Projet d animation. Thème : Les Lemmings. Réalisation d un film d animation avec 3DSMax. Cyril Crassin Adeline Pihuit MaximeTournier

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1 Projet d animation Réalisation d un film d animation avec 3DSMax Thème : Les Lemmings DEA IVR Année Cyril Crassin Adeline Pihuit MaximeTournier

2 Introduction Sortie pour la première fois en 1991 des studios Psygnosis studios aujourd hui disparus comme beaucoup d autres- le Jeu Lemmings est maintenant devenu un véritable jeu culte. Le principe du jeu est d aider une horde de Lemmings, d idiots petits rongeurs ne sachant avancer qu en ligne droite tant que l on ne les pousse pas à faire autre chose, à atteindre la porte de sortie de niveaux tous plus vicieux les uns que les autres Le but de ce projet était de nous inspirer de ce thème et de nous en servir comme base pour la réalisation d un petit film d animation en images de synthèses réalisé avec 3D studio MAX. Ce projet est la conclusion du cours d animation que nous avons suivi pendant le bimestre et il est ainsi l occasion de mettre en application l ensemble des techniques vues en cours ainsi que d approfondir nos connaissances et notre savoir faire dans le domaine. Images issues du premier jeu vidéo Lemmings - 2 -

3 Sommaire 1. Story-board Modélisation Travail préparatoire sur les personnages Réalisation technique des scènes Montage Organisation du travail et répartition des taches.. 35 Conclusion

4 1. Story-board (Les différentes techniques employées ne sont que mentionnées dans cette partie du rapport, elles seront plus détaillées dans la partie intitulée «Réalisation Technique des scènes») Notre scénario tourne autour de trois protagonistes majeurs : une Lamminette (UNE Lemming), un Lemmignon, petit Lemming à qui rien ne fait peur, et le LemmingBond, un lemming assez classe A suivre Générique : Le décor commence à prendre forme, le texte apparaît, et une porte s ouvre. De cette porte tombent des Lemmings qui commencent à avancer en file Scène n 1 : Premier plan sur les yeux de la Lamminette se trouvant en haut d une falaise, puis travelling arrière jusqu à avoir une vue de dessus de l ensemble de la scène. Scène n 2 : Vue d ensemble sur la scène, avec une file de Lemmings marchant tout droit sans réfléchir et tombant dans un précipice représenté par une nappe de brouillard. (Système de particules pour la gestion de la file de Lemmings) Plongée de la caméra sur le premier Lemming de la file pour le voir tomber. Scène n 3 : La caméra remonte doucement la file de Lemmings et se concentre sur les expressions des visages de ceux-ci qui ont l air atterrés par leur destin Scène n 4 : Plan sur un Lemming qui tourne la tête et voit la Lamminette. Il tombe amoureux, ses yeux se transforment en cœur (Morphing des yeux + Système de particules sur les coeurs) - 4 -

5 Scène n 5 : Le Lemming essaie de sortir de la file pour rejoindre la Lamminette, mais ses pieds sont prisonniers du mouvement de la file Normal, c est un Lemming, il est né pour suivre le Lemming le précédant dans la file Scène n 6 : Le Lemming s énerve et se tourne vers la caméra. Il tape dedans comme s il s agissait de l interface de jeu de l ordinateur. Il s énerve et fait comprendre qu il voudrait que le Lemming devant lui soit transformé en bloqueur afin de pouvoir sortir de la file. Scène n 7 : La main représentant le curseur de la souris du joueur clique sur le Lemming devant lui pour le transformer en bloqueur. Scène n 8 : Le Lemming, libéré de la file, se relooke en Lemmignon, prêt à retrouver sa belle (Morphing du vêtement du Lemming en salopette) Scène n 9 : Le Lemmignon sort de la file et court vers la falaise. La caméra fait d abord un gros plan sur le Lemmignon qui court, puis un travelling arrière pour avoir une vue d ensemble de la scène et constater les dégâts de la sortie du Lemming de la file : la file est cassée, les Lemmings n ont plus de repère et partent dans tous les sens. (Système de particules pour le nuage de fumée derrière le Lemmignon qui court, Crowd pour le bazar de la file) Scène n 10 : Vue rapprochée sur le Lemmignon au bas de la falaise. La caméra suit le début de son ascension. (FFD sur une prise d escalade, Cinématique inverse sur les mains et KeyFrame pour la grimpe) Scène n 11 : La caméra recule pour voir l ensemble de la grimpe du Lemmignon. Au loin un avion passe à son bord le LemmingBond - 5 -

