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4.2 Un squelette

4.2.2 Notre squelette

Pour des raisons évidentes en vue d’une représentation de la langue des signes, le squelette qu’utilise le modèle reprend en partie le squelette humain. En réalité, il modélise la partie supérieure au bassin — la partie inférieure n’est pas pertinente linguistiquement — avec néanmoins un certain nombre de simplifications, ainsi que quelques ajouts.

Les simplifications concernent le nombre d’os pris en compte. Le squelette humain est extrême-ment complexe et nos animations n’ont guère besoin de ce niveau de complexité dans la structure du squelette virtuel utilisé. Par exemple, les deux paires radius-cubitus des avant-bras n’ont pas besoin d’être modélisées telles quelles. Au niveau visible, une seule partie du corps est articulée et un segment pour chaque avant-bras est suffisant. De même :

– aucun des os carpiens (situés au niveau du poignet) ne peut être articulé seul, aussi ceux-ci sont-ils écartés de notre modélisation ;

– les quatre derniers os métacarpiens (formant la paume, entre le poignet et la base des doigts de l’index à l’auriculaire) peuvent s’articuler avec l’avant-bras mais d’un bloc uniquement, aussi ce groupe est-il considéré comme un unique segment ayant comme parent l’avant-bras ; – les vertèbres du dos sont également bien plus nombreuses qu’on ne peut les articuler, aussi

proposons-nous de réduire leur nombre à seulement trois5.

À ce squelette simplifié, nous procédons par ailleurs à l’ajout d’éléments corporels non osseux mais pouvant effectuer des mouvements, que nous considérons comme des segments du squelette afin de pouvoir les spécifier de manière identique au reste du squelette. Il s’agit des points mobiles du visage et nous attirons l’attention sur le caractère encore provisoire de la méthode et des points choisis. Il s’agit d’une approximation, comptant notamment sur les travaux en cours de Chételat-Pelé [Chételat 08] qui s’intéressent à la formalisation des gestes non manuels. En effet, si les yeux ont bien un mouvement de rotation autour d’un point fixe dans le repère de la tête, il n’en est sans doute pas de même pour les sourcils ou le nez, même si une telle approximation peut s’avérer suffisante vu les faibles déplacements en question. La figure 4.10 montre l’arbre des segments que nous utilisons, représentés en partie sur la figure 4.9. Les segments prévisionnels présentés dans ce paragraphe n’apparaissent pas sur ces figures.

5Ce compromis acceptable de souplesse et de simplicité nous a été donné par un infographiste sourd spécialiste en animation de signeurs virtuels.

!head !arm(r) !little(l,1) !little(l,2) !little(l,3) !palm(l) !f_arm(r) !thumb(l,1) !clav(l) !thumb(l,3) !thumb(l,2) !index(l,3) !ring(l,3) !middle(l,3) !index(l,2) !arm(l) !back(1) !back(3) !neck

Fig. 4.9 – Squelette et quelques noms de segments

Note Sur la figure et partout dans la suite, les notations de la forme !... dénotent un segment du squelette, dont le nom suit le caractère « ! ». Ils peuvent être paramétrés par un côté et/ou un entier comme le montre le dessin.

Un coté se note l, r, s ou w. Les valeurs l et r, utilisées sur la figure 4.9, désignent respectivement le côté gauche (left ) et le côté droit (right ) ; s et w sont respectivement le côté dominant (strong side) et le côté dominé (weak side). Ceci permet de désigner un côté relativement à la latéralisation en cours du squelette ou de manière absolue, selon ce qui est linguistiquement pertinent à tout moment.

Nous donnons également une place dans la définition de chaque segment à la donnée d’un certain nombre de points liés (voir définition page 81), à savoir des sites corporels (points à la surface de la peau) avec lesquels un contact peut être linguistiquement pertinent. Chacun est nommé de manière unique pour spécifications ultérieures. Des exemples sont donnés dans le tableau 4.1 page 85. Les noms choisis, e.g. @ST pour « sternum » qui désigne un point du thorax au niveau de la poitrine, reposent sur les choix de Liddell et Johnson, mais ne sont ici qu’indicatifs. En outre leur inventaire peut dépendre de la langue des signes décrite. À l’instar des sites corporels nommés, les segments peuvent éventuellement être paramétrés.

Note Dans le tableau et partout dans le texte, les notations de la forme @... dénotent un site corporel nommé, dont le nom suit le caractère « @ ».

De même, en vue des spécifications que nous décrivons en section 4.3.1, nous définissons pour chaque segment deux vecteurs liés :

!back(1) !back(2) !back(3) !neck !head !clav(l) !clav(r) !palm(l) !f_arm(l) !arm(l) !palm(r) !f_arm(r) !arm(r) !index(l,1)

!thumb(l,1) !middle(l,1) !ring(l,1) !little(l,1)

!index(l,2)

!thumb(l,2) !middle(l,2) !ring(l,2) !little(l,2)

!index(l,3)

!thumb(l,3) !middle(l,3) !ring(l,3) !little(l,3)

Fig. 4.10 – Arborescence des segments du squelette du modèle

– son axe directeur, qui matérialise le mieux la direction et le sens de l’os depuis son origine ; – son axe normal, choisi parmi les vecteurs orthogonaux à l’axe directeur pour définir, en tant

que vecteur normal, le plan de l’os.

Pour donner une homogénéité et une plus grande simplicité au modèle, nous fixons le repère de chaque segment de telle sorte que ces deux vecteurs coïncident avec deux des axes de son repère :

– l’axe ~X des abscisses est l’axe directeur6; – l’axe ~Y des ordonnées est l’axe normal.

En général, le choix de l’axe directeur est trivial. Le seul cas un peu particulier est celui de la main, dont on a dit qu’elle était représentée par un unique os plat, ce qui remet en question son « élongation ». On choisit néanmoins logiquement comme axe directeur celui partant du poignet vers la base des doigts, dans l’alignement de l’avant-bras en position de repos. Le choix des axes normaux pour notre squelette est expliqué dans le tableau 4.1. On y trouve aussi le nom de quelques sites corporels liés à chaque segment, notamment ceux utilisés dans la suite de cette présentation. La définition complète (valeurs ri, ti...) du squelette est donnée au format BVH en annexe B.

Ceci définit le squelette avec lequel nous travaillons dans la suite. Intéressons-nous à présent au modèle et son langage, pour spécifier l’articulation de ce squelette dans l’espace.

Segment Axe normal (~Y ) Sites corporels liés !back(1) vers l’avant @AB : abdomen !back(2) vers l’avant

!back(3) vers l’avant @ST : sternum !neck vers l’avant

!head vers l’avant @FH : centre du front

@FH(l/r) : côté gauche/droit du front !clav(l/r) vers le bas @SH(l/r) : épaule

!arm(l/r) vers le corps

!f_arm(l/r) vers le corps @EL(l/r) : extérieur du coude !palm(l/r) vers le corps @PA(l/r) : point central de la paume !thumb(l/r,1) idem !palm @T_KN(l/r,1) : artic. 1re phalange du pouce !thumb(l/r,2) idem !palm

!thumb(l/r,3) idem !palm @T_TIP(l/r) : extrémité du pouce @T_PAD(l/r) : pulpe du pouce !index(l/r,1) idem !palm @I_KN(l/r,1) : artic. 1re phalange de l’index

... ... ...

Tab. 4.1 – Choix des axes normaux des segments, squelette au repos, et quelques sites corporels liés