Transcript DCAjアニメ
アニメーション標準ＤＢの構築と その活用 キャラクター動作を再利用する新しいアニメ制作の提案と 応用例の紹介 コーディネータ 東京工業大学大学院 情報理工学研究科 中嶋正之 本日の講演【Ｓ－１０】の内容 中嶋 正之 概要およびその背景 積山 研ニ 作成したシステムの構成 山口 康男 作成事例等 アニメの発展の歴史 全セルアニメーションの時代 石器時代：アルタミラ洞窟 動きの擬似表現 １７３６年：マジックランタンの動画（動きの表現） セルアニメの時代 １８６９年：セルロイドの発明、工業化 １８９５年：映画の始まり（リュミエール） １９１３年：セルアニメの始まり：背景と動画の分離 １９８０年代：ゼロックス、大量生産 ：キーフレームアニメの時代 コンピュータアニメ時代の到来 １９４５年：ＥＮＩＡＣ、６４：ベル研 アニメの発展の歴史 全セルアニメーションの時代 石器時代：アルタミラ洞窟 動きの擬似表現 １７３６年：マジックランタンの動画（動きの表現） セルアニメの時代 １８６９年：セルロイドの発明、工業化 １８９５年：映画の始まり（リュミエール） １９１３年：セルアニメの始まり：背景と動画の分離 １９８０年代：ゼロックス、大量生産 ：キーフレームアニメの時代 コンピュータアニメ時代の到来 １９４５年：ＥＮＩＡＣ、６４：ベル研 アニメの発展の歴史 全セルアニメーションの時代 石器時代：アルタミラ洞窟 動きの擬似表現 １７３６年：マジックランタンの動画（動きの表現） セルアニメの時代 １８６９年：セルロイドの発明、工業化 １８９５年：映画の始まり（リュミエール） １９１３年：セルアニメの始まり：背景と動画の分離 １９８０年代：ゼロックス、大量生産 ：キーフレームアニメの時代 コンピュータアニメ時代の到来 １９４５年：ＥＮＩＡＣ、６４：ベル研 アニメの発展の歴史 全セルアニメーションの時代 石器時代：アルタミラ洞窟 動きの擬似表現 １７３６年：マジックランタンの動画（動きの表現） セルアニメの時代 １８６９年：セルロイドの発明、工業化 １８９５年：映画の始まり（リュミエール） １９１３年：セルアニメの始まり：背景と動画の分離 １９８０年代：ゼロックス、大量生産 ：キーフレームアニメの時代 コンピュータアニメ時代の到来 １９４５年：ＥＮＩＡＣ、６４：ベル研 コンピュータアニメーションの歴史 1964年：ベル研、多数の実験的な試み 1960年代：ＮＡＳＡ宇宙シミュレーション 1973年：スキャニメイト、専用ハードウェア 1980年代：ＮＹＩＴ ＴＷＥＥＮシステム、キーフレーム法 モーフィング ＳＦＸ映像の主役 アンチエリアジング 現在の課題 セルアニメの自動化の推進、ディズニー CAPS より自然な人間の動き コンピュータアニメーションの歴史 1964年：ベル研、多数の実験的な試み 1960年代：ＮＡＳＡ宇宙シミュレーション 1973年：スキャニメイト、専用ハードウェア 1980年代：ＮＹＩＴ ＴＷＥＥＮシステム、キーフレーム法 モーフィング ＳＦＸ映像の主役 アンチエリアジング 現在の課題 セルアニメの自動化の推進、ディズニー CAPS より自然な人間の動き コンピュータアニメーションの歴史 1964年：ベル研、多数の実験的な試み 1960年代：ＮＡＳＡ宇宙シミュレーション 1973年：スキャニメイト、専用ハードウェア 1980年代：ＮＹＩＴ ＴＷＥＥＮシステム、キーフレーム法 モーフィング ＳＦＸ映像の主役 アンチエリアジング 現在の課題 セルアニメの自動化の推進、ディズニー CAPS より自然な人間の動き コンピュータアニメーションの歴史 1964年：ベル研、多数の実験的な試み 1960年代：ＮＡＳＡ宇宙シミュレーション 1973年：スキャニメイト、専用ハードウェア 1980年代：ＮＹＩＴ ＴＷＥＥＮシステム、キーフレーム法 モーフィング ＳＦＸ映像の主役 アンチエリアジング 現在の課題 セルアニメの自動化の推進、ディズニー CAPS より自然な人間の動き 中嶋研におけるCGアニメの研 究の経過 CGアニメ関連の多数の論文あり １９７７年 ３角関数近似法によるライブアニメ １９７９年 プリミティブ合成方式のよるアニメ １９８０年 全CGアニメ作品の発表（信学全大春） １９８０年 自動彩色処理の提案（閉領域同定法） １９８１年 条件付きキーフレーム法（折り紙） １９８８年 データベース駆動型アニメ その後 