[Unreal] Motion Matching 개요
Motion Matching 개념
- 현재 캐릭터의 동작과 상태를 기준으로, 가장 적절한 다음 동작을 선택하는 로직
- ABP의 StateMachine과 BlendSpace를 대체 가능
- 자연스러운 Blend를 위한 작업 Cost 감소
- 여러 상황에 대응되는 애니메이션 에셋이 여러 개 있고, 테이블이 이 애니메이션을 리스트로 들고 있다
- 이 애니메이션 리스트 중에, 조건에 맞는 애니메이션을 하나 선택해 출력하는 것이다
작동 원리
| 에셋 | Prefix | 설명 |
|---|---|---|
| Anim Blueprint | ABP | 모션매칭 노드 세팅 |
| Chooser Table | CHT | PSD 로 채워진 테이블 |
| Pose Search Database | PSD | 선택될 애니메이션 목록 |
!. 캐릭터 상태 전달
- ABP가 CHT로 정보를 전달한다
- Gait, Speed, MovementMode, IsMoving, IsStarting, …
2. 조건에 맞는 PSD 선택
- ABP에서 전달된 정보를 기준으로 적절한 PSD를 선택한다
3. 조건에 맞는 동작 찾기
- PSD는 여러 애니메이션을 프레임 단위로 나눠, 각 프레임의 포즈 정보를 추출해 저장한 데이터이다
- 현재 캐릭터의 상태에서 다음 동작으로 이어질 가장 적절한 포즈를 여기서 찾는다
Pose Search Schema
- PSD에서 포즈를 선택할 때 비교 및 검색하는 기준을 정의
Channel
여러 Feature들의 묶음
포즈를 비교하는 묶음 단위
Trajectory Channel, Position Channel 등
Feature
포즈를 비교하는 개별 단위
Bone, Origin Bone, Weight 등
| 주요 Feature | 설명 |
|---|---|
| Default with Root Bone | Origin 본이 비어 있을 때, Root 본을 기준으로 적용 |
| Bone | 위치를 비교할 대상 본 ‘Origin Bone’ 기준으로 해당 본의 상대 위치 계산 |
| Sample Role | 다중 캐릭터 애니메이션에서, 어떤 캐릭터의 포즈를 참조할지 여부 None → 단일 캐릭터 기준 Primary → 주된 캐릭터 기준 Secondary → 보조 캐릭터 기준 |
| Origin Bone | 기준이 되는 본 해당 본 기준으로 ‘Bone’의 상대 위치 계산 |
| Origin Role | 다중 캐릭터 애니메이션에서, 어떤 캐릭터의 포즈를 참조할지 여부 None → 단일 캐릭터 기준 Primary → 주된 캐릭터 기준 Secondary → 보조 캐릭터 기준 |
| Weight | 유사도 계산 시 곱해지는 가중치 |
| Sampling Attribute Id | 샘플링 시 특정 Attribute (ex. Jump 상태) 만 추출할 때 사용 -1 : 특정 Attribute 제한 없음 |
| Sample Time Offset | ‘Bone’ 위치를 참조할 때, 현재 프레임 몇 초 뒤/앞 위치 참조 0 : 현재 프레임 위치 참조 |
| Origin Time Offset | Origin Bone’ 위치를 참조할 때, 현재 프레임 몇 초 뒤/앞 위치 참조 0 : 현재 프레임 위치 참조 |
| Input Query Pose | 런타임 중 어떤 포즈를 기준으로 사용할지 여부 Use Continuing Pose : 현재 재생 중인 애니메이션의 계속 된 포즈 Use Character Pose : 캐릭터의 현재 포즈 Use Interpolated Continuing Pose : 이전 프레임 포즈와 현재 프레임 포즈를 보간하여 사용 |
| Component Stripping | 특정 축 방향을 무시 (None / Strip XY / Strip Z) |
| Permutation Time Type | 시간 기준을 어떤 방식으로 해석할지 |
| Max Position Distance Squared | 특정 거리 이상 차이 나는 검색에서 제외 0 : 제한 없음 |
