Ajout de détails dynamiques à une animation temps-réel de personnage

National audienceReal-time animation of characters often relies on a geometric technique called skinning which enables the skin and clothes to follow the skeleton motion. However, dynamic effects - non-rigid tissues vibrations, dynamic wrinkles of skin and clothes - can not be generated by it. However such deformations are of primary importance for the realism of the generated animation. In this paper, we propose two intuitive methods which address those specific problems with little increase in computational cost of the animation. Our tools can be combined together on an existing animation sequence to enhance its realism, with no need to change the original animation, no mechanics precomputation and no modification of the model. We illustrate our results with several characters and animals animations.L'animation temps-réel de personnages repose généralement sur une technique d'habillage, appelée skinning en anglais, permettant à la peau et aux vêtements de suivre les mouvements du squelette. Cette technique n'engendre malheureusement aucun des effets dynamiques - vibrations des tissus non-rigides, plissement variable de la peau et des vêtements - pourtant cruciaux pour le réalisme. Dans cet article, nous présentons deux techniques complémentaires pour ajouter ces effets de manière intuitive, tout en limitant au maximum les sur-coûts lors du calcul de l'animation. Combinables entre eux et rapides à mettre en place, nos outils améliorent le réalisme visuel du mouvement sans nécessiter de modification de la séquence d'animation de départ, de précalcul mécanique ni de modification des modèles. Nous illustrons nos résultats sur des animations variées de personnages et d'animaux

Physically Based Animation of sea Anemones in Real-Time

This paper presents a technique for modeling and animating fiberlike objects such as sea anemones tentacles in real-time. Each fiber is described by a generalized cylinder defined around an articulated skeleton. The dynamics of each individual fiber is controlled by a physically based simulation that updates the position of the skeleton’s frames over time. We take into account the forces generated by the surrounding fluid as well as a stiffness function describing the bending behavior of the fiber. High level control of the animation is achieved through the use of four types of singularities to describe the three-dimensional continuous velocity field representing the fluid. We thus animate hundreds of fibers by key-framing only a small number of singularities. We apply this algorithm on a seascape composed of many sea anemones. We also show that our algorithm is more general and can be applied to other types of objects composed of fibers such as seagrasse

Animation faciale basée données : un état de l'art

National audienceCet article dresse un panorama des différentes problématiques liées à l'animation faciale basée données et présente les dernières avancées et solutions proposées par l'état de l'art. Le but de l'animation basée données est d'animer des personnages virtuels reproduisant les actions effectuées par des acteurs humains. Dans ce contexte, le visage joue un rôle prépondérant puisqu'il est l'un des principaux vecteurs de l'émotion et de la communication chez l'humain. Par ailleurs, contrairement au reste du corps dont les mouvements sont contraints par des articulations et des os, les déformations du visage suivent une autre forme de dynamique ce qui en fait un cas d'étude à part. Les applications sont diverses, par exemple, la création d'avatars virtuels ou l'animation de personnages présentant un comportement naturel. Dans ce papier, nous aborderons la question depuis la capture des données faciales (les différents dispositifs et méthodes de capture) jusqu'aux méthodes de synthèse exploitant ces données

Un système de synthèse et d'annotation automatique à partir de données capturées pour l'animation faciale expressive en LSF

National audienceCe papier présente le fonctionnement d'un système visant à créer automatiquement des corpus d'animations faciales annotées pour la Langue des Signes Française (LSF) à partir de données issues de capture du mouvement (MoCap). L'animation produite est basée \emph{blendshapes}. Les coefficients associés à ce modèle sont calculés à partir des données capturées puis utilisés par le module de reconnaissance afin d'annoter automatiquement ces animations

Position-Based Skinning for Soft Articulated Characters

Avempace Erasmus Mundus Projec

Traitement temps-réel des déformations de la peau et des tissus sous-cutanés pour l'animation de personnages

