3D Technology in Virtual Reality Application Development

การศ�กษาเปรยบเทยบเทคน�คแอน�เมช ��นส�าหร�บฤาษด�ดตน

A Comparative Study of Animation Techniquesfor Rusie Dotton

ส5ธน วงศ:ส5ชาต, ช �ยว5ฒ� สทา และจ5ฬาร�ตน: ต�นประเสร�ฐหน�วยปฏ�บต�การว�จยคลงอน�พนธ�ความร��

ศ�นย�เทคโนโลย�อ�เล กทรอน�กส�และคอมพ�วเตอร�แห�งชาต� (เนคเทค), ส*านกงานพฒนาว�ทยาศาสตร�และเทคโนโลย�แห�งชาต� (สวทช.)

Presentation outlineสDวนท� 1 : ฤาษด�ดตน คGออะไร และท�าไมเนคเทค ตIองพ�ฒนา “ฤาษด�ดตนฉบ�บด�จ�ท�ล”

สDวนท� 2 : ทDาฤาษด�ดตน 15 ทDาท�น�ามาพ�ฒนา สDวนท� 3 : ว�ธการพ�ฒนา - เทคน�คการจ�าลองโมเดลฤาษสามม�ต� - เทคน�คการในการสรIางภาพเคลG�อนไหว - เทคน�คการ Rendering ดIวย Grid Computing

สDวนท� 4 : สร5ปผลการพ�ฒนา

ฤาษด�ดตน คGออะไร? ฤาษ� หร/อฤษ� หมายถ1ง นกบวชพวกหน12ง ม�มาก�อนพ�ทธกาล สละบ�านเร/อนออกไปบ*าเพ ญพรตแสวงหาความสงบ

1

สาเหต�ท�2ต�องดดตน ก เพ/2อบรรเทาอาการปวดเม/2อยจากการน2งสมาธ�เป นเวลานาน ท�าทางการดดตนส�วนหน12งเก�ดจากการเล�ยนแบบท�าทางจากสตว�ท�2ได�พบเห นในป�า

http://www.thailandwisdom.com/index.php?lay=show&ac=article&Id=140736

ท�าไมเนคเทคจ�งตIองพ�ฒนาฤาษด�ดตนฉบ�บด�จ�ท�ล?

คณะกรรมการแหDงชาต�วDาดIวยแผนงานความ ทรงจ�าแหDงโลก ประเทศไทย จ�งใหIเนคเทคชDวยพ�ฒนาฤาษด�ดตน ใหIเปeนท�รfIจ�กแพรDหลายมากย��งข� hน

2

ยfเนสโกมมต�ร�บรองศ�ลาจาร�กว�ดพระเชต5พนว�มลม�งคลารามราชวรมหาว�หาร (ว�ดโพธ�j) ข� hนทะเบยนเปeนเอกสารมรดกความทรงจ�าของโลกในสDวนภfม�ภาคเอเชยแปซ�ฟ�ก

ความเปeนมาของฤาษด�ดตนในประเทศไทย พ.ศ. 2331 ร�ชกาลท� 1 ทรงโปรดใหIรวบรวมต�าราการแพทย:แผนโบราณและศ�ลปะว�ทยาการ ทรงใหIป�hนรfปฤาษด�ดตนดIวยปfน น�าไปไวIท�ว�ดโพธาราม

3

4

ความเปeนมาของฤาษด�ดตนในประเทศไทย พ.ศ. 2379 ร�ชกาลท� 3 ทรงปฏ�ส �งขรณ:ว�ดโพธ�jใหมD ทรงด�าร�ใหIป�hนฤาษด�ดตนข� hนใหมD 80 ทDา พรIอมก�บสรIางศ�ลาจาร�กโคลงส�ส5ภาพของฤาษด�ดตนในแตDละทDา น�าไปวางไวIคfDก�นท�ว�ดโพธ�j

ว�ดพระเชต5พนว�มลม�งคลาราม ราชวรว�หาร(ว�ดโพธ�j)

จาร1กโครงกลอนวดโพธ�; รfปป�hนฤาษด�ดตน จ�ดวางไวIท�เขาฤาษด�ดตน

5

ความเปeนมาของฤาษด�ดตนในประเทศไทย ในป�จจ5บ�น คงเหลGอรfปป�hนฤาษด�ดตน 24 ทDา จาก 25 ตน สDวนแผDนโคลงส�ส5ภาพซ��งจาร�กไวIบนแผDนศ�ลา ไดIถfกรวบรวมไวIท�ศาลาราย

