Techniques de mise en scène pour le jeu vidéo et l'animation

Eurographics State of the Art Report (STAR).International audienceOver the last forty years, researchers in computer graphics have proposed a large variety of theoretical models and computer implementations of a virtual film director, capable of creating movies from minimal input such as a screenplay or storyboard. The underlying film directing techniques are also in high demand to assist and automate the generation of movies in computer games and animation. The goal of this survey is to characterize the spectrum of applications that require film directing, to present a historical and up-to-date summary of research in algorithmic film directing, and to identify promising avenues and hot topics for future research.Depuis quarante ans, les chercheurs en informatique graphique ont proposé une grande variété de modèles théoriques et d'implémentations de réalisateurs virtuels, capables de créer des films automatiquement à partir de scénarios ou de storyboards. Les techniques de mise en scène sous-jacentes peuvent également être très utiles pour assister et automatiser la création de films dans le jeu vidéo et l'animation. Le but de cet état de l'art est de caractériser le spectre des applications qui peuvent bénéficier des techniques de mise en scène, de donner un compte rendu historique de la recherche en mise en scène algorithmique, et d'identifier les tendances et perspectives du domaine

Semi-Automation in Video Editing

Semi-automasjon i video redigering Hvordan kan vi bruke kunstig intelligens (KI) og maskin læring til å gjøre videoredigering like enkelt som å redigere tekst? I denne avhandlingen vil jeg adressere problemet med å bruke KI i videoredigering fra et Menneskelig-KI interaksjons perspektiv, med fokus på å bruke KI til å støtte brukerne. Video er et audiovisuelt medium. Redigere videoer krever synkronisering av både det visuelle og det auditive med presise operasjoner helt ned på millisekund nivå. Å gjøre dette like enkelt som å redigere tekst er kanskje ikke mulig i dag. Men hvordan skal vi da støtte brukerne med KI og hva er utfordringene med å gjøre det? Det er fem hovedspørsmål som har drevet forskningen i denne avhandlingen. Hva er dagens "state-of-the-art" i KI støttet videoredigering? Hva er behovene og forventningene av fagfolkene om KI? Hva er påvirkningen KI har på effektiviteten og nøyaktigheten når det blir brukt på teksting? Hva er endringene i brukeropplevelsen når det blir brukt KI støttet teksting? Hvordan kan flere KI metoder bli brukt for å støtte beskjærings- og panoreringsoppgaver? Den første artikkelen av denne avhandlingen ga en syntese og kritisk gjennomgang av eksisterende arbeid med KI-baserte verktøy for videoredigering. Artikkelen ga også noen svar på hvordan og hva KI kan bli brukt til for å støtte brukere ved en undersøkelse utført av 14 fagfolk. Den andre studien presenterte en prototype av KI-støttet videoredigerings verktøy bygget på et eksisterende videoproduksjons program. I tillegg kom det en evaluasjon av både ytelse og brukeropplevelse på en KI-støttet teksting fra 24 nybegynnere. Den tredje studien beskrev et idiom-basert verktøy for å konvertere bredskjermsvideoer lagd for TV til smalere størrelsesforhold for mobil og sosiale medieplattformer. Den tredje studien utforsker også nye metoder for å utøve beskjæring og panorering ved å bruke fem forskjellige KI-modeller. Det ble også presentert en evaluering fra fem brukere. I denne avhandlingen brukte vi en brukeropplevelse og oppgave basert framgangsmåte, for å adressere det semi-automatiske i videoredigering.How can we use artificial intelligence (AI) and machine learning (ML) to make video editing as easy as "editing text''? In this thesis, this problem of using AI to support video editing is explored from the human--AI interaction perspective, with the emphasis on using AI to support users. Video is a dual-track medium with audio and visual tracks. Editing videos requires synchronization of these two tracks and precise operations at milliseconds. Making it as easy as editing text might not be currently possible. Then how should we support the users with AI, and what are the current challenges in doing so? There are five key questions that drove the research in this thesis. What is the start of the art in using AI to support video editing? What are the needs and expectations of video professionals from AI? What are the impacts on efficiency and accuracy of subtitles when AI is used to support subtitling? What are the changes in user experience brought on by AI-assisted subtitling? How can multiple AI methods be used to support cropping and panning task? In this thesis, we employed a user experience focused and task-based approach to address the semi-automation in video editing. The first paper of this thesis provided a synthesis and critical review of the existing work on AI-based tools for videos editing and provided some answers to how should and what more AI can be used in supporting users by a survey of 14 video professional. The second paper presented a prototype of AI-assisted subtitling built on a production grade video editing software. It is the first comparative evaluation of both performance and user experience of AI-assisted subtitling with 24 novice users. The third work described an idiom-based tool for converting wide screen videos made for television to narrower aspect ratios for mobile social media platforms. It explores a new method to perform cropping and panning using five AI models, and an evaluation with 5 users and a review with a professional video editor were presented.Doktorgradsavhandlin

