프로시저럴 애니메이션 구현

 프로시저럴 애니메이션은 미리 정의된 애니메이션을 재생하는 대신, 실시간으로 계산된 데이터를 기반으로 애니메이션을 생성하는 기법입니다.

 이를 통해 동적이고 반응적인 캐릭터 움직임을 구현할 수 있습니다.

프로시저럴 애니메이션의 기본 개념

1. 본 변형 (Bone Transformation)

• 개별 본의 위치, 회전, 크기를 동적으로 조정

2. 물리 기반 애니메이션 (Physics-Based Animation)

• 물리 시뮬레이션을 통한 자연스러운 움직임 생성

3. IK (Inverse Kinematics)

• 목표 위치에 따라 관절 체인의 위치와 회전을 계산

본 변형 구현

 애니메이션 블루프린트에서 본 변형을 구현하는 기본 단계

1. 애님 그래프에 'Transform (Modify) Bone' 노드 추가
2. 대상 본 이름 지정
3. 변형 값 (Translation, Rotation, Scale) 설정

 예제 : 캐릭터 머리 회전

[Transform (Modify) Bone]
Bone Name: "head"
Translation: (0, 0, 0)
Rotation: (Get Look At Rotation)
Scale: (1, 1, 1)

물리 기반 애니메이션 구현

 물리 기반 애니메이션을 위한 기본 설정

1. 스켈레탈 메시에 Physics Asset 생성
2. 애니메이션 블루프린트에서 'Physics Animation' 컴포넌트 추가
3. 시뮬레이션할 본 설정

 예제 : 캐릭터 케이프의 물리 시뮬레이션

[Physics Animation]
Physics Asset: PA_CharacterCape
Simulate Physics: True
Affected Bones: "cape_root", "cape_01", "cape_02", ...

IK (Inverse Kinematics) 구현

 IK를 사용한 발 배치 예제

1. 애님 그래프에 'Two Bone IK' 노드 추가
2. IK 체인 설정 (예 : 엉덩이 - 무릎 - 발목)
3. 목표 위치 (Effector) 및 조인트 목표 (Joint Target) 설정

[Two Bone IK]
IK Bone: "foot_l"
First Joint Bone: "thigh_l"
Second Joint Bone: "calf_l"
Effector Location: (Trace for Ground Location)
Joint Target Location: (Calculate Joint Position)

애니메이션 블루프린트에서 프로시저럴 애니메이션 구현

 프로시저럴 애니메이션을 기존 애니메이션과 통합하는 과정

1. 애님 그래프의 최종 포즈 출력 전에 프로시저럴 애니메이션 노드 배치
2. 'Transform Bone' 노드나 커스텀 FABRIK 솔버 등을 사용하여 포즈 수정
3. 수정된 포즈를 최종 출력으로 연결

 예제 : 지형에 따른 발 IK 적용

[Base Pose] --> [Apply Foot IK] --> [Final Animation Pose]
                      ^
      [Trace for Ground] -|

런타임 애니메이션 동적 조정

 실시간으로 애니메이션을 조정하는 방법

1. 게임플레이 이벤트나 환경 변화 감지
2. 애니메이션 블루프린트의 변수 업데이트
3. 업데이트된 변수를 기반으로 프로시저럴 애니메이션 조정

 예제 : 캐릭터 기울기에 따른 상체 조정

Event Blueprint Update Animation
    |
[Get Character Velocity] --> [Calculate Lean Amount]
                         --> [Set Lean Variable]
 
애님 그래프:
[Transform Bone: "spine_03"]
Rotation: (Get Lean Variable)

프로시저럴 애니메이션과 미리 제작된 애니메이션 블렌딩

 두 애니메이션 타입을 효과적으로 결합하는 방법:

1. 미리 제작된 애니메이션을 기본으로 사용
2. 프로시저럴 애니메이션을 오버레이로 적용
3. 필요에 따라 블렌드 가중치 조정

 예제 : 달리기 애니메이션에 머리 추적 IK 적용

[Play Run Animation] --> [Apply Head Look At IK]
                             ^
         [Get Look At Target] -|

성능 고려사항 및 최적화

 프로시저럴 애니메이션 구현 시 주의해야 할 성능 이슈:

1. 계산 복잡도

• 복잡한 IK 솔버나 물리 시뮬레이션은 CPU 부하 증가
• 해결책 : LOD (Level of Detail) 시스템 구현

[Get Distance to Camera] --> [Set IK Precision]

2. 업데이트 빈도

• 매 프레임 업데이트는 성능에 부담
• 해결책 : 업데이트 빈도 조절 또는 중요도에 따른 우선순위 지정

[Tick Function]
   |
[Should Update?] --> [Branch]
                     |
   [Update Animation] <-- [True]

3. 메모리 사용

• 과도한 본 변형 데이터 저장은 메모리 사용량 증가
• 해결책 : 데이터 압축 또는 중요 본에만 적용

[Compress Bone Data] --> [Apply to Skeleton]

4. 병목 현상 식별

• 프로파일링 도구를 사용하여 성능 병목 지점 파악
• 해결책: 병목 지점 최적화 또는 대체 기법 사용

고급 프로시저럴 애니메이션 기법

1. 동적 걸음걸이 시스템

• 지형, 속도, 방향에 따라 발 배치와 체중 이동 동적 조정

[Analyze Terrain] --> [Adjust Foot Placement]
                  --> [Modify Body Lean]

2. 적응형 포징 시스템

• 캐릭터 상태와 환경에 따라 전신 포즈 동적 조정

[Get Character State] --> [Blend Posture Layers]
[Analyze Environment] --|

3. 표정 생성 시스템

• 감정 상태와 대화 내용에 따른 동적 표정 생성

[Get Emotion State] --> [Blend Facial Expressions]
[Get Dialogue] -------|

 프로시저럴 애니메이션은 게임 캐릭터에 높은 수준의 반응성과 적응성을 부여할 수 있는 강력한 도구입니다. 기본적인 본 변형부터 복잡한 물리 기반 시뮬레이션까지, 다양한 기법을 조합하여 생동감 있는 캐릭터 움직임을 만들어낼 수 있습니다.

 효과적인 프로시저럴 애니메이션 구현을 위해서는 기본 원리에 대한 깊은 이해와 함께 지속적인 실험과 최적화가 필요합니다. 특히 성능과 품질 사이의 균형을 잘 맞추는 것이 중요합니다. 프로시저럴 요소와 미리 제작된 애니메이션을 적절히 조합하여 사용하면, 효율적이면서도 높은 품질의 애니메이션 시스템을 구축할 수 있습니다.

 최신 게임 개발에서 프로시저럴 애니메이션의 중요성은 계속 증가하고 있으며, 이는 더욱 역동적이고 몰입감 있는 게임 경험을 제공하는 데 핵심적인 역할을 합니다.