ประโยชน:ของทDากายบร�หารฤาษด�ดตน● ชDวยใหIรDางกายแขeงแรงและสดชG�น● ชDวยผDอนคลายความเครยด● ร�กษาอาการเจeบปDวยเลeกนIอยไดI● ชDวยใหIสDวนขIอตDอตDางๆ ของรDางกาย เคลG�อนไหวไดIด ● ชDวยลดอาการอDอนเพลยงDวงนอน และ อาการทIอแทIส �hนหว�ง

6

ก�จกรรมฤาษด�ดตนในประเทศไทย

7

ทDาหล�ก 15ทDา โดยท�hงหมดเปeนทDาท�ประย5กต:มาจากทDาฤาษด�ดตนซ��งเปeนทDาท�น�ามาท�าแอน�เมช ��น

1. ประกอบดIวยทDานวดบร�เวณกลIามเนG hอใบหนIา 7 ทDา คGอ

8

1.1. ทDาเสยผม

1.2. ทDาทาแปIง

1.3. ทDาเชeดปาก

1.4. ทDาเชeดคาง

1.5. ทDากดใตIคาง 1.6. ทDาถfหนIาหfและหล�งหf

1.7. ทDาตบทIายทอย

.

1. ประกอบดIวยทDานวดบร�เวณกลIามเนG hอใบหนIา 7 ทDา คGอ

ทDาหล�ก 15ทDา โดยท�hงหมดเปeนทDาท�ประย5กต:มาจากทDาฤาษด�ดตนซ��งเปeนทDาท�น�ามาท�าแอน�เมช ��น

9

2. แกIลมขIอมGอ และแกIลมในล�าล�งค: ทDาหล�ก 15ทDา โดยท�hงหมดเปeนทDาท�ประย5กต:มาจากทDาฤาษด�ดตน

10

3. แกIปวดทIองและขIอเทIา และแกIลมปวดศรษะ ทDาหล�ก 15ทDา โดยท�hงหมดเปeนทDาท�ประย5กต:มาจากทDาฤาษด�ดตน

11

4. แกIลมเจeบศรษะและตาม�ว และแกIเกยจ ทDาหล�ก 15ทDา โดยท�hงหมดเปeนทDาท�ประย5กต:มาจากทDาฤาษด�ดตน

12

ทDาหล�ก 15ทDา โดยท�hงหมดเปeนทDาท�ประย5กต:มาจากทDาฤาษด�ดตน5. แกIแขนข�ด และแกIข�ดแขน

13

ทDาหล�ก 15ทDา โดยท�hงหมดเปeนทDาท�ประย5กต:มาจากทDาฤาษด�ดตน6. แกIกลDอน และแกIเขDาข�ด

14

ทDาหล�ก 15ทDา โดยท�hงหมดเปeนทDาท�ประย5กต:มาจากทDาฤาษด�ดตน7. แกIกลDอนป�ตคาต และแกIเสIนมหาสน5กระง�บ

15

ทDาหล�ก 15ทDา โดยท�hงหมดเปeนทDาท�ประย5กต:มาจากทDาฤาษด�ดตน8. แกIลมในแขน

16

ทDาหล�ก 15ทDา โดยท�hงหมดเปeนทDาท�ประย5กต:มาจากทDาฤาษด�ดตน9. ด�ารงกายอาย5ยGน

17

ทDาหล�ก 15ทDา โดยท�hงหมดเปeนทDาท�ประย5กต:มาจากทDาฤาษด�ดตน10. แกIไหลD ขา และแกIเขDา ขา

18

ทDาหล�ก 15ทDา โดยท�hงหมดเปeนทDาท�ประย5กต:มาจากทDาฤาษด�ดตน11. แกIโรคในอก

19

ทDาหล�ก 15ทDา โดยท�hงหมดเปeนทDาท�ประย5กต:มาจากทDาฤาษด�ดตน12. แกIตะคร�วมGอตะคร�วเทIา

