Optimization approaches applied to animation setup transfer for visual effects

Résumé

Dans l’industrie de l’animation et des effets visuels, le temps est précieux. Faire un personnage 3D prêt pour l’animation implique de préparer les squelettes et les poids de sommets; c’est une tâche fastidieuse. Ainsi l’accélération de ce processus de création itératif sera utile. Ce mémoire fait partie d’un projet plus large du Laboratoire multimédia à l’École de technologie supérieure (ÉTS), en collaboration avec un partenaire industriel, Autodesk, et aussi avec des contributions d’un chercheur postdoctoral, de deux étudiants en doctorat et d’une étudiante en maîtrise avec projet. L’objectif principal de ce projet est de transférer le travail de l’artiste déjà fait à d’autres personnages 3D. Ce processus se fait à travers un pipeline constitué d’un calcul géométrique de la correspondance, du transfert de squelette et du transfert des poids. Au sein du projet plus large, ce mémoire apporte des contributions spécifiques à l’analyse des modèles mathématiques sous-jacents ainsi qu’à l’amélioration et l’optimisation du reciblage de squelette. Pour transférer la configuration d’animation, d’abord une correspondance géométrique reposant sur une série de marqueurs est calculée entre le maillage source et le maillage cible. Il faut mentionner ici que l’ensemble du processus de reciblage de squelette et de transfert des poids de sommets ne repose pas sur une méthode spécifique de correspondance géométrique. Chaque articulation peut être représentée comme une combinaison de ses sommets pondérés. Les sommets pondérés de chaque articulation sont l’ensemble des sommets qui sont affectés par la transformation de l’articulation. La correspondance sommet à point calculée est utilisé pour positionner l’articulation source au sein du maillage cible d’une manière qui reproduit la relation spatiale trouvée entre l’articulation de la source et ses sommets pondérés. Dans ce mémoire, deux approches différentes sont développées pour localiser les articulations dans le maillage cible. Une approche est effectuée en résolvant un problème de minimisation d’énergie, et l’autre est effectuée en utilisant l’analyse Procrustéenne généralisée. Les résultats de reciblage de squelette obtenus en utilisant ces deux approches sont presentés et comparés, principalement en matière de rapidité et de simplicité. En outre, la rotation et l’orientation de chaque articulation ont besoin d’être reciblées. L’orientation est copiée de l’orientation des articulations source directement. Le transfert de la rotation se fait en trouvant l’alignement entre la série de points de sommets pondérés de l’articulation sur la source et leurs emplacements correspondants sur la cible. Une procédure de normalisation de pose est conçue pour assurer que les joints de la source et de la cible résultent en la même orientation des membres. Pour améliorer la qualité du squelette, des approches pour l’alignement de la colonne vertébrale et la mise en miroir des positions d’articulation sont également développées pour tirer profit des caractéristiques des maillages symétriques. Enfin, les poids de sommets sont transférés du maillage source au maillage cible. Les approches sont testées sur une variété de personnages sources et cibles qui démontrent un vaste éventail de morphologie et de topologie d maillage. L’approche fonctionne en utilisant l’animation cinématique et cinématique inverse. Cette approche permet la réutilisation de la configuration de l’animation existante et la réduction les interventions manuelles.

Date	22 août 2016
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Eric Paquette (Directeur(-trice))