언리얼 엔진 기반 생성형 AI 캐릭터의 리깅 최적화 및 로코모션 구현 프로세스 연구
A Study on the Process of Rigging Optimization and Locomotion Implementation for Generative AI Characters Based on Unreal Engine
This study proposes a production process for transforming generative AI-based 3D characters into assets applicable to real-time XR and metaverse environments using Unreal Engine. The workflow consists of 2D character image generation, 3D conversion using Tripo 3D, retopology, Mixamo auto-rigging, Biped conversion and skinning correction in 3ds Max, and locomotion implementation in Unreal Engine. To address the irregular topology and non-uniform mesh structures of generative AI characters, joint-centered skinning correction was performed before animation application and locomotion setup. The results indicate that generative AI characters are not readily suitable for real-time animation assets immediately after generation and require post-correction after auto-rigging. Expert evaluations confirmed satisfactory levels of joint deformation naturalness, animation stability, and real-time applicability. The proposed workflow successfully transformed a generative AI character into an asset capable of real-time movement and state transitions in Unreal Engine while providing a practical rigging optimization procedure for overcoming structural limitations. This study presents a practical production process integrating rigging correction and locomotion implementation for generative AI characters. The findings may serve as foundational material for AI-based 3D content production, XR content development, and related educational fields.
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본 연구는 생성형 AI로 제작된 3D 캐릭터를 Unreal Engine 기반의 실시간 XR·메타버스 환경에서 활용 가능한 형태로 전환하기 위한 제작 프로세스를 제안하는 데 목적이 있다. 이를 위해 2D 캐릭터 이미지 생성, Tripo 3D 기반 3D 변환, 리토폴로지, Mixamo 자동 리깅, 3ds Max 기반 Biped 변환 및 스키닝 보정, Unreal Engine에서의 로코모션 구현을 단계적으로 수행하였다. 특히 생성형 AI 캐릭터의 비정형 토폴로지와 불균일한 메시 구조로 인해 발생하는 리깅 및 애니메이션 적용상의 한계를 보완하기 위해 관절부 중심의 스키닝 보정을 수행하였다. 이후 캐릭터에 Idle, Walk, Run 애니메이션을 적용하고, Animation Blueprint의 State Machine을 활용하여 이동 속도에 따라 상태가 전환되는 로코모션 시스템을 구현하였다. 연구 결과, 생성형 AI 캐릭터는 초기 생성만으로는 실시간 애니메이션 자산으로 활용되기 어려우며, 자동 리깅 이후의 보정 공정이 필수적임을 확인하였다. 또한 전문가 평가를 통해 관절 변형의 자연성, 애니메이션 적용 안정성 및 실시간 활용 가능성 측면에서 양호한 수준을 확인하였다. Mixamo, 3ds Max, Unreal Engine을 연계한 작업 흐름을 통해 생성형 AI 캐릭터를 실시간 환경에서 활용 가능한 캐릭터 자산으로 구현할 수 있었으며, 생성형 AI 캐릭터의 구조적 한계를 보완하기 위한 실무적 리깅 최적화 절차를 제시하였다. 본 연구는 생성형 AI 캐릭터를 대상으로 리깅 보정과 로코모션 구현을 포함한 제작 프로세스를 제시하였다는 점에서 의의를 가진다. 이는 생성형 AI 기반 캐릭터를 기존 애니메이션 및 실시간 콘텐츠 제작 파이프라인에 연결하는 방법으로서, AI 기반 3D 콘텐츠 제작과 XR 콘텐츠 제작 및 관련 교육 분야의 기초 자료로 활용될 수 있다.
목차
요약 Abstract 1. 서론 1.1 연구 배경 및 필요성 1.2 연구목적 및 방법 1.3 연구범위 2. 이론적 배경 2.1 생성형 AI 기반 3D 캐릭터 제작의 특성 2.2 오토 리깅과 리깅 보정 2.3 실시간 로코모션과 리타게팅 3. 생성형 AI 캐릭터의 리깅 최적화 과정 3.1 생성형 AI 캐릭터 생성 및 자동 리깅 3.2 Biped 재구성과 스키닝 보정 4. 언리얼 엔진 기반 리타게팅 및 로코모션 구현 4.1 애니메이션 적용 및 리타게팅 4.2 블루프린트 기반 로코모션 구현 5. 연구 결과 5.1 자동리깅과 보정 리깅의 비교 분석 5.2 리타게팅 및 로코모션 구현 결과 분석 6. 결론 REFERENCES