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Auteur Namoune, Aimene |
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Titre : Animation 3D des Avatars en utilisant la technique CCD Type de document : texte imprimé Auteurs : Namoune, Aimene, Auteur ; Lakhfif, Abdelaziz, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2018 Importance : 1 vol (61 f .) Format : 29 cm Langues : Français (fre) Langues originales : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Informatique Mots-clés : Cinématique inverse
Degré de libert
Avatar
H-ANIM
Cinématique direct
Humanoïdes virtuelsIndex. décimale : 004 - Informatique Résumé : Résumé
L’animation des humanoïdes n’a cessé de s’améliorer. Elle sera plus en plus accessible grâce à l’évolution constante des cartes graphiques équipant les ordinateurs familiaux. Ce développement rend accessible au plus grand nombre la 3D temps réelle. Cette technologie est utilisée dans le multimédia, mais aussi dans les longs métrages afin d’améliorer la productivité des séquences d’animation, mais aussi l’éducation, la formation, le milieu médical, le traitement du handicap etc…
Dans la majorité de ces domaines, l'animation d'humanoïdes joue un rôle important puisque l'homme est au centre de toutes ces applications.
On a essaie dans ce mémoire de concevoir et implémenter une méthode d’animation à base de la technique « Inverse Kenematics » CCD, pour l’animation (mouvement articulatoires) des Avatar compatibles avec le norme h_anim et X3D.on a commencé par la réalisation d’un environnement virtuel de simulation des personnage virtuels (avatar), conforme avec le standard international h_anim et d’appliquer un algorithme d’animation à base d’un algorithme de cinématique inverse (IK) sur des modèles d’avatars pour les rendre dynamiques et afin de contrôler leurs mouvementsNote de contenu : Sommaire
Table des matières
Liste des figures ................................................................................................... v
Liste des tables ..........................................................................................vii
Introduction Générale
Introduction Générale ............................................................................................ 1
La génération des mouvements
1.1. Introduction .................................................................................... 4
1.2. Types de modélisation des objets 3D (avatars) ..................................................................... 5
1.2.1. Modélisation filaire ........................................................................................................ 5
1.2.2. Modélisation polygonale ................................................................................................ 6
1.2.3. Modélisation par primitives volumiques ....................................................................... 7
1.2.4. Modélisation par couches............................................................................................... 8
1.2.4.1. La couche squelettique ................................................................................................ 8
1.2.4.2. La couche musculaire .................................................................................................. 9
1.2.4.3. La couche de la peau et des vêtements ........................................................................ 9
1.3. Degré de liberté (DDL) ......................................................................................................... 9
1.4. Technologies de modélisation des avatars 3D .................................................................... 10
1.4.1. VRML (Virtual Reality Modeling Language) ............................................................. 10
1.4.2. X3D (Extensible 3D Graphics) .................................................................................... 11
1.4.2.1. Définition .......................................................................................................... 11
1.4.2.2. Les caractéristiques X3D ...................................................................................... 12
1.4.2.3. Les étapes nécessaires dans chaque application X3D : ........................................ 13
1.4.2.4. Navigateurs X3D .............................................................................................. 13
1.4.2.5. Structure de fichier X3D :..................................................................................... 15
1.5. Techniques de génération des animations : ......................................................................... 16
1.5.1. Animation Par images/scène clés ................................................................................. 16
1.5.2. Animation basée sur la capture de mouvement ........................................................... 17
1.5.3. Animation procédurale ................................................................................................. 18
1.5.4. Simulation physique ..................................................................................................... 18
1.6. Techniques d’édition de mouvements : ............................................................................... 19
1.6.1. Cinématique directe : ................................................................................................... 20
1.6.2. Cinématique inverse : ................................................................................ 21
1.7. Conclusion ........................................................................................ 22
Modélisation d’un humain virtuel
2.1. Introduction .............................................................................................. 23
