Partner und Internationale Organisationen
(Französisch)
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Duran (F), Albert-Ludwigs Universität Freiburg (D), EPFL (CH), University of Geneva (CH), Eyetronics (B), EPFZ (CH)
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Abstract
(Französisch)
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Le projet vise à créer des têtes virtuelles conformes à leurs modèles réels en matière de forme, texture et dynamique (émotions et parole). Grâce à des outils de capture performants, on pourra modéliser des visages 3D convaincants, ainsi que des caricatures. Ces visages seront intégrés avec des têtes complètes, y compris oreilles, cheveux, yeux, dents, dents et épaules. Le projet a pour objectif de capturer la dynamique 3D détaillée de visages, pour construire un 'espace de visages' nous permettant de les animer.
Le Laboratoire d'Infographie est responsable de l'amélioration du modèle de l'épaule et du cou, notamment en mettant au point un squelette plus anatomiquement correct, en respectant un certain nombre de contraintes réelles. Il s'agira aussi de concevoir et d'ajouter les couches supérieures, telles que les muscles, la graisse et la peau, et d'en assurer la déformation réaliste.
Par ailleurs, le modèle générique mis au point permettra de capturer et de tracker les mouvements de divers autres acteurs, et d'en déduire les paramètres du modèle correspondant, formant ainsi une base de données de mouvements-type.
Résultats majeurs obtenus durant l'année :
Au courant de cette deuxième année, nous avons achevé le développement d'un outil permettant le calcul automatique de limites articulaires à base de trajectoires de marqueurs obtenus par capture de mouvement optique. L'outil effectue les tâches suivantes:
· Un premier traitement calcule les rotations de l'articulation à partir des trajectoires de marqueurs, et nous les fournit sous forme de quaternions, par la méthode du Quaternion Gauss Map (c.f. publications du Prof. A. Hanson).
· Un deuxième traitement effectue une minimisation aux moindres carrés entre une surface implicite (composée de primitives sphériques) et le nuage de quaternions, nous donnant ainsi un volume fermé dont l'intérieur représente l'espace atteignable de l'articulation.
· Cette surface implicite peut ensuite être exportée afin d'être ensuite utilisée en tant que limite articulaire dans le plug-in Maya. On peut aussi exporter un polygone sphérique, ce qui nous permet de fixer des limites articulaires seulement sur les mouvements angulaires du membre.
La librairie générique de fitting de données 3D générales à des structures articulées comprend désormais la possibilité d'ajouter des contraintes aux nœuds (articulations). Ces contraintes sont soit du type limitation en longueur (pour les longueurs des os), soit de type limite articulaire, sous forme de polygone sphérique ou de surface implicite. De plus, chaque nœud de la structure peut se voir associé des solides (cylindres) ou des métaballes (sphériques ou elliptiques), pour que l'on puisse effectuer une minimisation aux moindres carrés par rapport à la surface de ces éléments, plutôt que par rapport aux segments de la structure articulée.
Sur le plan du modeleur, le mesh représentant la peau est désormais ancré aux muscles et aux os sous-jacents, afin que ses déformations soient liées aux muscles plutôt que directement au squelette.
En pratique, la déformation du mesh de la peau se fait en deux parties: les noeuds du mesh sont placés grossièrement à la surface du membre ou du tronc, et le déplacement se fait le long de la normale à la surface pour simuler le gonflement du muscle ou du tendon. Pour le placement des noeuds du mesh, on applique une méthode similaire au skinning, sauf que l'on tient compte des paramètres d'élasticité et que l'on assure une paramétrisation correcte pour l'interpolation linéaire. Pour le déplacement des nœuds le long de la normale,
Pour le cas des limites articulaires dans le modeleur, le rabattement vers des positions valides est déjà implémenté pour un polygone sphérique, il a suffi de rajouter la fonction de rabattement pour une surface implicite.
Finalement, les limites articulaires et les méthodes de déformation de la peau ont été intégrés dans un plug-in Maya qui permet donc de charger des squelettes compatibles H-ANIM et d'y appliquer les déformation de la peau et les limites articulaires.
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