Analyse physique du mouvement par identification de modèles particulaires d'animation

Participant : Jean Louchet

Mots clefs : animation de scène, coopération analyse/synthèse, modélisation de système mécanique

Cette orientation de recherche consiste à investiguer ici l'application des techniques d'analyse/synthèse, non plus à la géométrie, mais à l'étude du mouvement. Par analyse du mouvement, on cherche à retrouver un modèle de mouvement minimisant l'écart entre le mouvement réel et le mouvement synthétique induit par le modèle.

Le problème abordé ici est celui de la construction de modèles réalistes du mouvement dans les images, en utilisant des modèles physiques à base de particules (masses) et de liaisons. Le modèle adopté consiste en masses ponctuelles (particules) et en liaisons unaires (p.ex. gravitation, frottements visqueux...), binaires (ressorts longitudinaux) et ternaires (ressorts flexionnels).

La méthode d'identification évolutive développée en 1994 a été étendue en 1995 par intégration de caractéristiques supplémentaires :

• possibilité d'installation de plusieurs instances d'une même liaison dans l'objet (comme pour le cas des tissus) : l'algorithme d'identification estime les paramètres des prototypes des liaisons, et non de leurs instanciations.
• introduction de liaisons quaternaires (torsionnelles) dans le modèle physique et dans l'algorithme d'identification des liaisons ternaires et quaternaire. Les premiers résultats expérimentaux montrent que l'on peut les approximer grossièrement à l'aide de combinaisons de liaisons binaires.
• introduction d'un gène de mutabilité dans le chromosome décrivant le modèle. Ce gène contrôle l'écart-type des mutations et est lui-même soumis à évolution (mutations et croisements) sous le contrôle de la fonction de coût. Cette technique permet à la mutabilité de s'adapter dynamiquement au cours de l'algorithme et semble améliorer sensiblement la précision de convergence finale.