ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo

เครื่องมือวาดภาพ 2 มิติโดยใช้การร่างภาพสำหรับการสร้างภาพเคลื่อนไหวของภาษามือ

•
•
T
Thirawut Saenboon
1 of 6
Download to read offline
บทความวิจัย : เครื่องมือวาดภาพ 2 มิติโดยใช้การร่างภาพสำหรับการสร้างภาพเคลื่อนไหวของภาษามือ à¤ÃèÍקÁÍ×ÇÒ´ÀÒ¾ 2 ÁμÔâÔ´Â㪡ˆÒÃÃÒ‡§ÀÒ¾ ÊÓËúѡÒÃÊÃÒˆ§ÀÒ¾à¤ÅÍè×¹äËǢͧÀÒÉÒÁÍ× The Sketching-Based 2D Drawing Tool for Sign Language Animation ณฐัสนิีตงั้ศริไิพบลูย์(Natsinee Tangsiripaiboon)* และ นราธปิเทยี่งแท้(Narathip Tiangtae)* 20 วารสารเทคโนโลยีสารสนเทศ Information Technology Journal คนหหูนวกกบัคนปกติ[1], [2], [3] การใชภ้าพเคล่อืนไหว 3 มติิ เพอื่แสดงทา่มอืนชี้ว่ยทาํใหก้ารเรยีนรภู้าษามอืเปน็ไปไดอ้ยา่งมี ประสิทธิภาพ เพราะผู้ใช้สามารถปรับเลือกมุมที่ต้องการดู ยอ่ขยายขนาดของโมเดล หรือจะดกู่คีรงั้กไ็ดต้ามความพอใจ นัทธ์นทีและคณะ [4] ได้นำเทคโนโลยีด้านคอมพิวเตอร์ กราฟิกมาประยุกต์ใช้ในการสร้างพจนานุกรมภาษามือไทย 3 มิติ ซึ่งผู้ใช้สามารถเพิ่มและแก้ไขคำศัพท์เองได้ และยัง สามารถนาํคำศพัทภ์าษามอืทอี่ยใู่นรปูแบบของภาพเคล่อืนไหว 3 มติมิาเรียงตอ่กนัไดอ้ยา่งตอ่เน่อืง ซงึ่ผลลพัธข์องงานวจิยันี้ ทำให้บุคคลทั่วไปที่ต้องการเรียนภาษามือสามารถเรียนรู้ ภาษามือเองได้อย่างมีประสิทธิภาพ ณัฐดนัยและคณะได้พัฒนาระบบแปลภาษาไทยเป็นภาษา มือไทย 3 มิติแบบใช้กฎไวยากรณ์(Rule-based Machine Translation) [5] โดยนาํพจนานกุรมภาษามอืไทยสามมติทิไี่ด้ กล่าวไปในข้างต้นมาประยุกต์ใช้เป็นฐานข้อมูลคำศัพท์ จดุเดน่ของงานวจิยันคี้อืสามารถแปลประโยคภาษาไทยไปเปน็ ประโยคภาษามอืทอี่ยใู่นรปูแบบภาพเคล่อืนไหวสามมติทิใี่ชไ้ด้ จริงในชีวิตประจำวันของคนหูหนวกได้ แต่อย่างไรก็ตาม ประโยคทสี่ามารถแปลไดใ้นงานวจิยันยี้งัถกูจาํกดัอยใู่นขอบเขต แคบๆ เนื่องจากจำนวนคำศัพท์ของภาษามือที่บันทึกไว้ใน พจนานกุรมยงัมจีาํนวนน้อย ซงึ่สาเหตสุาํคัญทที่าํใหก้ารสรา้ง ภาพเคล่อืนไหวสามมติขิองภาษามอืไทยเปน็ไปดว้ยความยาก ลาํบากและตอ้งใชเ้วลากค็อืจาํนวนคาํศพัท์ของภาษามอืซงึ่มี อยเู่ปน็จาํนวนมาก [6] และแตล่ะคาํมกีารเคล่อืนไหวทซี่บัซอ้น จากปัญหาดังที่ได้กล่าวไปนี้จึงทำให้เกิดแนวคิดที่จะนำ หลักการการสร้างภาพกราฟิกด้วยการวาดภาพในพิกัด 2 มิติ (Sketching-based) มาประยุกต์ใช้ในการสร้างและกำหนด การเคล่อืนไหวของแขนซงึ่เปน็องคป์ระกอบสาํคญัในการกาํหนด ปทีี่8 ฉบบัที่2 กรกฎาคม - ธันวาคม 2555 Vol.8, No.2, July - December 2012 บทคัดย่อ งานวจิยันจี้ะนาํเสนอเครอื่งมอืชว่ยสรา้งพจนานกุรมภาษามอื ไทยสามมติิซงึ่เครอื่งมอืทพี่ฒันาขนึ้ในงานวจิยันจี้ะใชห้ลกัการ การร่างภาพ และนำหลักการกลศาสตร์แบบย้อนกลับมา ประยุกต์ใช้เพื่อช่วยลดระยะเวลาในการสร้างภาพเคลื่อนไหว ของภาษามอืนอกจากนนั้งานวจิยันยี้งัไดน้าํเสนอเทคนคิการ กาํหนดจาํนวนคยีเ์ฟรมทมี่ปีระสทิธภิาพสงูด้วยการวาดกราฟ เส้นโค้ง ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าระบบที่พัฒนาขึ้นใน งานวจิยันมี้ปีระสทิธภิาพสงู คำสำคญั: ภาษามอื, การสรา้งภาพเคล่อืนไหวดว้ยการา่งภาพ Abstract This research presents a tool for building the 3D Thai Sign Language Dictionary. In order to reduce time in adding or editing the vocabulary, we developed a convenient tool based on sketching and applied Inverse Kinematics to help users create the vocabulary in a short period of time. In addition, we proposed an effective technique to calculate the number of frames between a pair of key frames by drawing a curve. The experiments showed that the proposed system is effective. Keyword: Sign language, Sketching-based animation. 1. บทนำ ปัจจุบันมีความพยายามที่จะนำคอมพิวเตอร์กราฟิกมา ประยกุตใ์ชใ้นการสรา้งภาพเคล่อืนไหว 3 มติขิองทา่มอืเพอื่ชว่ย ในการเรียนการสอนภาษามือและการติดต่อสื่อสารระหว่าง * กลุ่มวิจัยการจำลองทางคอมพิวเตอร์และการคำนวณ ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่