20

ทDาหล�ก 15ทDา โดยท�hงหมดเปeนทDาท�ประย5กต:มาจากทDาฤาษด�ดตน13. แกIตะโพกสล�กเพชร และแกIไหลD ตะโพกข�ด

21

ทDาหล�ก 15ทDา โดยท�hงหมดเปeนทDาท�ประย5กต:มาจากทDาฤาษด�ดตน14. แกIลมเลGอดน�ยน:ตาม�ว และแกIลมอ�นร�ดท�hงต�ว

22

ทDาหล�ก 15ทDา โดยท�hงหมดเปeนทDาท�ประย5กต:มาจากทDาฤาษด�ดตน15. แกIเมG�อยปลายมGอปลายเทIา

23

ว�ธการพ�ฒนาแอน�เมช ��นฤาษด�ดตน ฤาษด�ดตนฉบ�บด�จ�ท�ลแบDงข�hนตอนการพ�ฒนาออกเปeน 3 ข�hนตอน ประกอบดIวย

Step 1 Step 2 Step 3

Step 1. Create 3D Model Step 2. Create animationStep 3. Render by Grid Computing

24

1. Create 3D Model เร��มจากการศ�กษารfปภาพและล�กษณะของฤาษจากภาพจ�ตรกรรมไทย ภาพปfนป�hนจากว�ดโพธ�j รวมถ�งภาพจากอ�นเทอร:เนeต

25

1. Create 3D Model

26

1. Create 3D Model

Polygons Model (Primitive Object)

27

1. Create 3D Model

(Smooth)

28

1. Create 3D Model

Geometry Object

29

1. Create 3D Model

Textures Map

30

1. Create 3D Model

Textures Map

31

1. Create 3D Model

Morph (Facial Expression)

32

1. Create 3D Model

Character Setup Inverse kinematics

Forward kinematics

IK Solver

33

1. Create 3D Model

Envelope skin

34

2. Create animation2.1. Motion capture.

●อ5ปกรณ:หล�กท�ใชIไดIแกD ช5ดบอด hสfท มาร:คเกอร: 42 จ5ด (Retro-Reflective Marker) และกลIองจ�บภาพ ความเรeวสfง 16 ต�ว (Eagle Digital Camera)●ต�ดมาร:คเกอร:ลงบนช5ดบอด hสfท ซ��งน�กแสดงสวมอยfD●น�กแสดง แสดงทDาทางด�ดตน●ไดIขIอมfล Translate และ Rotate ของน�กแสดงผDาน มาร:คเกอร:บนรDางกายมาย�งเครG�องคอมพ�วเตอร:●ปร�บแตDงแกIไขขIอมfลจากไฟล: .trb แปลงขIอมfลเพG�อ ใชIส�าหร�บซอฟต:แวร:สามม�ต�เปeนไฟล: .bvh●น�าขIอมfลมาใสD skeleton ของโมเดลสามม�ต�

35

2. Create animation2.2. Motion capture.

36

2. Create animation2.2. Animated by video emulation.(Rotoscoping)

●ว�ดโอการแสดงทDากายบร�หารฤาษด�ดตน ●โมเดลสามม�ต�ท�ท�าการ Setup Character เสรeจ สมบfรณ:●ก�าหนดการเคลG�อนไหวเลยนแบบภาพว�ดโอท5ก 25 เฟรม●เพ��มการเลยนแบบในสDวนของการกระพร�บตา

37

2. Create animation2.1. Animated by video emulation.(Rotoscoping)

38

ขIอดของแอน�เมช ��นโดยใชIMotion Capture

1. มความสะดวกรวดเรeวในการท�างาน

2. การเคลG�อนไหวของโมเดลมการเคลG�อนท�สอด คลIองส �มพ�นธ:ก�น แลดfเสมGอนจร�ง

39

ขIอเสยของแอน�เมช ��นโดยใชIMotion Capture

1. Key Frames ท�ไดIจากการท�า Motion Capture มความละเอยดมาก(มท5ก Key Frames)

2. เนG�องจากทDาฤาษด�ดตนมการแสดงทDาผDานน�hว มGอท5กทDา แตDเครG�อง Motion Capture ไมD สามารถเกeบขIอมfลในจ5ดน hไดI

