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)

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]

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

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.

Plan

État de l’art Synchronisation

Le Contexte MKM

Contributions Squelette générique de quadrupèdes Nouvelle approche de la synchronisation

Conclusion et Perspectives

Plan

État de l’art Synchronisation

Le Contexte MKM

Contributions Squelette générique de quadrupèdes Nouvelle approche de la synchronisation

Conclusion et Perspectives

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]

Plan

État de l’art Synchronisation

Le Contexte MKM

Contributions Squelette générique de quadrupèdes Nouvelle approche de la synchronisation

Conclusion et Perspectives

Le Contexte MKM

Présentation générale

Offline Temps-réel

Le Contexte MKM

Partie Traitement Squelette normalisé

[Kulpa et al. 05]

Le Contexte MKM

Partie Traitement Squelette normalisé : articulation intermédiaire

[Kulpa et al. 05]

Le Contexte MKM

Partie Traitement Squelette normalisé : articulation intermédiaire

[Kulpa et al. 05]

Le Contexte MKM

Partie Traitement Squelette normalisé : articulation intermédiaire

[Kulpa et al. 05]

Le Contexte MKM

Partie Traitement Squelette normalisé : articulation intermédiaire

[Kulpa et al. 05]

Le Contexte MKM

Partie Traitement Squelette normalisé : articulation intermédiaire

[Kulpa et al. 05]

Le Contexte MKM

Partie Traitement Ajout de contraintes

[Menardais et al. 04]

Le Contexte MKM

Partie Animation

Le Contexte MKM

Partie Animation

Le Contexte MKM

Partie Animation

Le Contexte MKM

Partie Animation

Le Contexte MKM

Partie Animation

Le Contexte MKM

Partie Animation

Le Contexte MKM

Partie Animation

Le Contexte MKM

Partie Animation

Le Contexte MKM

Partie Animation

Le Contexte MKM

Partie Animation Synchronisation

[Menardais et al. 04]

Le Contexte MKM

Partie Animation Synchronisation

[Menardais et al. 04]

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]

Plan

État de l’art Synchronisation

Le Contexte MKM

Contributions Squelette générique de quadrupèdes Nouvelle approche de la synchronisation

Conclusion et Perspectives

Contributions

Représentation générique de quadrupèdesMorphable model of Quadruped Skeletons

Petits Cauchemars Entre Amis (2006 - 192Kbps)

[Revéret et al. 05]

Contributions

Squelette générique de quadrupèdes Différentes locomotions

Nécessité d’un nouveau squelette générique

Contributions

Squelette générique de quadrupèdes Encodage des articulations intermédiaires

Contributions

Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires

Contributions

Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires

Contributions

Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires

Contributions

Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires

Contributions

Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires

Contributions

Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires

Contributions

Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires

Contributions

Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires

Contributions

Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires

Contributions

Squelette générique de quadrupèdesVidéo

Contributions

Synchronisation Relation algébrique de MKM

Relation algébrique pour les bipèdesMatrice 4x4, 2 cas d’erreurs

Contributions

Synchronisation Relation algébrique de MKM

Relation algébrique pour les bipèdesMatrice 4x4, 2 cas d’erreurs

Contributions

Synchronisation Relation algébrique de MKM

Relation algébrique pour les bipèdesMatrice 4x4, 2 cas d’erreurs

Relation algébrique pour les quadrupèdesMatrice 16x16

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

Contributions

Synchronisation Nouvelle approche

Relation algébrique de MKM non extensible

=> Étude au niveau anatomique 9 Allures [Howell 44]

Représentation sous forme d’automates

Contributions

Synchronisation Nouvelle approche

Représentation des allures sous forme d’automates

Marche Galop

Contributions

Synchronisation Étude de cas

Contributions

Synchronisation Étude de cas

[Favreau, in progress]

Contributions

Synchronisation Étude de cas

[Favreau, in progress]

Marche

Contributions

Synchronisation Étude de cas

[Favreau, in progress]

Marche

Galop

Contributions

Synchronisation Étude de cas

[Favreau, in progress]

Marche

GalopTransition

Contributions

Synchronisation Étude de cas

[Favreau, in progress]

Contributions

Synchronisation Étude de cas

Marche Galop

Contributions

Synchronisation Étude de cas

Marche Galop

appui unipodal

Contributions

Synchronisation Étude de cas

Transition

Marche Galop

réunion des appuis

Contributions

SynchronisationGénéralisation

Marche Trot

Contributions

SynchronisationGénéralisation

Marche Trot

Contributions

SynchronisationGénéralisation : trouver un chemin valide

Marche Trot

Contributions

SynchronisationGénéralisation : trouver un chemin valide

Marche Trot

Patte Patte

Pa

tte

Pa

tte

Contributions

SynchronisationGénéralisation : trouver un chemin valide

E1 – E2 = au moins un appui antérieur

Marche Trot

Patte Patte

Pa

tte

Pa

tte

=

=

-

-

Contributions

SynchronisationGénéralisation : trouver un chemin valide

E1 – E2 = au moins un appui antérieur

Marche Trot

Patte Patte

Pa

tte

Pa

tte

=

=

-

-

Contributions

SynchronisationGénéralisation : calculer les états T1 et T2

Marche Trot

Patte Patte

Pa

tte

Pa

tte

E1

E2

Contributions

SynchronisationGénéralisation : calculer les états T1 et T2

Marche Trot

Patte Patte

Pa

tte

Pa

tte

E1

E2

T1 = E1 – E2

T1

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

Plan

État de l’art Synchronisation

Le Contexte MKM

Contributions Squelette générique de quadrupèdes Une nouvelle approche de la synchronisation

Conclusion et Perspectives

Conclusions

MKM => MKMQuad : Contributions

Adaptation du squelette générique Encodage/Décodage des pattes

Nouvelle approche de la synchronisation Modèle de génération de transitions entre allures

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.

Merci de votre attention