บทความวิจัย : เครื่องมือวาดภาพ 2 มิติโดยใช้การร่างภาพสำหรับการสร้างภาพเคลื่อนไหวของภาษามือ q (1) ö æ - ö P tan tan 1 cos p a y P P = - - - ö æ - 1 cos วารสารเทคโนโลยีสารสนเทศ 21 Information Technology Journal ท่าทางของภาษามือ ซึ่งเทคโนโลยีการสร้างภาพ 3 มิติโดย การวาดภาพในระบบพิกัด 2 มิตินี้ได้รับการพัฒนามาอย่าง ต่อเนื่อง จุดเด่นของเทคโนโลยีนี้ก็คือ ผู้ใช้สามารถออกแบบ โมเดล3 มิติได้อย่างรวดเร็วและสามารถดัดแปลงแก้ไขรูปทรง ทตี่อ้งการไดโ้ดยงา่ยและมปีระสทิธภิาพ [7], [8], [9], [10] ประโยชน์ที่จะได้รับจากการนำหลักการการวาดภาพ 2 มิติมาประยุกต์ใช้นี้ก็คือ สามารถช่วยให้การสร้างภาพ เคล่อืนไหวสามมติขิองภาษามอืเปน็ไปไดอ้ยา่งมปีระสทิธภิาพ เสมือนกับว่าผู้ใช้กำลังสร้างภาพเคลื่อนไหวสามมิติบนแผ่น กระดาษโดยใช้เพียงดินสอและยางลบเท่านั้น นอกจากนั้น ประสิทธิผลของงานวิจัยนี้ยังเชื่อมโยงไปถึงประสิทธิภาพใน การแปลภาษาไทยเป็นภาษามือ หรือจากภาษามือเป็น ภาษาไทย ซึ่งจำเป็นต้องใช้คำศัพท์ภาษามือจำนวนมากได้ อีกด้วย 2. งานและทฤษฎีทเี่กยี่วขอ้ง 2.1 การรู้จำรูปทรงเรขาคณิต รูปทรงเรขาคณิตพื้นฐานในพิกัด 2 มิติที่จะนำมาใช้ใน งานวจิยัน้มีทีงั้หมด 3 รปูแบบคอืเสน้ตรง รปูสเี่หล่ยีม และรปู วงกลม การรจู้าํรปูทรงพนื้ฐานเหลา่นจี้ะนาํหลกัการการรจู้าํรปู ทรงเรขาคณติทมี่คีณุสมบตัแิบบ Convex Hull [11] รปูทรง เรขาคณิตพื้นฐานที่ได้จากการวาดภาพและผลลัพธ์ที่ได้จาก การรจู้าํสามารถแสดงไดด้งัภาพที่1 ภาพที่1 ตวัอยา่งรปูทรงเรขาคณติทใี่ช้ในงานวจิยันี้ 2.2 กลศาสตร์แบบย้อนกลับ(Inverse kinematics) กลศาสตร์แบบย้อนกลับเป็นหลักการที่นำมาช่วยในการ คำนวณหามุมของข้อต่อในตำแหน่งหัวไหล่และข้อศอก ซึ่งมุมของหัวไหล่และข้อศอกจะถูกคำนวณให้โดยอัตโนมัติ เพยีงแค่รตู้าํแหน่งปลายของขอ้มอืเทา่นั้น [12] ปทีี่8 ฉบบัที่2 กรกฎาคม - ธันวาคม 2555 Vol.8, No.2, July - December 2012 ภาพที่2 การคาํนวณหามมุของหวัไหลแ่ละขอ้ศอก ถ้ากำหนดให้ (px, py, pz)T คือตำแหน่งของข้อมือ l1 คือ ความยาวของแขนท่อนบน l2 คือความยาวของแขนท่อนล่าง มุม q1 และ q2 คอืมมุทใี่ชก้าํหนดท่าของหัวไหล่q3 มมุคือมมุที่ แขนสว่นบนกระทาํกบัแขนสว่นลา่งดงัภาพที่2 จากรปูเราสามารถคำนวณหามุมตา่งๆ ไดด้งันี้ ö ÷ ÷ ø - æ = ç ç è Px Pz tan 1 1 ÷ ÷ ø ç ç è ± ÷ ÷ ø æ ç ç è + a q cos 2 2 1 2 2 1 2 x z (2) ÷ ÷ ø ç ç è = ± - b b q p cos tan 2 1 3 (3) 3. การสรา้งภาพเคลอื่นไหวด้วยคยีเ์ฟรม การสร้างภาพเคลื่อนไหวด้วยคีย์เฟรมเป็นหลักการที่นิยม ใชก้นัอยา่งแพรห่ลายในการสรา้งภาพเคล่อืนไหว ซ่งึคียเ์ฟรม ก็คอืเฟรมที่ใช้กำหนดรายละเอียดการเคลื่อนไหวของโมเดล นนั้ๆ โดยจะกาํหนดขอ้มลูการเคล่อืนไหวของมมุของขอ้ตอ่ของ โมเดลลงในคยีเ์ฟรมตน้ทางและคยีเ์ฟรมปลายทางเพยีงเทา่นนั้ สำหรบัข้อมลูการเคล่อืนไหวในเฟรมอนื่ๆระหวา่ง 2 คยีเ์ฟรมนี้ จะถกูคาํนวณใหโ้ดยอตัโนมตัิโดยทผี่ใู้ชไ้มม่คีวามจาํเปน็ตอ้ง กาํหนดการเคล่อืนไหวเอง [12] 3.1 ขนั้ตอนวธิกีารสรา้งโมเดล2 มติิและการสรา้งคยีเ์ฟรม การสร้างภาพเคลื่อนไหวด้วยการวาดภาพในงานวิจัยนี้มี ขนั้ตอนวธิดีังตอ่ไปนี้
บทความวิจัย : เครื่องมือวาดภาพ 2 มิติโดยใช้การร่างภาพสำหรับการสร้างภาพเคลื่อนไหวของภาษามือ 22 วารสารเทคโนโลยีสารสนเทศ Information Technology Journal ท่าใหม่ให้โดยอัตโนมัติตามหลักการของกลศาสตร์แบบย้อนกลับ ซงึ่ในการคำนวณจะยดึความยาวของแขนทกี่าํหนดไวใ้นขนั้ตอน ที่1 เปน็เกณฑ์ ปทีี่8 ฉบบัที่2 กรกฎาคม - ธันวาคม 2555 Vol.8, No.2, July - December 2012 โมลเดลที่วาด โมลเดลที่รู้จำ ด้านหน้า ด้านซ้าย ด้านขวา ภาพที่3 การสรา้งโมเดลดว้ยรปูทรงเรขาคณติพนื้ฐาน นอกจากนนั้ในขนั้ตอนนผี้้ใูช้สามารถลบภาพท่วีาดไดด้ว้ย การวาดเครอื่งหมายกากบาททบัภาพทตี่อ้งการลบดงัภาพที่4 ภาพที่4 การลบภาพทไี่มต่อ้งการดว้ยเครอื่งหมายกากบาท ภาพที่6 การปรบัทา่แขนของโมเดล นอกจากนั้นระบบจะทำการกำหนดระยะห่างเริ่มต้นจาก ขอ้มอืไปยงัลาํตวัใหโ้ดยอตัโนมตัิซงึ่ผใู้ชส้ามารถปรับตำแหนง่ ของข้อมือหรือข้อศอกในแนวแกนลึกได้จากระนาบในมุมมอง ดา้นขา้งทงั้2 ดา้น โดยการวาดวงกลมและลกูศรดว้ยวธิเีดยีวกนั 4) เชื่อมโมเดลกับคีย์เฟรมด้วยการวาดลูกศรจากจุดที่มี ตาํแหนง่อยภู่ายในตวัโมเดลไปยงัจดุทอี่ยภู่ายในคยีเ์ฟรมทตี่อ้งการ ในกรณทีตี่อ้งการเปล่ยีนแปลงการเชอื่มโยงกบัคยีเ์ฟรมสามารถ ทำได้โดยง่ายเพียงแค่ลบลูกศรนั้นด้วยการวาดเครื่องหมาย กากบาททบัแลว้วาดลกูศรเสน้ใหมด่งัภาพที่7 5) กำหนดท่าแขนของโมเดลสำหรับคีย์เฟรมถัดไป ซงึ่ในขนั้ตอนนผี้ใู้ช้ไมจ่าํเปน็ตอ้งวาดโมเดลขนึ้มาใหมท่ั้งหมด แต่สามารถถ่ายสำเนาข้อมูลของโมเดลในคีย์เฟรมก่อนหน้า ได้ด้วยการวาดลูกศรจากตำแหน่งของโมเดลในคีย์เฟรม ปจัจบุนัไปยงัดา้นขวาดงัภาพที่8 6) กำหนดท่าของโมเดลที่ต้องการในแต่ละคีย์เฟรมจน ครบตามขนั้ตอนวธิทีไี่ดก้ลา่วมาดงัตวัอยา่งในภาพที่9 1) วาดร่างกายส่วนบนของโมเดลเสมือนมนุษย์ด้วยรูป วงกลม 7 รูป รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า 1 รูป และเส้นตรง 4 เส้น ซงึ่ระบบจะทาํการประมวลผลและตดัสนิใจวา่ภาพทวี่าดขนึ้นนั้ เป็นร่างกายส่วนบนของโมเดลหรือไม่โดยจะประเมินจากตำแหน่ง และรูปแบบความสัมพันธ์ของภาพที่อยู่รอบข้าง หลังจากนั้น ระบบจะทำการสร้างภาพ 2 มติขิองโมเดลทผี่า่นกระบวนการ ตรวจสอบแลว้ให้โดยอตัโนมตัโิดยมมีมุมอง 3 ดา้นดงัภาพที่3 2) วาดเฟรมรปูสเี่หล่ยีมผนืผา้ดา้นลา่งของโมเดลและวาด เสน้ตรงเพอื่แบง่คยีเ์ฟรมใหไ้ดจ้าํนวนตามทตี่อ้งการดงัภาพที่5 3) กำหนดท่าใหม่ของแขนของโมเดลด้วยการวาดวงกลม ของขอ้มอืขา้งทตี่อ้งการเปล่ยีนตาํแหนง่หลงัจากนนั้วาดลกูศร จากขอ้มอืไปยงัวงกลมทวี่าดขนึ้มาใหมด่งัภาพที่6 ระบบจะทำ การประมวลผลและกำหนดตำแหน่งของหัวไหล่และข้อศอกใน ภาพที่5 การสรา้งและกาํหนดจาํนวนคยีเ์ฟรม