6 Scène n 12 : Vue depuis l avion. On voit au loin le Lemmignon qui finit de gravir la falaise Scène n 13 : Vue du Lemmignon qui court vers la Lamminette, sa fleur à la main. Scène n 14 : Le LemmingBond atterrit entre le Lemmignon et la Lamminette et se met en bloqueur. Scène n 15 : Le Lemmignon fait demi tour car bloqué par le LemmingBond, s arrête au dessus du précipice, regarde en bas avec ses yeux qui sortent des orbites (effet cartoon), bas des ailes puis tombe dans le précipice. Scène n 16 : Vue rapide en milieu de chute, on voit le Lemmignon passer devant la caméra. Puis la caméra effectue une vue plongeante sur la fin de chute. Arrivé en bas, le Lemmignon explose et se désintègre. Il ne reste plus que ses yeux et ses cheveux quand la fumée se dissipe. (Générateur de particules) - 6 -

7 2. Modélisation Afin de réalisé ce scénario, nous avons dû modéliser divers éléments, notamment le terrain et quelques accessoires de décor, modifier le maillage de base du Lemming pour disposer de nos trois protagonistes bien particuliers, et enfin modéliser quelques accessoires supplémentaires comme la fleur ou encore l avion Le décor Le terrain Une première version entièrement polygonale du terrain a été créée en manipulant directement les triangles d'un plan, puis en raffinant/lissant lorsque nécessaire. Très vite, la nécessité d'un contrôle de plus haut niveau sur le modèle du terrain s'est faite sentir. En effet, l'édition et/ou réparation du mesh devenait de plus en plus fastidieuse à mesure que des retouches étaient effectuées. Il fut donc choisi d'utiliser des surfaces NURBS pour réaliser le terrain. Ces dernières proposent un contrôle de suffisamment haut niveau pour l'édition de terrain, avec de bonnes propriétés de continuité et de localité. Le problème avec ce type de surfaces est qu'il est impossible (à notre connaissance) d'appliquer plusieurs matériaux différents à la surface. Il est en revanche possible d'appliquer de modificateur turn to mesh, puis d'appliquer les matériaux à la triangulation résultante. Cependant cette triangulation est susceptible d'être totalement modifiée à chaque modification de la NURBS, ce qui résulte en un éparpillement des divers matériaux à la surface du mesh

8 Après bien des recherches, une alternative a été trouvée en collant un plan à la NURBS de contrôle, à l'aide du modificateur SurfDeform. La triangulation étant fixée une fois pour toute, les problèmes évoqués ci-dessus ne se posent plus Les arbres et les nuages Ils ont été modélisés à partir de BlobsMesh, ce qui a permis d avoir des formes irrégulières typiques de ce genre d éléments, tout en gardant un certain contrôle qui permet de les modifier à tout moment sans trop modifier le maillage à un niveau trop bas, ce qui aurait été le cas avec de simples sphères puisqu il aurait fallu travailler sur les vertex directement Les cailloux Les cailloux ont été modélisés en appliquant simplement un modificateur bruit sur une sphère plus ou moins déformée Les fleurs Chaque fleur est un objet composé, formé d une tige - simple cylindre dont certains vertex ont été tirés afin de créer les épines -, du cœur -une simple sphère aplatie et creuser en son centre par déplacement de vertex. Le pétale de base est une déformation non uniforme d une sphère, puis les vertex ont été aléatoirement déplacés afin de créer un relief au centre de celui-ci. Les autres pétales - 8 -

9 en sont des instances, ainsi que les épines qui ne sont qu un modèle de pétale redimensionné Le brouillard Le brouillard est réalisé avec un effet atmosphérique type «brouillard volumique» qui n est visible qu au rendu. Il est représenté par un grand gizmo de type rectangulaire dans la scène. En ce qui concerne les matériaux du décor, nous avons choisi d utiliser le Cell Shading afin de rendre un effet «cartoon» à ce film, le personnage principal s y prêtant parfaitement Modélisation des protagonistes Le Lemming de base La seule modification que nous ayons apportée par rapport au modèle initial est une déformation du maillage de la tête par insertion de vertex et extrusion de polygones afin de former une bouche, ce qui est indispensable pour rendre les différentes expressions des visages envisagées dans le Story-board La Lamminette Le maillage du vêtement a été modifié par insertion de vertex pour pouvoir découper dans le vêtement basique une jupe et un tee-shirt. Le nombril a été fait par extrusion de vertex, les cheveux ont été rallongés par redimensionnement des maillages initiaux, les cils sont modélisés à partir de sphères étirées Le Lemmignon De même que pour la Lamminette, des vertex supplémentaires ont été insérés dans le maillage de base pour créer la salopette Le LemmingBond Il en est de même que pour les deux précédents personnages. Le nœud papillon est réalisé à partir de deux sphères déformées et symétriques. Pour chacun des trois personnages, les yeux ont été subdivisés afin de pouvoir colorer iris et pupille différemment. On a donc ajouté un sous matériau au matériau fourni avec le modèle. Les paupières sont des demies sphères de dimension légèrement supérieure à celle des yeux

