In computer animation, movie, and video game, character’s age is a factor that can change naturally as the story progresses. A lot of studies have conducted to change the character according to age, yet most of them have focused on the facial aging simulation. In this dissertation, a novel approach for generating gait motions according to desired age is presented. The proposed approach transforms the motion based on biomechanical observation. Given an original motion with desired age, our method first detects gait cycles, and then transforms it to achieve the desired posture, gait speed, the duration of double support phase, and peak angle of joints by exploiting the following biomechanical observations. The spine tends to bend, as human gets old. Gait speed decreases linearly according to age. Older people spend more time in the double support phase for balance than younger people. Peak ankle plantarflexion angle, peak hip extension angle, and peak angle of anterior pelvic tilt show statistically significant difference with age. Exploiting these observations, we propose a simple but effective method to generate gait motions automatically according to the desired age. Through experiments, we show that our system can generate natural and realistic gait motions of various ages with a single input motion.
컴퓨터 애니메이션이나 영화, 비디오 게임에서, 캐릭터의 연령은 이야기가 진행됨에 따라 자연스럽게 바뀔 수 있는 요소이다. 예부터 연령에 따라 캐릭터를 변형하기 위한 연구가 활발히 진행되어 왔지만, 대부분의 연구는 얼굴 노화 시뮬레이션에 초점을 맞추고 있다. 본 논문에서는 원하는 연령에 맞는 보행 동작을 생성하는 새로운 접근법을 소개하고 있다. 제안된 방법은 생체 역학적 관찰에 기반하여 동작을 변형한다. 원하는 연령과 원본 동작이 주어지면, 가장 먼저 보행 주기를 검출한 후, 연령에 맞게 자세와 보행 속도, 이중 지원 구간(double support phase)의 지속 시간과 관절의 최고 각도를 다음의 생체 역학적 관찰을 적용하여 변환한다. 사람은 나이가 들면서 척추가 굽어지는 경향을 보이며, 보행 속도는 선형적으로 감소한다. 나이든 사람들은 젊은 사람들보다 균형을 위하여 이중 지원 구간에서 더 많은 시간을 보낸다. 또한, 발목 관절의 최고 족저 굴곡(plantarflexion) 각도와, 고관절의 최고 확장(extension) 각도, 전방 골반 경사(anterior pelvic tilt)의 최고 각도도 연령에 따라 통계적으로 유의미한 차이를 보인다. 이러한 관찰들을 기반으로, 우리는 원하는 연령에 따른 보행 동작을 자동으로 생성하는, 간단하면서도 효과적인 방법을 제안한다. 실험을 통하여 우리 시스템은 하나의 주어진 동작만으로 다양한 연령의 보행 동작을 자연스럽고 사실적으로 생성할 수 있음을 보여준다.