2.2. Animation d’Humanoïde ......................................................................................................... 24
2.3. Prototypes fondamentaux pour la norme H_Anim.................................................................. 25
2.3.1. Noeuds Joint ...................................................................................................................... 26
2.3.2. Noeuds Segment ................................................................................................................ 27
2.3.3. Noeuds Site ....................................................................................................................... 28
2.3.4. Noeuds Displacer .............................................................................................................. 29
2.3.5. Le noeud humanoïde ......................................................................................................... 29
2.4. Technique d’édition de mouvement ........................................................................................ 30
2.4.1. La Cinématique directe (Forward kinematics) ................................................................. 31
2.4.2. La cinématique inverse (Inverse kinematics) ................................................................... 32
2.5. Méthodes de résolution de la cinématique inverse .............................................................. 33
2.5.1. Méthodes itératives ...................................................................................................... 33
2.5.2. Méthodes analytiques ................................................................................................... 35
2.5.2.1. Méthode de FABRIK (Forward and Backward Reaching IK) ............................. 36
2.5.2.2. Méthode Descente de Coordonnées Cycliques CCD ........................................... 36
2.6. Bilan ...................................................................................... 38
2.7. Conclusion ............................................................................ 39
Animation et l’implémentation
3.1. Introduction .................................................................................... 40
3.2. Création d’un avatar ........................................................................................ 41
3.2.1. Définition d’un personnage virtuelle (avatar) .................................................................. 41
3.2.2. Niveaux d'articulation (LOA)........................................................................................... 41
3.2.3. Outils nécessaires création du l’avatar : ........................................................................... 42
3.2.3.1. ECMASCRIPT .......................................................................................................... 43
3.3. Coordonnées Absolu / relative : .............................................................................................. 44
3.3.1. Changement de repère : .................................................................................................... 44
3.4. Problèmes de l'inverse cinématique : ...................................................................................... 48
3.5. Algorithme CCD pour résoudre le problème de la cinématique inverse ................................ 49
3.5.1. Principe de Fonctionnement du CCD : ............................................................................ 49
3.5.2. Algorithme « CCD » : ...................................................................................................... 51
3.6. Implémentation : ..................................................................................................................... 51
3.6.1. Fonctionnement de l’algorithme CCD : ........................................................................... 52
3.7. Animation avec l’algorithme CCD.......................................................................................... 54
3.7.1. Evaluation de fonctionnement d’algorithme CCD ............................................................... 59
3.8. Conclusion ............................................................................................................................... 60
Conclusion générale ....................................................................................................................... 61
BibliographieCôte titre : MAI/0241 En ligne : https://drive.google.com/file/d/15fl7Eoa-I8qTlBO4XbiCyiYgrHmi9O1B/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Animation 3D des Avatars en utilisant la technique CCD [texte imprimé] / Namoune, Aimene, Auteur ; Lakhfif, Abdelaziz, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2018 . - 1 vol (61 f .) ; 29 cm.
Langues : Français (fre) Langues originales : Français (fre)
Catégories : Thèses & Mémoires:Informatique Mots-clés : Cinématique inverse
Degré de libert
Avatar
H-ANIM
Cinématique direct
Humanoïdes virtuelsIndex. décimale : 004 - Informatique Résumé : Résumé
L’animation des humanoïdes n’a cessé de s’améliorer. Elle sera plus en plus accessible grâce à l’évolution constante des cartes graphiques équipant les ordinateurs familiaux. Ce développement rend accessible au plus grand nombre la 3D temps réelle. Cette technologie est utilisée dans le multimédia, mais aussi dans les longs métrages afin d’améliorer la productivité des séquences d’animation, mais aussi l’éducation, la formation, le milieu médical, le traitement du handicap etc…
Dans la majorité de ces domaines, l'animation d'humanoïdes joue un rôle important puisque l'homme est au centre de toutes ces applications.