10 2.3. Les accessoires L avion Il a été entièrement modélisé à partir de sphères déformées et effilées. Garder la forme globale arrondie d une sphère permet de lui donner un effet «cartoon». L ensemble de l avion est un objet composé des différentes parties, mais l hélice ne fait pas partie de cet objet composé et reste un objet à part entière. Ainsi, il est possible de la faire tourner. Elle est tout de même liée à l avion par une contrainte de position pour suivre le mouvement de l avion La fleur C est la même que celles du décor, cependant elle n est pas rendue en Cell Shading. Elle utilise des matériaux standards, et un Bump Mapping est appliqué sur la tige et le cœur. Image utilisée pour le Bump Mapping du coeur 2.4. Optimisation Nous avons tenté d optimiser au maximum l ensemble de nos créations afin d obtenir un temps de rendu optimal pour la visualisation temps réel, ainsi que le meilleur compromis qualité/rapidité de rendu. Pour cela, la majorité des objets et tous les personnages ont été modélisés en basse résolution sous la forme de Poly Editables puis un modificateur MeshSmooth leur a été appliqué afin de spécifier le raffinement souhaité au moment du rendu (options Renderer)

11 2.5. Illumination de la scène Atmosphère du film L illumination est l élément qui permet de donner une atmosphère particulière à une scène, c est cette atmosphère qui va mettre en relief l action que nous avons modélisée et elle revêt donc une importance particulière. Nous souhaitions en effet plonger l action de notre animation dans un univers proche de celui du jeu vidéo et en particulier de son coté humoristique et décalé. Nous voulions également centrer particulièrement toute la trame de l histoire sur les personnages et il ne fallait donc pas que le décor n écrase ces derniers, mais au contraire les mettent en valeur. Nous avons pour cela fait le choix d utiliser un modèle de matériaux de type cartoon pour l ensemble des éléments de décors, ce modèle fournit un rendu très lisible et doux, qui permet au décor de se faire oublier au profit des personnages. Ceux ci sont rendus avec un modèle d illumination de Phong mais très Lambertien, qui permet de bien les intégrer dans le décor tout en les faisant tout de même ressortir de par l action de la lumière Illumination Naturelle La première phase a consisté à reproduire globalement l éclairage naturel qui aurait lieu sur un terrain réel semblable à celui utilisé comme support de l ensemble de notre animation. Cela a été fait en fixant tout d abord la position du soleil, ce point déterminant la provenance de la quantité la plus importante de lumière. Par temps clair, il s agit d une lumière particulièrement chaude dans les tons jaunâtres pouvant virer dans les tons orangés en fin de journée. C est à partir de cette direction que sont créées les ombres dans un environnement naturel. En plus d ajouter du réalisme à l éclairage de la scène, les ombres ont également, dans notre cas, un rôle extrêmement important de mise en relief du terrain. En effet, le choix d utiliser un rendu de type cartoon sur un décor particulièrement épuré dans le but de refléter l univers humoristique et amusant dans lequel se déroule l action, entraîne malheureusement un aplatissement des reliefs qui composent le terrain et ses «ornements». Les ombres permettent ainsi la perception de ces reliefs mis en valeurs par des variations d intensités lumineuses. Nous avons reproduit ce phénomène par l intermédiaire d un spot fortement lumineux focalisé sur le centre de la scène, orienté dans la direction des rayons du soleil que nous souhaitions simuler et projetant des ombres. En plus de cette source principale, plusieurs autres spots projetant également des ombres mais émettant une intensité lumineuse moins importante ont été ajoutés afin d amplifier encore plus certains reliefs, dans les zones totalement à l ombre de la source principale par exemple. En plus de la lumière reçue directement depuis la source (ici le soleil), l illumination naturelle est constituée d une composante indirecte, renvoyée par l ensemble des objets présent dans la scène. Il existe des techniques implémentées dans 3DsMAX pour simuler cet éclairage dit global (Radiosité, Photon Mapping ). Mais ces techniques sont particulièrement coûteuses en temps de calcul et le temps impartit pour le projet ne nous a pas permis de les employer. A défaut, nous avons tout de même simulé le phénomène par l ajout de sources lumineuses omnidirectionnelles, permettant ainsi de recréer un éclairage diffus dans toutes les directions, légèrement tintées de la couleurs globale des matériaux dont la lumière pourrait être issue (Ici principalement l Herbe)