บทความวิจัย : เครื่องมือวาดภาพ 2 มิติโดยใช้การร่างภาพสำหรับการสร้างภาพเคลื่อนไหวของภาษามือ Interpolation) มาช่วยในการคำนวณ โดยจะกำหนดให้กำลัง สูงสุดของพหุนามเท่ากับ 5 กำหนดให้m คือจำนวนคีย์เฟรม ทั้งหมดของภาพเคลื่อนไหวที่สร้างขึ้น f0 และ fm-1 คือจุดเริ่มต้นและจุดสุดท้ายของกราฟเส้นโค้งและเป็นจุดที่ สมัพนัธก์บัคยีเ์ฟรมแรกและคยีเ์ฟรมสดุทา้ยของภาพเคล่อืนไหว ตามลาํดบัแบง่กราฟออกเปน็m -1 ชว่งเทา่ๆ กนัดงัภาพที่11 ภาพที่10 ตวัอยา่งกราฟเสน้โคง้ทใี่ชใ้นการปรบัความเรว็ a if a ; < - 1 w 1 ; if - 1 £ a £ 1 (4) วารสารเทคโนโลยีสารสนเทศ 23 Information Technology Journal ภาพที่8 การถา่ยสาํเนาขอ้มลูโมเดล ภาพที่9 ตวัอยา่งการกาํหนดทา่ของโมเดลดว้ย 4 คียเ์ฟรม 3.2 การปรบัความเรว็ของภาพเคลอื่นไหวด้วยกราฟ เส้นโค้ง ในการสร้างภาพเคลื่อนไหว การกำหนดจำนวนเฟรม ระหวา่งคยีเ์ฟรมแตล่ะชว่งเปน็ปจัจยัสาํคญัทจี่ะชว่ยใหเ้ราสามารถ ปรับความเร็วในการแสดงผลภาพได้ตามความต้องการ ซงึ่ในงานวจิยันจี้ะนำเสนอวธิกีารกาํหนดจาํนวนเฟรมระหวา่ง คยีเ์ฟรมดว้ยกราฟเสน้โคง้ดงัตวัอยา่งในภาพที่10 ในการคาํนวณหาฟงักช์นัของกราฟเสน้โคง้ทวี่าดขนึ้จะใช้ หลักการการประมาณค่าในช่วงเชิงพหุนาม (Polynomial ปทีี่8 ฉบบัที่2 กรกฎาคม - ธันวาคม 2555 Vol.8, No.2, July - December 2012 ภาพที่11 การใชก้ราฟเสน้โคง้ในการกาํหนดจาํนวนเฟรม จากภาพที่ 11 ถ้ากำหนดให้ ai คือความชันของเส้นตรง ทลี่ากผา่นจดุfi-1 และ fi และกำหนดให้wi มคี่าดงันี้ ì ïî ïí > = 1/ ; 1 i i i i i i a if a ถา้กาํหนดให้T คอืระยะเวลาในการแสดงภาพเคล่อืนไหว ของคาํศพัท์1 คำ Dt คอืระยะเวลาทตี่อ้งใชใ้นการแสดงภาพ 1 เฟรม และกาํหนดให้n = [T / Dt] คอืจาํนวนเฟรมทสี่ามารถ แสดงได้ในระยะเวลา ภาพที่7 การเชอื่มโมเดลกบัคยีเ์ฟรม
บทความวิจัย : เครื่องมือวาดภาพ 2 มิติโดยใช้การร่างภาพสำหรับการสร้างภาพเคลื่อนไหวของภาษามือ ú ê w = ´ j (5) 24 วารสารเทคโนโลยีสารสนเทศ Information Technology Journal โมเดลที่วาด ความแม่นยำ ในการรู้จำ (%) คน 90 กากบาท 100 ลูกศร 93.33 คีย์เฟรม 91.66 เวลาโดยเฉลี่ย งานวิจัย [4] (นาที) เวลาโดยเฉลี่ย [งานวิจัยนี้] (นาที) แบบมือเดียวไม่ 1.57 0.89 แบบมือเดียวซับซ้อน 3.41 1.3 แบบสองมือไม่ 2.43 1.49 แบบสองมือซับซ้อน 5.61 2.22 ปทีี่8 ฉบบัที่2 กรกฎาคม - ธันวาคม 2555 Vol.8, No.2, July - December 2012 กำหนดให้nFramej คอืจาํนวนเฟรมตงั้แตค่ยีเ์ฟรมลาํดบัที่ j-1 ถงึคยีเ์ฟรมลาํดบัที่j ดงัภาพที่12 โดยที่ , 1 1 1 1 £ £ - ú ú ú ú û ê ê ê ê ë å- = n j m w nFrame m i i j จากสมการที่ 4 และ 5 จะเห็นว่าถ้าความชันของกราฟ ระหว่าง 2 คีย์เฟรมมีค่าเป็นลบ จำนวนเฟรมระหว่างคีย์เฟรม ทงั้สองจะมจีาํนวนมากซงึ่จะใชเ้วลาในการแสดงผลภาพระหวา่ง คีย์เฟรมนาน ตรงกันข้ามถ้าความชันของกราฟมีค่าเป็นบวก จาํนวนเฟรมระหวา่งคยีเ์ฟรมจะมจีาํนวนน้อยซ่งึจะใหเ้วลาใน การแสดงผลภาพระหวา่งคยีเ์ฟรมส้นั 4. ผลการทดลอง งานวจิยันใี้ช้Microsoft Visual C++ 2010 Express Edition ในการพัฒนาโปรแกรม และใช้OpenGL ในการแสดงผลภาพ โดยการทดลองจะแบง่ออกเปน็2 ลกัษณะคอืการทดลองเพอื่ ทดสอบประสิทธิภาพในการรู้จำโมเดล และการทดลองเพื่อ ทดสอบประสิทธิภาพในการกำหนดการเคลื่อนไหวของแขน ในภาษามือ 4.1 การทดสอบประสทิธิภาพในการร้จูาํโมเดล ในการทดลองนไี้ดใ้หผ้ทู้ดลองทงั้หมด 3 คน วาดรูปโมเดล เสมือนคน รูปกากบาท รูปลูกศร และรูปคีย์เฟรม คนละ 20 ภาพ ต่อ 1 ประเภท โดยผ้ทูดลองทกุคนจะรอู้งคป์ระกอบที่จาํเปน็ ทุกอย่างของโมเดลในแต่ละรูปแบบ ผลการทดลองแสดงได้ ดงัตารางที่1 จากตารางที่ 1 จะเห็นว่าความแม่นยำในการรู้จำโมเดล รปูแบบตา่งๆ ทจี่าํเปน็ในการสรา้งภาพเคล่อืนไหวอยใู่นระดบัที่ น่าพอใจ 4.2 การทดสอบประสิทธิภาพในการสร้างคำศัพท์ภาษามือ จุดประสงค์หลักของงานวิจัยนี้คือการกำหนดท่าแขนซึ่ง เป็นส่วนสำคัญในการสร้างคำศัพท์ภาษามือ 3 มิติที่มีความ ซบัซอ้น