1 / 68

멀티미디어 데이터 : 애니메이션 / 비디오

멀티미디어 데이터 : 애니메이션 / 비디오. Lecture #5. 강의 개요 (1). 애니메이션 개요 애니메이션 종류 전통적인 애니메이션 컴퓨터 애니메이션 특수 효과 애니메이션 기법 웹 애니메이션 애니메이션 응용 애니메이션 저작도구. 강의 개요 (2). 비디오 개요 아날로그 비디오 – TV 디지털 비디오 – 비디오 처리 장치 비디오 압축 및 복원 비디오 압축 과정 Intel DVI / JPEG / MPEG / H.261 등 비디오 파일 포맷 비디오 스트리밍.

winifred
Download Presentation

멀티미디어 데이터 : 애니메이션 / 비디오

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 멀티미디어 데이터 : 애니메이션 / 비디오 Lecture #5

  2. 강의 개요 (1) • 애니메이션 개요 • 애니메이션 종류 • 전통적인 애니메이션 • 컴퓨터 애니메이션 • 특수 효과 • 애니메이션 기법 • 웹 애니메이션 • 애니메이션 응용 • 애니메이션 저작도구

  3. 강의 개요 (2) • 비디오 개요 • 아날로그 비디오 – TV • 디지털 비디오 – 비디오 처리 장치 • 비디오 압축 및 복원 • 비디오 압축 과정 • Intel DVI / JPEG / MPEG / H.261 등 • 비디오 파일 포맷 • 비디오 스트리밍

  4. 애니메이션의 개요(1) • 정의: • 생명이 없는 사물에 영혼이나 정신을 부여하는 행위 • 생명을 지니지 않은 것이 작자의 의도에 따라 의인화 되어 필름이나 VTR등의 영상매체를 통하여 창조되는 기술이나 기법 • 낱장의 그림 또는 사물의 이동을 한 프레임(frame) 단위로 촬영하여 마치 살아 있는 것과 같은 효과를 보여주는 영화 • 예: 만화영화 등

  5. 애니메이션의 개요(2) • 원리: 잔상 효과(persistence of vision) • 일련의 정지 이미지(still image)들을 연속적으로 보여주어 그 이미지를 보는 사람으로 하여금 이미지들을 연속된 동작으로 착각하도록 한다 • 일반적으로 초당 15장 이상의 그림이 보여지면 자연스러운 움직임을 얻을 수 있다 애니메이션을 구성하는 프레임들

  6. 애니메이션의 개요(3) • 종 류: 1) 전통적인 애니메이션 - 플리북 애니메이션(Flip-book Animation) - 셀 애니메이션(Cel Animation) 2) 컴퓨터 애니메이션 - 스프라이트 애니메이션(Sprite-based Animation) - 벡터 애니메이션(Vector-based Animation) - 키프레임과 트위닝(Key Frame and Tweening) 3) 특수효과 - 모핑(Morphing) - 로토스코핑(Rotoscoping) - 미립자 시스템(Particle System)

  7. 전통적인 애니메이션(1) • 플리북 애니메이션 (Flip-book Animation) - 가장 기본이 되는 애니메이션 - 프레임(Frame-based) 애니메이션: 애니메이션 내에 존재하는 모든 프레임을 한장 한장 그려나가는 것 - 파일 크기가 크다  인터넷과 같이 제한된 데이터 전송 환경에서는 사용하기 힘들다

  8. 전통적인 애니메이션(2) • 셀 애니메이션(Cel Animation) • 2차원 애니메이션의 전통적인 기법 • "CEL"이란 단어는 투명한 종이를 뜻하는 Celluloid의 "CEL"을 의미 • 애니메이션을 만들기 위해서 하나의 배경 cel과 여러장의 전경 cel이 필요하고, 일반적으로 이러한 cel들이 여러 개의 층을 이루어 하나의 프레임을 만들어낸다 • 연속되는 다음 프레임을 만들 때는 변하는 부분만 다시 그린다 • Disney사의 “라이온 킹” 등