Understanding and designing for control in camera operation

Kameraleute nutzen traditionell gezielt Hilfsmittel um kontrollierte Kamerabewegungen zu ermöglichen. Der technische Fortschritt hat hierbei unlängst zum Entstehen neuer Werkzeugen wie Gimbals, Drohnen oder Robotern beigetragen. Dabei wurden durch eine Kombination von Motorisierung, Computer-Vision und Machine-Learning auch neue Interaktionstechniken eingeführt. Neben dem etablierten achsenbasierten Stil wurde nun auch ein inhaltsbasierter Interaktionsstil ermöglicht. Einerseits vereinfachte dieser die Arbeit, andererseits aber folgten dieser (Teil-)Automatisierung auch unerwünschte Nebeneffekte. Grundsätzlich wollen sich Kameraleute während der Kamerabewegung kontinuierlich in Kontrolle und am Ende als Autoren der Aufnahmen fühlen. Während Automatisierung hierbei Experten unterstützen und Anfänger befähigen kann, führt sie unweigerlich auch zu einem gewissen Verlust an gewünschter Kontrolle. Wenn wir Kamerabewegung mit neuen Werkzeugen unterstützen wollen, stellt sich uns daher die Frage: Wie sollten wir diese Werkzeuge gestalten damit sie, trotz fortschreitender Automatisierung ein Gefühl von Kontrolle vermitteln? In der Vergangenheit wurde Kamerakontrolle bereits eingehend erforscht, allerdings vermehrt im virtuellen Raum. Die Anwendung inhaltsbasierter Kontrolle im physikalischen Raum trifft jedoch auf weniger erforschte domänenspezifische Herausforderungen welche gleichzeitig auch neue Gestaltungsmöglichkeiten eröffnen. Um dabei auf Nutzerbedürfnisse einzugehen, müssen sich Schnittstellen zum Beispiel an diese Einschränkungen anpassen können und ein Zusammenspiel mit bestehenden Praktiken erlauben. Bisherige Forschung fokussierte sich oftmals auf ein technisches Verständnis von Kamerafahrten, was sich auch in der Schnittstellengestaltung niederschlug. Im Gegensatz dazu trägt diese Arbeit zu einem besseren Verständnis der Motive und Praktiken von Kameraleuten bei und bildet eine Grundlage zur Forschung und Gestaltung von Nutzerschnittstellen. Diese Arbeit präsentiert dazu konkret drei Beiträge: Zuerst beschreiben wir ethnographische Studien über Experten und deren Praktiken. Sie zeigen vor allem die Herausforderungen von Automatisierung bei Kreativaufgaben auf (Assistenz vs. Kontrollgefühl). Zweitens, stellen wir ein Prototyping-Toolkit vor, dass für den Einsatz im Feld geeignet ist. Das Toolkit stellt Software für eine Replikation quelloffen bereit und erleichtert somit die Exploration von Designprototypen. Um Fragen zu deren Gestaltung besser beantworten zu können, stellen wir ebenfalls ein Evaluations-Framework vor, das vor allem Kontrollqualität und -gefühl bestimmt. Darin erweitern wir etablierte Ansätze um eine neurowissenschaftliche Methodik, um Daten explizit wie implizit erheben zu können. Drittens, präsentieren wir Designs und deren Evaluation aufbauend auf unserem Toolkit und Framework. Die Alternativen untersuchen Kontrolle bei verschiedenen Automatisierungsgraden und inhaltsbasierten Interaktionen. Auftretende Verdeckung durch graphische Elemente, wurde dabei durch visuelle Reduzierung und Mid-Air Gesten kompensiert. Unsere Studien implizieren hohe Grade an Kontrollqualität und -gefühl bei unseren Ansätzen, die zudem kreatives Arbeiten und bestehende Praktiken