ライブアニメ、CG画像圧縮、セルアニメ風 画像の自動生成、自動モーフィング、次世代アニ メ作成システム、５角形パターン認識による画像 合成、等 今後のアニメの方向 アニメ制作のより自動化 文章からの自動生成、ＴＶＭＬ 文章からの絵コンテの生成（東京工科大：金子） 応用研究 人間を作ろう：エージェント、ソフトウェアロボット 既存アニメーションの再利用 データの再利用（モデル、動き） 標準動画ＤＢによる再利用 本日の講演の主題である 今後のアニメの方向 アニメ制作のより自動化 文章からの自動生成、ＴＶＭＬ 文章からの絵コンテの生成（東京工科大：金子） 応用研究 人間を作ろう：エージェント、ソフトウェアロボット 既存アニメーションの再利用 データの再利用（モデル、動き） 標準動画ＤＢによる再利用 本日の講演の主題である 今後のアニメの方向 アニメ制作のより自動化 文章からの自動生成、ＴＶＭＬ 文章からの絵コンテの生成（東京工科大：金子） 応用研究 人間を作ろう：エージェント、ソフトウェアロボット 既存アニメーションの再利用 データの再利用（モデル、動き） 標準動画ＤＢによる再利用 本日の講演の主題である 講演の開始 積山 研ニ氏へ 文章からのアニメの自動生成 距離や方向のポテンシャルモ デルを構築し、入力文に含ま れる対象の位置を推定する SPRINT 「山下公園の中央には噴水がある。噴 水のところから公園の柵の向こうに氷 川丸を見ることができる。氷川丸の右 方にはマリンタワーが建っている。」 物体の形状に応じた空間タグ をつけ、前置詞との対応付け を行う Wordseye “The daisy is in the test tube.” エージェントへの応用研究 エージェントへの命令 机の上の本を取って。 テレビの前に立って。 人間 上、前などの空間表現を理解することが必要 仮想物体の 三次元幾何データ シンボル化 位置関係の 表現 順動力学による動作生成 モーションキャプチャシステム等での動き のデータ収集が困難な動作データの作成 →順動力学による動作生成 パソコン上でのリアルタイム動作 例：空中サーカス 発表論文 角，藤井，積山，スニ－，永嶋，野地，「芸術性を重視した空中サーカス 演技へのモーション生成エンジンの適用」，NICOGRAPH論文コンテスト, 2000.11 作の効率化方法 新規にすべての映像を制作する場合 制作作業（動きの生成）の効率化 動作データの作成 アニメータ支援技術（力学モデルの技術） 自動化 既存アニメーションの再利用 データの再利用（モデル、動き） 標準動画ＤＢによる再利用 シミュレーションの利用 モーションキャプチャ アニメータによる作成 → キーフレーム法 動力学モデルによる動作生成 キーフレームアニメーションによるキャラクターへの ポーズ付けを、一回の操作で簡単に行えるようにした 動力学計算による姿勢の最適化を同時に実施 人間を、力学構造のモデル(リンク体）として扱い、 環境条件も力学上のパラメータとした 重力、積分時間、動摩擦係数、静摩擦係数など 人間の滑らかで、自然な動きを生成するため、 逆動力学計算と順動力学計算を連続的に実施して、 力学的最適化を行うようにした 「緩和係数（トルク、加速度、位置）」を導入した 標準動画ＤＢシステムによる 既存アニメーションの再利用 既存モデル 既存アニメーシ ョン 動きのベクト ル 形状変形 動きベクトルの 調整と複製 対象モデルのアニメーション 標準動画ＤＢ関連ツールの位置付け セルアニメーション制作工程 【ﾌﾟﾘﾌﾟﾛ】 企画 【構想・造形】 ｼﾅﾘｵ・ 原画 動画 絵ｺﾝﾃ 【加工・補強】 【統合・記録】 【ﾎﾟｽﾄﾌﾟﾛ】 彩色・仕上 後処理 編集 標準動画ＤＢ 関連ツール 市販ツール アニメーションＤＢの機能構成 ２Ｄデータ制御 標準動画ﾃﾞｰﾀﾍﾞｰｽ ２Ｄﾃﾞｰﾀ制御ﾂｰﾙ ・制御点対応機能 ・動き制御機能 ・フレーム制御機能 ・データ登録機能 動画ﾃﾞｰﾀ作成ﾂｰﾙ 標準ﾓﾃﾞﾙﾃﾞｰﾀ 標準動画ﾃﾞｰﾀ 新規 固有動画ﾃﾞｰﾀ 新規 固有ﾓﾃﾞﾙﾃﾞｰﾀ ・制御点設定機能 *1 ・動き設定機能 ・データ登録機能 *2 *1:誰でも利用可能 *2:所有者のみ利用可能 再利用化の技術 再利用素材のモデルの登録の処理 ユーザの対象モデルへの適用時の処理 画像を閉領域でレイヤに分ける 座標､領域、対応点を基に、レイヤの比較を行なう 対応するレイヤの交点、端点、特徴点をマッチングして画素毎の 動きのベクトルを取得する 元のモデル第一フレームと、対象モデルの画像のマッチングを 行なう 対応画素を求める 元のモデルの変化量を対象モデルに加えることにより対象モデ ルの動きを生成する。