ในการทดลองนไี้ดใ้ห้ผทู้ดลอง 3 คนเดมิทาํการสรา้ง ตารางที่2 ระยะเวลาทใี่ชใ้นการสรา้งคาํศพัท์ภาษามอื ประเภทของภาษามือ จากตารางที่ 2 จะเห็นว่าระบบที่พัฒนาขึ้นจากงานวิจัยนี้ ช่วยให้ผู้ใช้สามารถสร้างภาพเคลื่อนไหว 3 มิติของภาษามือ ได้อย่างรวดเร็ว 5. บทสรุป งานวจิยัน้ไีดน้าํหลกัการการวาดภาพ 2 มติมิาประยกุตใ์ช้ ในการสร้างภาพเคลื่อนไหว 3 มิติของคำศัพท์ภาษามือไทย โดยมวีตัถปุระสงคเ์พอื่ใหก้ารสรา้งภาพเคล่อืนไหวของภาษามอื เปน็ไปไดอ้ยา่งมปีระสทิธภิาพเสมอืนกบัวา่ผใู้ชก้าํลงัสรา้งภาพ เคล่อืนไหว 3 มติบินแผน่กระดาษโดยใชเ้พยีงดนิสอและยางลบ เทา่นนั้นอกจากนนั้งานวจิยันยี้งัไดน้าํหลกัการกลศาสตรแ์บบ ย้อนกลับมาช่วยในการกำหนดท่าทางการเคลื่อนไหวของ โมเดล และไดน้าํเสนอวธิกีารปรบัความเรว็ของภาพเคล่อืนไหว ภาพที่12 จาํนวนคยีเ์ฟรมตงั้แตค่ยีเ์ฟรม Kj-1 ถึง Kj ตารางที่1 ประสทิธภิาพในการรจู้าํภาพของโมเดลตา่งๆ คำศพัทภ์าษามอืมาคนละ 100 คำ โดยคำศพัทภ์าษามอืทสี่รา้ง ขนึ้นนั้มทีงั้คาํศพัทท์มี่กีารเคล่อืนไหวทซี่บัซอ้นและไมซ่บัซอ้น และคำศพัทท์่ใีช้แขนเดยีวและสองแขน เมื่อนำผลการทดลองที่ได้จากการใช้ระบบที่พัฒนาขึ้นใน งานวิจัยนี้ไปเปรียบเทียบกับผลการทดลองที่ได้จากการใช้ โปรแกรมสร้างพจนานุกรมภาษามือไทย 3 มิติ [4] สามารถ แสดงไดด้งัตารางที่2
บทความวิจัย : เครื่องมือวาดภาพ 2 มิติโดยใช้การร่างภาพสำหรับการสร้างภาพเคลื่อนไหวของภาษามือ วารสารเทคโนโลยีสารสนเทศ 25 Information Technology Journal ดว้ยกราฟเสน้โค้งซงึ่ชว่ยใหผ้ใู้ชส้ามารถกาํหนดความเรว็ของ ภาพเคลื่อนไหวในแต่ละช่วงของคีย์เฟรมได้โดยง่ายและมี ประสิทธิภาพ นอกจากนนั้ในมมุมองของการแปลภาษาดว้ยคอมพวิเตอร์ แบบใชก้ฎ จาํนวนคำศพัทท์บี่นัทึกไวใ้นพจนานกุรมภาษาตน้ ทางและปลายทางจะมผีลกระทบโดยตรงตอ่ประสทิธภิาพในการแปล ดงันนั้ระบบทพี่ฒันาขนึ้นนี้อกจากจะชว่ยใหก้ารสรา้งพจนานกุรม ภาษามือไทย 3 มิติเป็นไปได้อย่างมีประสิทธิภาพแล้ว ยังจะ เชอื่มโยงไปถงึประสทิธภิาพในการแปลจากภาษาไทยเปน็ภาษามอื หรือจากภาษามือเป็นภาษาไทยได้อีกด้วย 6. เอกสารอ้างอิง [1] S. Yeates, E.J. Holden, and R. Owens, “An Animated Auslan Tuition System,” in International Journal of Machine Graphics and Vision, Vol. 12, No. 2, pp. 203-214, 2003. [2] Xu Lin, Gao Wen, “Human-Computer Chinese Sign Language Interaction System,” Human-Computer Chinese Sign Language Interaction System, Vol.4, No.3 ,2000. [3] Hirohiko Sagawa, Masaru Takeuchi, “A Teaching System of Japanese Sign Language Using Sign Language Recognition and Generation,” Proceedings of the tenth ACM international conference on Multimedia, Juan-les-Pins, France, pp. 137–145, 2002. [4] N. Maneerat, N. Tiangtae, “Development of Tools for Building the 3D Thai Sign Language Dictionary,” Proceedings of the 6th International Joint Conference on Computer Science and Software Engineering (JCSSE 2009), Phuket, Thailand, pp. 27-32, May 2009. ปทีี่8 ฉบบัที่2 กรกฎาคม - ธันวาคม 2555 Vol.8, No.2, July - December 2012 [5] N. Homkong, N. Maneerat, N. Tiangtae, “Development of Thai–3D Thai Sign Language Machine Translation System,” Proceeding of the 2nd ECTI-Conference on Application Research and Development, Pattaya, Thailand, pp. 111-116, May 2010. [6] คณะวิจัยภาษามือไทย, ปทานุกรมภาษามือไทย ฉบับ ปรับปรุงและขยายเพิ่มเติม, สมาคมคนหูหนวกแห่ง ประเทศไทย (ส.ห.ท.), เล่ม 1 -2, กรุงเทพฯ, 2533. [7] R.C. Zeleznik, K.P. Herndon, J.F. Hughes, “SKETCH: An interface for sketching 3D scenes,” SIGGRAPH’96. [8] T. Igarashi, S. Matsuoka, H. Tanaka, “Teddy: A Sketching Interface for 3D Freeform Design,” SIGGRAPH’99. [9] V. Kraevoy, A. Sheffer, Michiel van de Panne., “Modeling from Contour Drawings,” EUROGRAPHICS Symposium on Sketch-Based Interfaces and Modeling, 2009. [10] J. LaViola, R. Zeleznik, “MathPad2, A System for the Creation and Exploration of Mathematical Sketches,” ACM Transactions on Graphics, 23(3), pp. 423-440, August, 2004. [11] A. Apte, V. Vo, T.D. Kimura, “Recognizing Multistroke Geometric Shapes: An Experimental Evaluation,” Proceedings of ACM conference on User Interface and Software Technology (UIST), pp. 121-128, 1993. [12] Nik Lever, Real-time 3D Character Animation with Visual C++, Focal Press, 2002.

