logie
La capture du mouvement nous permet d’obtenir la configuration articulaire de la personne ainsi que la position de la racine de ses chaines articulaires. Néanmoins, reco- pier directement ces informations sur le squelette de personnage virtuel, risque d’obtenir des anomalies. Par exemple, en cas de contact avec un autre objet de l’environnement -atteindre un objet- si notre personnage virtuel est plus petit que du sujet réel, le person- nage va se retrouver suspendu en l’air, figure 5.1
Figure 5.1 – Problème de recopie directement d’un mouvement sur un personnage dif- férent
Le principe de l’adaptation de mouvement à une autre morphologie est de transfor- mer des mouvements depuis un squelette canonique à un autre fourni par l’utilisateur. L’adaptation peut être séparée en deux étapes. La première étape, sert à convertir les angles des jointures encodées dans le fichier du mouvement depuis le squelette canonique au squelette de destination. La deuxième étape est de renforcer différentes contraintes des positions tel que la positon des pieds et le contact avec des objets dans l’environnement.
Figure 5.2 – Adaptation de mouvement aux d’autres morphologies : le personnage au milieu, représente le personnage du mouvement source. Le personnage à gauche a des membres longs que le vrai acteur le mouvement est transféré en gardant les mêmes angles des jointures. Le mouvement de personnage à droite,est obtenu en utilisant une méthode plus avancée. [42]
Afin d’adapter un mouvement à une autre morphologie, il est préférable d’utiliser des mouvements annotés avec les contraintes à respecter, tel que les périodes de contacts entre
les extrémités et les objets. Cependant, ce n’est pas tous les fichiers du mouvement sont annotés à cause de la difficulté de l’étape d’annotation et la nécessité d’un expert pour la réaliser, l’annotation doit être faite lors de l’acquisition du mouvement.
Des techniques effectives utilisées pour adapter un mouvement à une autre morpho- logie sont les méthodes spatiotemporelles [35] qui donnent la possibilité d’adapter un mouvement tout en préservant quelques contraintes. Ce sont des méthodes intra-frame qui traitent le mouvement comme un seul bloc. Par contre, elles souffrent du problème de temps de calcul élevé, ce qui limite leur utilisation dans les applications interactives. Afin de surmonter ce problème, les algorithmes de la cinématique inverse sont utilisées aussi afin de préserver les contraintes du mouvement d’origine et d’appliquer d’autres contraintes en temps réel.
Choi et Ko [24] ont présenté le premier travail pour l’adaptation de mouvement à une autre morphologie en temps réel. Ils ont construit un solveur de la cinématique inverse en se basant sur une méthode de contrôle de la vitesse du mouvement. La tâche principale sert à suivre le mouvement des extrémités du personnage. La deuxième tâche, est de recopier le mouvement du personnage de source autant que possible. Les résultats obtenus permet de renforcer la cohérence entre les frames implicitement. Kulpa [62] figure 5.3 a proposé une notation indépendante de la taille du squelette ce qui lui permet d’appliquer facilement les adaptations. Son système préserve les positions des extrémités au lieu des angles. Il a utilisé une extension de la méthode de la cinématique inverse CCD afin d’appliquer les adaptations sur les parties du corps de personnage simultanément.
Cependant, toutes ces méthodes supposent que la différence entre les deux squelettes -source et destination- soit seulement par rapport à la taille des segments. Hecker [41] a proposé un outil qui permet d’adapter un mouvement entre des personnages non humain se basant sur une méthode de la cinématique inverse à base de particules. Cette méthode souffre des collisions et de discontinuité lorsqu’elle est appliquée à des scènes avec des interactions entre les personnages.
Figure 5.3 – Adaptation du mouvement utilisant un squelette indépendant.[62] Monzani et al [75] ont utilisé un squelette intermédiaire afin d’adapter un mouvement à un autre personnage, les différences entre les deux personnages résident dans la géomé- trie et la topologie. La géométrie spécifie la taille des segments tandis que la topologie spécifie le nombre des jointures. La première étape du travail de Monzani sert à spécifier les correspondances entre les articulations du personnage source (Performer Skeleton) et celle du squelette destination (end user skeleton). La figure 5.4 à gauche montre cette étape pour les articulations d’un bras. Dans la deuxième étape, les positions sont mises en correspondance afin de transposer les orientations du mouvement initial sur le nouveau personnage(figure 5.4 à droite.). Dans la dernière étape, Monzani a spécifié des contraintes cinématiques afin de conserver certaines caractéristiques du mouvement d’origine, la ré- solution des contraintes est faite par l’utilisation de la cinématique inverse. Afin d’assurer la continuité du mouvement tout en respectant les contraintes, il a ajouté des périodes « ease-in(eas out) avant (respectivement après) que les contraintes soient activées (res- pectivement désactivées). Durant les périodes ease in les trajectoires des extrémités sont interpolées linéairement afin d’atteindre les objectifs spécifiés d’une manière continue. Du- rant les périodes ease out, il a interpolé linéairement les postures au lieu d’interpoler les trajectoires. Cette méthode donne de bons résultats dans le cas où le mouvement adapté est proche du mouvement original, l’interpolation linéaire peut produire des discontinui- tés parce qu’elle ne prend pas en compte la vitesse des extrémités. Cette méthode a aussi besoin d’un espace de stockage additionnel afin de sauvegarder les segments du milieu.
Komura [57] a proposé d’adapter un mouvement capturé à une nouvelle physionomie. Cette méthode est capable d’adapter la taille du personnage ainsi que l’énergie pouvant être mise en œuvre par une personne. Dans [58], les auteurs ont appliqué cette méthode
Figure 5.4 – Adaptation de mouvement utilisant un squelette intermédiaire.[75] pour l’adaptation du mouvement de la marche.
Figure 5.5 – Adaptation de mouvement à une nouvelle physionomie[57].