モデルの違いによる変化量の調整を併せ て行なう 発表論文 F.Sumi, M.Nakajima,”Animation Database System and Its Tools for Production”, International Workshop of Advanced Image Technology, Haulien, Taiwan, 2002.1 角、中嶋、「２Dアニメーション用標準動画データベースシステム」、 電子通信学会2002年総合大会（2002.3発表予定） ｷｰﾌﾚｰﾑ1 標 準 モ デ ル ｷｰﾌﾚｰﾑ2 ｷｰﾌﾚｰﾑ3 ｷｰﾌﾚｰﾑ4 :制御点 制御点対応機能 取り込んだ２Ｄﾃﾞｰﾀの 制御点を標準ﾓﾃﾞﾙの 制御点と対応付ける 標準動画ﾃﾞｰﾀﾍﾞｰｽ 各制御点における 各ｷｰﾌﾚｰﾑでの 相対変位が標準 動画ﾃﾞｰﾀﾍﾞｰｽに 保存されている。 ｷｰﾌﾚｰﾑ x y 1 0 0 2 -2 3 3 -5 8 4 -3 17 動き設定機能 小 中 大 実験結果 元のアニメーション 対象モデル-1 対象モデル-2 生成したアニメーション まとめ アニメーションの新規制作システム アニメータが意図した動きを、力学モデルによる 動作生成システムで実現できるようになった。 「自律的な動き」や「自動化」が課題 再利用によるアニメーション制作システム 簡単なモデルでのアニメーション移行が行なえる ようにり、基礎づくりが出来た。 複雑な形状・動きへの対応、システムの対象 範囲の拡大 発表論文一覧 論文： 国際会議： F. Sumi, H. Imagawa,”The Animator-Oriented Motion Generator, Animanium, Based on a Humanoid Robot-Control Algorithm”, Siggraph2001 Sketch and Application, 2001.8 F.Sumi, M.Nakajima,”Animation Database System and Its Tools for Production”, International Workshop of Advanced Image Technology, Haulien, Taiwan, 2002.1 F.Sumi, M.Nakajima,”Reusable 2D Animation Database System for Animation Warping”.Siggraph2002, Sketch and Application,(2002.3.13投稿予定） 研究会： 角，中嶋：「動力学モデルによるキャラクタアニメーション用動作生成システム （MODAN)」,電子情報通信学会論文誌（投稿,査読中） 角，中嶋：「既存アニメーション再利用化のための標準２D動画データベースシステム の構築」、映像情報メディア学会論文誌（2002.2.28投稿予定） 角，藤井，積山，スニ－，永嶋，野地：「芸術性を重視した空中サーカス演技へのモー ション生成エンジンの適用」，NICOGRAPH論文コンテスト, 2000.11 角，中嶋：「キャラクタアニメーションのための動作生成システム」，電子情報通信学会 画像工学研究会，2001．7 角，中嶋：「２Dアニメーション用標準動画データベースシステムの構築」，情報処理学 会第107回グラフィックスとCAD研究会（2002.4.19予定） 全国大会： 角，中嶋，永嶋：「力学的最適化によるＩ人間動作の生成補正技法」，第62回情報処理 学会全国大会，2001．3 角、中嶋：「２Dアニメーション用標準動画データベースシステム」、 電子通信学会2002年総合大会（2002.3.27発表予定） 今後の研究予定 アニメーションの新規制作に対して、 CPG(Cnetral Pattern Generator)という 神経振動子を利用した動作生成エンジンに よる、自律的動作生成の実現を目指す。 再利用のためのシステムに関して、 対象モデルを複雑形状でも可能となるよう に技法の改良を行なっていく。 システムの対象範囲の拡大をする。 作業工程 ３Dモデルからの変換 ３Dモデルでの再利用