
한편, 상기 렌더링머신(40)은 내부에 고속의 마이크로프로세서(41), 프로그램메모리(42), 데이터메모리(43), 그래픽연산부(44), 비디오메모리(45), LAN카드와 같은 데이터통신부(46), 렌더링프로그램이 탑재된 하드디스크(47)로 구성될 수 있으며, 통상 렌더링프로그램을 운영할 수 있는 고성능의 컴퓨터이면 구성이 가능하다.
또한, 상기 렌더링머신(40)은 3차원 데이터저장부(32)로부터 3차원객체들의 위치정보와 모델링데이터를 액세스하여 이를 기초로 층별 렌더링데이터를 생성하는 한편, 3차원 아바타캐릭터로 변경된 3차원객체의 층별 위치정보를 이용해서 3차원 아바타캐릭터의 층별 렌더링데이터를 생성하게 된다.
즉, 렌더링머신(40)은 첨부도면 도2에 도시된 바와 같이 하나의 프레임(…,A,B,C,D,E,…)에는 다수의 렌더링층(A1,A2,A3,…,An)(B1,B2,B3,…,Bn)(C1,C2,C3,…,Cn)(D1,D2,D3,…,Dn)(E1,E2,E3,…,En)이 존재하게 되며, 각 렌더링층 (A1,A2,A3,…,An)(B1,B2,B3,…,Bn)(C1,C2,C3,…,Cn)(D1,D2,D3,…,Dn)(E1,E2,E3,…,En)에는 하나의 3차원객체만이 위치되어 렌더링된다.
또한, 각 렌더링층(A1,A2,A3,…,An)(B1,B2,B3,…,Bn)(C1,C2,C3,…,Cn)(D1,D2,D3,…,Dn)(E1,E2,E3,…,En)의 배경은 투명하여 하위층의 렌더이미지가 곁쳐서 보이도록 구성한다.
그리고, 상기 렌더링머신(40)은 렌더링 과정에서 3차원 아바타캐릭터의 얼굴부위 표면에 변경할 3차원객체(예; 주인공 인물캐릭터)의 피부질감을 매핑하게 된다.
상기 렌더링 데이터저장부(50)는 렌더링머신(40)으로부터 출력되는 렌더링데이터를 프레임상의 층별데이터로 저장하게 되고, 3차원 아바타캐릭터로 변경된 3차원객체의 층별 렌더링데이터를 3차원 아바타캐릭터의 층별 렌더링데이터와 교환하여 저장하게 된다.
즉, 3차원 아바타캐릭터로 변경되는 것으로 선택된 3차원객체의 층별 렌더링데이터는 변경된 3차원 아바타캐릭터의 렌더링데이터로 대치된다.
상기 영상합성부(60)는 각각의 프레임에 속한 층별 렌더링데이터를 중첩순위별로 중첩하여 프레임당 하나의 이미지로 합성하여 연속하는 프레임을 생성하게 되며, 비디오카세트테이프레코더(70)를 이용하여 이 영상합성부(60)를 통해 합성된 프레임 이미지를 비디오카세트테이프에 기록하여 배포할 수 있도록 구성하였다.
즉, 상기 비디오카세트테이프는 예컨대, 방송용 베타 테이프로 구성될 수 있으나 꼭 이러한 기록매체에 한정하지 않고 비디오CD, DVD 등에 수록하여 배포할 수도 있다.
이하 본 발명에 따른 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부도면 도1 및 도3에 도시된 바와 같이 단계 S10에서 3D 애니메이션에 등장하는 3차원객체(예; 인물캐릭터, 동물캐릭터, 건물, 자동차, 비행체, 무기, 갑옷 등)들의 모델링데이터를 모델링머신(30)을 이용해서 각각 생성한 다음 단계 S12에서 3D 애니메이션의 한 프레임에 등장하게 되는 각 3차원객체들을 최하층으로부터 최상층까지 중첩순위를 부여하여 단계 S14에서 3차원객체의 각 프레임에서의 위치정보, 중첩정보와 함께 연계하여 3차원 데이터저장부(32)에 저장하게 되면, 첨부도면 도2에 도시된 바와 같이 하나의 프레임(…,A,B,C,D,E,…)이 여러 렌더링층(A1,A2,A3,…,An)(B1,B2,B3,…,Bn)(C1,C2,C3,…,Cn)(D1,D2,D3,…,Dn)(E1,E2,E3,…,En)으로 구분되며, 각 렌더링층(A1,A2,A3,…,An)(B1,B2,B3,…,Bn)(C1,C2,C3,…,Cn) (D1,D2,D3,…,Dn)(E1,E2,E3,…,En)에는 하나의 3차원객체가 대응하게 된다.