12 Illumination scénaristique En plus de l éclairage global «réaliste», des éclairages secondaires ont été ajoutés pour chaque scène afin de mettre plus ou moins en valeurs les éléments scénaristiques. Ces éclairages ont été principalement réalisés à partir de spots directionnels, dont l atténuation et la couleur ont été plus finement paramétré. Il est tout de même à noter qu il faut éviter la multiplication trop importante de sources de lumière, dont la configuration et le paramétrage deviennent rapidement très difficile à gérer

13 3. Travail préparatoire sur les personnages 3.1. Animation de personnages avec Character Studio Présentation Caractère studio est un outil très performant intégré à 3D studio Max et dédié à l animation de personnages en 3D. In se décompose en trois composants principaux : Biped qui permet de créer et animer le squelette d un personnage, Physique qui est utilisé pour appliquer l animation d un squelette sur le maillage réel du personnage et Crowd qui permet d animer des groupes de personnages avec différents comportements ainsi que des interactions. Nous avons fait le choix de mettre en place l animation de nos personnages via cet outil dans les scènes ou il n est pas nécessaire d avoir un contrôle extrêmement précis et complet sur le personnages mais ou nous avions plutôt besoin d automatiser certaines animations ou d abstraire certains comportements difficiles à reproduire via un rigging classique. La grande force de Character Studio est en effet de fournir de puissants outils d abstraction et d encapsulation des animations afin de permettre leur réutilisation aisée. De plus, le scénario que nous nous sommes fixé met en scène un nombre très important de personnages «humanoïdes», c'est-à-dire à la morphologie proche de celle de l être humain. Ces personnages ont des comportements de marche, de course, de chute, de changement de trajectoires etc Deux des gros défis de ce projet ont été de permettre l animation de ces comportements soit pour un nombre très important de personnages soit pour un unique personnage mais sur une durée assez importante (grande distance à parcourir). Character Studio permet d abstraire énormément et de réutiliser aisément les animations d importants groupes de personnages humanoïdes qu il a fallu animer collectivement tout en leur laissant un comportement individuel suffisamment libre Création de squelettes avec Character Studio Character Studio permet de créer rapidement un squelette hiérarchique (plus de 10 niveaux de hiérarchie) de base automatiquement «riggué» sur un modèle par défaut qu il a fallu adapter à la morphologie «particulière» des Lemmings. Une attention particulière doit être portée à ce squelette car sa morphologie déterminera fortement les mouvements qui seront par la suite animables sur le personnage. Le maillage peut être appliqué sur le Biped soit à l aide du modificateur Skin utilisé également avec les Bones soit avec le Modificateur Physique spécifique à Character Studio. Physique à l avantage de permettre des simulations complexes de muscles et de tendons par exemple, il permet également en théorie de mémoriser l application d un maillage sur un Biped et de le rappliquer sur un autre à la topologie identique. Malheureusement Physique est très instable et ce genre de possibilité ne semble pas utilisable en pratique. Le Mis à part pour le Lemmignon (qui possède de grandes jambes) la morphologie des lemmings étant très proche, le même squelette a été utilisé sur la Laminette, Le Lemming et LemmingBond. Nous avons fait des premiers essais d application du squelette avec Physique puis à la vue de la lourdeur et de l instabilité de ce modificateur, nous nous sommes rapidement rabattu sur le modificateur Skin qui suffit dans notre cas

14 Animation automatique des cheveux avec Flex Le mouvement des cheveux des personnages animés avec Character Studio a été contrôlé à l aide du modificateur Flex. Il s agit en effet d un modificateur physique destiné à simuler des matériaux élastiques (systèmes masse-ressort) mais s adapte également assez bien à ce genre d animation. Sur ces modèles, nous ne nous intéressons en effet pas à la paramétrisation très pointue du mouvement des cheveux mais nous souhaitions simplement leur ajouter un léger mouvement suffisamment réaliste. Des déflecteurs ont été placés autour du squelettes des personnages (principalement la Lamminette) aux endroits le nécessitant afin d empêcher la pénétration des cheveux à l intérieur du maillage lors de mouvements brusques. Ce modificateur est par contre à utiliser avec prudence, il a en effet tendance à devenir très gourmand en ressources au fur et à mesure où le nombre de frames augmente dans la scène Réalisation du rigging avec le squelette standard utilisé dans 3DSMax Une deuxième version du squelette a été réalisée parallèlement à la version Character Studio, afin de permettre un meilleur contrôle ainsi que des déformations plus précises et variées, pour les besoins de certaines scènes. Ce squelette n'a pas été utilisé lors des animations de marche, contrairement à son alter-ego Character Studio

