Capture de mouvements
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La capture de mouvements (motion capture ou mocap) désigne de façon générique les techniques permettant de capter les mouvements d'un élément réel afin de les renvoyer dans un univers virtuel : les mouvements sont enregistrés ou restitués en temps réel vers d'autre systèmes .
Cette technique est employée pour faire correspondre des mouvements du vivant à ceux d'un avatar ou d'une représentation conceptuelle, et donc pour les films en trois dimensions,les décors virtuels de quelques émissions de télé, certains jeux vidéo et à l'élaboration d'études scientifiques, ainsi que dans le domaine sportif (haut niveau, cependant cette pratique reste rare et n'est qu'à un stade peu avancé) et artistique (pareil : haut niveau, etc ...).
C'est aussi la captation des mouvements de l'une de vos mains, ainsi que de certains de vos doigts qui vous permet d'utiliser un ordinateur : le clavier et la sourie sont les premier périphériques de mocap .
On distingue ainsi trois grand système de captation des mouvements : les systèmes optiques, mécaniques et magnétiques.
A noter que le terme de "capture" vient d'une mauvaise traduction de l'anglais, car il s'agit bien de capter le mouvement, et non de le capturer ...
Sommaire |
[modifier] La capture optique
La capture optique est basée sur la prise de vue synchronisée de plusieurs caméras, la synthèse des coordonnées (x,y) d'un même objet vu sous différents angles permettant de déduire les coordonnées (x,y,z) de cet objet . Evidement, cette méthode implique la prise en compte de problemes optiques complexe comme la parralaxe, la distorsion des lentilles utilisées, etc ..., le signal capté subit donc de nombreuses interpolations. En revanche, une calibration correcte de tout ces paramètres permet une grande précision des données récoltées.
Le principe de fonctionnement est analogue à celui des radars : les caméras émettent un rayonnement (en général rouge et/ou infrarouge ), refléchi par les marqueurs (dont la surface est composée d'une matière ultra réfléchissante) puis renvoyé à ces mêmes caméras. Celles-ci ne sont sensibles qu'à un type de longueur d'onde et visualisent les marqueurs sous forme des taches vidéos blanches (ou en niveau de gris pour les caméras les plus récentes). Le recoupement des informations de chaque caméra (2 caméras minimum donc) permet de déterminer la position du marqueur dans l'espace virtuel.
Voir l'article sur Match moving pour de plus amples explications
[modifier] La capture mécanique
La capture mécanique fonctionne grace à un exosquelette construit autour de l'élément à capter, et dont chaque articulation sera montée sur des roues encodées : variateur de lumière ou moteur pas à pas, la valeur de rotation de la roue est renvoyée par le système, les rotations sur les 3 axes x, y et z d'une articulation étant soit la résultante, soit la cause de la position d'un objet dans un espace, cette position, relative à l'articulation, peut ainsi etre calculée.
Si cette technique offre aussi une grande précision, elle est cependant limitée par le nombre de division des 360 degrès que propose le périphérique: les valeurs comprises entre ces divisions seront des interpolations, et non une retranscription du mouvement réelement effectué.
[modifier] La capture de centrales inertielles
Système de capture des mouvements humains: Moven. Acquisition de l'attitude du corps humain en temps réel en supprimant les contraintes imposées par les technologies utilisant des caméras. Le système portatif est basé sur un ensemble de centrales inertielles MTx et le système Bluetooth Xbus. Cette nouvelle technologie est adaptée à un usage dans les domaines de l'animation, de la formation et de la simulation ainsi que de la recherche en biomécanique…
[modifier] La capture magnétique
La capture magnétique repose sur la création d'un champ électro-magnétique en un point réel, qui aurra pour coordonnées (0,0,0) en x, y et z dans sa représentation virtuelle, et que l'on nomme "antenne", ainsi que sur l'introduction de "capteurs" dans ce champ électro-magnétique . Ces capteurs sont en fait des bobines de fils électriques perturbant le champ magnétique, et dont le calcul des differences de potentiel d'avec l'antenne traduit à la fois leurs positions et leurs orientations par rapport à celle-ci.
Le principal avantage de cette méthode est que les signaux captés sont tres peut interprétés, aucune interpolation n'est effectuée hors du calcul même de la position et de l'orientation des capteurs. Cependant, tout objet métallique inclu dans le champ, et plus généralement toute distortion électro-magnétique, conduira à un "tremblement" des données captées.
[modifier] Dans tous les cas
Dans tous les cas, on pose des marqueurs sur l'acteur à des endroits du corps caractéristiques, par exemple aux articulations, et ce sont les mouvements de ces marqueurs qui sont captés.
Il faut ensuite faire corresprondre les deux univers, réel et viruel, pour renvoyer ces données dans un squellette cohérent, le réalisme du mouvement étant aussi dépendant de la véracité de l'information captée que de la qualité du squellette sur lequel on l'applique.
[modifier] Liens externes
- (fr)Moven, la capture des mouvements humains pour des personnages de film d’animation, la création de Réalité Virtuelle, la simulation, les activités sportives et la santé.
- (es)STT, un exemple de système de captation optique.
- (fr)Le Gypsy d'Animazoo, un exemple de système de captation mécanique.
- (en)Le Fastrak de Polhemus , un exemple de système de captation électro-magnétique.
- (en) Introduction Motion capturing for human motion analysis with inertial sensors Mesure pour enregistrer les mouvements du corps humain.