3. หาก Cleanup Data มาไดIไมDดจะเก�ดการก�น ก�นของโมเดลสามม�ต� หรGอโมเดลสามม�ต�ก�บพG hน ระนาบ

40

Animation techniques comparison

Motion capture

41

ขIอดของแอน�เมช ��นโดยใชIVideo Emulation (Rotoscoping)

1. มว�ดโอการแสดงทDากายบร�หารจากสถาบ�น การแพทย:แผนไทยอยfDแลIว

2. แอน�เมช ��นท�เก�ดข� hนมความเหมGอนหรGอคลIาย คล�งก�บภาพว�ดโอ

3. สามารถสรIางและแกIไข Key Frames ไดIงDาย

42

ขIอเสยของแอน�เมช ��นโดยใชIVideo Emulation (Rotoscoping)

1. ข�hนตอนการท�างานซ�hาซIอน

2. ตIองใสDการเคลG�อนไหว (Set Key) ดIวยตนเอง

3. ภาพว�ดโอมการแสดงผลเพยงดIานเดยวอาจ ท�าใหIการท�าแอน�เมช ��นในม5มดIานอG�นๆ มการ เคลG�อนไหวท�คลาดเคลG�อนไดI

4. การเคลG�อนไหวไมDเสมGอนจร�งเทDาก�บการใชI เครG�อง Motion Capture

43

Animation techniques comparison

Video emulation

44

3. Render by Grid Computing การ Render เปeนกระบวนการค�านวณแสงเงาตกกระทบว�ตถ5ในโมเดลสามม�ต� ซ��งอยfDในรfป Polygon หรGอ NURBS ภายในโปรแกรมสามม�ต�ตDางๆ โดยแปรผ�นการใชIเวลา Render มากหรGอนIอยเพยงใด ข� hนอยfDก�บรายละเอยดของ Model, Texture, Shading, Lighting

45

Rusie Dotton Postures

Frames amount

Average time frame on 1 PC percommand

Average time frame on Grid computing system

55 PC percommand

Posture 1

Posture 2

Posture 3

Posture 4

Posture 5

Posture 6

Posture 7

Posture 8

4710

1100

1600

1750

1400

1100

1350

2200

4017.63 Mins.(27.9 Days)

9383 Mins.(6.52 Days)

13648 Mins.(9.48 Days)

14927.5 Mins.(10.37 Days)

11942 Mins.

(8.29 Days)

9383 Mins.(6.52 Days)

1151.5 Mins.(8 Days)

18766 Mins.(13.03 Days)

171.7 Mins.

40.1 Mins.

58.33 Mins.

64.20 Mins.

51.04 Mins.

40.1 Mins.

49.21 Mins.

80.2 Mins.

Rendering Chart46

Rendering ChartRusie Dotton

PosturesFrames amount

Average time frame on 1 PC percommand

Average time frame on Grid computing system

55 PC percommand

Posture 9

Posture 10

Posture 11

Posture 12

Posture 13

Posture 14

Posture 15

Total

300

1400

2000

1150

1200

1050

1700

24010

2559 Mins.(1.78 Days)

11942 Mins.(8.29 Days)

17060 Mins.(11.85 Days)

9809.5 Mins.(6.81 Days)

10236 Mins.

(7.11 Days)

8956.5 Mins.(6.22 Days)

14501 Mins.(10.07 Days)

204805.3 Mins.(142.23 Days)

11.34 Mins.

51.04 Mins.

73.31 Mins.

42.32 Mins.

44.15 Mins.

38.28 Mins.

62.37 Mins.

875.27 Mins.(14.59 Hours)

47

ขIอเสยของการRender by Grid Computing

1. ป�ญหาดIานการปร�บแตDง software 3 ม�ต� เพG�อ ใหIแสดงผลไดIเหมGอนก�บเครG�องตIนแบบ

2. การ Rendering หน��งคร�hง ไมDสามารถเสรeจ สมบfรณ:ไดIครบท5กเฟรม

3. ในการ Rendering หากบางเครG�องเก�ดความ ผ�ดพลาดข� hน เฟรมท�ตIองการจะหายไปและไมD สามารถทราบไดI

48

สร5ปเลGอกใชIเทคน�คแอน�เมช ��นลยนแบบการเคลG�อนไหวจากภาพว�ดโอ Video Emulation (Rotoscoping)

