Conception et animation interactive de foules pour de vastes environnements

Interactive design and animation of crowds for large environments

• Auteur / Autrice : Kevin Jordao
• Direction : Marie-Paule Cani, Julien Pettré
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 21/12/2015
• Etablissement(s) : Rennes, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche en informatique et systèmes aléatoires (Rennes) - Institut national de recherche en informatique et en automatique (France) - Analysis-Synthesis Approach for Virtual Human Simulation
• Partenaire(s) de recherche : : Université européenne de Bretagne (2007-2016)
• Jury : Président / Présidente : Bruno Arnaldi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Paule Cani, Julien Pettré, Bruno Arnaldi, Nuria Pelechano, Ronan Boulic, David Cazier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nuria Pelechano

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réalité virtuelle

Animation par ordinateur

Mots clés libres

Conception interactive de foules

Crowd animation

Crowd design

Crowd patches

Résumé

Les foules sont de plus en plus présentes dans les médias grands publics, comme le cinéma ou les jeux vidéo. Elles permettent de renforcer l'immersion du sujet dans l'environnement qui lui est présenté. Or, la création de mouvement de foule est la plus part du temps basé sur des modèles dures à prendre en main et qui n'offrent pas un contrôle direct sur le mouvement de foule que l'on souhaite créer. Dans cette thèse nous proposons des contributions sous forme de méthodes pour concevoir des mouvements de foules par le biais d'outils interactifs et intuitifs. Dans un premier temps, nous présentons une méthode interactive permettant de concevoir des foules en les déformant comme de l'argile. L'utilisateur peut tirer, compresser et torde la forme global de des foules pour leurs donner la forme qu'il ou elle souhaite. Les personnages qui composent la foule s'adaptent automatiquement à la nouvelle forme imposée par l'utilisateur. Dans un second temps, nous présentons une méthode permettant de peindre les mouvements et la densité de la foule pour la créer. Nous offrons la possibilité à l'utilisateur de créer des foules en peignant une carte de densité en niveau de gris, et une carte de mouvement via des dégradés. Ses cartes de couleurs sont utilisées par notre système pour le transformer en un mouvement de foule, via un algorithme itératif cherchant à optimiser les différentes valeurs des cartes de couleurs. Les foules obtenues par ces méthodes peuvent occupées un espace très large, et sont animées indéfiniment. Contrairement aux méthodes classiques de création de foules qui se basent sur l'ajustement de paramètres de modèles, nos méthodes permettent de concevoir les mouvements de foules en se basant sur des caractéristiques plus hauts niveaux de la foule, comme sa forme globale, ses mouvements internes ou sa densité. Ce qui offre la possibilité de créer du contenu de foule animée de manière simple, rapide et intuitif.

Crowds are increasingly present in audio-visual media, such as movies or video games. They help to strengthen the immersion of the subject in the virtual environment. However, creating crowds is most of the time based on models hard to master and which do not offer a direct control on the motion that you want to create. In this thesis we propose contributions for designing crowd motions through interactive and intuitive tools. Firstly, we present an interactive method for designing the crowds by distorting it like clay. The user can stretch, compress and twist the overall shape of the crowd to give it the shape he or she wishes. The inner characters of the crowd automatically adapt to the new shape imposed by the user. Secondly, we present a method to paint the motion and the density of the crowd to create it. We offer the opportunity to the user to create crowds by painting a grayscale density map and a motion map by gradients. Its colored maps are transformed by our system to crowds, thanks to our iterative algorithm seeking to optimize the different values of colored maps. Crowds obtained by these methods can occupy a very large space and are animated indefinitely. Unlike conventional methods of creating crowds, that are based on the adjustment of model parameters, our methods allow to design crowd motions based on higher level features of the crowd, as its overall shape, its internal movement or density. This offers the possibility to simply, quickly and intuitively create animated crowd contents.