Adding emotion to expressionless animations of virtual characters

  • Research has shown that people recognize personality, gender, inner states and many other items of information by simply observing human motion. Therefore the expressive human motion seems to be a valuable non-verbal communication channel. On the quest for more believable characters in virtual three dimensional simulations a great amount of visual realism has been achieved during the last decades. However, while interacting with synthetic characters in real-time simulations, often human users still sense an unnatural stiffness. This disturbance in believability is generally caused by a lack of human behavior simulation. Expressive motions, which convey personality and emotional states can be of great help to create more plausible and life-like characters. This thesis explores the feasibility of an automatic generation of emotionally expressive animations from given neutral character motions. Such research is required since common animation methods, such as manual modeling or motion capturing techniques, are too costly to create all possible variations of motions needed for interactive character behavior. To investigate how emotions influence human motion relevant literature from various research fields has been viewed and certain motion rules and features have been extracted. These movement domains were validated in a motion analysis and implemented in a system in an exemplary manner capable of automating the expression of angry, sad and happy states in a virtual character through its body language. Finally, the results were evaluated in user test.
  • Zahlreiche Studien belegen, dass menschliche Bewegungen Informationen über den Akteur in sich bergen. Beobachter sind daher in der Lage, Dinge wie Persönlichkeit, Geschlecht und Gefühlslage allein aus Bewegungen von Menschen zu erkennen. Um dem Ziel nach glaubwürdigen und realistischen virtuellen Charakteren näher zu kommen, verbesserte sich in den letzten Jahren vorwiegend das Aussehen der Charaktere. Dank moderner Techniken und einer rapiden Entwicklung der Computer Hardware können heute visuell extrem realistische Charaktere in virtuellen Echtzeitumgebungen dargestellt werden. Trotz ihrer visuellen Qualität werden sie jedoch in interaktiven Umgebungen häufig als mechanisch wahrgenommen. Diese Störung der Illusion, einem lebendigen, Menschen ähnlichem Lebewesen gegen über zu stehen ist in einem mangelndem menschlichen Verhalten des virtuellen Charakters begründet. Daher können ausdrucksvolle Bewegungen, die einen emotionalen Zustand des Charakters vermitteln, dazu verhelfen dem Menschen ähnlichere und daher glaubwürdigere Charaktere zu realisieren. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird die Umsetzbarkeit eines Systems zur automatischen Generierung emotional expressiver Charakter Animationen untersucht. Übliche Techniken zur Erstellung von Animationen sind sehr aufwendig und zeitintensiv. Um alle möglichen Variationen von Bewegungen in einer interaktiven Umgebung zu erstellen kommen solche Ansätze daher nicht in Frage. Um interaktive Charakter zu ermöglichen, welche in der Lage sind ihre Gefühle zum Ausdruck zu bringen, wird daher diese Problematik im Zuge dieser Diplomarbeit behandelt werden. Einschlägige Literatur aus Forschungsgebieten, welche sich mit Emotionen und Bewegungen befassen werden im Rahmen dieser Arbeit untersucht. Eigenschaften, anhand derer Menschen Emotionen in Bewegungen erkennen, werden technisch in einem Animationssystem umgesetzt, um aus neutralen Animationen emotionale Bewegungen zu generieren. Abschliessend werden die erstellten Ergebnisanimationen in Tests ausgewertet in Bezug auf Erkennbarkeit der Emotionen und Qualität der Ergebnisse.

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Metadaten
Author:Taek-Bong Kim
URN:urn:nbn:de:kola-1086
Referee:Stefan Müller, Stefan Zingel
Document Type:Diploma Thesis
Language:English
Date of completion:2007/06/22
Date of publication:2007/06/22
Publishing institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Koblenz, Universitätsbibliothek
Granting institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Koblenz, Fachbereich 4
Release Date:2007/06/22
Tag:Avatar
Human motion; Virtual characters
GND Keyword:Computeranimation; Gefühl; Motion Capturing; Virtuelle Realität
Number of pages:ix, 63
Institutes:Fachbereich 4 / Institut für Computervisualistik
Dewey Decimal Classification:0 Informatik, Informationswissenschaft, allgemeine Werke / 00 Informatik, Wissen, Systeme / 004 Datenverarbeitung; Informatik
Licence (German):License LogoEs gilt das deutsche Urheberrecht: § 53 UrhG