15 Un rigging complexe a été créé, en se fondant sur celui proposé dans les tutoriaux 3D Studio. En marge des obligatoires poignées de contrôle des différents membres du squelette, on trouve : Des paramètres contrôlant automatiquement le comportement des pieds au sol, utilisés par exemple lors de la réception d'un Lemming sur le sol après le saut de l'avion. Une cible pour les yeux, une pour la tête, comprenant également des attributs personnalisés pour l'ouverture/fermeture des paupières, ainsi que l'expression des yeux (angry/sad). Des possibilités d'étirement au niveau des vertèbres lombaires ainsi que des bras, à l'aide de scripts MAXScripts

16 Deux cibles pour chaque main, ainsi qu'un paramètre de contrôle permettant d'attacher la main dans le repère du monde ou du lemming, ceci afin de faciliter la préhension d'objets, ou l'accrochage à certains objets. Pour faciliter le suivi de points du regard, un système de pseudo-ressorts a été crée. Lorsqu'un personnage suit un objet du regard, les yeux démarrent les premiers, suivis par la tête, qui va généralement un peu trop loin, puis corrige et se replace dans l'alignement de la cible. Ce comportement a été simulé en créant une sorte de ressort dont une extrémité (fixe) est attachée à la cible, l'autre (mobile) étant attachée au contrôle de direction de la tête. Une force de gravité sphérique est attachée à la cible de manière à attirer vers elle l'autre extrémité. Le comportement de ressort a été mis en place par l'application d'un modificateur Flex sur une ligne entre les deux extrémités. En modifiant les paramètres du Flex de manière à éviter les oscillations, on obtient (pas toujours :- ) un mouvement convaincant de la tête à moindre frais

17 3.3. Réalisation de différentes expressions de base pour le visage du Lemming et synthétisation d expressions Nous avons travaillé les expressions du Lemming en appliquant une FFD 4*4*4 au niveau du visage. Les différentes expressions sont donc obtenues par déformation de cette FFD, ainsi qu en manipulant les 4 vertex des coins de la bouche. Les remonter ou les descendre permet de donner l allure générale de la bouche. Ces expressions faciales de base nous ont permises de créer un visage capable de synthétiser une large gamme de nuances et de mélanges d expressions. Ce visage a été réalisé via un Morpher ciblant l ensemble des 9 expressions disponibles et pouvant ainsi être combinées librement

18 4. Réalisation technique des scènes 4.1. Générique Animation du décor Apparition du pommier et des fleurs : Animation via modificateurs Stretch. Piste de visibilité. Dop Sheet pour la synchronisation/désynchronisation des animations. Keyframes sur les contrôleurs. Contrôle de la fleur et de la porte : La grosse fleur au premier plan qui réagit lorsque notre pauvre lemming va se faire écraser a été contrôlée et animée via un slider de contrôle lié par contrainte de lien au paramètre de courbure d un modificateur bend appliqué sur ses pétales. La porte par laquelle arrivent nos lemmings est contrôlée de façon similaire. La lumière volumétrique sortant de la porte est également animée par simple Keyframing de la valeur de Phase de son attribut de bruit. Le Mode Dope Sheet du Track View Animation des lemmings. Animations de marches et petits mouvements : Animation hiérarchique et IK d un Bipeds Character Studio. Sous-animations créées individuellement puis mélangées via le Motion Mixer. Synchronisation de tous les personnages avec Motion Mixer. Animation de scaling des membres pour l écrasement via l ajout de contrôleurs au BIPED. ScaleList similaires aux WeightedList de Max

