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모션 캡쳐에대한 이해 Report

모션 캡쳐 에 대한 이해1,서론2.본론2.1 광학식 모션 캡쳐2.2 관성식 모션 캡쳐2.3 소프트 웨어 모션캡쳐3.토론3.13.23.34.결론5.참고문헌1.서론전공탐색과 생애설계 수업시간에 팀 과제로 미래 유망 it 산업에 대해 알아보는 것 이었다. 처음에는 막막했다. 무엇을 주제로 삼아야할지 쉽게 정하지 못하고 있었다. 주제가 친숙하지만 알기에는 너무 어려운 내용이라고 생각했기 때문이다. 하지만 일단은 어떤 것이 있는지에 대해 알아보는 것을 우선적으로 하였다. 주제를 찾기 위해 다양한 미래 유망 it 산업을 찾던 중 모션 캡쳐 라는 주제를 찾게 되었다. 어디 선가 들어 본 듯한 기술이지만 잘 알 수 가 없었다. 무작정 쓸 수는 없으니 우선 모션 캡쳐 가 무엇인지 알아보았다.모션 캡처(motion capture)란 몸에 센서를 부착시키거나, 적외선을 이용하는 등의 방법으로 인체의 움직임을 디지털 형태로 기록하는 작업을 말한다.[0] 라고 정의 되어 있는 것을 보고 그와 관련된 발전 배경 과 적용 분야를 알아보았다.먼저 발전 배경, 모션 캡처가 발전되기 시작한 이유는 CG로 제작된 영상을 보다 현실적으로 보여주기 위한 영화 제작사와 애니메이션 제작자들의 노력 때문이었다. 일반적인 움직임과 기술로는 표현하기 힘든 요소들, 가령 인간의 얼굴이라고 할 수 없는 얼굴, 영화 속에서 높은 곳을 날아다니거나 뛰어다니는 모습 등을 보다 현실적으로 보여주기 위해서 개발된 것이 바로 모션 캡처 였다. 그 와 관련된 예로 과거 누구나 한번쯤은 들어보거나 봤을 터미네이터와 토이스토리 등이 이러한 모션 캡쳐의 시작이었다고 한다. 놀랍게도 모션 캡쳐 가 알려지기 시작한 시기는 불과 십여 년 전이라고 한다. 이렇게 가까이 있으면서 잘 알지 못한 모션 캡쳐 에 대해 궁금해 졌다. 내가 보았던 영화에서는 어떠한 방식으로 사용되었을까, 과거 에 비해 발전된 모습은 어떤 과정을 겪은 걸까, 그리고 앞으로 발전되게 될 모션 캡처의 기술은 어떤 모습일지 조금 더 자세하게 조사하기로 했다.처음에는 을 통해 알아보자.사진에서 보이는 저 동근 형태의 반짝이는 물체가 바로 마커 즉 센서다.두 가지 기술모두 기본적으로 마커(센서)를 필요로 하며 마커(센서)를 통해 신호를 받고 데이터화 시키는 기술이다. 그렇지만 두 가지 기술은 분명한 차이를 보인다. 무엇이 다른 걸까?두 방식의 차이는 캡처 결과물에서 이 마커가 무슨 마커인지 항상 보장되고 보장되지 않고의 차이다. 이게 무슨 말 인가에 대해 알아보기 위해서는 모션캡쳐의 특성을 이해해야 한다. 모션 캡쳐의 특성, 마커가 가려졌다가 나타났다가 하는 경우가 발생하는 것이다. 패시브의 경우에는 마커의 이름이 서로 꼬일 수도 있고 이 마커가 무슨 마커인지 모를 수도 있고 골치 아픈 경우가 자주 생기게 된다. 그래서 후에 데이터 처리를 하는 과정에서 많이 애를 먹는 경우가 발생한다고 한다. 반면 액티브는 이런 걱정이 없다. 마커가 직접적으로 신호를 보내는 방식이기 때문이다. 마커의 이름이 꼬이거나 이 마커가 무슨 마커인지 모르고 하는 일이 없다는 의미가 된다. 이런 과정을 거치고 나서 비로써 하나의 동작이 완성된다. 이러한 과정을 반복하고 CG를 입히고 다양한 대사들을 넣으면서 하나의 영화나 애니메이션이 탄생하게 된다. 이렇듯 화려한 동작을 데이터화 시키는 것을 가능하게 하는 광학식 모션 캡처의 장단점은 무엇일까?