unterstützen.Cinematographers often use supportive tools to craft desired camera moves. Recent technological advances added new tools to the palette such as gimbals, drones or robots. The combination of motor-driven actuation, computer vision and machine learning in such systems also rendered new interaction techniques possible. In particular, a content-based interaction style was introduced in addition to the established axis-based style. On the one hand, content-based cocreation between humans and automated systems made it easier to reach high level goals. On the other hand however, the increased use of automation also introduced negative side effects. Creatives usually want to feel in control during executing the camera motion and in the end as the authors of the recorded shots. While automation can assist experts or enable novices, it unfortunately also takes away desired control from operators. Thus, if we want to support cinematographers with new tools and interaction techniques the following question arises: How should we design interfaces for camera motion control that, despite being increasingly automated, provide cinematographers with an experience of control? Camera control has been studied for decades, especially in virtual environments. Applying content-based interaction to physical environments opens up new design opportunities but also faces, less researched, domain-specific challenges. To suit the needs of cinematographers, designs need to be crafted with care. In particular, they must adapt to constraints of recordings on location. This makes an interplay with established practices essential. Previous work has mainly focused on a technology-centered understanding of camera travel which consequently influenced the design of camera control systems. In contrast, this thesis, contributes to the understanding of the motives of cinematographers, how they operate on set and provides a user-centered foundation informing cinematography specific research and design. The contribution of this thesis is threefold: First, we present ethnographic studies on expert users and their shooting practices on location. These studies highlight the challenges of introducing automation to a creative task (assistance vs feeling in control). Second, we report on a domain specific prototyping toolkit for in-situ deployment. The toolkit provides open source software for low cost replication enabling the exploration of design alternatives. To better inform design decisions, we further introduce an evaluation framework for estimating the resulting quality and sense of control. By extending established methodologies with a recent neuroscientific technique, it provides data on explicit as well as implicit levels and is designed to be applicable to other domains of HCI. Third, we present evaluations of designs based on our toolkit and framework. We explored a dynamic interplay of manual control with various degrees of automation. Further, we examined different content-based interaction styles. Here, occlusion due to graphical elements was found and addressed by exploring visual reduction strategies and mid-air gestures. Our studies demonstrate that high degrees of quality and sense of control are achievable with our tools that also support creativity and established practices