19 Le Motion Mixer de Character Studio 4.2. Scènes 1 & La longue file de lemmings L effet que nous souhaitions réalisé était le suivant : Une file de lemmings marchant alignés, quelque peu à la façon militaire, mais pas totalement synchronisés afin de conserver le réalisme et également donner un peu d humanité à nos personnages. La création et l animation de la file de lemmings contenant près d une centaine de personnages a fait l objet de nombreuses expérimentations. En plus du nombre très important de personnages à animer, le défi résidait dans le fait que l ensemble de l animation se déroule sur un terrain naturel, accidenté, sans motif répétitif. Nous avons fait le choix de conserver cette contrainte afin d augmenter le réalisme de la scène et également de pousser un peu la réflexion sur ce type de problématique Ce qui ne marche pas - Contrôleur de suivi de trajectoire : Mouvement non réaliste qui ne suis pas les aspérités du terrain ou ne permet pas l animation réaliste des mouvement de balancement et de sursauts du corps lors de la marche

20 - Crowd : Suivi synthétisé d une trajectoire. Le système de synthèse de mouvements est beaucoup trop divergent pour de longues simulations. Oscillations très importantes à partir de quelques centaines d images. Cela oblige à la création d une bibliothèque très précise (et donc volumineuse et longue à concevoir) de mouvements. Très coûteux en calcul et lourd en mémoire Solution développée 1) Un des membres de la file est animé avec Character Studio : a. Marche de base synthétisée en mode FootSteps via la génération d un chemin sur le terrain par adaptation des pas. b. Permet de donner la dynamique à tous le corps en fonction du relief. c. Mouvements des bras et de la tête synthétisée indépendamment pour correspondre à notre vision et résoudre les problèmes d auto collision liés à la morphologie du Lemming. d. Mixage des animations avec le MotionMixer. 2) Génération des clones de ce lemming avec animation décalée dans le temps. Problème : La génération manuelle de clones seraient trop fastidieuse, le scripting peu flexible à moins d y passer du temps. Dans tous les cas, on a des clones trop lourds du personnage (Biped+Mesh). Il existe le modificateur PointCache qui permet de cacher sur disque l animation d un maillage, mais il ne fonctionne pas avec Physique. Et stocker l animation de tous les points serait sans doute encore plus lourd que le Biped. a. Utilisation d un système de particules SuperSpray : Le plus léger permettant l utilisation d objets animés comme particules. Vitesse des particules à 0, fréquence de naissance en fonction de la densité souhaitée de la file. b. Export du Biped Animé avec Character Studio en Bones Animés, plus légers (Via export Kaydara) utilisés avec le système de particules

21 4.4. Scène n 3 : Lemming Dream Insertion du Lemming au milieu de la file : LE lemming est inséré dans la file en segmentant le générateurs de particules en deux et en laissant un espace temporel pour insérer le biped du lemming animé dans la file. Animation dans la file : Utilisation du contrôle facial pour la synthèse d expressions par morphing présenté précédemment sur le lemming en marche animé avec Character Studio. Ajout du contrôle des paupières via un slider ainsi qu une contrainte LookAt sur les yeux afin de permettre leur contrôle via un dummy créé sur mesure. Contrainte de position sur le dummy pour suivre le ButterLemming. Animation par Keyframes du mouvement de la tête. Le ButterLemming, comme tous les objets manipulés dans nos scènes, a été modélisé et animé (par KeyFrames et répétition sur OutOfRange) à l extérieur du fichier d animation puis inclus Scène n 4 : Coup de Foudre Morphing du visage L expression du visage du Lemming passe de la tristesse à un grand sourire, puis à un sourire un peu «niais», via un morphing entre plusieurs des différents maillages des expressions réalisées grâce aux FFD. Les poids de chacun des visages sont enregistrés dans des KeyFrames, ce qui permet de faire évoluer de façon très libre l expression

22 Morphing des yeux en coeur Les yeux en forme de sphère se morphent en cœur ayant la même topologie, et sont agrandis. La texture de l œil subit aussi un morphing pour devenir rouge (interpolation entre les poids des matériaux dans l éditeur de matériaux). Une texture réflexion/réfraction représentant une image de la Lamminette a été ajoutée dans le matériau rouge du cœur, pour refléter la scène que voit le Lemming. Il n était pas possible d utiliser directement le principe de réflexion en mettant une cible aux yeux du Lemming car la Lamminette est trop loin de lui et l on ne voyait quasiment rien dans l image réfléchie Les cœurs, générateurs de particules Trois autres petites sphères rouges sortent des yeux en stade «cœur» et se morphent aussi en cœur, puis «évoluent» autour du Lemming en suivant une contrainte de trajectoire. Arrivés au bout de la trajectoire, les cœurs - générateurs de particules de type réseau P - éclatent en petites gouttelettes depuis l ensemble de la surface des coeurs. Ceux-ci disparaissent de l écran via des clefs de visibilité mises à «false» dans l éditeur de courbes Scène n 5 : Je Veux Sortir! Mouvement de camera : Camera liée par contrainte au Lemming afin de suivre don déplacement. Animation du personnage : Etirement via ScaleList comme pour la scène de générique animé pas Keyframes. Mouvements animés par IK : Déplacement des mains dans la direction souhaitée. La cinématique inverse est utilisée fortement pour permettre de créer le mouvement de chute le plus réaliste possible. L animation de la partie supérieure du personnage est combinée à celle des jambes et du bassin afin que l action soit réalisée alors que le Lemming continue à être entraîné par la file et qu il ne peut en sortir de part son conditionnement de bon Lemming :-)