Traditional animation of characters relies on the design of an external shape, called the skin, and an internal skeleton, composed of a hierarchy of frames, which enables one to control the deformation of the skin in a consistent and predictable way. Since it is relatively efficient, this skinning technique is widely used in computer graphics production environments. However, it also has inherent limitations. Even if a large amount of research work were to solve the other known deficiencies of the technique, the fundamental issue remains that some types of deformations can never be generated by it. Examples of this are the dynamic wrinkles of skin or clothes near joints, or inertia effects of muscles and fatty tissues when sharp movements are involved. In this thesis, we propose two modeling and animation techniques which address those specific problems, and which can be used to enhance existing animation sequences. Our first contribution addresses the addition of dynamic effects which are typical for the muscles/fatty tissues layer to kinematic deformations obtained through skinning or an equivalent technique. The dynamic effects are computed using a simplification of linear elasticity theory. To this end, dynamic elements which associate damped spring vibrations with a set of per vertex weights for the mesh, perform a so called dynamic skinning. The location, frequency and amplitude of the effects can be specified in a straightforward way by the user. On top of this layer comes a thin surface which can either represent the skin or clothes. This surface of almost constant area follows muscle and fatty tissue deformations by wrinkling when it gets compressed. In order to guide this behavior the user interactively positions and orients a deformable control curve of constant length on a mesh, and speciflies its region of influence. During the animation geometric folds are generated in real-time in the regions covered by the tool, and the mesh is locally refined on the fly where and when needed.L'animation traditionnelle de personnages repose sur la création d'une enveloppe externe, appelée la peau, et d'un squelette interne constitué d'une hiérarchie de reperes permettant de la déformer. De par son efficacité, le skinning est la technique de prédilection des infographistes. Cependant, bien que de nombreux travaux aient permis de résoudre les problemes notoires de la méthode, certains types de déformations ne peuvent toujours pas être générés. On y retrouve les plis dynamiques de la peau ou des vêtements au niveau des articulations ou bien les effets d'inertie des masses musculaires et graisseuses lors de mouvements secs et rapides. Dans cette these, nous proposons deux techniques de modélisation et d'animation traitant ces problemes spécifiques qui peuvent être utilisées sur une animation existante pour en accroître le réalisme. Notre premiere contribution s'attache a ajouter, en temps-réel, des déformations dynamiques de la couche muscles/graisse aux déformations cinématiques obtenues par skinning ou tout autre technique équivalente. L'effet dynamique est calculé a travers une simplification des lois de l'élasticité linéaire. Pour cela, des éléments dynamiques associant les vibrations d'un ressort a un ensemble de poids assignés aux sommets du maillage permettent d'effectuer un skinning dynamique. L'emplacement, la fréquence et l'amplitude de ces effets sont spécifiés, de maniere très simple, par l'utilisateur. Sur cette couche vient se greffer une surface fine qui peut être soit la peau, soit directement un vêtement. Cette surface, d'aire quasiment constante, suit les déformations des muscles et des tissus graisseux tout en plissant lorsqu'elle se retrouve compressée. Pour cela, l'utilisateur positionne et oriente une courbe de contrôle qui se déforme a longueur constante et spécifie sa région d'influence. Pendant l'animation, des plis géométriques sont générés en temps-réel dans les zones couvertes par l'outil, le maillage étant raffiné localement a la volée

Traitement temps-réel des déformations de la peau et des tissus sous-cutanés pour l'animation de personnages

