In this doctoral dissertation, a novel approach for the expressive editing of 3D articulated character motion is presented. The proposed approach solves for the motion given a set of projective constraints that relate the sketch inputs to the unknown 3D poses. This dissertation introduce the concept of sketch space, a contextual geometric representation of sketch targets ―motion properties that are editable via sketch input― that enhances, right on the viewport, different aspects of the motion. The combination of the proposed sketch targets and space allows for seamless editing of a wide range of properties, from simple joint trajectories to local parent-child spatiotemporal relationships and more abstract properties such as coordinated motions. This is made possible by interpreting the user’s input through a new sketch-based optimization engine in a uniform way. In addition, the proposed view-dependent sketch space also serves the purpose of disambiguating the user inputs by visualizing their range of effect and transparently defining the necessary constraints to set the temporal boundaries for the optimization.
본 박사 학위 논문에서는 3차원 다 관절체 캐릭터의 동작을 효과적으로 편집하는 새로운 접근법을 소개하고 있다. 제안된 방식은 평면 투사로 인한 제약조건을 활용하여 주어진 스케치 입력에 대응하는 3차원의 캐릭터 자세를 추정하는 알고리즘을 다룬다. 본 논문에는 스케치 대상과 스케치 공간이라는 두 가지 새로운 개념을 소개하고 있다. 우선, 스케치 대상은 캐릭터 동작에서 정의되며, 스케치 입력을 이용하여 편집창(viewport)에서 직접적으로 편집 할 수 있는 객체를 의미한다. 또한, 스케치 공간은 선택된 스케치 대상을 편집 상황과주어진 동작을 고려하여 기하학적으로 변형 및 표현한 별도의 공간을 의미한다. 본 논문에서 제시된 기술을 사용하면, 사용자는 스케치 대상과 스케치 공간의 적절한 조합으로 캐릭터 동작의 다양한 속성을 자유롭게 편집할 수 있으며, 다양한 속성에 대한 구체적인 예는 뼈대의 간단한 궤적, 관절체 모델에서 부모-자식 간 관계에서 파생되는 국소적(local) 움직임, 시간에 따른 동작의 변화 추이, 추상적인 궤적이나 선택된 스케치 대상 사이의 공간적 관계 등이 포함된다. 주어진 스케치 입력에 대하여 실제로 동작이 편집되는 부분에 대해서는 새로운 형태의 목표 함수를 제시하여 다양한 스케치 대상과 공간에 대해서 단일한 형태의 최적화 방정식만으로도 효과적인 자세 추정을 위한 최적화가 이루어 질 수 있도록 하였다. 이러한 핵심적 기술 외에도 동작 편집에 필수적으로 필요한 경계 제약 조건(boundary constraints)을 카메라의 움직임에 따라 시점 의존적(view-dependent)으로 변경하는 기술과, 확률적 신호 처리 기법을 통해 입력 동작을 자동으로 부드럽게 만들거나, 동작을 이루는 자세 샘플수를 증가시키는 전처리 기법들도 소개하였다.
