마야를 이용한 모션베이스 컨트롤 데이터 생성에 관한 연구
The study of creating control data for motion base by using Maya
- 주제(키워드) 마야 , 모션 베이스 , 모션 라이더 , 모션 플렛폼 , 모션 시뮬레이터 , 모션 데이터 , 모션 컨트롤 데이터 생성 , Motion Base , Motion Rider , Motion Platform , Motion Simurator , creating control data , Maya , Animatronics , Theme park , 테마공원 , 입체극장 , 4D Cinema
- 주제(KDC) 모션베이스 컨트롤 데이터 생성
- 주제(DDC) 테마파크용 모션베이스 컨트롤
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 홍민성
- 발행년도 2009
- 학위수여년월 2009. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 산업대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000009568
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 논문은 Theme Park 및 4D Cinema 극장에서 사용되고 있는 Motion Base의 Data 생성에 관한 연구이다. 현재 각 극장에 설치되어 있는 Motion Base의 종류와 운영자에 따라 영상에 대응하는 Motion Base의 동작이 모두 다르며 이것은 극장을 운영함에 있어 굉장한 비효율을 낳고 있다. 본 연구는 이러한 문제점을 해결할 수 있는 개선된 방법을 찾는 것을 목표로 하고 있다. 문제점 해결을 위해 고안된 아이디어는 필름 공급업체가 필름 제작 시 생성되는 동작 Data를 활용하여 그에 맞는 Motion Base의 동작 Data를 생성하여 극장에 제공하는 것이다. 기존에 동작 시뮬레이션 프로그램들이 많이 있지만 3D Animation 제작업체에서 사용하기 어렵다는 문제가 있으므로, 본 연구에서는 기존에 3D Animation 제작에 주로 채택되어 있는 3D Animation Program을 이용하여 Motion Base의 동작을 시뮬레이션 하고 그에 따른 Motion Data를 추출해 내는 것을 제안하고 있다. 연구를 위해 Auto Desk 사의 Maya가 이용되었고 기존의 콘텐트의 Animation 되어있는 Maya 카메라의 Motion Path를 기본으로 카메라의 Motion을 보이게 하는 3D Cross를 제작, 사용하여 영상에 직관적으로 Motion을 표현하였다. 그리고 Virtual Motion Base를 제작하고 여기에 3D Cross의 Animation Key frame을 추가하여 Virtual Motion Base의 Motion을 생성 하였다. 또한 하나의 Virtual Motion Base를 이용하여 자세제어방식과 축 제어방식의 Raw Data를 추출하여 이를 사용할 수 있게 하였다. 실험으로는 4 DOF ( Degree Of Freedom ) Motion Base의 자세제어Data와 축 제어Data를 추출하여 이를 미니Motion Base를 통하여 가상의 3D motion Base의 Motion과 비교, 일치성을 실험하였다. 실험 결과 전문엔지니어링 시뮬레이션 프로그램을 사용하지 않고 3D Animation Program을 통하여 Simulator를 만들어 낼 수 있고 이에 따른 Data 추출도 가능 하다는 것이다. 이를 통하여 3D Animation 콘텐트 제작사에서 Motion Base의 Motion Data를 생성, 배급하여 콘텐트에 대한 Motion의 통일성과 기준을 제시 할 수 있게 되었다.