More Related Content

เครื่องมือวาดภาพ 2 มิติโดยใช้การร่างภาพสำหรับการสร้างภาพเคลื่อนไหวของภาษามือ

  • 1. บทความวิจัย : เครื่องมือวาดภาพ 2 มิติโดยใช้การร่างภาพสำหรับการสร้างภาพเคลื่อนไหวของภาษามือ à¤ÃèÍקÁÍ×ÇÒ´ÀÒ¾ 2 ÁμÔâÔ´Â㪡ˆÒÃÃÒ‡§ÀÒ¾ ÊÓËúѡÒÃÊÃÒˆ§ÀÒ¾à¤ÅÍè×¹äËǢͧÀÒÉÒÁÍ× The Sketching-Based 2D Drawing Tool for Sign Language Animation ณฐัสนิีตงั้ศริไิพบลูย์(Natsinee Tangsiripaiboon)* และ นราธปิเทยี่งแท้(Narathip Tiangtae)* 20 วารสารเทคโนโลยีสารสนเทศ Information Technology Journal คนหหูนวกกบัคนปกติ[1], [2], [3] การใชภ้าพเคล่อืนไหว 3 มติิ เพอื่แสดงทา่มอืนชี้ว่ยทาํใหก้ารเรยีนรภู้าษามอืเปน็ไปไดอ้ยา่งมี ประสิทธิภาพ เพราะผู้ใช้สามารถปรับเลือกมุมที่ต้องการดู ยอ่ขยายขนาดของโมเดล หรือจะดกู่คีรงั้กไ็ดต้ามความพอใจ นัทธ์นทีและคณะ [4] ได้นำเทคโนโลยีด้านคอมพิวเตอร์ กราฟิกมาประยุกต์ใช้ในการสร้างพจนานุกรมภาษามือไทย 3 มิติ ซึ่งผู้ใช้สามารถเพิ่มและแก้ไขคำศัพท์เองได้ และยัง สามารถนาํคำศพัทภ์าษามอืทอี่ยใู่นรปูแบบของภาพเคล่อืนไหว 3 มติมิาเรียงตอ่กนัไดอ้ยา่งตอ่เน่อืง ซงึ่ผลลพัธข์องงานวจิยันี้ ทำให้บุคคลทั่วไปที่ต้องการเรียนภาษามือสามารถเรียนรู้ ภาษามือเองได้อย่างมีประสิทธิภาพ ณัฐดนัยและคณะได้พัฒนาระบบแปลภาษาไทยเป็นภาษา มือไทย 3 มิติแบบใช้กฎไวยากรณ์(Rule-based Machine Translation) [5] โดยนาํพจนานกุรมภาษามอืไทยสามมติทิไี่ด้ กล่าวไปในข้างต้นมาประยุกต์ใช้เป็นฐานข้อมูลคำศัพท์ จดุเดน่ของงานวจิยันคี้อืสามารถแปลประโยคภาษาไทยไปเปน็ ประโยคภาษามอืทอี่ยใู่นรปูแบบภาพเคล่อืนไหวสามมติทิใี่ชไ้ด้ จริงในชีวิตประจำวันของคนหูหนวกได้ แต่อย่างไรก็ตาม ประโยคทสี่ามารถแปลไดใ้นงานวจิยันยี้งัถกูจาํกดัอยใู่นขอบเขต แคบๆ เนื่องจากจำนวนคำศัพท์ของภาษามือที่บันทึกไว้ใน พจนานกุรมยงัมจีาํนวนน้อย ซงึ่สาเหตสุาํคัญทที่าํใหก้ารสรา้ง ภาพเคล่อืนไหวสามมติขิองภาษามอืไทยเปน็ไปดว้ยความยาก ลาํบากและตอ้งใชเ้วลากค็อืจาํนวนคาํศพัท์ของภาษามอืซงึ่มี อยเู่ปน็จาํนวนมาก [6] และแตล่ะคาํมกีารเคล่อืนไหวทซี่บัซอ้น จากปัญหาดังที่ได้กล่าวไปนี้จึงทำให้เกิดแนวคิดที่จะนำ หลักการการสร้างภาพกราฟิกด้วยการวาดภาพในพิกัด 2 มิติ (Sketching-based) มาประยุกต์ใช้ในการสร้างและกำหนด การเคล่อืนไหวของแขนซงึ่เปน็องคป์ระกอบสาํคญัในการกาํหนด ปทีี่8 ฉบบัที่2 กรกฎาคม - ธันวาคม 2555 Vol.8, No.2, July - December 2012 บทคัดย่อ งานวจิยันจี้ะนาํเสนอเครอื่งมอืชว่ยสรา้งพจนานกุรมภาษามอื ไทยสามมติิซงึ่เครอื่งมอืทพี่ฒันาขนึ้ในงานวจิยันจี้ะใชห้ลกัการ การร่างภาพ และนำหลักการกลศาสตร์แบบย้อนกลับมา ประยุกต์ใช้เพื่อช่วยลดระยะเวลาในการสร้างภาพเคลื่อนไหว ของภาษามอืนอกจากนนั้งานวจิยันยี้งัไดน้าํเสนอเทคนคิการ กาํหนดจาํนวนคยีเ์ฟรมทมี่ปีระสทิธภิาพสงูด้วยการวาดกราฟ เส้นโค้ง ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าระบบที่พัฒนาขึ้นใน งานวจิยันมี้ปีระสทิธภิาพสงู คำสำคญั: ภาษามอื, การสรา้งภาพเคล่อืนไหวดว้ยการา่งภาพ Abstract This research presents a tool for building the 3D Thai Sign Language Dictionary. In order to reduce time in adding or editing the vocabulary, we developed a convenient tool based on sketching and applied Inverse Kinematics to help users create the vocabulary in a short period of time. In addition, we proposed an effective technique to calculate the number of frames between a pair of key frames by drawing a curve. The experiments showed that the proposed system is effective. Keyword: Sign language, Sketching-based animation. 1. บทนำ ปัจจุบันมีความพยายามที่จะนำคอมพิวเตอร์กราฟิกมา ประยกุตใ์ชใ้นการสรา้งภาพเคล่อืนไหว 3 มติขิองทา่มอืเพอื่ชว่ย ในการเรียนการสอนภาษามือและการติดต่อสื่อสารระหว่าง * กลุ่มวิจัยการจำลองทางคอมพิวเตอร์และการคำนวณ ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่