먼저 광학식 모션 캡처의 장점은 자기식 모션 캡처 시스템과 달리 금속에 의해 영향을 받지 않으며, 동작에 제한이 없어 자유스럽고 자연스러운 동작을 캡처 받을 수 있을 뿐 아니라 2명 이상이 연기할 경우 편리하다.[2]즉 화려한 전투 동작을 촬영하기가 편리하다는 의미가 된다. 그리고 카메라의 셋업에 따라서 넓은 캡처 범위를 확보할 수 있다 그렇다면 광학식 모션 캡쳐의 단점은 무엇일까?첫째는 광학식 모션 캡처 시스템에서 연기자의 몸에 부착하는 센서가 카메라로부터 숨어 데이터의 손실의 우려가 있다는 것, 둘째는 햇빛에 민감하여 데이터의 오류가 발생할 우려가 있다는 것. 셋째는 깨끗한 데이터를 얻기 위한 카메라 셋업이 최근 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 기술의 발달로 관성센서의 크기가 매우 작아졌고, 또한 가격도 매우 저렴하게 되었다. 이에 따라 최근에는 일상생활에서도 관성센서가 많이 사용되게 되었다.대표적인 예로, 스마트폰에는 가속도 센서가 들어 있어 중력가속도를 측정하여 스마트폰의 경사각을 측정한다. 이 경사각을 이용하여, 화면의 가로보기, 세로 보기 전환을 자동으로 실시한다. Nintendo Wii에서는 게임기 콘솔에 내장된 가속도계와 자이로스코프를 이용하여 게임기 콘솔의 움직임을 추정하여, 게임에 활용한다. 자동차에서는 충돌 시 가속도계로 충돌을 검출하여, 에어백을 가동한다. 모션 캡처 시스템은 사람 또는 기계의 움직임을 빠르고 정확하게 측정하는 시스템으로 의료, 군사, 체육, 산업, 방송 및 오락 등의 다양한 분야에서 사용되고 있다. 인간행동의 운동학적 해석의 중요성과 넓은 활용성에도 불구하고 기존의 모션 캡처 서비스의 경우 대부분 광학적 방법에 의존하고 있으며, 때문에 비싼 광학장비(카메라 등)를 구비해야 하는 경제적인 단점과 시스템이 설치된 장송에서만 측정할 수 있다는 장소적인 제약이 있다.[6]이러한 제약은 특히 실제 생활에서의 여러 가지 자연스러운 행동들(식사, 세안, 보행 및 계단 오르내리기 등)을 측정해야 하는 활용 분야(예 : 환자의 신체 상태에 모니터링 시스템 및 재활기구)에 있어서는 적합하지 않다. 이러한 기존 모션 캡처 서비스의 한계점들을 극복하기 위해 최근 들어 MEMS 기반의 관성센서를 사용한 모션 캡처 서비스의 개발이 미국 및 유럽 등지에서 활발하게 이루어지고 있다.관성센서를 이용한 모션 캡처 서비스는 보통 3축 가속도 센서, 3축 비율 자이로스코프, 3축 자기장 센서를 통합한 모듈을 이용하는 MEMS 기반의 관성센서를 사용한 모션 캡처 서비스의 모듈은 크기가 작고, 장소의 제약을 받지 않는 신기술로 주목받고 있다. 그러나 사용되는 센서들의 특징으로 소음과 드리프트 문제를 극복해야 하는 등의 신호처리 측문제점을 해소할 수 있는 관성 센서를 이용한 모션캡쳐 시스템을 구축한다. 구축된 시스템은 15개의 무선 센서와 3채널 수신기, PC와 서버로 구성된다. 사용된 센서는 가벼운 무게를 갖는 최소형 크기의 센서로 사전 준비 시간이 적고, 공간의 제약이 없어 동작을 자연스럽게 취득할 수 있다. 셀프-코칭 시스템은 미리 정의된 모션 데이터와 사용자의 모션 데이터를 비교하여, 보정하기 위한 정보를 디스플레이하거나 피드백 시스템을 통해 사용자에게 제공하는 시스템을 말한다. 재활운동, 스포츠 등의 분야에 셀프-코칭 시스템을 적용함으로써 별도의 도움 없이 스스로 재활동작이나 스포츠 동작을 학습 가능하게 한다. 또한 촉각 코칭 시스템으로 학습자의 신체 각 부분에 센서와 진동형 햅틱 장치를 부착하여 자세교정 및 스포츠 동작 학습에 이용되는 시스템이 있다. 