자동 타임 워핑에 기반한 온라인 궤적 최적화

Abstract

본 논문 에서는 물리 기반 가상 환경에서 참조 동작을 추적하는캐릭터 동작을 생성 할 때 캐릭터 동작에 최적화와 함께 참조 동작 에 대한 타임 워핑 (time warping)을 동시에 수행할 수 있는 새로운 온라인 궤적 최적화 (trajectory optimization) 기법을 제안한다. 일반 적으로 참조 동작에 대한 샘플링 시간이 균일한 간격으로 고정되어 있는 기존의 물리 기반 캐릭터 애니메이션 기법과는 달리 , 본 논문에서 제안하는 방법은 캐릭터 동작의 물리적 변화와 함께 샘플링 시간의 변화를 동시에 최적화 시킴으로써 외력에 대해 더욱 효과적으로 대응할 수 있는 참조 동작에 대한 최적의 타임 워핑을 찾아낸다 . 이를 위해 , 전신 캐릭터 (full -body character)의 동역학과 함께 참조 동작에 대한 샘플링 시간의 변화를 함께 고려한 최적 제어 문제 (optimal control problem)를 정형화하고 이 문제를 실행 시간에 시간축을 따라 이동하는 고정된 크기의 시간 윈도우에 대해 반복적 으로 풂으로써 캐릭터 동작과 샘플링 시간에 대한 최적 제어 정책 (optimal control policy)을 생성하는 생성하는 모델예측제어(model predictive control) 프레임워크를 제안한다. 실험을 통해 , 제안된 프레임워크가 하나의 참조 동작만으로 외력에 대해 강인하게 반응하는 동작을 생성하 , 배경 음악에 따라 리드미컬한 동작을 생성하는데 효과적임을 보여준다.