  • 2. บทความวิจัย : เครื่องมือวาดภาพ 2 มิติโดยใช้การร่างภาพสำหรับการสร้างภาพเคลื่อนไหวของภาษามือ q (1) ö æ - ö P tan tan 1 cos p a y P P = - - - ö æ - 1 cos วารสารเทคโนโลยีสารสนเทศ 21 Information Technology Journal ท่าทางของภาษามือ ซึ่งเทคโนโลยีการสร้างภาพ 3 มิติโดย การวาดภาพในระบบพิกัด 2 มิตินี้ได้รับการพัฒนามาอย่าง ต่อเนื่อง จุดเด่นของเทคโนโลยีนี้ก็คือ ผู้ใช้สามารถออกแบบ โมเดล3 มิติได้อย่างรวดเร็วและสามารถดัดแปลงแก้ไขรูปทรง ทตี่อ้งการไดโ้ดยงา่ยและมปีระสทิธภิาพ [7], [8], [9], [10] ประโยชน์ที่จะได้รับจากการนำหลักการการวาดภาพ 2 มิติมาประยุกต์ใช้นี้ก็คือ สามารถช่วยให้การสร้างภาพ เคล่อืนไหวสามมติขิองภาษามอืเปน็ไปไดอ้ยา่งมปีระสทิธภิาพ เสมือนกับว่าผู้ใช้กำลังสร้างภาพเคลื่อนไหวสามมิติบนแผ่น กระดาษโดยใช้เพียงดินสอและยางลบเท่านั้น นอกจากนั้น ประสิทธิผลของงานวิจัยนี้ยังเชื่อมโยงไปถึงประสิทธิภาพใน การแปลภาษาไทยเป็นภาษามือ หรือจากภาษามือเป็น ภาษาไทย ซึ่งจำเป็นต้องใช้คำศัพท์ภาษามือจำนวนมากได้ อีกด้วย 2. งานและทฤษฎีทเี่กยี่วขอ้ง 2.1 การรู้จำรูปทรงเรขาคณิต รูปทรงเรขาคณิตพื้นฐานในพิกัด 2 มิติที่จะนำมาใช้ใน งานวจิยัน้มีทีงั้หมด 3 รปูแบบคอืเสน้ตรง รปูสเี่หล่ยีม และรปู วงกลม การรจู้าํรปูทรงพนื้ฐานเหลา่นจี้ะนาํหลกัการการรจู้าํรปู ทรงเรขาคณติทมี่คีณุสมบตัแิบบ Convex Hull [11] รปูทรง เรขาคณิตพื้นฐานที่ได้จากการวาดภาพและผลลัพธ์ที่ได้จาก การรจู้าํสามารถแสดงไดด้งัภาพที่1 ภาพที่1 ตวัอยา่งรปูทรงเรขาคณติทใี่ช้ในงานวจิยันี้ 2.2 กลศาสตร์แบบย้อนกลับ(Inverse kinematics) กลศาสตร์แบบย้อนกลับเป็นหลักการที่นำมาช่วยในการ คำนวณหามุมของข้อต่อในตำแหน่งหัวไหล่และข้อศอก ซึ่งมุมของหัวไหล่และข้อศอกจะถูกคำนวณให้โดยอัตโนมัติ เพยีงแค่รตู้าํแหน่งปลายของขอ้มอืเทา่นั้น [12] ปทีี่8 ฉบบัที่2 กรกฎาคม - ธันวาคม 2555 Vol.8, No.2, July - December 2012 ภาพที่2 การคาํนวณหามมุของหวัไหลแ่ละขอ้ศอก ถ้ากำหนดให้ (px, py, pz)T คือตำแหน่งของข้อมือ l1 คือ ความยาวของแขนท่อนบน l2 คือความยาวของแขนท่อนล่าง มุม q1 และ q2 คอืมมุทใี่ชก้าํหนดท่าของหัวไหล่q3 มมุคือมมุที่ แขนสว่นบนกระทาํกบัแขนสว่นลา่งดงัภาพที่2 จากรปูเราสามารถคำนวณหามุมตา่งๆ ไดด้งันี้ ö ÷ ÷ ø - æ = ç ç è Px Pz tan 1 1 ÷ ÷ ø ç ç è ± ÷ ÷ ø æ ç ç è + a q cos 2 2 1 2 2 1 2 x z (2) ÷ ÷ ø ç ç è = ± - b b q p cos tan 2 1 3 (3) 3. การสรา้งภาพเคลอื่นไหวด้วยคยีเ์ฟรม การสร้างภาพเคลื่อนไหวด้วยคีย์เฟรมเป็นหลักการที่นิยม ใชก้นัอยา่งแพรห่ลายในการสรา้งภาพเคล่อืนไหว ซ่งึคียเ์ฟรม ก็คอืเฟรมที่ใช้กำหนดรายละเอียดการเคลื่อนไหวของโมเดล นนั้ๆ โดยจะกาํหนดขอ้มลูการเคล่อืนไหวของมมุของขอ้ตอ่ของ โมเดลลงในคยีเ์ฟรมตน้ทางและคยีเ์ฟรมปลายทางเพยีงเทา่นนั้ สำหรบัข้อมลูการเคล่อืนไหวในเฟรมอนื่ๆระหวา่ง 2 คยีเ์ฟรมนี้ จะถกูคาํนวณใหโ้ดยอตัโนมตัิโดยทผี่ใู้ชไ้มม่คีวามจาํเปน็ตอ้ง กาํหนดการเคล่อืนไหวเอง [12] 3.1 ขนั้ตอนวธิกีารสรา้งโมเดล2 มติิและการสรา้งคยีเ์ฟรม การสร้างภาพเคลื่อนไหวด้วยการวาดภาพในงานวิจัยนี้มี ขนั้ตอนวธิดีังตอ่ไปนี้
  • 3. บทความวิจัย : เครื่องมือวาดภาพ 2 มิติโดยใช้การร่างภาพสำหรับการสร้างภาพเคลื่อนไหวของภาษามือ 22 วารสารเทคโนโลยีสารสนเทศ Information Technology Journal ท่าใหม่ให้โดยอัตโนมัติตามหลักการของกลศาสตร์แบบย้อนกลับ ซงึ่ในการคำนวณจะยดึความยาวของแขนทกี่าํหนดไวใ้นขนั้ตอน ที่1 เปน็เกณฑ์ ปทีี่8 ฉบบัที่2 กรกฎาคม - ธันวาคม 2555 Vol.8, No.2, July - December 2012 โมลเดลที่วาด โมลเดลที่รู้จำ ด้านหน้า ด้านซ้าย ด้านขวา ภาพที่3 การสรา้งโมเดลดว้ยรปูทรงเรขาคณติพนื้ฐาน นอกจากนนั้ในขนั้ตอนนผี้้ใูช้สามารถลบภาพท่วีาดไดด้ว้ย การวาดเครอื่งหมายกากบาททบัภาพทตี่อ้งการลบดงัภาพที่4 ภาพที่4 การลบภาพทไี่มต่อ้งการดว้ยเครอื่งหมายกากบาท ภาพที่6 การปรบัทา่แขนของโมเดล นอกจากนั้นระบบจะทำการกำหนดระยะห่างเริ่มต้นจาก ขอ้มอืไปยงัลาํตวัใหโ้ดยอตัโนมตัิซงึ่ผใู้ชส้ามารถปรับตำแหนง่ ของข้อมือหรือข้อศอกในแนวแกนลึกได้จากระนาบในมุมมอง ดา้นขา้งทงั้2 ดา้น โดยการวาดวงกลมและลกูศรดว้ยวธิเีดยีวกนั 4) เชื่อมโมเดลกับคีย์เฟรมด้วยการวาดลูกศรจากจุดที่มี ตาํแหนง่อยภู่ายในตวัโมเดลไปยงัจดุทอี่ยภู่ายในคยีเ์ฟรมทตี่อ้งการ ในกรณทีตี่อ้งการเปล่ยีนแปลงการเชอื่มโยงกบัคยีเ์ฟรมสามารถ ทำได้โดยง่ายเพียงแค่ลบลูกศรนั้นด้วยการวาดเครื่องหมาย กากบาททบัแลว้วาดลกูศรเสน้ใหมด่งัภาพที่7 5) กำหนดท่าแขนของโมเดลสำหรับคีย์เฟรมถัดไป ซงึ่ในขนั้ตอนนผี้ใู้ช้ไมจ่าํเปน็ตอ้งวาดโมเดลขนึ้มาใหมท่ั้งหมด แต่สามารถถ่ายสำเนาข้อมูลของโมเดลในคีย์เฟรมก่อนหน้า ได้ด้วยการวาดลูกศรจากตำแหน่งของโมเดลในคีย์เฟรม ปจัจบุนัไปยงัดา้นขวาดงัภาพที่8 6) กำหนดท่าของโมเดลที่ต้องการในแต่ละคีย์เฟรมจน ครบตามขนั้ตอนวธิทีไี่ดก้ลา่วมาดงัตวัอยา่งในภาพที่9 1) วาดร่างกายส่วนบนของโมเดลเสมือนมนุษย์ด้วยรูป วงกลม 7 รูป รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า 1 รูป และเส้นตรง 4 เส้น ซงึ่ระบบจะทาํการประมวลผลและตดัสนิใจวา่ภาพทวี่าดขนึ้นนั้ เป็นร่างกายส่วนบนของโมเดลหรือไม่โดยจะประเมินจากตำแหน่ง และรูปแบบความสัมพันธ์ของภาพที่อยู่รอบข้าง หลังจากนั้น ระบบจะทำการสร้างภาพ 2 มติขิองโมเดลทผี่า่นกระบวนการ ตรวจสอบแลว้ให้โดยอตัโนมตัโิดยมมีมุมอง 3 ดา้นดงัภาพที่3 2) วาดเฟรมรปูสเี่หล่ยีมผนืผา้ดา้นลา่งของโมเดลและวาด เสน้ตรงเพอื่แบง่คยีเ์ฟรมใหไ้ดจ้าํนวนตามทตี่อ้งการดงัภาพที่5 3) กำหนดท่าใหม่ของแขนของโมเดลด้วยการวาดวงกลม ของขอ้มอืขา้งทตี่อ้งการเปล่ยีนตาํแหนง่หลงัจากนนั้วาดลกูศร จากขอ้มอืไปยงัวงกลมทวี่าดขนึ้มาใหมด่งัภาพที่6 ระบบจะทำ การประมวลผลและกำหนดตำแหน่งของหัวไหล่และข้อศอกใน ภาพที่5 การสรา้งและกาํหนดจาํนวนคยีเ์ฟรม