23 4.7. Scène n 6 & 7 : Game Mode Le lemming tapote l'écran de l'ordinateur de manière à attirer à lui le curseur de l'utilisateur, et ronchonne brièvement afin d'obtenir de l'aide. Cette scène utilise les différentes possibilités offertes par le rig complexe décrit plus haut. L'écran de l'ordinateur à été représenté par un rectangle orienté comme la camera, placé entre le Lemming et cette dernière. Le contrôle du curseur a été réalisé grâce à deux dummies, respectivement attachés au monde et à l'écran de l'ordinateur, dont les positions contraignent celle du curseur. En plaçant convenablement les dummies, il suffit de jouer sur les poids des contraintes pour immédiatement obtenir les mouvements de souris de l'écran au monde et vice-versa Scène n 8 : Transformation du Lemming en Lemmignon Morphing du vêtement basique en salopette Le problème rencontré dans cette scène a été de pouvoir morpher le vêtement en salopette. En effet, la salopette avait été modélisée à partir du vêtement de base par insertion de nouveaux vertex afin de pouvoir colorer convenablement les polygones propres au tee-shirt et à la salopette. Cependant, à ce stade il n était plus possible de morpher ces deux éléments puisqu ils avaient des topologies différentes

24 Il a donc fallu insérer ces mêmes vertex sur le vêtement de base, vertex virtuels ne servant pas à proprement parler au maillage, mais simplement pour la correspondance de vertex lors du morphing. Il a ensuite fallu morpher les matériaux des deux vêtements, c est-à-dire établir pour chaque polygone une correspondance entre ses ID dans chacun des matériaux. L animation de morphing se fait ensuite en plaçant les Keyframes en début (le vêtement de base influe à 100%, la salopette à 0%) et fin de morphing (pourcentages inverses). Il en est de même pour le morphing des cheveux et des yeux : il s agit d un morphing de matériaux fonctionnant de la même façon que celui des vêtements L effet «Potion magique», un système de particules PArray Cet effet a été rendu simplement en appliquant une texture standard de couleur diffuse jaune, et une opacité de type Smoke, sur les particules générées par ce système, des sphères. Ces particules sont émises uniquement le temps du morphing, c est-à-dire durant une quinzaine de frames, et vivent jusqu à la fin de la scène. L émetteur est le vêtement du Lemming Transition de l image de fond Afin de renforcer l aspect magique de la scène, l image de fond évolue d une image représentant la scène au moment du début du morphing vers une image de fond noir. Ceci se fait via une texture de type «mix» qui se compose de deux textures, l une étant le background de la scène, l autre une couleur diffuse noire. La transition de l une à l autre se fait de la même façon que pour le morphing des matériaux des vêtements, en animant le pourcentage de chacune des deux textures via des KeyFrames