Traditional animation of characters relies on the design of an external shape, called the skin, and an internal skeleton, composed of a hierarchy of frames, which enables one to control the deformation of the skin in a consistent and predictable way. Since it is relatively efficient, this skinning technique is widely used in computer graphics production environments. However, it also has inherent limitations. Even if a large amount of research work were to solve the other known deficiencies of the technique, the fundamental issue remains that some types of deformations can never be generated by it. Examples of this are the dynamic wrinkles of skin or clothes near joints, or inertia effects of muscles and fatty tissues when sharp movements are involved. In this thesis, we propose two modeling and animation techniques which address those specific problems, and which can be used to enhance existing animation sequences. Our first contribution addresses the addition of dynamic effects which are typical for the muscles/fatty tissues layer to kinematic deformations obtained through skinning or an equivalent technique. The dynamic effects are computed using a simplification of linear elasticity theory. To this end, dynamic elements which associate damped spring vibrations with a set of per vertex weights for the mesh, perform a so called dynamic skinning. The location, frequency and amplitude of the effects can be specified in a straightforward way by the user. On top of this layer comes a thin surface which can either represent the skin or clothes. This surface of almost constant area follows muscle and fatty tissue deformations by wrinkling when it gets compressed. In order to guide this behavior the user interactively positions and orients a deformable control curve of constant length on a mesh, and speciflies its region of influence. During the animation geometric folds are generated in real-time in the regions covered by the tool, and the mesh is locally refined on the fly where and when needed.L'animation traditionnelle de personnages repose sur la création d'une enveloppe externe, appelée la peau, et d'un squelette interne constitué d'une hiérarchie de reperes permettant de la déformer. De par son efficacité, le skinning est la technique de prédilection des infographistes. Cependant, bien que de nombreux travaux aient permis de résoudre les problemes notoires de la méthode, certains types de déformations ne peuvent toujours pas être générés. On y retrouve les plis dynamiques de la peau ou des vêtements au niveau des articulations ou bien les effets d'inertie des masses musculaires et graisseuses lors de mouvements secs et rapides. Dans cette these, nous proposons deux techniques de modélisation et d'animation traitant ces problemes spécifiques qui peuvent être utilisées sur une animation existante pour en accroître le réalisme. Notre premiere contribution s'attache a ajouter, en temps-réel, des déformations dynamiques de la couche muscles/graisse aux déformations cinématiques obtenues par skinning ou tout autre technique équivalente. L'effet dynamique est calculé a travers une simplification des lois de l'élasticité linéaire. Pour cela, des éléments dynamiques associant les vibrations d'un ressort a un ensemble de poids assignés aux sommets du maillage permettent d'effectuer un skinning dynamique. L'emplacement, la fréquence et l'amplitude de ces effets sont spécifiés, de maniere très simple, par l'utilisateur. Sur cette couche vient se greffer une surface fine qui peut être soit la peau, soit directement un vêtement. Cette surface, d'aire quasiment constante, suit les déformations des muscles et des tissus graisseux tout en plissant lorsqu'elle se retrouve compressée. Pour cela, l'utilisateur positionne et oriente une courbe de contrôle qui se déforme a longueur constante et spécifie sa région d'influence. Pendant l'animation, des plis géométriques sont générés en temps-réel dans les zones couvertes par l'outil, le maillage étant raffiné localement a la volée

A Review of Computable Expressive Descriptors of Human Motion

International audienceIn this paper we present a review of computable descriptors of human motion. We first present low-level descriptors that compute quantities directly from the raw motion data. We then present higher level descriptors that use low-level ones to compute boolean, single value or continuous quantities that can be interpreted, automatically or manually, to qualify the meaning, style or expressiveness of a motion. We provide formulas inspired from the state of the art that can be applied to 3D motion capture data

I Am a Tree: Embodiment Using Physically Based Animation Driven by Expressive Descriptors of Motion

International audienceExpressive representation of human movement has given rise to various static or dynamic artistic creations, whether they take into account specific postures or motion sequences. In this paper we are interested in the expressive qualities of motion and how these qualities influence the evolution of a 3D simulated system. The embodiment of this system takes the form of a non-anthropomorphic structure (non-human appearance) whose behavior expresses the emotional content of the original human motion. Expressive descriptors are extracted from a sequence of theatrical movements executed with different emotional states and used to dynamically control a mass-spring system coupled to a particle system as well as its rendering. The framework allows for the exploration of different sets of motion descriptors and mappings to the parameters of the 3D simulation. The resulting animations are discussed and evaluated through perceptual studies