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인간과 물체의 상호작용에서 물체를 다루는 캐릭터의 모션을 생성하는 것은 쉽지 않은 일이다. 이는 캐릭터가 물체를 다루기 위해서는 물체가 이동하는 위치를 예측하여 손이나 발을 움직여야 하기 때문이다. 물리 기반 캐릭터 애니메이션에서 물체의 위치를 예측하여 캐릭터의 손과 발이 정확한 시간에 도달하게 하는 것은 매우 어려운 문제이다. 또한, 데이터 기반 캐릭터 애니메이션에서는 캐릭터가 정해진 모션에 의해 움직이기 때문에, 매번 달라지는 물체의 위치에 대응하여 움직이는 것은 불가능한 일이다. 이에 본 논문에서는 캐릭터가 물체를 따라가는 방식이 아닌, 물체가 캐릭터를 따라 움직이는 방식을 사용하여 캐릭터가 물체를 다룰 수 있는 방법을 제안하게 되었다. 이를 위해 물리 법칙을 따르는 물체의 이동 궤적을 제어할 수 있는 방법을 도입하여, 캐릭터의 모션에 맞춰 물체의 움직임을 생성하였다. 그 결과 캐릭터와 물체 사이의 비교적 자연스러운 상호작용 애니메이션을 생성할 수 있었다.
본 연구는 크게 세 단계를 거쳐 가상 물체를 다루는 가상 플레이어를 생성한다. 우선 비숙련 플레이어의 모션을 분석하여 가상 물체를 다루기 위한 상호작용 정보를 생성한다. 다음으로 모션 센서를 통해 사용자의 모션을 입력 받아서 실시간으로 가상 플레이어의 모션을 생성 및 제어한다. 마지막으로 생성된 가상 플레이어의 모션에 최적화된 가상 물체의 이동 궤적을 실시간으로 생성한다. 본 논문의 방법은 실제 물체가 아닌 가상의 물체를 대상으로 이동 궤적을 생성하여 애니메이션을 제작하기 때문에, 숙련된 움직임이 필요한 모션에도 대응 가능한 애니메이션을 생성할 수 있다. 또한, 사용자의 모션을 이용하여 캐릭터의 모션을 제어할 수 있기 때문에, 매우 직관적인 제어가 가능하다. 본 논문에서는 저글링, 농구 드리블 등의 상호작용 애니메이션을 예로 들면서 본 연구의 방법을 설명할 것이다.

1 서론 1
1.1 연구 동기 1
1.2 문제 정의 8
1.2.1 용어 정의 8
1.2.2 가상 플레이어의 실시간 모션 생성 및 제어 10
1.2.3 가상 물체의 최적화된 이동 경로 생성 12
1.3 연구 특징 14
1.4 논문 구성 16
2 관련 연구 17
2.1 데이터 기반 캐릭터의 상호작용 17
2.2 데이터 기반 캐릭터의 모션 제어 20
2.3 강체의 이동 궤적 생성 및 제어 21
3 알고리즘 24
3.1 개요 24
3.2 플레이어의 모션 데이터 분석 25
3.2.1 가상의 공을 다루기 위한 모션 패턴 25
3.2.2 제약 조건 생성 27
3.2.3 모션 클립 생성 30
3.3 가상 플레이어의 실시간 모션 생성 및 제어 31
3.3.1 입력 모션 분석 31
3.3.2 모션 클립 선택 31
3.3.3 모션 클립 연결 34
3.4 가상 물체의 최적화된 이동 궤적 생성 36
3.5 가상 물체와 다수의 플레이어간 상호작용 41
3.5.1 플레이어의 모션 데이터 분석 41
3.5.2 모션 그래프 생성 43
3.5.3 가상 플레이어의 모션 생성 45
4 실험 54
4.1 실험 환경 54
4.2 실험 결과 54
4.2.1 플레이어의 모션 데이터 분석 58
4.2.2 가상 플레이어의 실시간 모션 생성 및 가상 물체의 최
적화된 이동 궤적 생성 63
4.2.3 가상 물체와 다수의 플레이어간 상호작용 70
4.3 토론 76
5 결론 77
참고 문헌 79