VR환경에서 디지털휴먼 얼굴 표현이 현실감에 미치는 요인 분석
Analysis of Factors Affecting Reality of Digital Human Facial Expression in Virtual Reality Environment
3
조회
0
다운로드
10
인용
0
참고문헌
키워드
초록
(연구배경 및 목적) IT 리서치 기업 가트너는 몰입 경험을 2019년 10대 전략기술로 꼽았다. 이는 가상환경에서 시공간의 제약 없이 실제와 유사한 경험이 가능하다는 것을 의미하고 있다. 현재 산업에서는 점점 실제 사람을 촬영하여 얻은 텍스쳐와 형태를 기반으로 사실감이 보다 높은 디지털휴먼을 제작하려는 추세이다. 이에 보다 산업적 측면에서 디지털휴먼의 프로토타입을 제작하여 외형 및 얼굴 표정에 따른 사실적 정도가 디지털휴먼들로부터 느끼는 현실감 관계에 영향을 주는지, 이는 어느 정도의 단계 차이를 보이는지, 영향을 주는 주된 요인들은 어떤 것들이 있는지 연구하는데 목적을 둔다. (연구방법) 본 연구에서는 기존 디지털휴먼 사례들의 주름, 피부 색감, 피부 질감, 개별 머리카락, 라이팅 반영, 눈동자 반사의 유무를 조사하였다. 이어 외형에 따른 사실적 정도와 얼굴 표정에 따른 사실적 정도가 디지털휴먼들로부터 느끼는 현실감 관계에 얼마나 영향을 주는지, 영향을 주는 주된 요인들은 어떤 것들이 있는지 제작된 프로토타입을 활용하여 실험연구를 진행하였다. 실험을 위한 가설은 표정의 사실적 정도가 1단계 올라감에 따라 현실감은 2단계 이상의 차이를 보일 것이라는 것과 가상현실에서 디지털휴먼의 얼굴 표정에 대한 사실적 표현 정도 요인 중 비대칭성이 현실감에 주요인일 것이었다. (결과) 실험결과 가상현실에서 디지털휴먼의 얼굴 표정에 대한 사실적 표현 정도가 1단계 올라감에 따라 전체적인 사실감 정도 비율이 2단계 이상의 차이가 있었으며, 외형의 사실감 정도 평가에 따른 주된 요인으로 얼굴 빛 투영도, 눈동자의 반사 영상, 털 표현 등이 있음을 알 수 있었다. 또한, 현실감 정도 평가의 주된 요인에는 반복 행동에 대한 다른 결과, 일정하지 않은 눈 깜빡임, 자연스러운 근육 등이 있음을 확인하였다. 가상현실에서 디지털휴먼의 표정에 대한 사실적 표현정도는 조화성, 불규칙성, 비대칭성 요인과 같은 비정형적 요인들이 현실감에 영향을 미치는 요인으로 분석되었다. (결론) 가상현실 환경에서 디지털휴먼 외형의 사실감 정도보다 표정의 사실감 정도가 현실감에 영향을 미치는 정도가 크다는 결과를 얻었다. 디지털휴먼의 얼굴 표정에 대한 사실적 표현 정도 요인인 조화성, 불규칙성, 비대칭성 과 같은 비정형적 요인이 전체적인 현실감에 가장 영향을 주는 요인임을 확인하였다.