이후 도3의 단계 S16에서 렌더링머신(40)로 3차원 데이터저장부(32)에 저장된 3차원객체들의 위치정보와 모델링데이터가 액세스되고, 이를 기초로 층별 렌더링데이터가 생성된다.
그 다음 단계 S18에서 렌더링머신(40)으로부터 생성된 렌더링데이터를 렌더링데이터 저장부(50)에 저장하게 되면, 3차원객체가 각각의 렌더링데이터를 갖게 되며, 렌더링데이터를 3차원객체 별로 액세스할 수 있게 된다.
한편, 3D 애니메이션에 등장하는 인물캐릭터에 자신의 얼굴이미지를 합성한 3D 아바타캐릭터를 3D 애니메이션에 편집하여 기록하는 경우 도3의 단계 S20에서 변경할 캐릭터(3차원객체)를 선택한 후 의뢰한 사람의 얼굴 이미지 사진으로부터 윤곽을 추출한 다음 단계 S22에서 선택한 캐릭터의 얼굴을 모델링머신(30)을 이용해서 의뢰인의 얼굴 형상으로 형상화하여 3차원 아바타캐릭터를 모델링 한 다음 단계 S24에서 아바타캐릭터로 변경된 3차원객체의 층별 위치정보를 3차원 데이터저장부(32)로부터 액세스하여 단계 S26에서 3차원 아바타캐릭터로 변경된 3차원객체의 층별 위치정보를 이용해서 3차원 아바타캐릭터의 층별 렌더링데이터를 생성한 후 단계 S28에서 선택된 캐릭터(3차원객체)의 렌더링데이터와 아바타캐릭터의 렌더링데이터를 서로 대응하는 층별로 교환하게 되면, 3D 애니메이션의 각 프레임에 아바타캐릭터가 삽입된다.
이후 도3의 단계 S30에서 이후 하나의 프레임(…,A,B,C,D,E,…)상에 존재하게 되는 렌더링층(A1,A2,A3,…,An)(B1,B2,B3,…,Bn)(C1,C2,C3,…,Cn)(D1,D2,D3,…,Dn) (E1,E2,E3,…,En)을 중첩순위별로 중첩시키게 되면, 하나의 프레임(…,A,B,C,D,E,…)이 생성된다.
즉, 첨부도면 도2에 도시된 바와 같이 선택된 캐릭터가 위치되는 렌더링층(A1,A2,A3,…,An)(B1,B2,B3,…,Bn)(C1,C2,C3,…,Cn)(D1,D2,D3,…,Dn)(E1,E2,E3,…,En)을 아바타캐릭터의 렌더링데이터로 대치한 후 각각의 렌더링층 (A1,A2,A3,…,An)(B1,B2,B3,…,Bn)(C1,C2,C3,…,Cn)(D1,D2,D3,…,Dn)(E1,E2,E3,…,En)을 중첩시키게 되면, 한 개의 프레임(…,A,B,C,D,E,…)이 생성되고, 이를 예컨대, 30프레임으로 연속 출력하게 되면, 동적인 움직임으로 된다.
그 다음 단계 S32에서 생성된 프레임(…,A,B,C,D,E,…)을 연속하여 비디오카세트테이프(70)를 이용하여 비디오테이프에 기록하게 되면, 아바타캐릭터가 삽입된 한편의 3D 애니메이션이 완성된다.
