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Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages
Stage de Master 2 Recherche “Imagerie, Vision, Robotique”
Nicolas Chaverou
Sous la tutelle de Lionel Revéret
Équipe EVASION-GRAVIR-IMAG
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Introduction Contexte :
Besoin d’animer les animaux de manière réaliste.
Capture de mouvements délicate.
Keyframe fastidieux et peu flexible : adapté à une morphologie de squelette adapté à un environnement spécifique.
Keyframe peu réutilisable (mélange)
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Contexte : MKM (Manageable Kinematic Motions), une librairie d’animation de bipèdes en temps-réel (SIAMES – IRISA)
Mélange de mouvements
Adaptation à l’environnement
Indépendant de la morphologie
Introduction
[Multon et al. 05]
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Introduction
Objectif : MKMQuad, une librairie d’animation de quadrupèdes en temps-réel.
Proposer les mêmes fonctionnalités pour les quadrupèdes :
Mélange de mouvements
Adaptation à l’environnement
Indépendant de la morphologie
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Problématique
Méthodes de MKM uniquement adaptées aux personnages bipèdes.
Un quadrupède ≠ 2 x 2 bipèdes ! [Cartmill et al. 02]
=> Adapter les méthodes existantes ou en trouver de nouvelles.
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Plan
État de l’art Synchronisation
Le Contexte MKM
Contributions Squelette générique de quadrupèdes Nouvelle approche de la synchronisation
Conclusion et Perspectives
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Plan
État de l’art Synchronisation
Le Contexte MKM
Contributions Squelette générique de quadrupèdes Nouvelle approche de la synchronisation
Conclusion et Perspectives
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État de l’art
SynchronisationCorrespondances entre mouvements
Utilisation des fréquences [Bruderlin et al. 95]
Framespace interpolation [Guo et al. 94]
Transitions entre postures Motion graphs
[Kovar et al. 02] [Ashraf et al. 01]
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Plan
État de l’art Synchronisation
Le Contexte MKM
Contributions Squelette générique de quadrupèdes Nouvelle approche de la synchronisation
Conclusion et Perspectives
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Le Contexte MKM
Présentation générale
Offline Temps-réel
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Le Contexte MKM
Partie Traitement Squelette normalisé
[Kulpa et al. 05]
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Le Contexte MKM
Partie Traitement Squelette normalisé : articulation intermédiaire
[Kulpa et al. 05]
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Le Contexte MKM
Partie Traitement Squelette normalisé : articulation intermédiaire
[Kulpa et al. 05]
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Le Contexte MKM
Partie Traitement Squelette normalisé : articulation intermédiaire
[Kulpa et al. 05]
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Le Contexte MKM
Partie Traitement Squelette normalisé : articulation intermédiaire
[Kulpa et al. 05]
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Le Contexte MKM
Partie Traitement Squelette normalisé : articulation intermédiaire
[Kulpa et al. 05]
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Le Contexte MKM
Partie Traitement Ajout de contraintes
[Menardais et al. 04]
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Le Contexte MKM
Partie Animation
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Le Contexte MKM
Partie Animation
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Le Contexte MKM
Partie Animation
![Page 21: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/21.jpg)
Le Contexte MKM
Partie Animation
![Page 22: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/22.jpg)
Le Contexte MKM
Partie Animation
![Page 23: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/23.jpg)
Le Contexte MKM
Partie Animation
![Page 24: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/24.jpg)
Le Contexte MKM
Partie Animation
![Page 25: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/25.jpg)
Le Contexte MKM
Partie Animation
![Page 26: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/26.jpg)
Le Contexte MKM
Partie Animation
![Page 27: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/27.jpg)
Le Contexte MKM
Partie Animation Synchronisation
[Menardais et al. 04]
![Page 28: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/28.jpg)
Le Contexte MKM
Partie Animation Synchronisation
[Menardais et al. 04]
![Page 29: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/29.jpg)
Le Contexte MKM
Partie Animation Synchronisation
Soit Si(k) le k-ième élément de l’action Ai. Ai et Aj sont donc synchronisées sur nk phases si :
Si le résultat est différent de Err : OK Sinon, on modifie le mouvement
[Menardais et al. 04]
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Plan
État de l’art Synchronisation
Le Contexte MKM
Contributions Squelette générique de quadrupèdes Nouvelle approche de la synchronisation
Conclusion et Perspectives
![Page 31: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/31.jpg)
Contributions
Représentation générique de quadrupèdesMorphable model of Quadruped Skeletons
Petits Cauchemars Entre Amis (2006 - 192Kbps)
[Revéret et al. 05]
![Page 32: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/32.jpg)
Contributions
Squelette générique de quadrupèdes Différentes locomotions
Nécessité d’un nouveau squelette générique
![Page 33: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/33.jpg)
Contributions
Squelette générique de quadrupèdes Encodage des articulations intermédiaires
![Page 34: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/34.jpg)
Contributions
Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires
![Page 35: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/35.jpg)
Contributions
Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires
![Page 36: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/36.jpg)
Contributions
Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires
![Page 37: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/37.jpg)
Contributions
Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires
![Page 38: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/38.jpg)
Contributions
Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires
![Page 39: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/39.jpg)
Contributions
Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires
![Page 40: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/40.jpg)
Contributions
Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires
![Page 41: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/41.jpg)
Contributions
Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires
![Page 42: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/42.jpg)
Contributions
Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires
![Page 43: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/43.jpg)
Contributions
Squelette générique de quadrupèdesVidéo
![Page 44: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/44.jpg)
Contributions
Synchronisation Relation algébrique de MKM
Relation algébrique pour les bipèdesMatrice 4x4, 2 cas d’erreurs
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Contributions
Synchronisation Relation algébrique de MKM
Relation algébrique pour les bipèdesMatrice 4x4, 2 cas d’erreurs
![Page 46: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/46.jpg)
Contributions
Synchronisation Relation algébrique de MKM
Relation algébrique pour les bipèdesMatrice 4x4, 2 cas d’erreurs
Relation algébrique pour les quadrupèdesMatrice 16x16
![Page 47: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/47.jpg)
Contributions
Synchronisation Relation algébrique de MKM
Relation algébrique pour les bipèdesMatrice 4x4, 2 cas d’erreurs
Relation algébrique pour les quadrupèdesMatrice 16x16, 110 cas d’erreurs
![Page 48: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/48.jpg)
Contributions
Synchronisation Nouvelle approche
Relation algébrique de MKM non extensible
=> Étude au niveau anatomique 9 Allures [Howell 44]
Représentation sous forme d’automates
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Contributions
Synchronisation Nouvelle approche
Représentation des allures sous forme d’automates
Marche Galop
![Page 50: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/50.jpg)
Contributions
Synchronisation Étude de cas
![Page 51: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/51.jpg)
Contributions
Synchronisation Étude de cas
[Favreau, in progress]
![Page 52: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/52.jpg)
Contributions
Synchronisation Étude de cas
[Favreau, in progress]
Marche
![Page 53: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/53.jpg)
Contributions
Synchronisation Étude de cas
[Favreau, in progress]
Marche
Galop
![Page 54: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/54.jpg)
Contributions
Synchronisation Étude de cas
[Favreau, in progress]
Marche
GalopTransition
![Page 55: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/55.jpg)
Contributions
Synchronisation Étude de cas
[Favreau, in progress]
![Page 56: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/56.jpg)
Contributions
Synchronisation Étude de cas
Marche Galop
![Page 57: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/57.jpg)
Contributions
Synchronisation Étude de cas
Marche Galop
appui unipodal
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Contributions
Synchronisation Étude de cas
Transition
Marche Galop
réunion des appuis
![Page 59: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/59.jpg)
Contributions
SynchronisationGénéralisation
Marche Trot
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Contributions
SynchronisationGénéralisation
Marche Trot
![Page 61: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/61.jpg)
Contributions
SynchronisationGénéralisation : trouver un chemin valide
Marche Trot
![Page 62: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/62.jpg)
Contributions
SynchronisationGénéralisation : trouver un chemin valide
Marche Trot
Patte Patte
Pa
tte
Pa
tte
![Page 63: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/63.jpg)
Contributions
SynchronisationGénéralisation : trouver un chemin valide
E1 – E2 = au moins un appui antérieur
Marche Trot
Patte Patte
Pa
tte
Pa
tte
=
=
-
-
![Page 64: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/64.jpg)
Contributions
SynchronisationGénéralisation : trouver un chemin valide
E1 – E2 = au moins un appui antérieur
Marche Trot
Patte Patte
Pa
tte
Pa
tte
=
=
-
-
![Page 65: Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages](https://reader035.vdocument.in/reader035/viewer/2022070415/56814fe1550346895dbda84c/html5/thumbnails/65.jpg)
Contributions
SynchronisationGénéralisation : calculer les états T1 et T2
Marche Trot
Patte Patte
Pa
tte
Pa
tte
E1
E2
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Contributions
SynchronisationGénéralisation : calculer les états T1 et T2
Marche Trot
Patte Patte
Pa
tte
Pa
tte
E1
E2
T1 = E1 – E2
T1
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Contributions
SynchronisationGénéralisation : calculer les états T1 et T2
Marche Trot
Patte Patte
Pa
tte
Pa
tte
E1
E2
T1 = E1 – E2T2 = T1 + E2
T1
T2
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Plan
État de l’art Synchronisation
Le Contexte MKM
Contributions Squelette générique de quadrupèdes Une nouvelle approche de la synchronisation
Conclusion et Perspectives
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Conclusions
MKM => MKMQuad : Contributions
Adaptation du squelette générique Encodage/Décodage des pattes
Nouvelle approche de la synchronisation Modèle de génération de transitions entre allures
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Perspectives
Génération automatique d’allures
Synthèse de recherches : Travaux sur les allures : [Abourachid 03], [Maes 06]
Corrélation avec le morphable quadruped. [Revéret et al. 05]
=> Définitions de nouveaux animaux.
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Merci de votre attention