Méthodes d'édition interactive de personnages basées sur l'apprentissage

Learning-based interactive character animation

• Auteur / Autrice : Léon Victor
• Direction : Véronique Eglin, Saïda Bouakaz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 07/04/2023
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale en Informatique et Mathématiques de Lyon (Lyon ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Membre de : Université de Lyon (2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LIRIS - Laboratoire d'Informatique en Image et Systèmes d'information (Rhône ; 2003-....) - Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information / LIRIS
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : SAARA - Simulation, Analyse et Animation pour la Réalité Augmentée
• Jury : Président / Présidente : Sylvie Gibet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Véronique Eglin, Saïda Bouakaz, Sylvie Gibet, Renaud Séguier, Jean-Philippe Vandeborre, Bertrand Kerautret, Sébastien Mavromatis, Alexandre Meyer
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Renaud Séguier, Jean-Philippe Vandeborre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Animation par ordinateur

Mots clés libres

Informatique

Apprentissage Automatique

Animation de personnages

Edition d'animation

Personnage virtuel

Capture de mouvement

Simulation mouvements

Informatics

Machine Learning

Character animation

Animation Editing

Virtual character

Motion capture

Movement simulation

Résumé

La principale méthode utilisée pour animer un personnage virtuel consiste à éditer le mouvement d’un squelette, sur lequel un modèle sous forme de maillage sera appliqué et déformé au besoin. Pour convaincre le spectateur, le mouvement d’un personnage doit respecter de nombreuses règles implicites, comme le modèle physique qui régit son monde ou les limites de sa morphologie. Ce faisant, il doit aussi rendre explicite l’action réalisée, et laisser transparaître l’état émotionnel du personnage. La subtilité de ces contraintes rend la création d’animation difficile et la production d’une animation réaliste et/ou plaisante repose fortement sur les connaissances, l’expérience et minutie de l’animateur. La démocratisation des techniques de capture de mouvement (Motion Capture, ou MoCap) permet de produire de plus en plus de données de mouvements tirés du monde réel, qui portent intrinsèquement des informations sur ces contraintes. Les travaux présentés dans cette thèse proposent d’exploiter ces données à l’aide de méthodes récentes d’apprentissage automatique, utilisant les réseaux de neurones pour fournir de nouveaux outils aux artistes animateurs.

Animated characters are a crucial component of compelling and lively virtual worlds. Their motion is influenced by complex behaviors, and the production of expressive character animation heavily relies upon animators’ skills, training and knowledge. Ever since computers have been used in this creative process, researchers have strived to develop intuitive, interactive and precise tools and interfaces to facilitate animators’ work. In the last decade, deep learning methods have raised a lot of interest in the computer animation community, capitalizing on the increasing availability of real-life captured motion data to train generative models able to synthesize new movement. While the studied application allow for the generation of new realistic animation, the process unfortunately leaves little room for animators’ control. This thesis therefore proposes to use neural networks to learn the subtle complexities carried by motion data and to use the extracted information in the design of user-centric animation tools which fit in the existing animation production workflow. We propose two approaches allowing a user to edit a character’s pose at a given time frame, first by directly manipulating its skeleton, and second through higher-level pose parameters.