Apport de l'imagerie médicale et de la biomécanique pour la modélisation d'un avatar de cirque

Résumé

Le monde de la visualisation en 3D du corps humain est en plein essor, que ce soit dans les domaines de la médecine, militaire, du jeu vidéo ou encore du cinéma. Bien que la portée de chaque domaine soit différente, un seul but est commun : améliorer l’aspect esthétique (géométrie) et l’animation (cinématique et/ou biomécanique) des avatars afin de tendre vers une représentation virtuelle de l’humain la plus fidèle possible. Liant les domaines de l’imagerie médicale et les arts du cirque, cette étude porte sur l’apport de l’imagerie médicale et de la biomécanique pour la modélisation d’un avatar de cirque. La modélisation géométrique du squelette filaire d’un avatar passe par le placement de joints pour former une chaine polyarticulée de segments osseux rigides. Il n’existe pas vraiment de protocole à suivre quant au placement de ces joints, la plupart des modèles rencontrés dans la littérature les positionnent approximativement au niveau des articulations anatomiques. Un premier objectif a été de personnaliser la géométrie du squelette filaire du membre inférieur d’un avatar, par rapport à celui d’une athlète du Cirque du Soleil. Nous nous sommes pour cela appuyés sur les radiographies et reconstructions 3D osseuses de son squelette ainsi qu’un scan 3D de son enveloppe corporelle. L’animation à l’aide de données cinématiques (issue de captures de mouvements) permet d’appliquer les transformations issues de groupes de marqueurs aux segments osseux du squelette filaire de l’avatar. On tente donc d’appliquer les transformations extraites d’un corps mou (la peau qui se déforme lors d’un mouvement) à un corps rigide (le squelette filaire de l’avatar) engendrant ainsi des erreurs de déplacement. Un second objectif a donc été de traiter les données cinématiques afin de rigidifier les groupes de marqueurs choisis dans le but d’améliorer l’animation de l’avatar. Les résultats obtenus ne permettent pas forcément de démontrer l’amélioration apportée par la personnalisation géométrique du squelette de l’avatar. Ils montrent cependant une nette amélioration quant à l’animation d’un squelette filaire par données cinématiques rigidifiées puisque l’ordre des écarts de distance entre le mouvement réel et virtuel atteint 30 cm en utilisant les données cinématiques brutes versus 5 à 10 cm en utilisant celles rigidifiées. D’autres études seraient toutefois intéressantes à mener, notamment en contraignant le squelette filaire de l’avatar ou en poursuivant les études sur la rigidification des données cinématiques issues de systèmes de capture de mouvements.

Date	27 nov. 2013
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Jacques A. de Guise (Directeur(-trice)) & Nicola Hagemeister (Codirecteur(-trice))