Typical high-level directives for locomotion of human-like characters are useful for interactive games and simulations as well as for off-line production animation. In this thesis, we present a new scheme for planning natural-looking locomotion of a biped figure with three high-level directives to facilitate rapid motion prototyping and task-level motion generation for interactive applications: The first directive is to generate the motion of a character from a given start configuration to a goal configuration with a set of live-captured motion clips, the second one is to guide the character through an ordered set of configurations in sequence, and the last one is to make the character follow a user-specified trajectory within a tolerance.
Based on a novel combination of probabilistic path planning and hierarchical displacement mapping, our scheme consists of three parts: roadmap construction, roadmap search, and motion generation. We randomly sample a set of valid footholds of the biped figure from the environment to construct a directed graph, called a roadmap, which guides the locomotion of the figure. Every edge of the roadmap is associated with a live-captured motion clip. Augmenting the roadmap with a posture transition graph, we traverse it to obtain the sequence of input motion clips and that of target footprints in accordance with a given high-level directive. The target footprints are further refined to yield a better resulting motion. They are also post-processed under interactive user guides. Finally, we adapt the motion sequence to the constraints specified by the footprint sequence to generate a desired locomotion. Provided with a rich set of motion clips, our scheme enables a human-like character to move over uneven terrain with a variety of motions such as running on flat terrain, walking over stepping stones, and jumping over a moat, walking up/down a stairway and hurdling an obstacle.
인간형 캐릭터의 이동 동작을 위한 전형적인 고 수준의 지령들은 대화형 게임이나 시뮬레이션뿐만 아니라 오프라인 애니메이션에서도 유용하다. 본 학위 논문에서는 급속 동작 원형 제작 및 대화형 응용 프로그램들을 위한 작업 수준의 동작 생성을 지원하는 세가지 고 수준 지령에 따라 자연스러운 이족 이동 동작을 계획하기 위한 새로운 기법을 제시한다: 첫 번째 지령은 포착된 동작들을 이용하여 주어진 시작점에서 목표점으로 이동하는 동작을 생성하기 위한 것이며, 두 번째 지령은 캐릭터가 몇 개의 점들을 차례로 지나가게 하기 위한 것이다. 마지막 지령은 사용자가 지정한 궤적을 오차 한계 내에서 따라가게 하기 위한 것이다.
제시된 기법은 확률적 경로 계획 및 계층적 변위 매핑 기법에 기반하고 있으며 로드맵 구성, 로드맵 탐색, 동작 생성의 세가지 부분으로 구성된다. 가상 환경에서 이족 캐릭터의 타당한 발자국을 샘플링하여 방향 그래프로 표현되는 로드맵을 구성한다. 로드맵의 모든 에지에는 동작 클립이 연결되어 있다. 자세 전이 그래프를 이용하여 로드맵을 증대한 후, 주어진 고 수준의 지령에 따라 증대된 그래프를 탐색하여 입력 동작 및 목표 발자국 시퀀스를 얻는다. 보다 좋은 결과 동작을 얻기 위해 목표 발자국들을 정련한다. 목표 발자국들을 사용자의 대화형 조작에 따라 후 처리할 수 있다. 마지막으로, 발자국 시퀀스를 따라가도록 동작 시퀀스를 변형하여 원하는 이동 동작을 생성한다. 제시된 기법은 인간형 캐릭터가 다양한 동작들을 이용하여 울퉁불퉁한 지형 위에서 이동할 수 있게 한다.