  • 4. บทความวิจัย : เครื่องมือวาดภาพ 2 มิติโดยใช้การร่างภาพสำหรับการสร้างภาพเคลื่อนไหวของภาษามือ Interpolation) มาช่วยในการคำนวณ โดยจะกำหนดให้กำลัง สูงสุดของพหุนามเท่ากับ 5 กำหนดให้m คือจำนวนคีย์เฟรม ทั้งหมดของภาพเคลื่อนไหวที่สร้างขึ้น f0 และ fm-1 คือจุดเริ่มต้นและจุดสุดท้ายของกราฟเส้นโค้งและเป็นจุดที่ สมัพนัธก์บัคยีเ์ฟรมแรกและคยีเ์ฟรมสดุทา้ยของภาพเคล่อืนไหว ตามลาํดบัแบง่กราฟออกเปน็m -1 ชว่งเทา่ๆ กนัดงัภาพที่11 ภาพที่10 ตวัอยา่งกราฟเสน้โคง้ทใี่ชใ้นการปรบัความเรว็ a if a ; < - 1 w 1 ; if - 1 £ a £ 1 (4) วารสารเทคโนโลยีสารสนเทศ 23 Information Technology Journal ภาพที่8 การถา่ยสาํเนาขอ้มลูโมเดล ภาพที่9 ตวัอยา่งการกาํหนดทา่ของโมเดลดว้ย 4 คียเ์ฟรม 3.2 การปรบัความเรว็ของภาพเคลอื่นไหวด้วยกราฟ เส้นโค้ง ในการสร้างภาพเคลื่อนไหว การกำหนดจำนวนเฟรม ระหวา่งคยีเ์ฟรมแตล่ะชว่งเปน็ปจัจยัสาํคญัทจี่ะชว่ยใหเ้ราสามารถ ปรับความเร็วในการแสดงผลภาพได้ตามความต้องการ ซงึ่ในงานวจิยันจี้ะนำเสนอวธิกีารกาํหนดจาํนวนเฟรมระหวา่ง คยีเ์ฟรมดว้ยกราฟเสน้โคง้ดงัตวัอยา่งในภาพที่10 ในการคาํนวณหาฟงักช์นัของกราฟเสน้โคง้ทวี่าดขนึ้จะใช้ หลักการการประมาณค่าในช่วงเชิงพหุนาม (Polynomial ปทีี่8 ฉบบัที่2 กรกฎาคม - ธันวาคม 2555 Vol.8, No.2, July - December 2012 ภาพที่11 การใชก้ราฟเสน้โคง้ในการกาํหนดจาํนวนเฟรม จากภาพที่ 11 ถ้ากำหนดให้ ai คือความชันของเส้นตรง ทลี่ากผา่นจดุfi-1 และ fi และกำหนดให้wi มคี่าดงันี้ ì ïî ïí > = 1/ ; 1 i i i i i i a if a ถา้กาํหนดให้T คอืระยะเวลาในการแสดงภาพเคล่อืนไหว ของคาํศพัท์1 คำ Dt คอืระยะเวลาทตี่อ้งใชใ้นการแสดงภาพ 1 เฟรม และกาํหนดให้n = [T / Dt] คอืจาํนวนเฟรมทสี่ามารถ แสดงได้ในระยะเวลา ภาพที่7 การเชอื่มโมเดลกบัคยีเ์ฟรม
  • 5. บทความวิจัย : เครื่องมือวาดภาพ 2 มิติโดยใช้การร่างภาพสำหรับการสร้างภาพเคลื่อนไหวของภาษามือ ú ê w = ´ j (5) 24 วารสารเทคโนโลยีสารสนเทศ Information Technology Journal โมเดลที่วาด ความแม่นยำ ในการรู้จำ (%) คน 90 กากบาท 100 ลูกศร 93.33 คีย์เฟรม 91.66 เวลาโดยเฉลี่ย งานวิจัย [4] (นาที) เวลาโดยเฉลี่ย [งานวิจัยนี้] (นาที) แบบมือเดียวไม่ 1.57 0.89 แบบมือเดียวซับซ้อน 3.41 1.3 แบบสองมือไม่ 2.43 1.49 แบบสองมือซับซ้อน 5.61 2.22 ปทีี่8 ฉบบัที่2 กรกฎาคม - ธันวาคม 2555 Vol.8, No.2, July - December 2012 กำหนดให้nFramej คอืจาํนวนเฟรมตงั้แตค่ยีเ์ฟรมลาํดบัที่ j-1 ถงึคยีเ์ฟรมลาํดบัที่j ดงัภาพที่12 โดยที่ , 1 1 1 1 £ £ - ú ú ú ú û ê ê ê ê ë å- = n j m w nFrame m i i j จากสมการที่ 4 และ 5 จะเห็นว่าถ้าความชันของกราฟ ระหว่าง 2 คีย์เฟรมมีค่าเป็นลบ จำนวนเฟรมระหว่างคีย์เฟรม ทงั้สองจะมจีาํนวนมากซงึ่จะใชเ้วลาในการแสดงผลภาพระหวา่ง คีย์เฟรมนาน ตรงกันข้ามถ้าความชันของกราฟมีค่าเป็นบวก จาํนวนเฟรมระหวา่งคยีเ์ฟรมจะมจีาํนวนน้อยซ่งึจะใหเ้วลาใน การแสดงผลภาพระหวา่งคยีเ์ฟรมส้นั 4. ผลการทดลอง งานวจิยันใี้ช้Microsoft Visual C++ 2010 Express Edition ในการพัฒนาโปรแกรม และใช้OpenGL ในการแสดงผลภาพ โดยการทดลองจะแบง่ออกเปน็2 ลกัษณะคอืการทดลองเพอื่ ทดสอบประสิทธิภาพในการรู้จำโมเดล และการทดลองเพื่อ ทดสอบประสิทธิภาพในการกำหนดการเคลื่อนไหวของแขน ในภาษามือ 4.1 การทดสอบประสทิธิภาพในการร้จูาํโมเดล ในการทดลองนไี้ดใ้หผ้ทู้ดลองทงั้หมด 3 คน วาดรูปโมเดล เสมือนคน รูปกากบาท รูปลูกศร และรูปคีย์เฟรม คนละ 20 ภาพ ต่อ 1 ประเภท โดยผ้ทูดลองทกุคนจะรอู้งคป์ระกอบที่จาํเปน็ ทุกอย่างของโมเดลในแต่ละรูปแบบ ผลการทดลองแสดงได้ ดงัตารางที่1 จากตารางที่ 1 จะเห็นว่าความแม่นยำในการรู้จำโมเดล รปูแบบตา่งๆ ทจี่าํเปน็ในการสรา้งภาพเคล่อืนไหวอยใู่นระดบัที่ น่าพอใจ 4.2 การทดสอบประสิทธิภาพในการสร้างคำศัพท์ภาษามือ จุดประสงค์หลักของงานวิจัยนี้คือการกำหนดท่าแขนซึ่ง เป็นส่วนสำคัญในการสร้างคำศัพท์ภาษามือ 3 มิติที่มีความ ซบัซอ้น ในการทดลองนไี้ดใ้ห้ผทู้ดลอง 3 