| Normalize Displacement | 위치 차이를 정규화할지 여부 |
| Normalization Group | 여러 Feature 를 같은 정규화 그룹으로 묶어서 상대 비교 |
- Cost가 가장 낮은 포즈를 선택한다
- Cost = 각 Feature들 간의 거리 x Weight
- foot_r 을 기준으로 foot_l 이 어디에 있는지 판별하고 포즈를 매칭
너무 많은 Animation 개수 줄이기
1. Idle 상태 애니메이션
| PSD | 애니메이션 | 설 |
|---|---|---|
| PSD_Dense_Stand_Idles | Stand_Idle_Loop | Idle 모션 |
2. 기본 이동 애니메이션
| PSD | 애니메이션 | 설 |
|---|---|---|
| PSD_Dense_Stand_Run_Starts | Run_Start_F_Lfoot Run_Start_F_Rfoot |
달리기 시작 모션 |
| PSD_Dense_Stand_Run_Loops | Run_Loop_F | 달리는 모션 |
| PSD_Dense_Stand_Run_Stops | Stand_Idle_Loop | 모션 |
- 이 때, 출발 방향이 L/R/B 이면 발이 크게 미끄러지는 현상 발생
- Start_F 애니메이션이 재생
3. 방향 회전 적용된 이동 애니메이션
| PSD | 애니메이션 | 설 |
|---|---|---|
| PSD_Dense_Stand_Run_Starts | Run_Reface_F_L_090 Run_Reface_F_R_090 |
F->L, F->R 으로 90도 회전하는 모션 |
- F->L / F->R 애니메이션을 추가하면서 출발 시 정면 방향이 아닌 때에도 자연스러움
- B로 출발할 때도 커버됨
- 다만, 달리는 중 방향 전환 시에도 재생되는 문제
4. 달리던 중 방향 전환 애니메이션
| PSD | 애니메이션 | 설 |
|---|---|---|
| PSD_Dense_Stand_Run_Pivots | Run_Turn_L_090_Lfoot Run_Turn_L_090_Rfoot Run_Turn_R_090_Lfoot Run_Turn_R_090_Rfoot |
달리다가 L/R로 90도 방향 전환 모션 |
- 3에서 발생하던, 달리던 중 방향 전환 시에 발을 짧게 디디는 현상 수정
- 180도 회전 상황에서는 굳이 측면을 도드라지게 바라보며 회전하는 현상
- 이것 자체는 어색하지 않다고 생각하는데…
5. 큰 방향 회전 적용된 이동 애니메이션
| PSD | 애니메이션 | 설 |
|---|---|---|
| PSD_Dense_Stand_Run_SpinTransition | Run_Reface_Start_F_L_180 Run_Reface_Start_F_R_180 |
F->B 로 180도 회전 모션 시계/반시계 방향으로 회전 |
- 4에서 기존 방향과 반대로 급커브시 조금 더 자연스럽게 방향 전환
- 특정 모션 재생이 끝나기 전 빠르게 방향을 전환하는 경우, 문워크하는 현상은 여전히 발생
- 일정 시간 동안 방향 전환을 막는 버퍼 시간을 추가하거나, 전용 애니메이션 추가 필요
6. 속도 변경
| PSD | 애니메이션 | 설 |
|---|---|---|
| PSD_Dense_Stand_Run_Starts | Walk_Start_F_Lfoot Walk_Start_F_Rfoot |
걷기 시작 모션 |
| PSD_Dense_Stand_Run_Loops | Walk_Loop_F | 걷는 모션 |
| PSD_Dense_Stand_Run_Stops | Walk_Stop_F_Lfoot Walk_Stop_F_Rfoot |
걷다가 멈추는 모션 |
- 뛰다가 걷는 속도로 변경 시, 걷는 속도에 맞는 모션 추가 필요
- CHT에 Walking 상태에 대해 만들고, 걷기 애니메이션 전용 PSD를 한 세트 추가
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