인하대 디자인테크놀로지학과, 가상 캐릭터 머리카락 움직임 구현 기술 개발

박도희 학생·김종현 교수 연구, 국제학술지 PLOS ONE 게재

(왼쪽부터) 인하대 김종현 디자인테크놀로지학과 교수와 박도희 디자인테크놀로지학과 학부생./사진=인하대 홍보팀 제공

인하대학교 디자인테크놀로지학과 박도희 학부생(지도교수 김종현)이 가상 캐릭터의 머리카락 움직임을 더욱 자연스럽게 표현할 수 있는 새로운 시뮬레이션 기술을 개발해 국제학술지 PLOS ONE에 게재됐다.

연구팀은 기존 머리카락 시뮬레이션에서 발생하는 움직임 감소 문제를 해결하기 위해 '비선형 과장 커널(Nonlinear Exaggerated Kernel)' 기반의 보간 기술을 제안했다. 이 방식은 대표 머리카락(가이드 스트랜드) 사이에서 사라지기 쉬운 흔들림·갈라짐·겹침 등의 움직임을 되살려 더욱 풍부하고 사실적인 머리카락 표현을 가능하게 한다.

또한 머리카락 뿌리와 끝부분의 운동 특성을 반영한 '뿌리-끝 적응형 가중치'를 적용해 안정성과 자연스러움을 동시에 확보했다. 실험 결과, 기존 방식 대비 곱슬머리의 부피와 형태 유지력이 향상됐으며, 움직임 궤적 오차와 위치 오차도 줄어들었다. 계산 시간은 소폭 증가했지만 안정성을 크게 해치지 않았다.

이번 성과는 영화·게임·VR·AR·메타버스 등 다양한 콘텐츠 제작 환경에서 활용될 수 있으며, GPU 병렬 처리와 결합할 경우 실시간 머리카락 표현에도 적용 가능할 것으로 기대된다.

박도희 학생은 "학부 과정에서 배운 그래픽스와 수학적 지식을 실제 연구 문제에 적용해 논문으로 발전시킨 경험이 뜻깊었다"며 "앞으로도 가상 캐릭터의 움직임을 더욱 생동감 있게 표현하는 연구를 이어가고 싶다"고 말했다.

김종현 교수는 "학부생이 연구 아이디어 구현과 논문 작성까지 주도한 점에서 의미가 크다"며 "학생들이 학부 과정에서도 연구 성과를 낼 수 있도록 적극 지원하겠다"고 밝혔다. 인천=주관철 기자