Abstract
(Background and Purpose) Gartner, a global IT research and advisory firm, cited immersion experiences as one of the top 10 strategic technologies for 2019. This implies that a real-like experience is possible in a virtual environment without any constraint of time or space. Currently, there is a trend in the industry to produce digital humans with a better sense of reality, based on the textures and shapes that are obtained by taking pictures of real people. This study examines if the degree of reality in both, appearance and facial expressions, affects the sense of reality of digital humans, the level of difference observed, and what are the main influencing factors, by creating a prototype of digital humans from a more industrial perspective. (Method) In this study, existing digital humans have been studied to check wrinkles, skin color, skin texture, individual hair, lighting reflection, and pupil reflection. Experimental research using the produced prototype, was conducted, to identify the impact of both, appearance and facial expressions, on the sense of reality of digital humans, and what are the main influencing factors. The hypothesis was that when the degree of reality in facial expressions was increased by one level, the sense of reality indicated a difference of two or more levels, and asymmetry was the main factor in the facial expressions of digital humans. (Results) It was found that the ratio of overall sense of reality differed by two or more levels, as the degree of reality of the facial expressions in visual reality increased by one level. The main factors were the projection of light on the face, the reflection of the image in the pupils, and the impression of the hair, for the evaluation of the degree of reality of appearance. Additionally, it was confirmed that the main factors to evaluate the degree of reality were the different consequences for repetitive behavior, the irregular blinking of the eyes, and natural muscles. It was found that atypical factors such as harmony, irregularity, and asymmetry were the factors that had an impact on the overall sense of reality. (Conclusions) It was found that the degree of reality in facial expressions affected the sense of reality more than the appearance of digital humans in the virtual reality environment. It was confirmed that atypical factors such as harmony, irregularity, and asymmetry, which are the factors of the degree of reality in facial expressions of digital humans, were the most influencing factors in the overall sense of reality.
참고문헌 (15)
- 최희경, "가상공간에서 아이덴티티(Identity) 표현 도구로서의 사이버캐릭터에 관한 연구 : 2D 아바타와 3D 아바타의 비교분석을 중심으로", PREVIEW : 디지털영상학술지, 5(1), pp.113~127 (2008), 한국디지털영상학회
- Implementation of 3D Face Alignment System, "Go, Byungkwan", The Institute of Electronics and Information Engineers, 605~608 (2012)
- Global XR policies and implications, "Han, Sangyeil", SPRI, ~ (2020)
- Kang, Minsung, "Innovative Technology Trends in Intelligent Information Society: Focused on Gartner's'Top 10 Strategic Technology Trend 2019'Report", KISDI, 30(20), pp.17~31 (2018)
- 김동준, "디지털 휴먼 모델링 도구를 이용한 작업 개선에 관한 연구", 한국안전학회지, 23(2), pp.51~56 (2008), 한국안전학회
- 김우상, "몰입형 가상현실의 아바타 디자인 특성에 관한 연구-소셜네트워크 기반의 가상현실 콘텐츠를 중심으로-", 한국디자인문화학회지, 24(1), pp.91~104 (2018), 한국디자인문화학회
- 이연빈, "VR에서 디지털 휴먼과 상호작용 시 외형 표현 단계가 사회적 실재감에 미치는 영향", 디지털콘텐츠학회논문지, 21(6), pp.1113~1122 (2020), 한국디지털콘텐츠학회[DOI]
- Matsui, Toshihiro, "(Special Issue Digital Human Technology-Regarding a Human as a System) (Survey) Viewing a Human as a System in the Digital Human Technology", Journal of the Society of Instrument and Control Engineers, 45(12), pp.993~998 (2006)
- 오준영, "홍성 신경리 마애여래입상의 3차원 기록화를 통한 포토그래메트리의 유용성 연구", 헤리티지:역사와 과학, 50(3), pp.30~43 (2017), 국립문화유산연구원
- Jong Tae Park, "Digital Color Image Watermarkingfor HVS(Human Visual System) using Daubechies wavelet", 한국정보통신학회논문지, 8(7), pp.1488~1492 (2004), 한국정보통신학회
- Song, Jongguk, "Future Horizon "VR is Real Life"" (2016), STEPI
- S., Karmakar, "Application of digital human modeling and simulation for vision analysis of pilots in a jet aircraft: a case study", Work, 41(Supplement 1), pp.3412~3418 (2012)
- Engerer, Volkmar P., "Information Professionals Going Beyond the Needful User in Digital Humanities Project Collaboration", Journal of Information Science Theory and Practice, 8(1), pp.6~19 (2020), 한국과학기술정보연구원[DOI]
- Yang, Changyoon, "Scan data processing for generating 3D model", Computational Design and Enigineering, pp.258~259 (2012)
- VR · AR · MR related technology and policy trends, "Yoon, Hyunyoung", ~ (2019)