ว�ตถ5ประสงค:เพG�อเผยแพรDว�ดโอฤาษด�ดตนแอน�เมช ��นใหIคนท��วไปไดIรfIจ�กมากย��งข� hนผDานอ�นเทอร:เนeต

มความยGดหย5Dน และสามารถแกIป�ญหาไดIดIวยทมผfIพ�ฒนาเอง

เรeวๆ น hจะเป�ดใหIบร�การทDาออกก�าล�งกายฤาษด�ดตนผDานทาง

http://rusiedotton.thai.net

49

ความรDวมมGอว�ดพระเชต5พนว�มลม�งคลาราม ราชวรว�หารคณะกรรมการแหDงชาต�วDาดIวยแผนงานความทรงจ�าแหDงโลก ประเทศไทยสถาบ�นการแพทย:แผนไทยศfนย:ไทยกร�ดแหDงชาต�ส�าน�กงานสDงเสร�มอ5ตสาหกรรมซอฟต:แวร:แหDงชาต� (องค:การมหาชน)

50

เอกสารอIางอ�ง เพ ญนภา ทรพย�เจร�ญ, “127 ท�ากายบร�หารแบบไทย ท�าฤาษ�ดดตนพ/Dนฐาน”, พ�มพ�ครDงท�2 2 กร�งเทพฯ : บร�ษท สามเจร�ญพาณ�ชย�, 2549

ร*าไพพรรณ แก�วส�ร�ยะ, “ค��ม/อน*าเท�2ยววดโพธ�;”, พ�มพ�ครDงท�2 6 กร�งเทพฯ : บร�ษท อมร�นทร�พร�Dนต�Dงแอนด�พบล�ชช�2ง จ*ากด, 2550

สถาบนการแพทย�แผนไทย กรมพฒนาการแพทย�แผนไทยและการแพทย�ทางเล/อก กระทรวงสาธารณส�ข, บรรณาธ� การ โดยแพทย�หญ�งเพ ญนภา ทรพย�เจร�ญ, “ขยบกาย สบายช�ว� ด�วยกายบร�หารแบบไทย ท�าฤาษ�ดดตนพ/Dนฐาน 15 ท�า”, ส*านกงานก�จการโรงพ�มพ� องค�การสงเคราะห�ทหารผ�านศ1ก ในพระบรมราช�ปถมภ�, 2546

Asia Pacific Regional Committee For Memory Of The World (MOWCAP) Report To MOW International Advisory Committee Meeting 2009http://portal.unesco.org/ci/

พรพล สาคร�นทร� และกฤษฎา แก�วมณ�, “พ/Dนฐานการก�าวส��โลก 3 ม�ต� 3D Graphic”, กร�งเทพฯ : บร�ษท ซคเซส ม�เด�ย จ*ากด, 2546

ว�วฒน� อ�ดมป�ต�ทรพย�, “3D MAX Reference” ,พ�มพ�ครDงท�2 2 สม�ทรปราการ : ส*านกพ�มพ� เอนจ�เน�ยร� แอนด� อค�เตค พลส, 2547

51

เอกสารอIางอ�ง ป�ยะบ�ตร ส�ทธ�ดารา, “3Ds MAX 6 Basic”, กร�งเทพฯ : บร�ษท ด�านส�ธาการพ�มพ�, 2547

News/บทความ (Various Design) Motion Capture ใส�ช�ว�ตให�ตวละคร CG. [ออนไลน�]. เข�าถ1งได�จาก :http://www.wara.com/modules.php?name=News&file=article&sid=304

สกล จาร�เสร�นนท� และส�รพนธ� จกรมณ�, “ระบบสร�างตวละคร 3 ม�ต�โดยการตรวจจบการเคล/2อนไหวของร�างกาย MOTION CAPTURE FOR 3D CHARACTER ANIMATION”, สาขาว�ศวกรรมคอมพ�วเตอร� คณะว�ศวกรรมศาสตร� สถาบนเทคโนโลย�พระจอมเกล�าเจ�าค�ณทหารลาดกระบง กร�งเทพฯ, 2549

Ratner, Peter. “3-D human modeling and animation”, Second Edition, Hoboken, Newjersey : Wiley, 2003.

52

ทดสอบระบบ53

Thank you for your attention.