研究テーマとして、「アニメキャラクタの頭髪の動き」を扱いました。頭髪の動きを手描きで作るのは、大変な作業であり、プロのアニメーターの中でも熟練した腕前が必要といわれています。今回開発した手法は、いわゆる“決め”のポーズを規定するために「絵コンテ」を、“自然な動き”を規定するために「物理シミュレーション」を用いる新しい手法です。
Point
セルアニメーションにおける頭髪運動制御の新しい手法です。
アニメータが手書きで用意した絵コンテと、数枚のハイレゾリューションの画像から頭髪を含む頭部モデルを構築し、絵コンテを頭髪運動の指針として、頭髪運動を制御します。この手法の利点は、単にキーフレーム間を補間するだけでなく、また単なる物理シミュレーションを適用するだけでなく、その両方を用いてアニメキャラクタの頭髪運動を構築することにあります。
つまり、アニメータによって用意された絵コンテは、運動の指示器としてのキーフレームに用います。また、ユーザによって定義された物理シミュレーションベースの頭髪運動データベースは、運動制御として用います。
本研究では大きく分けて3つのステップがあります。
第1ステップは、セル画から頭部モデルを構築し、アニメータが頭髪運動のデータベースを構築します。このプロセスはマニュアルで行なわれます。
第2ステップは、マッチングプロセスです。物理シミュレーションによって構築したデータベースの頭髪形状と絵コンテの頭髪形状を比較し、各絵コンテにおいて最も形状が似通っているものをデータベースから選出します。
第3ステップでは、その選ばれた頭髪運動データベースを滑らかに結合するために様々な補間を施します。
これらのステップを経て、セルアニメーションにおける、アニメキャラクタの頭髪運動制御を実現しました
[図1] 左から時系列になっています。上段の一番左はアニメータが作成したオリジナルの3Dキャラクタモデルです。
それをスタートにし、下段の絵コンテに合うように時系列で頭髪が動いていく様子を示しています
[図2] 図１に比べてカメラの動きが無いため、絵コンテの頭髪形状にモデルの頭髪形状が近くなっていることがよりわかりやすく示しています。動きとしては同様に左から右への時系列になっています。
DEMO
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頭髪運動データベースの補間に自由度を持たすことが可能なことを示しました。頭髪運動データベースを滑らかに、もしくは不連続に補間するかはアニメーターの感性に委ねることができます。
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絵コンテ間の単純な線形補間と本手法の比較のデモです。
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[図1] の結果のトゥーインシェードのデモです。
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[図2] の結果のトゥーインシェードのデモです。
Publication
Eiji Sugisaki (Waseda Univ.), Yizou Yu (Univ. of Illinois), Ken-ichi Anjyo （OLM Digital, Inc.）, Shigeo Morishima (Waseda Univ.),
“Simulation-Based Cartoon Hair Animation” ,
Proceedings of the 13th International Conference in Central Europe on Computer Graphics, Visualization and Computer Vision, WSCG FULL Papers proceedings, pp.117-122, (WSCG 2005, Plzen, Czech Republic, 2005.2)