Extension aux quadrupèdes dun moteur danimation 3D de personnages Stage de Master 2 Recherche Imagerie, Vision, Robotique Nicolas Chaverou Sous la tutelle.

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1 Extension aux quadrupèdes dun moteur danimation 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

2 Introduction Contexte : Besoin danimer 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)

3 Contexte : MKM (Manageable Kinematic Motions), une librairie danimation de bipèdes en temps-réel (SIAMES – IRISA) Mélange de mouvements Adaptation à lenvironnement Indépendant de la morphologie Introduction [Multon et al. 05]

4 Introduction Objectif : MKM Quad, une librairie danimation de quadrupèdes en temps-réel. Proposer les mêmes fonctionnalités pour les quadrupèdes : Mélange de mouvements Adaptation à lenvironnement Indépendant de la morphologie

5 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.

6 Plan État de lart Synchronisation Le Contexte MKM Contributions Squelette générique de quadrupèdes Nouvelle approche de la synchronisation Conclusion et Perspectives

7 Plan État de lart Synchronisation Le Contexte MKM Contributions Squelette générique de quadrupèdes Nouvelle approche de la synchronisation Conclusion et Perspectives

8 État de lart 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]

9 Plan État de lart Synchronisation Le Contexte MKM Contributions Squelette générique de quadrupèdes Nouvelle approche de la synchronisation Conclusion et Perspectives

10 Le Contexte MKM Présentation générale OfflineTemps-réel

11 Le Contexte MKM Partie Traitement Squelette normalisé [Kulpa et al. 05]

12 Le Contexte MKM Partie Traitement Squelette normalisé : articulation intermédiaire [Kulpa et al. 05]

13 Le Contexte MKM Partie Traitement Squelette normalisé : articulation intermédiaire [Kulpa et al. 05]

14 Le Contexte MKM Partie Traitement Squelette normalisé : articulation intermédiaire [Kulpa et al. 05]

15 Le Contexte MKM Partie Traitement Squelette normalisé : articulation intermédiaire [Kulpa et al. 05]

16 Le Contexte MKM Partie Traitement Squelette normalisé : articulation intermédiaire [Kulpa et al. 05]

17 Le Contexte MKM Partie Traitement Ajout de contraintes [Menardais et al. 04]

18 Le Contexte MKM Partie Animation

19 Le Contexte MKM Partie Animation

20 Le Contexte MKM Partie Animation

21 Le Contexte MKM Partie Animation

22 Le Contexte MKM Partie Animation

23 Le Contexte MKM Partie Animation

24 Le Contexte MKM Partie Animation

25 Le Contexte MKM Partie Animation

26 Le Contexte MKM Partie Animation

27 Le Contexte MKM Partie Animation Synchronisation [Menardais et al. 04]

28 Le Contexte MKM Partie Animation Synchronisation [Menardais et al. 04]

29 Le Contexte MKM Partie Animation Synchronisation Soit Si(k) le k-ième élément de laction 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]

30 Plan État de lart Synchronisation Le Contexte MKM Contributions Squelette générique de quadrupèdes Nouvelle approche de la synchronisation Conclusion et Perspectives

31 Contributions Représentation générique de quadrupèdes Morphable model of Quadruped Skeletons Petits Cauchemars Entre Amis (2006 - 192Kbps) [Revéret et al. 05]

32 Contributions Squelette générique de quadrupèdes Différentes locomotions Nécessité dun nouveau squelette générique

33 Contributions Squelette générique de quadrupèdes Encodage des articulations intermédiaires

34 Contributions Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires

35 Contributions Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires

36 Contributions Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires

37 Contributions Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires

38 Contributions Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires

39 Contributions Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires

40 Contributions Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires

41 Contributions Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires

42 Contributions Squelette générique de quadrupèdes Décodage des articulations intermédiaires

43 Contributions Squelette générique de quadrupèdes Vidéo

44 Contributions Synchronisation Relation algébrique de MKM Relation algébrique pour les bipèdes Matrice 4x4, 2 cas derreurs

45 Contributions Synchronisation Relation algébrique de MKM Relation algébrique pour les bipèdes Matrice 4x4, 2 cas derreurs

46 Contributions Synchronisation Relation algébrique de MKM Relation algébrique pour les bipèdes Matrice 4x4, 2 cas derreurs Relation algébrique pour les quadrupèdes Matrice 16x16

47 Contributions Synchronisation Relation algébrique de MKM Relation algébrique pour les bipèdes Matrice 4x4, 2 cas derreurs Relation algébrique pour les quadrupèdes Matrice 16x16, 110 cas derreurs

48 Contributions Synchronisation Nouvelle approche Relation algébrique de MKM non extensible => Étude au niveau anatomique 9 Allures [Howell 44] Représentation sous forme dautomates

49 Contributions Synchronisation Nouvelle approche Représentation des allures sous forme dautomates Marche Galop

50 Contributions Synchronisation Étude de cas

51 Contributions Synchronisation Étude de cas [Favreau, in progress]

52 Contributions Synchronisation Étude de cas [Favreau, in progress] Marche

53 Contributions Synchronisation Étude de cas [Favreau, in progress] Marche Galop

54 Contributions Synchronisation Étude de cas [Favreau, in progress] Marche Galop Transition

55 Contributions Synchronisation Étude de cas [Favreau, in progress]

56 Contributions Synchronisation Étude de cas Marche Galop

57 Contributions Synchronisation Étude de cas Marche Galop appui unipodal

58 Contributions Synchronisation Étude de cas Transition Marche Galop réunion des appuis

59 Contributions Synchronisation Généralisation MarcheTrot

60 Contributions Synchronisation Généralisation MarcheTrot

61 Contributions Synchronisation Généralisation : trouver un chemin valide MarcheTrot

62 Contributions Synchronisation Généralisation : trouver un chemin valide MarcheTrot Patte

63 Contributions Synchronisation Généralisation : trouver un chemin valide E1 – E2 = au moins un appui antérieur MarcheTrot Patte = = - -

64 Contributions Synchronisation Généralisation : trouver un chemin valide E1 – E2 = au moins un appui antérieur MarcheTrot Patte = = - -

65 Contributions Synchronisation Généralisation : calculer les états T1 et T2 MarcheTrot Patte E1 E2

66 Contributions Synchronisation Généralisation : calculer les états T1 et T2 MarcheTrot Patte E1 E2 T1 = E1 – E2 T1

67 Contributions Synchronisation Généralisation : calculer les états T1 et T2 MarcheTrot Patte E1 E2 T1 = E1 – E2 T2 = T1 + E2 T1 T2

68 Plan État de lart Synchronisation Le Contexte MKM Contributions Squelette générique de quadrupèdes Une nouvelle approche de la synchronisation Conclusion et Perspectives

69 Conclusions MKM => MKM Quad : Contributions Adaptation du squelette générique Encodage/Décodage des pattes Nouvelle approche de la synchronisation Modèle de génération de transitions entre allures

70 Perspectives Génération automatique dallures Synthèse de recherches : Travaux sur les allures : [Abourachid 03], [Maes 06] Corrélation avec le morphable quadruped. [Revéret et al. 05] => Définitions de nouveaux animaux.

71 Merci de votre attention