Animation 3D de quadrupèdes

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Animation 3D de quadrupèdes
Projet Projet de spécialité 2A
Sous-projet Image
Étudiants Pierre Aufrere (MMIS-IRVM)

Yacine Belounnas (MMIS-IRVM)

Camille Brunel (MMIS-IRVM)

Aurélie Fraisse (MMIS-IRVM)

Emilie Guy (MMIS-IRVM)

Thibault Louis (MMIS-IRVM)

Promo 2011
Tuteur Lionel Reveret

Contexte & Objectifs

Le but de ce projet de spécialité est de réaliser une animation 3D complète de deux quadrupèdes. Pour cela, nous disposons de deux jeux de données provenant de projets de recherche et qui concernent deux chiens différents.


  • 1° jeu de données : un squelette, un maillage et des courbes d'animation.
    • realisation : le Muséum d’Histoire Naturelle de Paris avec l'aide d'un graphiste
    • les courbes d’animation résultent de la capture vidéo d’un chien en marche, sur lequel des capteurs ont été fixés.
  • 2° jeu de données : un squelette animé.
    • réalisation : le logiciel Simbicon
    • animation physique du quadrupède


Notre objectif est donc de mettre en relation ces deux projets de recherche afin d’obtenir à terme l’animation complète de deux quadrupèdes.


Développement Global du Projet

Le résultat final de ce projet est obtenu en regroupant plusieurs domaines de l'animation. Il a donc été divisé en 3 parties :



Contrairement à ce que nous pouvons penser, les trois parties ne sont pas indépendantes. Elles sont reliées par des interactions complexes. En effet, en partageant nos données, nous pouvons obtenir trois animations complètes de chiens (deux sur le même chien mais obtenues de façons différentes).


L'organisation de ces tranferts peut être résumée par le schéma suivant:


Transfert de données entre chaque binômes

Résultats

1ère animation complète

Pour la 1ère animation complète du chien, la peau est mise sur le squelette animé par cinématique inverse (le squelette d'origine est celui du Museum d'Histoire Naturelle de Paris).

Le schéma ci-dessous représente les différentes étapes de cette animation.

Etapes de la 1ère animation


Au final, cette méthode donne le résultat suivant pour une animation de chien au galop :


<flash>file=video_galop.swf|width=800|height=500|loop=false|quality=best</flash>


Cette méthode d'animation donne donc de bons résultats. Le galop et les mouvements du chien sont très réalistes.

Cependant, sur la vidéo, on remarque quelques défauts :

  • Entre le bas de la colonne vertébrale et le bassin, un trou apparaît lorsque le chien s'étend. On suppose qu'un manque de précision des courbes d'animation dans la zone du dos est à l'origine de ce défaut.
  • Le balancement de la tête n'est pas assez réaliste. Le mouvement semble incomplet, notamment lorsque le chien relève la tête. On pense que l'origine du défaut est la même que précédemment.
  • Lorsque le chien a les pattes avant pliées, celles-ci pénètrent dans l'épaule. Pour régler ce problème, il faudrait gérer l'auto-collision, ou ajouter un marqueur de capture de mouvement à ce niveau.

2ème animation complète

Pour la deuxième animation, la peau est adaptée sur le squelette provenant de l'animation physique.

Ci-dessous les étapes de l'animation.

Etapes de la 2ème animation


La vidéo suivante représente le squelette d'un chien issu de l'animation physique, avec la peau. Le chien est tiré au niveau de son côté arrière gauche.


<flash>file=physique_arriere_skin.swf|width=800|height=500|loop=false|quality=best</flash>


Le résultat obtenu par cette méthode est bon. La peau ajoutée à la physique des déplacements du chien donne une animation très réaliste. Cependant, même s'il est peu visible, cette animation présente un défaut. Celui-ci apparaît dans les cas extrêmes, par exemple lorsque le chien croise ses pattes. La peau va alors rentrée à l'intérieur du corps de façon anormale.

3ème animation complète

Dans ce dernier cas, les mouvements sont extraits de l'animation physique. Ils sont ensuite appliqués au squelette animé par cinématique inverse (originaire du Museum d'Histoire Naturelle de Paris). Pour finir, on ajoute la peau.

Ces étapes sont décrites dans le schéma ci-dessous.

Etapes de la 3ème animation

La vidéo suivante présente le mouvement d'assise du chien avec la peau. Les données de mouvement ont été obtenues par simulation physique.

<flash>file=Sitting_dog_skin_800x600.swf|width=800|height=500|loop=false|quality=best</flash>

Les résultats sont peu satisfaisants. En effet, lors de l'assise, les pattes arrières se rapprochent beaucoup du reste du corps et des problèmes de collisions importants apparaissent. Cependant, dans le cadre de notre projet, il nous était impossible de faire mieux car ni la modification du skinning ni celle des IK ne peuvent remédier à ces problèmes.