more초록/요약
This study is about creating control data for Motion Base which is used in 4D cinema theater or theme park. The motion of Motion Base to a film is different from theater to theater, depending on the operator's control or hardware system in the theater. This problem causes inefficiency on management of theater, so the goal of this study is finding an improved solution about this problem. The solution from this study is that a film producer, creates motion control data from key-animation data in CG-production step and supplies each theater with motion control data for the animation. Presently there are numbers of movement simulation software, but it is a bit difficult for animation producer to use them. This study proposes that a film producer simulates the movement of motion base by using computer graphic animation tool, which is mostly adopted by production for creating 3D animation, and creates motion control data. For this study, Maya, computer graphic animation tool was used and new software, called 3D Cross, was developed to show the path of motion camera in Maya visually. In addition, the CG model of Virtual Motion Base was made by Maya and it is controlled by key-animation frame data from 3D Cross. Attitude control data and Axis control data were abstracted from movement of Virtual Motion Base and they are input to controller of real mini Motion Base. The mini Motion Base is 4 DOF (Degree of Freedom) system and it is moved by Attitude control data and Axis control data from Virtual Motion Base. As a result, it shows exactly same movement as Virtual Motion Base and it means that we can create motion control data from just computer graphic animation tool, not professional engineering simulation software, so that film producer can create standard motion control data independently regardless of hardware and operator.
more목차
제 1 장 서론 = 1
1.1 연구 배경 = 1
1.2 Motion Base Data의 형식 = 3
1.3 Motion Base 발전 현황 및 향후전망 = 4
1.3.1 게임용 Motion Base = 4
1.3.2. 체감형 극장용 Motion Base = 5
1.3.3 국내 기술현황 및 전망 = 6
1.4 연구 내용 = 7
1.4.1 Procedure = 8
제2장 Motion Simulator의 특성 및 이론 = 9
2.1 Motion Simulator의 특성 = 9
2.1.1 인체 감각모델 = 10
2.2 Motion Base 구동 알고리즘 = 11
2.2.1 고전적인 워시아웃 ( Classical Washout ) 알고리즘 = 11
2.2.2 Coordinated Adaptive 알고리즘 = 13
2.2.3 VTI Lane Referenced Acceleration 알고리즘 = 14
2.2.4 Daimler Benz Lane Referenced 알고리즘 = 15
2.2.5. PERCRO MORIS(Motorcycle Rider Simulator) 구동 알고리즘 = 15
2.3 역기구학해석 (Inverse Kinematic analysis) 이론 = 16
3장 Virtual Motion Base 제작 = 20
3.1 Motion Base 모델링 = 20
3.1.1 피스톤( Piston ) 모델링 = 22
3.1.2 중앙축 ( Central Axis ) = 23
3.1.3 후방 보조 스탠드 (Rear Extra Stand ) = 24
3.1.4 Flying Platform = 25
3.1.5 베이스 ( Base ) = 26
3.1.6 조인트 ( Joint ) = 26
3.2 Motion Base Setup = 27
3.2.1 기본 피스톤 Setup = 27
3.2.2 중앙축 (Central Axis) Setup = 30
3.2.3 Flying Platform Setup = 33
3.2.4 Flying Platform의 한계 값 지정 = 34
3.2.5 후방 피스톤과 후방 보조 스탠드 Setup = 34
3.2.6 피스톤 Distance 지정 = 35
3.3 Motion Base Animation = 37
3.3.1 3D Cross 제작 = 38
3.3.2 Flying Platform Animation = 43
4장 Virtual Motion Base Data 추출 = 47
4.1 Maya Mel Script 작성 = 47
4.1.1 6-DOF Motion Base RAW DATA 출력 = 48
4.1.2 4-DOF Motion Base RAW DATA 출력 = 49
4.2 Motion Data Graph = 50
4.2.1 자세제어 방식 Motion Data Graph = 51
4.2.2 축 제어 방식 Motion Data Graph = 52
5 장 Motion Base Simulator 제작 및 실험 = 53
5.1 Motion Base Simulator 제작 = 53
5.1.1 RAW Data 가공 = 54
5.2 Motion Base Simulator 실험 분석 = 57
5.2.1 Motion Base Sync 분석 = 57
5.2.2 Rotate X Sync 분석 = 58
5.2.3 Rotate Z 동기화 분석 = 61
제 6장 결론 및 향후 연구과제 = 64
6.1 결론 = 64
6.2 향후 연구 과제 = 66
참고문헌 = 67
Abstract = 69
