Realistisen hahmon kehittäminen KulttuuriOsaaja-simulaatioon

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli tarkastella, mitä kehittäjien on otettava huomioon halutessaan luoda luonnollisia hahmoja virtuaalimaailmoihin. Teknologia on edistynyt niin pitkälle, että 3D-mallit, tekstuurit ja materiaalit voivat tuottaa fotorealistisia tuloksia hyvinkin helposti. Usein luotu illuusio kuitenkin murtuu, kun 3D-mallia täytyy animoida tai tarkastella reaaliajassa, koska kehittäjät ovat laiminlyöneet tai aliarvioineet tärkeitä, mutta pieniä seikkoja hahmoa luodessaan. Tässä opinnäytetyössä tunnistettiin ja selitettiin nämä tärkeät pienet vaiheet.

Opinnäytetyössä tutkittiin asioita, jotka liittyvät luonnollisen näköisen hahmon 3D-mallin luomiseen ja opinnäytetyössä tunnistettiin tiettyjä näkökohtia, joihin kehittäjien tulisi keskittyä välttääkseen niin sanotun outo laakson -ilmiön. Rovaniemeläinen FrostBit Software Lab tarvitsi kaksi hahmoa KulttuuriOsaaja-projektille. Projektissa käytettiin normaalin kehollisen liikkeenkaappauksen lisäksi myös kasvojen liikkeenkaappausta yhdessä Epic Gamesin MetaHuman-teknologian kanssa. Hahmojen täytyi kommunikoida pelaajien kanssa ja rea-goida luonnollisesti eri tilanteisiin ja toimenpiteisiin, mikä vaati hahmoilta myös omaa tekoälyä.

Tämä opinnäytetyö ei ole tarkoitettu oppaaksi hahmojen 3D-mallien, animaatioiden tai ohjelmien luomiseen, vaan pikemminkin mahdollisten teknologioiden ja lähestymistapojen selittämiseen hahmoja luodessa. Opinnäytetyön pääpainona oli luonnolliset hahmojen animaatiot, niiden luominen sekä käytetyt työkalut ja teknologiat, kuten tilakoneet ja hahmon animaatioiden rangat.

The aim of this thesis study was to consider what computer graphics developers must bear in mind when designing natural-looking characters. Technology has reached a point where models, textures, and materials can create photorealistic still images, but the illusion often breaks down when the model needs to be animated or viewed in realtime due to developers neglecting or downplaying a crucial, yet small step in the process. This thesis study aimed to identify and explain these crucial small steps.

The various stages involved in creating a natural-looking character model and identifying the specific aspects that developers should focus on to avoid the uncanny valley phenomenon were investigated. FrostBit Software Lab, a Rovaniemi-based company, commissioned two characters for the KulttuuriOsaaja project. Both normal motion capture as well as facial motion capture were used during the project alongside Epic Games’ MetaHuman technology. The characters needed to communicate with players and respond to various situations and actions, requiring an artificial intelligence of their own.

This thesis is not intended to serve as a guide for creating character models, animations, or programming, but rather an explanation of the various technologies and approaches involved. The primary focus is on animations, and how to create them using tools such as motion capture to achieve realistic outcomes. It also delves into the implementation of these animations through programming and the use of technologies like state machines and animation rigs.