가상 캐릭터의 디지털 한복 모델링을 위한 지식기반 접근법의 적용연구

Abstract

영화, 애니메이션, 게임 등 디지털 문화 컨텐츠에서 캐릭터의 의상은 사실감을 부여해주는 중요한 요소이며, 이와 관련하여 옷감 모델링 및 의상 애니메이션에 관한 연구가 최근에 활발히 이루어지고, 다양한 어패럴 캐드(Apparel CAD)시스템들이 개발되었다. 그러나 이들은 의상 디자인의 전문성을 요구하므로, 의상 전문가가 아닌 일반 디자이너가 캐릭터의 특정 스타일 복장을 제작하는 데에는 어려움이 있다. 또, 대부분의 연구가 옷의 사실적인 재현을 위한 옷감의 모델링과 충돌검사에 관한 주제에만 집중되어 있어, 이미 디자인된 의상을 다양한 캐릭터의 신체형에 맞게 착용시키는 효과적인 방법을 제안하지 않았다. 특히, 디지털 한복의 경우 한국적인 디지털 콘텐츠를 제작할 수 있다는 점에서 높은 의의가 있는데, 한복은 양복과 비교하여 재단방식(평면재단), 여밈방식(끈으로 고정), 치수 규격(여유분 반영) 등에서 구성학적 차이가 커서, 모델링과 착용시 더욱 전문지식을 필요로 한다. 가슴과 어깨선, 목의 형태와 얼굴형 등의 체형 특징에 따라 한복의 크기 조정방법이 복잡한 경험적 지식의 형태로만 존재하는데, 이러한 지식을 반영하지 않는 기존 도구로 한복을 제작하는 데에는 어려움이 있다. 이렇듯, 한복만의 제작방법이 필요함에도 불구하고 한복 시뮬레이션을 위한 전문적 도구는 없다. 따라서 본 논문에서는 한복에 대한 사전 지식이 없는 사용자들도 한복 고유의 실루엣을 유지하면서 다양한 체형 특징이 반영된 한복을 가상 캐릭터에 쉽게 입힐 수 있는 한복 모델링 방법을 제안한다. 즉, 한복 제작의 전문 지식을 지식베이스화하고 이를 통해 드레이핑 시뮬레이션을 자동화하는 것이다. 일반적으로 드레이핑 시뮬레이션이란 2차원의 옷본 형태로 디자인된 의상을 3차원의 가상 캐릭터에 직접 착용시켜 의상의 디자인이나 크기를 수정함을 의미한다. 본 논문에서는 시뮬레이션에 사용되는 한복이 20대 남ㆍ여 한국인의 표준 신체치수를 기준으로 디자인이 확정된 의상이라 가정하고, 한복 드레이핑 시뮬레이션의 핵심인 의상 치수 변형 방법에 중점을 두었다. 제안한 방법에서는 옷본을 그리는 데 사용되는 한복 기준치수 산출법인 '그레이딩 규칙'과 체형 특징에 따라 부분 치수를 조정하는 '드레이핑 규칙'의 두 단계 지식베이스를 구축하고, 한복의 크기변형에 구축된 지식베이스를 적용한다. 몇 가지 체형을 지닌 캐릭터에 대해 기존의 방식과 지식 기반 한복 시뮬레이션을 비교한 결과, 제안된 방법이 한복의 실루엣 특성 유지 및 체형특징이 반영된 한복을 생성하는 측면에서 우수함을 확인할 수 있었다. 향후 더 정확한 한복의 크기조정을 하기 위해서는 크기 변형의 두 번째 단계인 드레이핑에서 불확실한 변수인 적용스케일을 학습 등의 방법을 통해 정교화하는 연구가 필요하다. ;The clothing of characters in digital contents, such as movies, games and animation, is one of the important elements in making these characters more realistic. There have been several CAD systems developed for fashion industry, but they require professional knowledge in clothing design and it is difficult for a non-professional, such as an animator, to produce the character's clothes. Also, while most of researches have been focused on the modeling and collision detection of cloth for realistic appearance, there is no effective method for dressing characters of various body shapes. In particular, Hanbok, the Korean traditional costume, reveals great organizational difference against western clothing. Compared to western clothes, Hanbok has a unique layout in terms of cutting method(flat pattern), adjusting method (fixation by tying up with strings) and measuring standard (reflecting extra length). Thus modeling virtual hanbok generally requires lots of expertise in making real hanbok. This thesis proposes a knowledge driven approach for modelling 3D hanbok based on various characteristics of body shapes, while maintaining and preserving its traditional styles and qualities. We focused on the easy-to-use support for general users for creating virtual hanbok without any basic Hanbok knowledge and this results in automatic Hanbok draping simulation mostly by the modification process of clothing size. The proposed approach is summarized as three phases : First, based on the traditional design method, we provide standard database of hanbok patterns. By using this pattern database, general users without any hanbok knowledge can easily create virtual Hanbok. Secondly, we constructed a 'grading rules' on how to determine major garment gauges from a few body measurements. Using this knowledge base, hanbok in several levels in sizes can be created from the same silhouette pattern. We also suggest the third step of adjusting local measurements of hanbok using 'draping rules'. This detail adjustment level is required because someone can have a body shape that does not fit well with any of the standard levels of body proportion. All these modelling process can be carried out promptly and users can observe simulation results at the time of designing the clothing pattern. Thus, it greatly reduces mistakes that can be caused by non design experts. Compared to existing modeling methods, out proposed method generates better results in terms of maintaining Hanbok's unique silhouette and reflects the characteristics of different body shapes and sizes more effectively.