On a essaie dans ce mémoire de concevoir et implémenter une méthode d’animation à base de la technique « Inverse Kenematics » CCD, pour l’animation (mouvement articulatoires) des Avatar compatibles avec le norme h_anim et X3D.on a commencé par la réalisation d’un environnement virtuel de simulation des personnage virtuels (avatar), conforme avec le standard international h_anim et d’appliquer un algorithme d’animation à base d’un algorithme de cinématique inverse (IK) sur des modèles d’avatars pour les rendre dynamiques et afin de contrôler leurs mouvementsNote de contenu : Sommaire
Table des matières
Liste des figures ................................................................................................... v
Liste des tables ..........................................................................................vii
Introduction Générale
Introduction Générale ............................................................................................ 1
La génération des mouvements
1.1. Introduction .................................................................................... 4
1.2. Types de modélisation des objets 3D (avatars) ..................................................................... 5
1.2.1. Modélisation filaire ........................................................................................................ 5
1.2.2. Modélisation polygonale ................................................................................................ 6
1.2.3. Modélisation par primitives volumiques ....................................................................... 7
1.2.4. Modélisation par couches............................................................................................... 8
1.2.4.1. La couche squelettique ................................................................................................ 8
1.2.4.2. La couche musculaire .................................................................................................. 9
1.2.4.3. La couche de la peau et des vêtements ........................................................................ 9
1.3. Degré de liberté (DDL) ......................................................................................................... 9
1.4. Technologies de modélisation des avatars 3D .................................................................... 10
1.4.1. VRML (Virtual Reality Modeling Language) ............................................................. 10
1.4.2. X3D (Extensible 3D Graphics) .................................................................................... 11
1.4.2.1. Définition .......................................................................................................... 11
1.4.2.2. Les caractéristiques X3D ...................................................................................... 12
1.4.2.3. Les étapes nécessaires dans chaque application X3D : ........................................ 13
1.4.2.4. Navigateurs X3D .............................................................................................. 13
1.4.2.5. Structure de fichier X3D :..................................................................................... 15
1.5. Techniques de génération des animations : ......................................................................... 16
1.5.1. Animation Par images/scène clés ................................................................................. 16
1.5.2. Animation basée sur la capture de mouvement ........................................................... 17
1.5.3. Animation procédurale ................................................................................................. 18
1.5.4. Simulation physique ..................................................................................................... 18
1.6. Techniques d’édition de mouvements : ............................................................................... 19
1.6.1. Cinématique directe : ................................................................................................... 20
1.6.2. Cinématique inverse : ................................................................................ 21
1.7. Conclusion ........................................................................................ 22
Modélisation d’un humain virtuel
2.1. Introduction .............................................................................................. 23
2.2. Animation d’Humanoïde ......................................................................................................... 24
2.3. Prototypes fondamentaux pour la norme H_Anim.................................................................. 25
2.3.1. Noeuds Joint ...................................................................................................................... 26
2.3.2. Noeuds Segment ................................................................................................................ 27
2.3.3. Noeuds Site ....................................................................................................................... 28
2.3.4. Noeuds Displacer .............................................................................................................. 29
2.3.5. Le noeud humanoïde ......................................................................................................... 29
2.4. Technique d’édition de mouvement ........................................................................................ 30
2.4.1. La Cinématique directe (Forward kinematics) ................................................................. 31
2.4.2. La cinématique inverse (Inverse kinematics) ................................................................... 32
2.5. Méthodes de résolution de la cinématique inverse .............................................................. 33
2.5.1. Méthodes itératives ...................................................................................................... 33
2.5.2. Méthodes analytiques ................................................................................................... 35
2.5.2.1. Méthode de FABRIK (Forward and Backward Reaching IK) ............................. 36
2.5.2.2. Méthode Descente de Coordonnées Cycliques CCD ........................................... 36
2.6. Bilan ...................................................................................... 38
2.7. Conclusion ............................................................................ 39
Animation et l’implémentation
3.1. Introduction .................................................................................... 40
3.2. Création d’un avatar ........................................................................................ 41
3.2.1. Définition d’un personnage virtuelle (avatar) .................................................................. 41
3.2.2. Niveaux d'articulation (LOA)........................................................................................... 41
3.2.3. Outils nécessaires création du l’avatar : ........................................................................... 42
3.2.3.1. ECMASCRIPT .......................................................................................................... 43
3.3. Coordonnées Absolu / relative : .............................................................................................. 44
3.3.1. Changement de repère : .................................................................................................... 44
3.4. Problèmes de l'inverse cinématique : ...................................................................................... 48
3.5. Algorithme CCD pour résoudre le problème de la cinématique inverse ................................ 49
3.5.1. Principe de Fonctionnement du CCD : ............................................................................ 49
3.5.2. Algorithme « CCD » : ...................................................................................................... 51
3.6. Implémentation : ..................................................................................................................... 51
3.6.1. Fonctionnement de l’algorithme CCD : ........................................................................... 52
3.7. Animation avec l’algorithme CCD.......................................................................................... 54
3.7.1. Evaluation de fonctionnement d’algorithme CCD ............................................................... 59
3.8. Conclusion ............................................................................................................................... 60
Conclusion générale ....................................................................................................................... 61
BibliographieCôte titre : MAI/0241 En ligne : https://drive.google.com/file/d/15fl7Eoa-I8qTlBO4XbiCyiYgrHmi9O1B/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité MAI/0241 MAI/0241 Mémoire Bibliothéque des sciences Français Disponible
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