バーチャルヒューマン

人間工学分析は、コンピュータグラフィックスにおける人体モデル化とその動作の初期の応用例のいくつかを提供しました。20世紀初頭のボーイングのアートディレクターであったウィリアム・フェッターは、コンピュータを使用して人体を描いた最初の人物です。この人物は「ボーイングマン」として知られています。ボーイング747の計器盤の研究に使用された7つの関節を持つ「ファーストマン」は、骨盤、首、肩、肘を関節させることで、パイロットの多くの動作を表示することを可能にしました。「ファーストマン」に12個の関節を追加して「セカンドマン」が作成されました。この人物は、エドワード・マイブリッジが撮影した一連の写真に基づいて、一連のアニメーションフィルムシーケンスを生成するために使用されました。

その後、さまざまな企業によっていくつかのモデルが開発されました。サイバーマン（サイバネティック人体モデル）は、クライスラー社によって自動車内外における人間の活動をモデル化するために開発されました。^{[ 14 ]}これは15の関節に基づいており、観察者の位置はあらかじめ定義されています。  コンビマン（コンピュータ化された生体力学的人体モデル）は、人間がコックピット内の物体にどれだけ簡単に手が届くかをテストするために特別に設計されました。 ^{[ 15 ]}これは35の内部リンク骨格システムを使用して定義されています。ボーマンは1969年にボーイング社によって設計されました。^{[ 16 ]}これは50パーセンタイルの3次元人体モデルに基づいています。彼はかごなどの物体に手を伸ばし、衝突を検出し、視覚的干渉を識別します。ボーマンは可変リンク長の23関節のフィギュアとして構築されています。サミー（人間機械相互作用評価支援システム）は、一般的な人間工学設計と分析のために1972年にノッティンガム大学で設計されました。^{[ 17 ]}これは、これまでのところ最も優れたパラメータ化された人体モデルであり、スリム、太っている、筋肉質など、さまざまな体型を選択できる。視覚システムは非常に発達しており、17 関節を持つ 21 個の剛体リンクに基づいて、Sammie によって複雑なオブジェクトが操作された。もう 1 つの興味深い仮想人間であるBuford は、オペレーターが配置したモデルの周囲の到達可能領域とクリアランス領域を見つけるためにRockwell Internationalで開発された。 ^{[ 18 ]}この図は 50 パーセンタイルの人体モデルを表しており、CAD で生成されたポリゴンで覆われている。Buford は 15 個の独立したリンクで構成されており、変更のたびに再定義する必要がある。

顔面モデリングにおいて、パークはユタ大学で頭部と顔面の表現を作成し、3年後にはよりリアルな顔を生成するためのパラメトリックモデルを提案した。^{[ 19 ]}

^{一部の研究者は、ポターとウィルマート[ 20 ]}による円柱やハービソン＝エバンス^{[ 21 ]}による楕円体など、基本的な体積を使用して仮想人体モデルを作成しています。バドラーとスモリアー^{[ 22 ]}は、多数の球体または泡で構成される3次元の人体としてバブルマンを提案しました。このモデルは球体の重なりに基づいており、球体の強度とサイズは観察者からの距離に応じて変化します。

1980年代初頭、サイモン・フレーザー大学の運動学およびコンピュータ科学の教授であるトム・カルバートは、ポテンショメータを人体に取り付け、その出力を使用してコンピュータアニメーションの人物を駆動し、振り付けの研究や運動異常の臨床評価に用いた。カルバートのアニメーションシステムは、モーションキャプチャ装置とラバノテーションおよび運動学的仕様を組み合わせて、キャラクターの動きを完全に指定していた。^{[ 23 ]}

同時に、ペンシルベニア大学人間モデリング・シミュレーションセンターでJackソフトウェアパッケージが開発され、 Tecnomatix社から市販された。Jackは、関節可動フィギュアを制御するための3Dインタラクティブ環境を提供した。詳細な人体モデルを備え、リアルな動作制御、人体計測スケーリング、タスクアニメーションおよび評価システム、視点分析、自動リーチおよび把持、衝突検出および回避、その他幅広い用途に役立つ多くのツールが含まれていた。

1980年代初頭、いくつかの企業や研究グループがバーチャルヒューマンを題材にした短編映画やデモを制作した。特に、トリプルIまたはIIIとして知られるインフォメーション・インターナショナル社は、ピーター・フォンダの頭部の3Dスキャンや、究極のデモ作品「ジャグラーのアダム・パワーズ」を制作することで、コンピュータグラフィックスが驚くべきことを実現できる可能性を示した。

1982年、フィリップ・ベルジュロン、ナディア・マグネナ・タルマン、ダニエル・タルマンは、パリからニューヨークへ大西洋を横断する人物（関節可動式の棒人間）を描いた映画『ドリーム・フライト』を制作した。この映画は、グラフィカルな抽象データ型に基づくPascal言語の拡張であるMIRAグラフィカル言語を使用して完全にプログラミングされた。この映画はいくつかの賞を受賞し、SIGGRAPH '83フィルムショーで上映された。1985年には、顔のアニメーション技術を初めて物語に使用した映画『トニー・デ・ペルトリー』が画期的な作品となった。同年、ミック・ジャガーの曲のミュージックビデオ「ハード・ウーマン」がデジタル・プロダクションズによって制作され、様式化された女性の美しいアニメーションが披露された。同時期に、ロバート・エイベル＆アソシエイツはテレビCMとして「ザ・メイキング・オブ・ブリリアンス」を制作し、当時としては驚異的な動きとレンダリングを披露した。