즉, 각각의 프레임(…,A,B,C,D,E,…)에 속한 층별 렌더링데이터를 중첩순위별로 중첩하여 프레임당 하나의 이미지로 합성하여 연속하는 프레임을 생성한 후 비디오카세트테이프레코더(70)를 이용해서 비디오테이프에 녹화하면, 비디오카세트 테이프플레이어와 TV수상기를 이용해서 자신의 아바타캐릭터가 등장하는 3D 애니메이션을 시청할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 3차원객체를 층별로 미리 렌더링하여 저장한 상태에서 선택된 캐릭터만을 추출하여 변경된 아바타캐릭터의 렌더링데이터와 교환한 후 중첩하여 3D 애니메이션을 편집하도록 구성되어 있기 때문에 3D 애니메이션의 편집시간(약 1시간)을 대폭 단축할 수 있는 것은 물론이고, 비용을 절감하여 아바타캐릭터를 이용한 3D 애니메이션을 보다 저렴하고 신속하게 제작할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 3차원객체의 모델링데이터를 생성하고, 3D 애니메이션의 한 프레임에 등장하게 되는 복수의 3차원객체에 최하층으로부터 최상층까지 중첩순위를 부여하여 층별로 3차원객체의 위치정보를 저장하고, 3차원객체들의 위치정보와 모델링데이터를 기초로 층별 렌더링데이터를 생성하고, 아바타캐릭터로 변경할 3차원객체의 층별 모델링데이터를 액세스하여 3차원 아바타캐릭터의 모델링데이터를 생성하고, 3차원 아바타캐릭터로 변경된 3차원객체의 층별 위치정보를 이용해서 3차원 아바타캐릭터의 층별 렌더링데이터를 생성하고, 3차원 아바타캐릭터로 변경된 3차원객체의 층별 렌더링데이터를 3차원 아바타캐릭터의 층별 렌더링데이터와 교환하고, 각각의 프레임에 속한 층별 렌더링데이터를 중첩순위별로 중첩하여 프레임당 하나의 이미지로 합성하여 연속되는 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 층별 렌더링정보를 갖는 3D 애니메이션의 아바타캐릭터 편집방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 3차원객체로부터 생성되는 3차원 아바타캐릭터는 인물캐릭터인 것을 특징으로 하는 층별 렌더링정보를 갖는 3D 애니메이션의 아바타캐릭터 편집방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 3차원 아바타캐릭터는 적용할 인물사진으로부터 추출된 얼굴부위 3차원 모델링데이터의 표면에 변경할 3차원객체의 피부질감을 매핑한 것을 특징으로 하는 층별 렌더링정보를 갖는 3D 애니메이션의 아바타캐릭터 편집방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 3차원 아바타캐릭터에 적용되는 인물사진은 적어도 얼굴부위 전면이미지와, 후면이미지, 측면이미지, 평면이미지를 기초로 생성된 것임을 특징으로 하는 층별 렌더링정보를 갖는 3D 애니메이션의 아바타캐릭터 편집방법.
  5. 3차원객체의 모델링데이터를 생성하고, 아바타캐릭터로 변경할 3차원객체의 층별 모델링데이터를 액세스하여 3차원 아바타캐릭터의 모델링데이터를 생성하기 위한 모델링머신(30);
    애니메이션의 한 프레임에 등장하게 되는 복수의 3차원객체에 최하층으로부터 최상층까지 중첩순위를 부여하여 3차원객체의 층별 위치정보를 저장하기 위한 3차원 데이터저장부(32);
    3차원객체들의 위치정보와 모델링데이터를 기초로 층별 렌더링데이터를 생성하고, 3차원 아바타캐릭터로 변경된 3차원객체의 층별 위치정보를 이용해서 3차원 아바타캐릭터의 층별 렌더링데이터를 생성하기 위한 렌더링머신(40);
    3차원 아바타캐릭터로 변경된 3차원객체의 층별 렌더링데이터를 3차원 아바타캐릭터의 층별 렌더링데이터와 교환하여 저장하기 위한 렌더링 데이터저장부(50);
    각각의 프레임에 속한 층별 렌더링데이터를 중첩순위별로 중첩하여 프레임당 하나의 이미지로 합성하여 연속하는 프레임을 생성하기 위한 영상합성부(60)로 구성된 것을 특징으로 하는 층별 렌더링정보를 갖는 3D 애니메이션의 아바타캐릭터 편집장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 영상합성부(60)를 통해 합성된 프레임 이미지를 비디오테이프에 기록하기 위한 비디오카세트테이프레코더(70)가 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 층별 렌더링정보를 갖는 3D 애니메이션의 아바타캐릭터 편집장치.
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