Contents:
- 1 3D Character Animation 의 이해
- 2 관련서적
- 3 주요링크
- 4 관련 자료
- 5 Animation File Formats
- 5.1 MD2
- 5.2 MD3
- 5.3 SMD
- 5.3.1 SMD 처리 과정 ( Model 데이타 읽기 )
- 5.3.2 회전각을 Direct3D 행렬로 변환하기
- 5.4 ASE ( AScii Export )
- 5.5 X File
- 5.6 Inverse Kinematics (IK) 와 Forward Kinematics (FK)
- 6 Vertex Animation
- 7 다운로드
- 7.1 SDK
- 8 관련링크
1 3D Character Animation 의 이해 #
- Vertex Animation ( 정점 애니메이션 )
- Bone Based Animation ( Skeletal Animation, 뼈대 애니메이션 )
- Skinned Bone Animation
- Inverse Kinematics ( IK : 역운동학 )
2 관련서적 #
- 3D 캐릭터 애니메이션 프로그래밍
- 데이빗 폴 저, 최지호.조종근 공역, 정보문화사
- 게임 프로그래머에게 배우는 게임 개발 테크닉
- 강용.김병철.김성수.김성완.문기영.이만희.이선진.장원석.조영봉.최안식 공저, 정보문화사
- IT EXPERT - 3D 게임 프로그래밍
- OpenGL Game Programming
- Kevin Hawkins.Dave Astle 공저, 류광 역, 정보문화사
3 주요링크 #
- Quake Model 파일
![[http]](/wiki2/imgs/http.png)
Hugues Hoppe 의 홈페이지
- Computer Graphics Group of Microsoft Research 의 연구원
- Mesh 관련 논문을 찾을 수 있는 곳, Video 로 설명한 논문도 있음
4 관련 자료 #
5 Animation File Formats #
Vertex Animation 의 가장 대표적인 모델로 Quake 시리즈에서 사용된 형식이다. 그 중에서 Quake 2 에서 사용되는 파일 형식으로 각 프레임 마다 각 정점의 좌표를 갖고 있다. 따라서 단순히 각 프레임간의 선형 보간으로 손쉽게 애니메이션이 가능하다.
MD3 역시 Quake 시리즈에 사용된 형식으로 Quake 3 에서 사용되었다. 애니메이션은 MD2 와는 달리 Bone Based Animation 을 사용하며 Mesh 또한 1 개로 구성된 MD2 와 달리 3 부분 ( Head, Lower, Upper ) 으로 구성되어 있다.
- 각 데이타의 사용되고 있는 최대 갯수
| 데이타 | 개수 |
| Node ( Bone ) | 256 |
| Frame ( Animation ) | 256 |
| Triangle | 3500 |
| Vertex | Triangle * 3 |
| Mesh | 32 |
| Mesh 당 Vertex | 1600 |
- SMD File Format
- Animation ( Local Ani = Parent TM 의 누적 필요 )
5.3.1 SMD 처리 과정 ( Model 데이타 읽기 ) #
SMD 의 Model 데이타 ( 정점 ) 는 ASE 와 동일하게 World 좌표로 되어 있다. 따라서 애니메이션을 위해서 각 정점 데이타를 Local 좌표를 변환하는 과정이 필요하다.
- Nodes 데이타를 읽는다 ( Bone 데이타의 계층구조를 읽는 과정 )
- Bone ( Skeleton ) 데이타를 읽는다 ( 각 Bone 의 위치와 회전각을 읽는 과정 )
- Vertex ( Triangles ) 데이타를 Local 좌표로 변환하기 위한 Bone 데이타의 처리를 수행한다.
- Matrix = Parent->Matrix * Current->Matrix
( 단, Parent = -1 일 경우 Matrix = Current->Matrix )
- Inverse( Matrix ) = Inverse( Current->Matrix ) * Inverse( Parent->Matrix )
( 단, Parent = -1 일 경우 Inverse( Matrix ) = Inverse( Current->Matrix ) )
- Pos = ( Current->Pos * Parent->Matrix ) + Parent->Pos
( 단, Parent = -1 일 경우 Pos = Current->Pos )
- Vertex 데이타를 읽어 들이면서 각 Bone 의 역행렬을 곱하여 Local 좌표로 변환한다.
- Pos = ( Current->Pos - Bone->Pos ) * Bone->Inverse( Matrix )
- Normal = Normalize( Normal * Bone->Inverse( Matrix ) )
5.3.2 회전각을 Direct3D 행렬로 변환하기 #
- Matrix = Yaw * Roll * Pitch
- 회전축 : Yaw = Y축, Roll = Z 축, Pitch = X 축
5.4 ASE ( AScii Export ) #
5.6 Inverse Kinematics (IK) 와 Forward Kinematics (FK) #
여러 개의 오브젝트가 계층구조에 의해 연결된 모델(hierarchical model)을 애니메이션 할 때, 기계적인 물체의 비교적 단순한 움직임이라면 다른 일반적인 애니메이션에서 오브젝트의 위치를 조정하듯이 움직임의 시작점이 되는 root로부터 한 단계씩 parents에서 children으로 내려오면서 각각의 오브젝트를 수동으로 조절 할 수 있다. 이것을 지금 설명할 inverse kinematics에 대비해서 forward kinematics라고 한다. 하지만 사람의 관절 움직임이나 동물의 움직임을 애니메이션 하고자할 때 일일이 각 링크 오브젝트들의 위치를 수정하는 것은 대단히 번거로운 작업이 될 뿐만 아니라 직관적이지 않은 만큼 자연스러운 움직임을 표현하기도 어렵다. 이러한 번거로움을 해결하기 위한 방식으로 계층구조(hierarchy) 말단의 최하위 오브젝트인 effector의 위치를 조정함으로써 최상위 고정점인 root까지 연결된 링크 오브젝트들의 위치에 역방향으로 영향을 미치도록 하는 방식이 개발되었는데 이것을 inverse kinematics라고 한다. 예를 들어 마주 서 있는 두 사람이 서로 악수하는 장면을 애니메이션 해야한다면 forward kinematics 방식으로는 어깨에서부터 손가락까지 연결된 관절을 하나씩 일일이 움직여 두 사람의 가운데 지점에서 두개의 손바닥이 마주 닿도록 위치를 조정해 주어야 하지만 inverse kinematics방식을 사용하면 각각의 손을 끌어다 놓기만 하면 상위에 링크된 팔 관절들까지 미리 지정된 움직임의 각도가 허용하는 범위 내에서 따라 움직이게 된다.
MSDN 참고 >
IDirect3DDevice9::SetTransform 메서드
D3DTRANSFORMSTATETYPE::D3DTS_WORLDMATRIX 매크로
IDirect3DDevice9::SetSoftwareVertexProcessing 메서드
7 다운로드 #
- MilkShape 3D 를 만든 chUmbaLum sOft 에서 제공하는 Model Viewer - 실행파일 과 소스 코드 제공
SubCategoryGame
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