  9. 컴퓨터 애니메이션(1) • 스프라이트 애니메이션(Sprite-based Animation) • 스프라이트(Sprite)는 애니메이션에서 독립적으로 움직이는 개체 • 아케이드 게임 속에 등장하는 캐릭터들의 애니메이션 등이 해당 • 플립북 애니메이션과는 달리 스프라이트 만을 다시 그려주면 되므로, 파일의 크기나 요구되는 데이터 전송 대역폭도 플립북 애니메이션보다 적다

  10. 컴퓨터 애니메이션(2) • 벡터 애니메이션(Vector-based Animation) • 스프라이트가 Bitmap이 아닌 수학적인 공식으로 이루어진 애니메이션 • 인터넷에서 사용되는 쇽웨이브(Shockwave) 파일 포맷 등이 이 방법을 사용 • 파일의 크기는 스프라이트 애니메이션 보다 작다 • 크기에 상관없이 깨끗하게 디스플레이된다(Scalability)

  11. 컴퓨터 애니메이션(3) • 키프레임과 트위닝(Key Frame and Tweening) • 키 프레임(Key frame)이라는 중요한 장면만을 그리고 나머지 중간 프레임은 컴퓨터를 이용하여 자동으로 생성하는 기법 • 이러한 키 프레임 사이(Between)를 채우면서 애니메이션 을 만든다는 의미의 IN-BETWEENING에서 유래 • 시간면에서는 주기적으로, 또는 주요한 장면 변화 시에 키 프레임 작성 • Flash에서의 웹 애니메이션 등

  12. 컴퓨터 애니메이션(4) • 키프레임과 트위닝(Key Frame and Tweening) 트위닝 기법을 이용한 공이 떨어지는 모습

  13. 특수효과(1) • 모핑(Morphing) • 2개의 서로 다른 이미지나 3차원 모델 사이의 변화하는 과정을 서서히 나타내는 것 • 3차원 모핑은 영화 "터미네이터 2", 우리나라의 영화 "구미호", "은행나무 침대"등에서 응용 • 처음 프레임과 마지막 프레임을 지정해 주고 나머지는 컴퓨터가 생성- 인터폴레이션(Interpolation)

  14. Source Halfway morph Target Result 특수효과(2) • 모핑(Morphing) - 계속

  15. 특수효과(3) • 모핑(Morphing) - 계속 타이타닉의 한 장면에서 보여지는 몰핑기법

  16. 특수효과(4) • 로토스코핑(Rotoscoping) • Betty Boop과 뽀빠이에게 생명을 불어넣기 위해서 1915년 경 Max Fleischer이 개발 • 실제 영화의 한 장면에 애니메이션을 삽입하는 것 • 사진 속에 있는 특정 인물이나 사물을 투명종이 위에 그려 넣는 작업 “누가 로저래빗을 모함했나?”

  17. 특수효과(5) • 미립자 시스템(Particle System) • 비, 불, 연기, 폭발 등의 자연 현상들을 시뮬레이션 하기에 좋은 컴퓨터 애니메이션 • 분자들에 대해 그 행동과 특성을 하나하나 부여해 비디오나 영화에서 폭발 등의 특수효과 • 영화 “트위스터”의 토네이도 시뮬레이션

  18. 특수효과(6) • 미립자 시스템(Particle System) 영화 '트위스터(Twister)'의 토네이도(tonado) SoftImage|3D를 사용하여 담배연기를 표현한 그림

  19. 특수효과(7) • Folow-mo 고속 촬영 • 수 십대 혹은 수 백대의 디지털 카메라를 통한 촬영기법은 관객들로 하여금 상당한 호기심을 자극 • 카메라를 주변으로 돌리는 것이라고 생각하기 쉽지만, 촬영기법이 매우 효과적이고 사실적 • 영화 “매트릭스” 등에 적용

  20. 특수효과(8) • Folow-mo 고속 촬영 메트릭스에서 사용된 Folow-mo 기법

  21. 특수효과(9) • 포깅(Fogging) 기법 • 안개처럼 뿌연 반투명 상태를 만들어주는 것 • 3D 액셀레이터에서 지원해주지 않으면 소프트웨어적으로 한꺼번에 모두 표현하기는 난이함