장거리 스케이트의 경우, 피로도가 증가함에 따라 자세가 흐트러지는데, 이때 각 부위에 부착된 햅틱 장치가 진동하여 실시간으로 잘못된 자세를 바로잡는데 이용된다. 이러한 셀프-코칭 시스템을 구현하기 위해서는 전문가와 사용자의 동작에 대해 위치와 방위를 측정하고 컴퓨터가 사용할 수 있는 형태의 정보로 기록하기 위한 모션 데이터 취득과 분석이 필요하다.[7]셀프-코칭 시스템 구성도광학식 모션캡쳐 시스템은 샘플링 빈도가 높아 빠르고 복잡한 움직임을 측정할 수 있다. 그러나 이를 위해서는 광학식 마커를 사용자의 신체에 직접 부착하는 등 사전에 많은 준비 작업과 넓은 측정장소가 필요하며 실외 사용에 제약적이다.기계식 모션캡쳐 시스템은 대상의 움직임을 실시간으로 캡쳐 할 수 있고 비교적 노이즈가 적은 데이터를 획득할 수 있다. 그러나 무거운 기계장치를 사용자에게 직접 부착해야 하므로 자연스러운 동작 연출이 어렵고 부착위치의 정확도에 따라 결과에 미치는 영향도 크다.[5] 자기식 모션캡쳐 시스템은 광학식 모션캡쳐 시스템의 마커가 가려지거나 뒤섞이는 문제인 병합 현상과 교환 현상이 없다. 그러나 주위의 금속물체나 전자기장을 발생하는 전기전원 등eamSpace라는 프로젝트를 선보였다. DreamSpace는 Put That There이나 Iconic System보다 더 진화한 기술을 보여준다.DreamSpace는 Windows NT 등 다양한 플랫폼에서 동작하였고 음성인식과 모션캡쳐, 3차원 그래픽인터페이스까지 제공하였다 하지만 이전에 발표된 Put That There과 Iconic System와는 달리 모션캡쳐를 위하여 별도의 막대나 장갑이 필요하지 않았다. 대신에 영상 인식 기술을 사용했다.[10]2005년 닌텐도는 도쿄게임쇼컨퍼런스에서 Will을 발표하면서 Will리모트라 불리는 새로운 디바이스와 함께 발표 하였다.Will리모트는 Put That There 프로젝트의 정육면체 자석과 같이 손의 움직임을 찾는데 사용되었고 세 개의 축에 대한 움직임을 얻을 수 있었다. 또한 Will리모트가 어느 곳을 가리키는지를 알아내기 위한 광학센서도 함께 나왔고, 배터리를 통해 전력을 공급받아 무선 인터페이스를 제공했다.[11]Will가 출시되고 나서 2006년에 마이크로소프트의 Xbox 총책임자인 Peter Moore 에게 Will와 경쟁하여 이길 수 있는 프로젝트를 요구했다.이 시기에 Xbox팀 연구부서의 Alex Kipman은 2006년에 열린 Electronic Entertainment 엑스포에서 PrimeSense의 설립자를 만났다. 마이크로소프트는 Will을 따라잡기 위해 두 개의 프로젝트를 동시에 진행했다 한 팀은 PrimeSense의 기술을 다른 한 팀은 3DV의 기술을 이전받아서 연구했다. 원래의 계획은 2007년 E3에서 발표하는 것이지만 두 팀 모두 발표하기에는 시기상조였다 설상가상으로 2007년 Peter Moore가 Electronic Arts로 이직하면서 점점 더 심한 난항을 겪었다.하지만 2007년 여름까지 이루어졌던 Xbox팀의 비밀프로젝트는 마이크로소프트가 내부적으로 노하우를 얻는데 큰 힘이 되었다 2007년 D: All Things Digital 컨퍼런스에서 Bill Gates는

공학/기술| 2016.11.14| 18페이지| 1,500원| 조회(476)

소프트웨어, 모션캡쳐, 광학식, 관성식

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