Marqueurs passifs et caméra

Etudes d'approfondissement
Motion Capture (Mocap)
Étienne-Jules Marey
Marie CHEVALLIER
Yacine FALL
RICM5
1
Plan
2
1- Définition et Motivations
2- Solutions
3- Comparaison produits
4- Conclusion
5- Démo
2
Définition et Motivations
« Une technique 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'autres systèmes. »
Wikipédia
“The creation of a 3D representation of a live performance.“
Understanding Motion Capture for Computer Animation and Video
Games by Alberto Menache
3
Définition et Motivations
• Médical
orthopédie, traumatologie, rééducation, biomécanique …
http://www.vicon.com/_images/applications/biomechanics_main.jpg
• Artistique
• R&D
44
Définition et Motivations
• Sport (de haut niveau)
• Cinéma - Animation
films 3D, décors virtuels , certains jeux vidéo, télévision
http://www.mti.epita.fr/blogs/wp-content/uploads/2010/09/gollum6-300x151.jpg
http://www.cnn.com/video/#/video/politics/2012/10/04/foreman-debate-fact-check-jobs.cnn
http://yace.za.free.fr/TPE/Intro/hulk.jpg
55
Solutions
6
• Un peu d’histoire
o 1900 : Rotoscopie (chronophotographie)
ex : Blanche neige et les sept nains
1937 par studios Disney
o Années 1970-80 : motion capture par potentiomètres
ex : suivre les mouvements de tête des pilotes
http://fr.wikipedia.org/wiki/Chronophotographie
http://lukebeech.wordpress.com/motion-capture/
66
Solutions
• Techniques invasives
• Chronophotographie
• Capture optique
• Capteurs passifs et caméra
• Capteurs actifs et récepteurs
• Capture mécanique
• Capture magnétique
• Techniques non-invasives
• Organic motion
• Kinect
• Image metrics
77
Solutions
Chronophotographie
• Par Etienne-Jules Maray
• Repères sur le corps
• Film
• Analyse image par image
http://fr.wikipedia.org/wiki/Capture_de_mouvement
88
Solutions
Chronophotographie
• Repères de couleur
http://lukebeech.wordpress.com/motion-capture/
99
Solutions
Capture optique
• Marqueurs passifs et caméra
• Caméras : émettent un rayonnement
• Capteurs réfléchissants à des points stratégiques
10
10
Solutions
Capture optique
• Marqueurs passifs et caméra
(x,y,z)
(x1,y1)
(x2,y2)
11
11
Solutions
Capture optique
• Marqueurs passifs et caméra
• Inconvénients :
• Rigueur dans l’installation des capteurs
• Parallaxe et distorsion des lentilles de caméra
 points de calibration
• Recouvrement
 nombreuses caméras
12
12
Solutions
Capture optique
• Marqueurs actifs et récepteurs
• Micro-LED
• Capteurs photosensibles
 repère (x,y,z)
• Inconvénient :
• Précision du calibrage
13
13
http://www-igm.univ-mlv.fr/~dr/XPOSE2009/EffetsSpeciaux/html/motioncapture.html
Solutions
Capture mécanique
• Potentiomètres sur chaque membre
• Codeur + calculateur
• Angle de mouvement
• Rotation
• Avantages :
• Cohérence du squelette
• Rapidité de calcul
• Inconvénients :
• Liberté de mouvement
• Interaction environnement
14
14
Solutions
Capture magnétique
• Un champ magnétique (0,0,0)
• Capteurs : bobines de fils électriques
 perturbation du champ
• Différence de potentiel
• Orientation
• Position
• Avantage :
• Rapide
http://lukebeech.wordpress.com/motion-capture/
• Inconvénient :
• Objets métalliques
15
15
Solutions
• Techniques invasives
• Chronophotographie
• Capture optique
• Capteurs passifs et caméra
• Capteurs actifs et récepteurs
• Capture mécanique
• Capture magnétique
• Techniques non-invasives
• Organic motion
• Kinect
• Image metrics
16
16
Solutions
Organic motion
Caméras couleur haute vitesse
OU
Combinaison des données caméras
Salle à murs réfléchissants
Caméras
monochromes
http://www.organicmotion.com/products/
17
17
Solutions
Kinect
http://www.gameblog.fr/article-lecteur_612_comment-fonctionne-la-technologie-kinect
18
18
Solutions
Kinect
http://www.gameblog.fr/article-lecteur_612_comment-fonctionne-la-technologie-kinect
19
19
Solutions
Image Metrics
• Calibrage
20
20
http://gl.ict.usc.edu/Research/DigitalEmily/
Solutions
Image Metrics
• Enregistrement de séquences types
21
21
http://gl.ict.usc.edu/Research/DigitalEmily/
Comparaison des produits
• Vicon Motion Systems
• Motion Analysis
Matériel utilisé pour faire de la mocap
• Kinect (Microsoft)
• Creative (Intel)
 Perceptual Computing SDK 2013
 http://software.intel.com/en-us/vcsource/tools/perceptual-computing-sdk/demos
• Leap Motion (LEAP)
 https://leapmotion.com/
22
22
Conclusion
• Beaucoup de domaines d’application
• Enormément de progrès en peu de temps
• Nouvelles technologies non-invasives
• Des avatars de plus en plus réalistes
23
Démonstration
24
24
25
Sources
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
http://lukebeech.wordpress.com/motion-capture/
http://eeepc.net/hp-touchsmart-tm2-makes-animated-motion-capture-a-cinch/
http://www.loop.ph/bin/view/Openloop/SensorTechnology
http://www-igm.univ-mlv.fr/~dr/XPOSE2009/EffetsSpeciaux/html/motioncapture.html
http://fr.wikipedia.org/wiki/Capture_de_mouvement
http://www.organicmotion.com/applications/animation
http://software.intel.com/en-us/vcsource/tools/perceptual-computing-sdk
http://wiki.ipisoft.com/Main_Page
https://leapmotion.com/
http://www.effets-speciaux.info/article?id=12
http://www.mti.epita.fr/blogs/2011/03/26/la-motion-capture-un-tour-dhorizon-2/
http://c.chasserat.free.fr/TPE2/defhistorique.html
http://technabob.com/blog/2008/08/20/image-metrics-emily-facial-animation-blows-my-mind/
http://ict.usc.edu/research/
http://ict.usc.edu/prototypes/digital-emily/
http://gl.ict.usc.edu/Research/DigitalEmily/
http://www.image-metrics.com/technology/
http://www.mti.epita.fr/blogs/2011/03/26/la-motion-capture-un-tour-dhorizon-2/
http://www.metamotion.com
http://www.motionanalysis.com
26