  22. 특수효과(10) • 홀로그램 기법 • 홀로그램(Hologram)기술은 60년대 레이저의 개발과 함께 개발된 3차원 영상표시 기술 • 대용량 영상신호처리에 적합한 홀로그래픽 신호처리기술이 연구되어 3차원의 영상신호처리 및 전송분야에 획기적인 기술진보 • 홀로그램 소자는 Toppan과 Richmond등이 전자 주사방식이나, 광간 방식으로 3D용 광소자 및 광학기계를 제작중

  23. 애니메이션 기법(1) • 전통적인 애니메이션 기법 1) 양파껍집 효과(Onion-skinning) 2) 도려내기 효과(Cut-out) 3) 가감속(Ease-out/Ease-in) 4) 반복(Cycling) 5) 계층적 동작(Hierarchical Motion)

  24. Flash에서의 양파껍질효과 머리부분 도려내기 효과

  25. 애니메이션 기법(2) • 효과적인 애니메이션 기법 1) 찌그러짐과 늘어남 2) 보조 액션과 중첩 액션 3) 과 장

  26. 애니메이션 기법(3) • 3차원 컴퓨터 애니메이션 1) 키프레임 애니메이션 2) 역운동학 3) 모션캡쳐 역운동학

  27. 모션 캡쳐

  28. 웹 애니메이션 • 기본적인 웹 애니메이션 1) 애니메이션 GIF(Animated GIF) 2) 자바 애플릿(Java Applet) 3) ActiveX • 플러그인 애니메이션 1) VRML 2) AVI(Audio Video Interleaved) • 스트리밍 애니메이션 1) Shockwave 2) QuickTime

  29. 애니메이션 활용 • 만화 영화 • 영화 • 광고 • 게임 • 사이버 아이돌(사이버 캐릭터)

  30. 애니메이션 저작도구 (1) • 2차원 애니메이션 저작도구 1) Animo 2) TOONZ 3) US Animation 4) RetasPRO • 3차원 애니메이션 저작도구 1) SoftImage 3D 2) MAYA 3) 3D Studio MAX • 웹 애니메이션 저작도구 1) Director 2) Flash

  31. Modeling Animation Texture Mapping Rendering Maya SoftImage 3D 3D Paint RenderMan 애니메이션 저작도구 (2) • 실제적인 3D 애니메이션 제작 작업

  32. 비디오 개요 (1) • 영상 & 화상 • 화상은 정지된 이미지화면을 의미하고, 영상은 이미지 화상들의 연속적인 집합체를 의미한다 • 대부분의 영상처리 기술은 화상처리에서 사용하는 기술을 기반으로 발전 • 동영상(또는 비디오) • 연속적인 프레임의 집합체 • 프레임(Frame) : 비디오를 구성하고 있는 이미지 • 화면의 크기와 초당 프레임 수로 구분 • 완전화면(Full screen) 비디오 - 전체화면을 차지하는 비디오 • 완전모션(Full motion) 비디오 - 초당 30프레임을 지원하는 비디오 • 컴퓨터나 TV 비디오는 초당 30프레임을, 영화의 경우에는 초당 24프레임을 필요로 한다

  33. 비디오 개요 (2) • 비디오 처리 (1) • 이미지 획득 장치는 카메라를 통해 2차원의 전기적 이미지를 형성시키고 디지타이저를 이용하여 아날로그 이미지 신호를 디지털 이미지 데이터로 변환하여 컴퓨터로 전달 • 아날로그 이미지를 디지털 데이터로 변환시키는 과정에서 분해능은 화질을 좌우하는 중요한 요소로 작용 • 카메라의 흔들림, 조명의 상태, 초점의 이동, 화상의 흐름, 잡음의 첨가 등 여러 가지 원인에 의하여 이미지가 변형

  34. 비디오 개요 (3) • 비디오 처리 (2) • 이미지 강조 • 입력 이미지를 원래의 이미지보다 좋은 이미지로 처리 • 이미지의 특징이 되는 부분을 강조하거나 약화시키는 방법 사용 • 이미지 강조의 구체적인 방법으로는 크게 주파수 영역 해석법과 공간 영역 해석법을 사용 • 주파수 영역 해석법은 2차원의 디지털화 된 입력 이미지를 FFT알고리즘을 적용하여 주파수 영역으로 변화시킨 후, 특정 주파수 성분만을 필터링하여 강조하는 방법 • 공간 영역 해석법은 이미지 공간내의 각 요소 데이터를 그대로 이용하여 특정 부분을 강조하는 방법으로 미디안 필터링이나 히스토그램 방법 등을 이용 • 이미지 복원은 오염원에 의한 문제를 최소화하기 위한 기술을 적용

