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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. 1/19. Introduction. Contexte : Besoin d’animer les animaux de manière réaliste.

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Extension aux quadrupèdes d’un moteur d’animation 3D de personnages

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Presentation Transcript


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

1/19


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)


Introduction

  • 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

[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

  • Synchronisation

    • Correspondances 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 quadrupèdes

    • Morphable 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 quadrupèdes

    • Vidéo


Contributions

  • Synchronisation

    • Relation algébrique de MKM

Relation algébrique pour les bipèdes

Matrice 4x4, 2 cas d’erreurs


Contributions

  • Synchronisation

    • Relation algébrique de MKM

Relation algébrique pour les bipèdes

Matrice 4x4, 2 cas d’erreurs


Contributions

  • Synchronisation

    • Relation algébrique de MKM

Relation algébrique pour les bipèdes

Matrice 4x4, 2 cas d’erreurs

Relation algébrique pour les quadrupèdes

Matrice 16x16


Contributions

  • Synchronisation

    • Relation algébrique de MKM

Relation algébrique pour les bipèdes

Matrice 4x4, 2 cas d’erreurs

Relation algébrique pour les quadrupèdes

Matrice 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

Galop

Marche


Contributions

  • Synchronisation

    • Étude de cas


Contributions

  • Synchronisation

    • Étude de cas

[Favreau, in progress]


Contributions

  • Synchronisation

    • Étude de cas

Marche

[Favreau, in progress]


Contributions

  • Synchronisation

    • Étude de cas

Marche

Galop

[Favreau, in progress]


Contributions

  • Synchronisation

    • Étude de cas

Marche

Galop

Transition

[Favreau, in progress]


Contributions

  • Synchronisation

    • Étude de cas

[Favreau, in progress]


Contributions

  • Synchronisation

    • Étude de cas

Galop

Marche


Contributions

appui unipodal

  • Synchronisation

    • Étude de cas

Galop

Marche


Contributions

réunion des appuis

  • Synchronisation

    • Étude de cas

Transition

Galop

Marche


Contributions

  • Synchronisation

    • Généralisation

Marche

Trot


Contributions

  • Synchronisation

    • Généralisation

Marche

Trot


Contributions

  • Synchronisation

    • Généralisation : trouver un chemin valide

Marche

Trot


Contributions

Patte

Patte

Patte

Patte

  • Synchronisation

    • Généralisation : trouver un chemin valide

Marche

Trot


Contributions

Patte

Patte

Patte

Patte

  • Synchronisation

    • Généralisation : trouver un chemin valide

      • E1 – E2 = au moins un appui antérieur

-

=

-

=

Marche

Trot


Contributions

Patte

Patte

Patte

Patte

  • Synchronisation

    • Généralisation : trouver un chemin valide

      • E1 – E2 = au moins un appui antérieur

-

=

-

=

Marche

Trot


Contributions

Patte

Patte

Patte

Patte

  • Synchronisation

    • Généralisation : calculer les états T1 et T2

E1

E2

Marche

Trot


Contributions

Patte

Patte

Patte

Patte

  • Synchronisation

    • Généralisation : calculer les états T1 et T2

T1

E1

T1 = E1 – E2

E2

Marche

Trot


Contributions

Patte

Patte

Patte

Patte

  • Synchronisation

    • Généralisation : calculer les états T1 et T2

T1

E1

T1 = E1 – E2

T2 = T1 + E2

E2

T2

Marche

Trot


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


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