We present a simple but very efficient method for snake locomotion generation. Instead of relying on conventional physical simulation or tedious key-framing, a novel deformation based approach is utilized to create realistic looking snake motion patterns. Simple sinusoidal, winding, and bending functions constitute a deformation. The combination of various deformations becomes a powerful tool describing the characteristic motions of typical snakes. As an example, we describe three basic deformations and their combinations to generate various locomotive animations with great realism. Our method provides an easy-to-use, fast, and interactive mechanism to the animator with little experience. The method is versatile in that it also takes the experienced animator`s creative inputs for the improvement of the animation quality. Using deformation based animation method, standard snake locomotion and other motions are generated.
본 논문은 영화 및 애니메이션에 등장하는 뱀 캐릭터의 이동 애니메이션을 디포메이션 조합으로 만드는 방법을 제안한다. 뱀의 이동 애니메이션을 만드는 기존 연구들은 물리 시뮬레이션을 이용하여 움직임을 자동 생성시키는 방식으로 진행 되어왔다. 하지만 물리 시뮬레이션들의 경우, 애니메이터의 세부적인 조정이 어려워 영상물의 주연 캐릭터로써 사용되기에 한계점이 있다. 따라서 본 연구에서는 원하는 대로 세부 조작이 가능한 키프레임 방식을 따라가되, 그 과정에서 편의성을 제공할 수 있는 디포메이션 방법을 제시한다.
본 연구에서 제안하는 디포메이션 기반 애니메이션 시스템은 다음의 요소들로 이루어진다.
(1) 디포메이션 기반 애니메이션이 적용될 수 있는 뱀 캐릭터 셋업 단계
(2) 디포메이션 조합을 이용하여 이동 애니메이션을 만드는 단계
(3) 바닥면의 굴곡을 따라 이동할 수 있게 만드는 단계
(4) 디포메이션에 따라 애니메이션 되지 않는 부분들의 애니메이션과 몸통
애니메이션의 세부 수정 단계
(1)에서 제작한 뱀 캐릭터의 몸통은 넙스 커브에 의해 조정되는데, 이 커브에 디포메이션들을 적용하여 이동 시 나타나는 몸통 형태를 만들어낸다. 그리고 디포메이션들이 갖는 각각의 조절 값과 커브의 이동 값에 키프레임을 적용시켜 뱀의 이동 애니메이션을 만들어 낸다. (3)의 과정을 거치며 바닥면의 굴곡에 맞추어 움직이는 애니메이션을 생성하고, (4)에서 애니메이터의 세부 조작이 첨가된다.
위의 과정을 통하여 대표적인 뱀의 이동 방식들과 그 외의 몇 가지 움직임들을 빠르고 쉽게 만들어 낼 수 있다. 본 연구에서 제안하는 방식의 효율성을 검증하기 위해서 디포메이션 방식이 아닌 일반적인 키프레임 방식으로 같은 애니메이션을 제작하여 제작 시간과 사용된 키프레임의 수를 비교하였다. 실험 결과, 본 연구에서 제안 하는 방식을 사용하였을 때, 애니메이션 제작 시간과 사용된 키프레임 횟수 면에서 효율성이 크게 증대된 것을 확인할 수 있었다.
본 연구가 제안하는 방식은 넙스 커브를 변형시켜 형태를 만들어 내는 특성으로 인하여, 복잡한 디포메이션 조합이 필요한 몇 가지 경우에서 예상과 다른 결과를 만들어 내는 한계점이 있다. 이런 한계점을 극복하기 위해 경로를 따라가면서 디포메이션을 조절할 수 있는 애니메이션 방식을 개발할 수 있을 것이다. 또한, 디포메이션 기반 애니메이션을 뱀과 같이 몸체가 길고 단순한 캐릭터뿐만 아니라 일반적인 2족, 4족 보행 캐릭터에 적용 가능한 형태로 발전시키는 것도 향후에 연구해 볼 가치가 있다.
본 연구를 통해 사실적인 뱀의 이동 애니메이션을 빠르고, 간편하게 만들어 낼 수 있는 방법을 제시하였다. 본 연구의 방법은 뱀의 이동 애니메이션에 초점을 맞추었기 때문에, 뱀이 나타낼 수 있는 모든 동작에 적용하기에는 한계가 있다. 제작하고자 하는 뱀의 동작에 따라 일반적인 키프레임 방법과 본 연구의 제시 방법이 선택적으로 사용되어야 할 것이다.