1987年、カナダ工学協会は創立100周年を祝いました。ベル・カナダとノーザン・テレコムが後援する大規模なイベントがモントリオールのプレイス・デ・ザールで開催されました。このイベントのために、ナディア・マグネナ・タルマンとダニエル・タルマンは、モントリオールの旧市街のカフェでマリリン・モンローとハンフリー・ボガートが出会う場面を再現しました。この映画『ランデブー・イン・モントリオール』は、伝説的なスターを3Dでモデル化した最初の映画です。この映画は、実在の人間の3Dクローン化の側面と、その行動のモデリングに関する広範な研究の結果です。^{[ 24 ]}  

1988年、「ティン・トイ」は、コンピューターで制作された映画として初めてア​​カデミー賞（最優秀短編アニメーション賞）を受賞しました。これは、ブリキ製のワンマンバンドのおもちゃが、おかしな赤ん坊のビリーから逃げようとする物語です。同年、デグラフ/ワーマンは、シリコン・グラフィックスの新しい4Dマシンのリアルタイム機能を実証するために、「マイク・ザ・トーキング・ヘッド」を開発しました。マイクは、特別に作られたコントローラーによって制御され、1人の操り人形師が口、目、表情、頭の位置など、キャラクターの顔の多くのパラメーターを操作できました。シリコン・グラフィックスのハードウェアは、演者が制御する顔の表情と頭の形状の間でリアルタイムの補間を提供しました。マイクは、その年のSIGGRAPH映画・ビデオショーでライブで披露されました。

1989年、クレイザー＝ワルチャックは、ミュージックビデオのために、マイクの前で歌いながら踊る女性の姿をコンピューターアニメーション「Dozo」として制作した。彼らは、モーションアナリシス社の光学ベースのソリューションを用い、複数のカメラで身体に貼られた小さな反射テープの画像を三角測量することで、動きを捉えた。その結果、空間内の各反射体の3次元軌跡が得られた。

1989年、映画『アビス』のあるシーンでは、水生擬足生物が人間の顔を獲得する様子が描かれました。これは、ある形状を別の人間の顔に変形させることが可能になったことで、将来の合成キャラクターにとって重要な一歩となりました。同じく1989年、『リトル・デス』や『バーチャリー・ユアーズ』に出演した女優ロッタ・デザイアは、高度な顔アニメーションと初のコンピュータアニメーションによるキスを披露しました。そして1991年、『ターミネーター2』は、仮想人間と実写の人物や背景を融合させたアニメーションの金字塔となりました。

1990年代には数多くの短編映画が制作され、中でも最も有名なのはピクサー制作の「ジェリのゲーム」で、アカデミー短編アニメ映画賞を受賞した。

行動アニメーションはクレイグ・レイノルズによって導入され、開発されました。^{[ 25 ]}彼は集団の直感と動きを研究する目的で、鳥の群れと魚の群れをシミュレートしました。その後、ムッセとタルマンは多数の仮想人間を仮想世界に統合することで、群衆シミュレーションの分野を開始しました。

1990年代以降、研究者たちはリアルタイムアニメーションと仮想世界とのインタラクションへと研究の焦点を移してきた。仮想現実、人間アニメーション、ビデオ分析技術の融合により、仮想現実における仮想人間の統合、これらの仮想人間とのインタラクション、そしてクローン、アバター、または仮想世界への参加者としての自己表現が可能になった。仮想環境とのインタラクションは、さまざまなレベルのユーザー構成で計画された。ハイエンド構成では、ユーザーが音声、ジェスチャー、生理的信号によって仮想人間とインタラクションし、ローカルおよびWeb上でデジタルデータ環境を探索できる没入型環境が実現する可能性がある。このため、仮想人間はユーザーのジェスチャー、音声、表情を認識し、音声とアニメーションで応答できるようになった。^{[ 26 ]}この開発の究極の目標は、適応、知覚、記憶を備えた、リアルで信憑性のある仮想人間を作成することである。これらの仮想人間は、感情をシミュレートしながら自由に行動できる仮想人間を作成するための今日の研究の道を切り開いた。^{[ 27 ]}理想的には、環境を認識し、予測不可能な存在になることが目標です。

• ナディア・マグネナ＝タルマン（編集）、ダニエル・タルマン（編集）、『仮想人間ハンドブック』 、ISBN 978-0-470-02316-7468ページ、Wiley、2004年8月（ACMデジタルライブラリ）
• ピーター・M・プランテック著、『バーチャルヒューマン：ソフトウェアとステップバイステップの説明書が付属した自作キット』、アマコム、2003年
• デイビッド・バーデン、マギー・サビン＝バーデン著『バーチャル・ヒューマンズ・トゥデイ・アンド・トゥモロー』、2020年、チャップマン・アンド・ホール／CRC

• Wayne E. Carlson著『コンピュータグラフィックスとコンピュータアニメーション：回顧的概観』は、クリエイティブ・コモンズ表示-非営利-改変禁止4.0国際ライセンスの下でライセンスされています。
• ロボットと仮想人間とのコミュニケーションのモデリング、第2回Ziff研究グループ2005/2006人間と機械における身体化されたコミュニケーションに関する国際ワークショップ、ドイツ、ビーレフェルト、2006年4月5日～8日、改訂版選集