  35. 비디오 개요 (4) • 비디오 처리 (3) • 동영상의 경우에는 시간의 변화에 따라 이미지가 변화하므로 정지 이미지의 처리 시에는 고려되지 않았던 문제들이 발생 • 정지 이미지들을 연속적으로 시간적인 제약에 맞게 상영해야 하기 때문 • 동영상 상영 시스템에 있어 가장 중요한 요소 중의 하나는 실시간 디스플레이를 지원하는 “대역폭” • 단위 시간당 데이터의 전송, 처리 능력을 의미 • 단위 시간당 프레임 수와 프레임의 이미지 해상도 그리고 픽셀당 비트 수의 곱으로 표시되며, 이 값이 큰 시스템일수록 양질의 동영상을 재생 가능 • 24 비트 트루 컬러이고 640×480 해상도인 이미지를 초당 30프레임 속도로 재생할 때의 대역폭을 계산하면 (640×480×24×30)/8, 즉, 대략 27 Mbytes/sec 이 된다

  36. 비디오 개요 (5) • 아날로그 비디오 & 디지털 비디오 • 아날로그 비디오 : • 명도와 색상을 이용하여 화상을 표현 • 외부잡음에 취약 • 자료 편집 및 수정이 어렵다

  37. 비디오 개요 (6) • 아날로그 비디오 & 디지털 비디오 • 디지털 비디오: • RGB를 이용하여 화상을 표현 • 자료 편집 및 수정이 용이 • 자료 규모가 방대

  38. 비디오 개요 (7) • 비디오 & 애니메이션 • 애니메이션은 컴퓨터를 이용하여 일련의 장면을 인공적으로 생성한 것 • 비디오는 실세계를 촬영한 결과물을 디지털화하여 편집한 것 • 애니메이션과 비디오는 인간의 감성을 직접 자극하는 방식으로 정보 전달에 효과적 • 비디오는 애니메이션에 비하여 표현하는 데이터 규모, 제작 비용 등이 훨씬 크다

  39. TV의 기본 개념(1) • TV의 의의 • 영상 매체가 인간의 생활에 영향을 미치기 시작한 계기 • TV의 화면 주사방식 순차주사(Noninterlace) 방식 격행주사(Interlace) 방식

  40. TV의 기본 개념(2) • TV 신호의 송수신 • YUV 방식으로 화상 전송 • RGB 방식보다 메모리를 효율적으로 사용

  41. TV의 기본 개념(3) • TV 방송 방식 • 표준 방송 방식 • SDTV / HDTV • 고화질 TV(HDTV) • 디지털 TV • 선명한 화질의 TV 서비스가 목적 • 상호 대화식 방송 프로그램 제어 • MPEG-2 format 사용

  42. TV의 기본 개념(4) • NTSC • 미국에서 컬러와 흑백을 겸용할 수 있는 양립성 방식이 개발되어 가장 널리 사용 • 색상 반송파가 약 4.429 MHz 혹은 3.57 MHz를 사용하며, 휘도는 4.2 MHz가 사용되고 두 색상차 성분에 각기 1.5 MHz가 사용 • 30 frame/sec의 속도를 사용하는 방식으로 525 줄을 하나의 화면으로 구성되며, 화면의 종횡비(Aspect Ratio) 3:4를 채택 • 한국, 미국, 일본, 캐나다, 멕시코, 쿠바, 필리핀, 콜롬비아, 칠레 등의 나라에서 채택

  43. TV의 기본 개념(5) • PAL • PAL방식은 유럽방송연맹에서 미국의 NTSC방식에 자극을 받아 유럽특유의 방식 • PAL과 SECAM으로 양분 • 주사선이 625선으로 컬러전용이며, 일부 남미국가에서는 NTSC의 주사선 525선 60 프레임의 흑백방식에 PAL 방식의 신호를 이용한 PAL-M방식을 사용 • 서독, 태국, 싱가폴, 중국, 호주, 뉴질랜드, 덴마크, 영국, 스위스, 오스트리아, 시리아, 쿠웨이트, 벨기에, 브라질, 아르헨티나 등에서 채택하여 사용