คนเดมิทาํการสรา้ง ตารางที่2 ระยะเวลาทใี่ชใ้นการสรา้งคาํศพัท์ภาษามอื ประเภทของภาษามือ จากตารางที่ 2 จะเห็นว่าระบบที่พัฒนาขึ้นจากงานวิจัยนี้ ช่วยให้ผู้ใช้สามารถสร้างภาพเคลื่อนไหว 3 มิติของภาษามือ ได้อย่างรวดเร็ว 5. บทสรุป งานวจิยัน้ไีดน้าํหลกัการการวาดภาพ 2 มติมิาประยกุตใ์ช้ ในการสร้างภาพเคลื่อนไหว 3 มิติของคำศัพท์ภาษามือไทย โดยมวีตัถปุระสงคเ์พอื่ใหก้ารสรา้งภาพเคล่อืนไหวของภาษามอื เปน็ไปไดอ้ยา่งมปีระสทิธภิาพเสมอืนกบัวา่ผใู้ชก้าํลงัสรา้งภาพ เคล่อืนไหว 3 มติบินแผน่กระดาษโดยใชเ้พยีงดนิสอและยางลบ เทา่นนั้นอกจากนนั้งานวจิยันยี้งัไดน้าํหลกัการกลศาสตรแ์บบ ย้อนกลับมาช่วยในการกำหนดท่าทางการเคลื่อนไหวของ โมเดล และไดน้าํเสนอวธิกีารปรบัความเรว็ของภาพเคล่อืนไหว ภาพที่12 จาํนวนคยีเ์ฟรมตงั้แตค่ยีเ์ฟรม Kj-1 ถึง Kj ตารางที่1 ประสทิธภิาพในการรจู้าํภาพของโมเดลตา่งๆ คำศพัทภ์าษามอืมาคนละ 100 คำ โดยคำศพัทภ์าษามอืทสี่รา้ง ขนึ้นนั้มทีงั้คาํศพัทท์มี่กีารเคล่อืนไหวทซี่บัซอ้นและไมซ่บัซอ้น และคำศพัทท์่ใีช้แขนเดยีวและสองแขน เมื่อนำผลการทดลองที่ได้จากการใช้ระบบที่พัฒนาขึ้นใน งานวิจัยนี้ไปเปรียบเทียบกับผลการทดลองที่ได้จากการใช้ โปรแกรมสร้างพจนานุกรมภาษามือไทย 3 มิติ [4] สามารถ แสดงไดด้งัตารางที่2
  • 6. บทความวิจัย : เครื่องมือวาดภาพ 2 มิติโดยใช้การร่างภาพสำหรับการสร้างภาพเคลื่อนไหวของภาษามือ วารสารเทคโนโลยีสารสนเทศ 25 Information Technology Journal ดว้ยกราฟเสน้โค้งซงึ่ชว่ยใหผ้ใู้ชส้ามารถกาํหนดความเรว็ของ ภาพเคลื่อนไหวในแต่ละช่วงของคีย์เฟรมได้โดยง่ายและมี ประสิทธิภาพ นอกจากนนั้ในมมุมองของการแปลภาษาดว้ยคอมพวิเตอร์ แบบใชก้ฎ จาํนวนคำศพัทท์บี่นัทึกไวใ้นพจนานกุรมภาษาตน้ ทางและปลายทางจะมผีลกระทบโดยตรงตอ่ประสทิธภิาพในการแปล ดงันนั้ระบบทพี่ฒันาขนึ้นนี้อกจากจะชว่ยใหก้ารสรา้งพจนานกุรม ภาษามือไทย 3 มิติเป็นไปได้อย่างมีประสิทธิภาพแล้ว ยังจะ เชอื่มโยงไปถงึประสทิธภิาพในการแปลจากภาษาไทยเปน็ภาษามอื หรือจากภาษามือเป็นภาษาไทยได้อีกด้วย 6. เอกสารอ้างอิง [1] S. Yeates, E.J. Holden, and R. Owens, “An Animated Auslan Tuition System,” in International Journal of Machine Graphics and Vision, Vol. 12, No. 2, pp. 203-214, 2003. [2] Xu Lin, Gao Wen, “Human-Computer Chinese Sign Language Interaction System,” Human-Computer Chinese Sign Language Interaction System, Vol.4, No.3 ,2000. [3] Hirohiko Sagawa, Masaru Takeuchi, “A Teaching System of Japanese Sign Language Using Sign Language Recognition and Generation,” Proceedings of the tenth ACM international conference on Multimedia, Juan-les-Pins, France, pp. 137–145, 2002. [4] N. Maneerat, N. Tiangtae, “Development of Tools for Building the 3D Thai Sign Language Dictionary,” Proceedings of the 6th International Joint Conference on Computer Science and Software Engineering (JCSSE 2009), Phuket, Thailand, pp. 27-32, May 2009. ปทีี่8 ฉบบัที่2 กรกฎาคม - ธันวาคม 2555 Vol.8, No.2, July - December 2012 [5] N. Homkong, N. Maneerat, N. Tiangtae, “Development of Thai–3D Thai Sign Language Machine Translation System,” Proceeding of the 2nd ECTI-Conference on Application Research and Development, Pattaya, Thailand, pp. 111-116, May 2010. [6] คณะวิจัยภาษามือไทย, ปทานุกรมภาษามือไทย ฉบับ ปรับปรุงและขยายเพิ่มเติม, สมาคมคนหูหนวกแห่ง ประเทศไทย (ส.ห.ท.), เล่ม 1 -2, กรุงเทพฯ, 2533. [7] R.C. Zeleznik, K.P. Herndon, J.F. Hughes, “SKETCH: An interface for sketching 3D scenes,” SIGGRAPH’96. [8] T. Igarashi, S. Matsuoka, H. Tanaka, “Teddy: A Sketching Interface for 3D Freeform Design,” SIGGRAPH’99. [9] V. Kraevoy, A. Sheffer, Michiel van de Panne., “Modeling from Contour Drawings,” EUROGRAPHICS Symposium on Sketch-Based Interfaces and Modeling, 2009. [10] J. LaViola, R. Zeleznik, “MathPad2, A System for the Creation and Exploration of Mathematical Sketches,” ACM Transactions on Graphics, 23(3), pp. 423-440, August, 2004. [11] A. Apte, V. Vo, T.D. Kimura, “Recognizing Multistroke Geometric Shapes: An Experimental Evaluation,” Proceedings of ACM conference on User Interface and Software Technology (UIST), pp. 121-128, 1993. [12] Nik Lever, Real-time 3D Character Animation with Visual C++, Focal Press, 2002.