Understanding and designing for control in camera operation

Kameraleute nutzen traditionell gezielt Hilfsmittel um kontrollierte Kamerabewegungen zu ermöglichen. Der technische Fortschritt hat hierbei unlängst zum Entstehen neuer Werkzeugen wie Gimbals, Drohnen oder Robotern beigetragen. Dabei wurden durch eine Kombination von Motorisierung, Computer-Vision und Machine-Learning auch neue Interaktionstechniken eingeführt. Neben dem etablierten achsenbasierten Stil wurde nun auch ein inhaltsbasierter Interaktionsstil ermöglicht. Einerseits vereinfachte dieser die Arbeit, andererseits aber folgten dieser (Teil-)Automatisierung auch unerwünschte Nebeneffekte. Grundsätzlich wollen sich Kameraleute während der Kamerabewegung kontinuierlich in Kontrolle und am Ende als Autoren der Aufnahmen fühlen. Während Automatisierung hierbei Experten unterstützen und Anfänger befähigen kann, führt sie unweigerlich auch zu einem gewissen Verlust an gewünschter Kontrolle. Wenn wir Kamerabewegung mit neuen Werkzeugen unterstützen wollen, stellt sich uns daher die Frage: Wie sollten wir diese Werkzeuge gestalten damit sie, trotz fortschreitender Automatisierung ein Gefühl von Kontrolle vermitteln? In der Vergangenheit wurde Kamerakontrolle bereits eingehend erforscht, allerdings vermehrt im virtuellen Raum. Die Anwendung inhaltsbasierter Kontrolle im physikalischen Raum trifft jedoch auf weniger erforschte domänenspezifische Herausforderungen welche gleichzeitig auch neue Gestaltungsmöglichkeiten eröffnen. Um dabei auf Nutzerbedürfnisse einzugehen, müssen sich Schnittstellen zum Beispiel an diese Einschränkungen anpassen können und ein Zusammenspiel mit bestehenden Praktiken erlauben. Bisherige Forschung fokussierte sich oftmals auf ein technisches Verständnis von Kamerafahrten, was sich auch in der Schnittstellengestaltung niederschlug. Im Gegensatz dazu trägt diese Arbeit zu einem besseren Verständnis der Motive und Praktiken von Kameraleuten bei und bildet eine Grundlage zur Forschung und Gestaltung von Nutzerschnittstellen. Diese Arbeit präsentiert dazu konkret drei Beiträge: Zuerst beschreiben wir ethnographische Studien über Experten und deren Praktiken. Sie zeigen vor allem die Herausforderungen von Automatisierung bei Kreativaufgaben auf (Assistenz vs. Kontrollgefühl). Zweitens, stellen wir ein Prototyping-Toolkit vor, dass für den Einsatz im Feld geeignet ist. Das Toolkit stellt Software für eine Replikation quelloffen bereit und erleichtert somit die Exploration von Designprototypen. Um Fragen zu deren Gestaltung besser beantworten zu können, stellen wir ebenfalls ein Evaluations-Framework vor, das vor allem Kontrollqualität und -gefühl bestimmt. Darin erweitern wir etablierte Ansätze um eine neurowissenschaftliche Methodik, um Daten explizit wie implizit erheben zu können. Drittens, präsentieren wir Designs und deren Evaluation aufbauend auf unserem Toolkit und Framework. Die Alternativen untersuchen Kontrolle bei verschiedenen Automatisierungsgraden und inhaltsbasierten Interaktionen. Auftretende Verdeckung durch graphische Elemente, wurde dabei durch visuelle Reduzierung und Mid-Air Gesten kompensiert. Unsere Studien implizieren hohe Grade an Kontrollqualität und -gefühl bei unseren Ansätzen, die zudem kreatives Arbeiten und bestehende Praktiken unterstützen.Cinematographers often use supportive tools to craft desired camera moves. Recent technological advances added new tools to the palette such as gimbals, drones or robots. The combination of motor-driven actuation, computer vision and machine learning in such systems also rendered new interaction techniques possible. In particular, a content-based interaction style was introduced in addition to the established axis-based style. On the one hand, content-based cocreation between humans and automated systems made it easier to reach high level goals. On the other hand however, the increased use of automation also introduced negative side effects. Creatives usually want to feel in control during executing the camera motion and in the end as the authors of the recorded shots. While automation can assist experts or enable novices, it unfortunately also takes away desired control from operators. Thus, if we want to support cinematographers with new tools and interaction techniques the following question arises: How should we design interfaces for camera motion control that, despite being increasingly automated, provide cinematographers with an experience of control? Camera control has been studied for decades, especially in virtual environments. Applying content-based interaction to physical environments opens up new design opportunities but also faces, less researched, domain-specific challenges. To suit the needs of cinematographers, designs need to be crafted with care. In particular, they must adapt to constraints of recordings on location. This makes an interplay with established practices essential. Previous work has mainly focused on a technology-centered understanding of camera travel which consequently influenced the design of camera control systems. In contrast, this thesis, contributes to the understanding of the motives of cinematographers, how they operate on set and provides a user-centered foundation informing cinematography specific research and design. The contribution of this thesis is threefold: First, we present ethnographic studies on expert users and their shooting practices on location. These studies highlight the challenges of introducing automation to a creative task (assistance vs feeling in control). Second, we report on a domain specific prototyping toolkit for in-situ deployment. The toolkit provides open source software for low cost replication enabling the exploration of design alternatives. To better inform design decisions, we further introduce an evaluation framework for estimating the resulting quality and sense of control. By extending established methodologies with a recent neuroscientific technique, it provides data on explicit as well as implicit levels and is designed to be applicable to other domains of HCI. Third, we present evaluations of designs based on our toolkit and framework. We explored a dynamic interplay of manual control with various degrees of automation. Further, we examined different content-based interaction styles. Here, occlusion due to graphical elements was found and addressed by exploring visual reduction strategies and mid-air gestures. Our studies demonstrate that high degrees of quality and sense of control are achievable with our tools that also support creativity and established practices