Joystick transformable pour les artistes d'animation
Faire bouger des personnages d'animation tridimensionnels sur un écran 2D n'est pas une t?che facile. Les artistes d'animation suivent une formation de plusieurs années. Aujourd'hui, des chercheurs de l'ETH leur facilitent un peu la vie - gr?ce à un nouveau dispositif de commande modulaire.
Dans les cours de chimie, les élèves assemblent des billes et des b?tonnets pour former des molécules complexes et illustrer des liaisons chimiques. Quelque chose de similaire a pris forme au laboratoire de géométrie interactive de l'ETH Zurich. Mais la professeure de l'ETH Olga Sorkine-Hornung et son équipe n'étudient pas des molécules, mais des méthodes permettant d'animer des figures virtuelles sur ordinateur le plus fidèlement possible. Pour ce faire, ils ont développé un nouveau type de "joystick" : Celui-ci se compose de modules que l'utilisateur peut assembler, comme les billes et les b?tonnets du jeu de construction chimique, pour obtenir une forme similaire à celle du personnage animé, qu'il s'agisse d'un homme, d'un chien, d'un éléphant ou simplement de certaines parties du corps.
Système modulaire
Avec le soutien du laboratoire Autonomous Systems, dirigé par le professeur de l'ETH Roland Siegwart, l'équipe de Sorkine-Hornung a développé un appareil de commande avec capteurs intégrés, qui peut être assemblé à partir de pièces détachées de n'importe quelle forme. Les utilisateurs peuvent assembler à leur guise les modules imprimés en 3D et dotés de capteurs. Les capteurs de chaque articulation de cette poupée "joystick" mesurent l'angle du mouvement de flexion ou de rotation et transmettent cette information à un logiciel qui calcule et exécute le mouvement correspondant du personnage virtuel.
"Le logiciel aide l'artiste à associer les articulations de l'appareil auto-assemblé aux articulations virtuelles de l'animation", explique Sorkine-Hornung. Le système comble ainsi sans problème les différences de proportions : les distances entre les différentes articulations ne doivent pas être identiques dans l'espace réel et dans l'espace virtuel. Une poupée "joystick" au cou court peut ainsi également diriger une girafe d'animation au cou long.
Plans de construction pour la poursuite de la recherche
Les chercheurs ont mis les plans des éléments constitutifs de leur appareil à la disposition du public sous forme d'"open hardware" et espèrent ainsi susciter d'autres recherches. "Ainsi, tout le monde peut imprimer les éléments et intégrer les capteurs et les c?bles de transmission avec l'aide d'un ingénieur électricien", explique Sorkine-Hornung. Les chercheurs envisagent également de proposer à l'avenir à la vente un ensemble de 25 éléments de construction prêts à l'emploi. "Nous présenterons l'appareil en ao?t à SIGGRAPH, une conférence et une exposition internationales sur l'infographie et la technologie interactive. Nous espérons y recueillir des impressions sur l'existence d'une demande pour une offre commerciale de l'appareil et sur ce que nous pourrions encore améliorer dans la conception", explique Sorkine-Hornung. Le modèle actuel permet uniquement de plier une articulation et de tourner l'autre. Les chercheurs voient une possibilité d'améliorer le design dans des articulations sphériques, similaires à l'articulation de l'épaule humaine. Cela faciliterait encore plus la déformation de la poupée high-tech.
Les artistes d'animation passent généralement par des années de formation pour apprendre à déplacer des personnages virtuels. Chacun de ces mouvements est défini par ce que l'on appelle des "key frames", c'est-à-dire des instantanés du mouvement à partir desquels le logiciel calcule l'ensemble du mouvement fluide. Pour faire bouger un personnage d'animation de manière réaliste, l'artiste doit définir ces "key frames", mais tirer chaque partie du corps du personnage d'animation dans la bonne position à l'aide de la souris prend du temps et est fastidieux. C'est pourquoi les chercheurs travaillent sur des méthodes alternatives pour contr?ler les mouvements virtuels. Les marionnettes comme dispositif d'entrée sont une variante que les artistes peuvent utiliser directement à leur bureau. Certaines des méthodes utilisées jusqu'à présent consistent à capturer les mouvements de la marionnette à l'aide de plusieurs caméras. Cependant, comme les mains de l'artiste cachent en partie la marionnette, il est difficile de contr?ler un personnage animé en temps réel de cette manière. D'autres méthodes contournent ce problème en capturant les informations de mouvement à l'aide de capteurs placés dans les articulations de la marionnette. Mais jusqu'à présent, ces marionnettes avaient toujours une forme prédéfinie, par exemple celle d'un être humain, ce qui permettait difficilement de contr?ler un chien animé.
Référence bibliographique
Jacobson A, Panozzo D, Glauser O, Pradalier C, Hilliges O, Sorkine-Hornung O : Dispositif d'entrée tactile et modulaire pour l'articulation de caractères. A présenter à ACM SIGGRAPH 2014, Vancouver. (pdf, project website)