Animation par images clés et animation squelettique
L'animation par images clés spécifie le mouvement à des instants choisis et interpole entre ces instants, tandis que l'animation squelettique anime la surface d'un personnage par le biais d'une hiérarchie sous-jacente d'os.
Definition
L'animation par images clés interpole les paramètres de scène entre des poses clés définies par l'artiste, et l'animation squelettique déforme un maillage de personnage selon la pose d'une structure osseuse hiérarchique.
Scope
Ce sujet couvre l'interpolation des positions et des orientations, y compris l'interpolation par quaternions des rotations, les squelettes articulés et la cinématique directe, l'habillage (skinning) qui lie un maillage aux os, et la cinématique inverse qui résout les angles articulaires pour atteindre des objectifs positionnels.
Core questions
- Comment les images intermédiaires fluides sont-elles générées à partir des poses clés ?
- Comment les rotations sont-elles interpolées sans distorsion ?
- Comment une hiérarchie d'os déforme-t-elle la surface d'un personnage ?
- Comment les angles articulaires sont-ils déterminés pour atteindre une position cible ?
Key concepts
- Interpolation par images clés
- Interpolation par splines et quaternions
- Hiérarchies d'os
- Cinématique directe
- Cinématique inverse
- Habillage (skinning) et poids d'habillage (skin weights)
Key theories
- Interpolation de rotation par quaternions
- Représenter les orientations comme des quaternions unitaires et les interpoler avec une interpolation linéaire sphérique produit une rotation fluide et de chemin le plus court, sans le blocage de cardan (gimbal lock) et la distorsion de l'interpolation des angles d'Euler.
- Cinématique directe et inverse
- La cinématique directe calcule la pose d'un personnage à partir des angles articulaires le long d'une hiérarchie d'os, tandis que la cinématique inverse résout le problème inverse plus difficile de trouver les angles articulaires qui placent un effecteur terminal à un emplacement désiré.
Clinical relevance
L'animation par images clés et l'animation squelettique constituent le fondement de l'animation de personnages dans le cinéma et les jeux, des avatars en réalité virtuelle et augmentée, et du mouvement articulé dans la robotique et la visualisation biomécanique.
History
Les systèmes d'images clés sont issus de l'animation traditionnelle ; les courbes de quaternions de Shoemake en 1985 ont résolu l'interpolation fluide des rotations, et l'habillage (skinning) avec cinématique inverse est devenu la norme pour les personnages articulés dans les pipelines de production.
Key figures
- Ken Shoemake
- Rick Parent
Related topics
Seminal works
- shoemake1985
- parent2012
Frequently asked questions
- Qu'est-ce qu'un squelette en animation ?
- C'est une hiérarchie invisible d'os à l'intérieur d'un personnage ; le mouvement des os déforme le maillage de surface attaché par l'habillage (skinning), de sorte que les animateurs posent le squelette simple plutôt que chaque sommet.
- Pourquoi utiliser des quaternions pour la rotation ?
- Les quaternions interpolent les rotations de manière fluide le long du chemin le plus court et évitent le blocage de cardan (gimbal lock), un problème où les représentations par angles d'Euler perdent un degré de liberté et produisent un mouvement saccadé ou indéfini.