群集アニメーション作成のための直感的なペンインターフェース
荻原佑輔†

尾下真樹††

Intuitive Pen-based Interface for Crowd Animation
YUSUKE OGIWARA†

1.

はじめにMASAKI OSHITA††

ントを独立に操作する．本研究でも，群集アニメーションの生成にはエージェント・モデルを利用している．

近年，群集アニメーションは映画やテレビゲームで群集アニメーションのインターフェースに関する研用いられている．群集アニメーションは市販のソフト究も行われている．Ulicny ら[2]は，ブラシ型のインウェアや，ユーザが独自開発したシステムを用いて作ターフェースを用いて，群集の任意の範囲に，移動の成されている．群集アニメーションを作成する際には，目標位置，移動速度，注視方向などのパラメタを用意

エージェント・モデル[1]を用いることが最も一般的に設定できるインターフェースを提案した．彼らの手である．エージェント・モデルを利用する際には，ユ法では，パラメタの値を手動で指定する必要がある．

ーザは群集の初期位置，移動軌道，移動速度，キャラ実在の人間の動作から群集パラメタを自動で設定し，クタ同士の間隔など様々な群集パラメタを設定する必群集アニメーションを生成する研究も行われている

要がある．現在は，これらの群集パラメタは手作業で[3]．この研究では，通路を移動する実際の人々など設定する必要があるため，結果のアニメーションが予を撮影した動画から人間の移動軌道を得ることで，群想できず，設定作業には非常に手間がかかる．そこで，集の位置ごとの移動方向を抽出し，群集アニメーショアニメーションの結果が直感的に分かりやすく，少なンを生成する．この研究は，実際のデータを利用してい手間で群集パラメタを設定できるインターフェースいるため，自然な動きを生成できるが，ユーザが望むが求められている．

ようなアニメーションは作成できない．

本研究は，ペンインターフェースを用いて群集アニメーションを直感的に作成できるシステムの開発を目

3.

システム概要的としている．本手法では，ユーザが群集の移動経路3.1を代表するような 2 本以上の軌道を入力すると，入力

本システムでは，ユーザは，主線と補助線の 2 種類にもとづき自動的に群集パラメタを計算する．本手法の軌道を入力する（図 1）．システムは，これらの入により，パラメタ設定の手間を削減することができる．

力軌道から自動的に群集パラメタを計算する．

群集操作インターフェース

また，ユーザが入力した軌道に従って群集が移動する

主線は群集の移動経路の基準となる 1 本の軌道であため，結果のアニメーションが予想しやすくなる．

る．主線により，大まかな移動経路や，各位置におけ

2.

関連研究

る移動速度を操作できる．
補助線は，移動経路や，各位置における群集の広がエージェント・モデル[1]は，群集アニメーションりやばらつきを操作するための複数の軌道である．ユ

生成手法の中でも最も一般的な手法である．この手法

ーザは，必要に応じて 1 本以上の補助線を入力するこは，リーダーに追従する，他のエージェントと一定のとができる．例えば，図 2 のように，複数の補助線に距離を維持する，といったルールに従って各エージェ応じてエージェントの移動経路を設定できる．各エージェントの移動経路は，入力された全軌道から計算す† 九州工業大学大学院 情報工学研究科 情報科学専攻
Kyushu Institute of Technology†† 九州工業大学 情報工学研究院 システム創成情報工学研
究系Kyushu Institute of Technology

るため，補助線の数が多いほど移動経路を細かく設定できる．また，各位置ごとに，軌道の幅によって群集の広がりを変化させる．さらに，ユーザがなめらかな軌道を入力した場所では，群集は揃って移動し，なめ情報処理学会 インタラクション 2009

らかでない軌道を入力した場所では，群集はばらつい狭くなって揃って移動て移動する．
3.2

広がってばらついて移動

群集パラメタの計算システムは，入力された主線・補助線から，目標経路，移動速度，エージェント同士の標準距離，距離の広がって揃って移動補正量の 4 つの群集パラメタを計算する．

(a)補助線が1本の場合

目標経路は，エージェントが移動する上での大まかな経路である．このパラメタは，各エージェントごと(b)補助線が3本の場合

図2 入力補助線と生成群集アニメーションの例に，全入力軌道を異なる割合でブレンドすることで生実験成される．この割合はエージェントの初期位置と，各4.

軌道までの距離から決定される．

提案手法を用いて群集パラメタを設定した場合と，移動速度は，エージェントの移動速度を決定するパエージェントの軌道上にパラメタの数値を手動で設定

ラメタであり，主線の入力速度に応じて決定される．

した場合の，指定された群集アニメーションを作成す

エージェント同士の標準距離は，移動中にエージェるためにかかった所要時間を比較する実験を行った．

ント同士が保つ距離を表わすパラメタであり，群集の実験には，25 体のエージェントから成る群集を用い，広がりに影響する．このパラメタは，入力された全軌

4 人の被験者に簡単なシーンと複雑なシーンの 2 種類道の幅から計算する．軌道の両端の幅が広い場所では，を作成してもらった．

エージェント同士の標準距離が大きくなるようにする．

実験の結果，手動でのパラメタ設定では簡単なシー距離の補正量は，各エージェントが周囲のエージェ

ンでも 10 分，複雑なシーンでは 30 分も作成時間がかントとの間に保つ距離に補正を与えるためのパラメタかった．一方，提案手法では簡単なシーンで 1 分，複であり，補正量が大きくなるほど群集にばらつきを生雑なシーンでも 2 分程度の作成時間であった．提案手じさせる．距離の補正量は，主線と補助線の距離の変法を用いることにより，群集アニメーションの作成時化量の分散に比例するように計算する．入力された補間を大幅に短縮することができた．

助線がなめらかでないときには，分散が大きくなり，5.

標準距離の補正量が大きくなる．

おわりに目標経路以外の群集パラメタは,各エージェントの本論文では，群集アニメーションを作成するための目標経路上に設定され，エージェントの進行にともなペンを用いた直感的なインターフェースを提案した．って変化する関数である．移動速度とエージェント同今後の課題として，ユーザが軌道上の任意の位置に士の標準距離は，全エージェントで共通で，残りのパ表示されるメニューから動作を選択することで，移動ラメタはエージェントごとに異なる値をとる．

中に隣の人と会話をする，音楽を聞く，などの動作を3.3

群集アニメーションの生成実現できるような拡張を検討している．

エージェント・モデル[1]を利用して群集アニメー

参ションを生成する．各エージェントは，目標経路に追従する，他のエージェントと距離を保つ，衝突を回避[1]

するルールに基づく力に従って移動する．移動の際に予め用意した歩行動作を再生することで，アニメーションを生成する．
出力

入力
パラメタの自動計算
主線

[2]

補助線

群集モデル

[3]

群集パラメタ

目標経路
移動速度
エージェント同士の標準距離

ユーザからの入力軌道

標準距離の補正量

図1 システムの概要

群集アニメーション

考文

献Creg W. Reynolds, “Flocks, Herds, and Schools: A
Distributed Behavioral Model”, SIGGRAPH’87,
pp.25-34, 1987.
Branislav Ulicny, Pablo de Heras Ciechomski,
Daniel Thalmann, “Crowdbrush: InteractiveAuthoring of Real-time Crowd Scenes”, ACM
SIGGRAPH 2004, pp. 243-252, 2004.
N. Courty, T. Corpetti, “Crowd Motion Capture”,
Computer Animation and Virtual Worlds, Volume18, Issue 4-5, pp. 361-370, 2007.