  44. TV의 기본 개념(6) • SECAM • SECAM방식의 특징은 2가지 색도신호를 NTSC 및 PAL 방식의 경우와 같이 동시에 보내지 않고 연속적으로 보낸다 • 프랑스에서 개발되었으나 이를 채택한 나라는 프랑스 언어권 국가와 국제방송기구(OIRT)로 불리는 동구권국가에 한정 • 색상이 안정되어 있으나 송신장치나 수상기의 회로가 복잡하고 시청범위가 좁다는 결함이 있으며 흑백 TV로는 전혀 수신되지 않는다는 결점 • SECAM 방식 역시 PAL 방식과 같이 25 frame/sec의 속도와 625주사선을 지원 • 채택하고 있는 나라는 프랑스, 소련, 이란, 이라크, 헝가리, 사우디아라비아, 폴란드, 모나코, 리비아 등

  45. TV의 기본 개념(7) • NTSC와 PAL, SECAM의 가장 기본적인 차이는 비디오신호 중 색 성분의 전송방법의 차이 • PAL, SECAM은 천연색필름으로 사진을 찍어 천연색 인화지로 인쇄하는 방식이고, NTSC는 흑백필름으로 사진을 찍어 인화한 후 색을 덧칠하는 방식 • NTSC는 색 성분과 화면을 구성하는 휘도 성분이 분리되어 전송되는데 비해 PAL, SECAM은 두 성분을 복합하여 송신

  46. TV의 기본 개념(8) • HDTV(High Definition Television) • 기존 일반 텔레비젼의 수직/ 수평 해상도를 증가시킨 텔레비젼 방식 • 미국에서 채택하고 있는 HDTV는 NTSC와의 호환성을 지향 • 59.94 Hz의 프레임 속도와 16:9의 화면 비율, 그리고 1125줄의 화면을 사용하며, 수직 주파수는 60Hz이고 수평 주파수는 33.75kHz(=1125×30Hz) • 유럽에서 개발되는 HDTV는 PAL과의 호환성을 지향 • 일본에서는 자체의 HDTV방식을 개발하였고, 현재 고화질 텔레비젼 서비스를 제공

  47. 비디오 처리 장치(1) • 비디오 처리 하드웨어 • 비디오가 초당 30 프레임 속도로 디스플레이 되기 위해서는 실시간 비디오 처리 장치와 대용량 저장장치가 필요 • 비디오 처리 하드웨어 구성:

  48. 비디오 처리 장치(2) • 비디오 보드 • PC에 입력되는 비디오 영상 정보를 가공 처리하여 모니터 화면에 표현해 주는 장치 • 프레임 그래버(Frame Grabber) 보드: 비디오 카메라나 VCR과 같은 장치로 부터 입력되는 영상 신호를 획득, 컴퓨터에서 조작이 가능한 형태로 변환. 즉, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 보드 • 비디오 중첩(Video Overlay) 보드: 컴퓨터 내부의 정보와 외부에서 유입되는 영상정보를 합성하여 모니터에 표현하는 보드(참고: TV 수신카드) • 비디오 압축(Compression)/복원(Decompression) 보드: 영상 정보를 압축하여 기억 장치에 저장, 필요시 복원하여 제공하는 장치

  49. 비디오 처리 장치(3) • 비디오 저장 장치 • CD-ROM • DVD-ROM • Disk Array

  50. 비디오 압축/복원(1) • 비디오 압축/복원 • 데이터의 중복성 (Redundancy) • 영상신호는 각 데이터간의 연관성이 매우 큰 특성을 가지고 있어 변화가 적은 비슷한 값의 나열로 이루어져 있다 • 영상 압축(Compression) • 영상 부호화(Encoding) • 데이터의 공간적 또는 시간적 중복성을 제거함으로써 전체 데이터의 양을 상당히 줄이고도 충분한 정보를 전달 가능하다. • 필요성 - 방대한 크기의 비디오 파일에 대한 저장 및 전송 부하의 감소 필요

More Related