25 4.9. Scène n 9 : Course vers la falaise Cette scène a demandé beaucoup de temps et d étude pour sa réalisation. L idée était de voir le Lemming transformé en Lemmignon sortir de la file et courir vers la Lamminette dans la direction de la falaise. Le point critique était le suivant : pendant sa course, la file de lemming derrière lui se décompose en un énorme bazar avec des lemmings courant et tombant dans tous les sens Le Bazar Problématique Pour que ce bazar ait l air réaliste, il ne fallait pas que les lemmings courent réellement dans n importe quelle direction mais suivent tout de même le terrain et ne s entre collisionnent pas afin de conserver de la crédibilité à la scène. De plus l idée était d inclure un nombre relativement important de Lemmings dans ce bazar, et il était ainsi hors de question de créer à la main le déplacement de chaque Lemming. Il a été consacré beaucoup de temps à la recherche de solutions pour ce problème relativement complexe lorsque l on prend également en compte l aspect coût de rendu et occupation mémoire de l animation. Nous avons testé un certain nombre de méthodes pour réaliser cette scène, en particuliers basées sur des systèmes de particules mais ces dernières ne se sont pas révélées concluantes Solution développée Nous nous sommes rapidement orienté vers Crowd, le module de Character Studio dédié à l animation de foules. Le principe de Crowd est de simuler le mouvement d importants ensembles d objets ou de bipeds via une série de règles et de contraintes paramétrables (suivi de trajectoire, de maillage, évitement, attraction ), et mêmes scriptables (via MaxScript). Ces règles sont utilisées pour créer le mouvement de Delegates eux-mêmes liés aux objets ou aux Bipeds. Alors que pour les objets standard, Crowd se contente de calculer un mouvement pseudo aléatoire basé sur les règles qui lui ont été affectées, pour la simulation de Bipeds des mécanismes plus complexes sont mis en œuvres. En effet, pour simuler le déplacement d un personnage, il ne suffit pas de lui affecter une position et une rotation, il faut le faire évoluer en fonction des mouvements qui lui sont disponibles. Crowd se base sur ce principe et pour la simulation de Bipeds, il synthétise totalement l animation de chacun des personnages de la foule à partir d une série de mouvements de bases qui lui sont disponibles. Seuls ces mouvements de base, combinés entre eux, sont alors capables de faire évoluer le personnage dans la foule

26 Il nous a donc fallu créer une série de mouvements de base tout d abord pour permettre aux Lemmings d évoluer correctement sur le terrain et ses aspérités, lui permettre de changer de vitesse, de chuter, de monter et descendre (avec différents degrés) ou encore d éviter un congénère. Ces mouvements sont créés ou modifiés en mode FreeForm (Keyframes avec IK) ou Footstep via un Biped. Ces mouvements sont liés entre eux dans un graph appelé MotionFlow qui spécifie les mouvements atteignables à partir de chacun d entre eux ainsi que la durée de la transition calculée par Crowd et la probabilité d apparition d une telle transition. Crowd peut optimiser automatiquement les transitions afin de réduire les risques de sots et de discontinuités dans les mouvements. L ensemble des délégués et des Bipeds faisant partie de l animation, peuvent être contrôlés globalement via Crowd afin de spécifier leurs paramètres aisément. Ce genre de simulation est extrêmement difficile à paramétrer pour obtenir le mouvement global désiré. Les lemmings on en effet tendance à s échapper de la surface qui leur est dédiée du fait qu une animation ait été mal calculée ou qu une collision éventuelle ait fait choisir une animation qui de la position courante mène à l extérieur. Les simulations obtenues sont difficilement reproductibles et la variation légère d un paramètre peut entraîner un bouleversement complet du résultat. De plus ce composant à tendance à être très instable. Après une période de prototypage très longue, nous avons tout de même obtenu un Bazar relativement convainquant

27 La course La course qu effectue le Lemmignon pour arriver au pied de la falaise a également été réalisée avec le modèle Character Studio, s agissant typiquement d une situation ou il est adapté. Le mouvement de course a été synthétisé à partir de l échantillon de course en ligne droite créé pour le Bazar via un Motion Flow à un seul Clip bouclant sur lui-même. La trajectoire désirée a ensuite été créée par déformation de la ligne droite via un Layer Character Studio. Les Layers permettent en effet de combiner diverses Keyframes spécifiées indépendamment les unes des autres. Ceci a ainsi permis de contrôler aisément la trajectoire avec uniquement un minimum de points clefs. Au départ de la course, un plan rapproché permet de donner la sensation de vitesse, sensation appuyée ensuite par le mouvement du personnage dans la scène. Cette sensation de vitesse est accentuée au départ par l utilisation d un effet de Motion Blur sur le maillage du Lemmignon La poussière Lors de sa course, le Lemmignon laisse une traînée de poussière derrière lui. Cette poussière a été générée à partir d un système de particules «Particle Flow». Ce système est composé de deux émetteurs, l émetteur principal générant les particules affichées à l écran et un système ne générant qu une unique particule attachée au personnage en mouvement. Cette particule est destinée à contenir la vitesse du personnage afin de la soustraire de la vitesse des particules, émises depuis le dessous des pieds du Lemming. Ceci donne ainsi plus l impression de particules soulevées depuis le sol plutôt que propulsées par le personnage. Pour accéléré le rendu de ce système, nous y avons ajouté un Cache de particules permettant de pré-calculer la position et l évolution au cours du temps de l ensemble des particule du système afin d évier leur re-calcul à chaque frame

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