Brevet FR2666716A1 — publié le 19920313

PROCEDE D'ENREGISTREMENT DE REPRODUCTION DE L'ANIMATION DE SUJETS ARTICULES TRIDIMENSIONNELS La présente invention concerne un procédé de réalisation de films animés avec des sujets articulés tridimensionnels. Traditionnellement, on tourne des films animés en trois dimensions, image par image, où les sujets articulés tels que personnages ou objets sont manipulés par un animateur professionnel qui leur donne 12 à 24 positions successives nécessaires pour une seconde de film. Les positions des sujets articulés sont obtenues soit en direct par l'animateur selon un scénario précis, soit par l'animateur en superposant les sujets articulés sur une image déjà filmée. Les personnages articulés des films d'animation en trois dimensions sont actuellement dotés d'un squelette de segments métalliques reliés par des rotules à frottement doux. Ils doivent être manipulés à la main et les positions des articulations ne sont ni repérables ni reproductibles. Cette technique nécessite un temps de réalisation des films d'animation très long à cause de la manipulation artistique et manuelle des sujets articulés, ce qui implique un coût de production très élevé. En outre, elle nécessite au moins un animateur professionnel pour le positionnement des sujets articulés. La présente invention a pour objet un procédé simple, rapide et peu coûteux pour réaliser des films animés avec des sujets articulés tridimensionnels. L'invention a également pour objet de créer une banque de données informatisées correspondant aux mouvements enregistrés des sujets articulés de façon à pouvoir reproduire à volonté les mêmes mouvements des sujets articulés avec des costumes différents et/ou dans des décors différents. Un autre objet de l'invention est de créer des mouvements nouveaux à partir des mouvements élémentaires de base préenregistrés des sujets articulés. Selon l'invention, le procédé d'enregistrement et de reproduction de l'animation de sujets articulés tridimensionnels consiste essentiellement à: - obtenir des images de référence d'au moins un être vivant humain ou animal sur un support d'enregistrement; - disposer un sujet articulé tridimensionnel représentant ledit être vivant dans un endroit soumis à la surveillance d'au moins une caméra vidéo; - ajuster le sujet articulé selon les images instantanées de référence pour faire coïncider la disposition et le mouvement du sujet articulé aux images de référence dudit être vivant; - mémoriser les coordonnées des articulations du sujet pour chaque image instantanée de référence; - traiter avec une unité de traitement informatique les données mémorisées pour définir des séquences de mouvement;; - reproduire l'animation du sujet articulé dans un décor à l'aide de la base de données mémorisées précédemment; - filmer l'animation du sujet articulé. Les images de référence peuvent être constituées par des enregistrements visuels préexistants, tels que films d'archives, émissions de télévision, dessins animés. fi est également possible de filmer en direct le mouvement d'un acteur selon un scénario précis pour constituer les images de référence. Les articulations du sujet tridimensionnel qui peut être un personnage, un animal ou un objet avec des parties mobiles, sont de préférence dotées de moteurs pas à pas de très faibles dimensions et/ou de capteurs de positions. Les moteurs sont de préférence commandés par une unité de commande reliée à une unité de traitement informatique. Les capteurs de positions sont de préférence associés à un émetteur qui transmet un signal représentatif de la position de l'articulation correspondante à un récepteur qui peut être intégré dans l'unité de commande ou l'unité de traitement informatique. L'unité de traitement informatique analyse et mémorise les signaux reçus correspondant à une position particulière du sujet articulé et actionne l'unité de commande pour faire fonctionner les moteurs pas à pas en vue de déplacer et d'ajuster les articulations du sujet. Lorsque l'on filme les mouvements d'un acteur pour obtenir des images de référence, on peut utiliser des points primaires de repère pour définir les positions de l'acteur. Une des techniques consiste à utiliser des vêtements sombres pour l'acteur avec des points de rotation et des axes de membres représentés par des repères très contrastés. On filme alors l'acteur en mouvement avec les repères constrastés. L'acteur est ensuite remplacé par un sujet articulé tridimensionnel. fi faudrait alors faire coïncider le sujet articulé à l'image de l'acteur par exemple au moyen d'une caméra vidéo braquée sur le sujet articulé. Pour mieux définir les positions du sujet articulé, on peut associer des points secondaires de repère au moins sur ses articulations. L'obtention de la coïncidence d'images peut ainsi être facilitée en superposant les points primaires et secondaires de repère sur un écran de contrôle. n est possible d'obtenir la coïncidenoe de position entre le sujet articulé et l'image de l'acteur par un manipulateur qui dispose d'un écran de contrôle où l'image vidéo du sujet articulé et l'image de l'acteur sont superposées par mixage vidéo avec éventuellement un système électronique pour compenser la différence de taille des deux personnages. Le manipulateur actionne les moteurs pas à pas équipant les articulations du sujet pour accomplir cette tâche.Les positions du sujet articulé sont repérées par les capteurs de position et les signaux transmis correspondants sont mémorisés dans l'unité de traitement informatique. n est possible à ce stade de réaliser directement le film image par image ou de se contenter d'enregistrer les positions et mouvements du sujet articulé, et de filmer ultérieurement le sujet articulé habillé de son costume en suivant le programme enregistré. Une autre possibilité d'obtention de la coïncidenoe d'image consiste à utiliser des moyens d'analyse informatique de reconnaissance de formes permettant de reconnaître la superposition partielle ou totale de l'image vidéo du sujet articulé et de l'image filmée de l'acteur. Cette reconnaissance automatique de forme par l'unité de traitement informatique permet de remplacer la surveillance de l'écran de contrôle par le manipulateur afin d'obtenir la coïncidence des images. L'enregistrement informatique des positions successives du sujet articulé pendant la première animation est stocké dans la base de données de l'unité de traitement informatique. Les mouvements élémentaires mémorisés du sujet peuvent être traités par l'unité de traitement informatique dans le but de créer des mouvements séquentiels, répétitifs ou alternatifs et leur présentation au besoin du scénario, et éventuellement de modifier les mouvements en recalculant les positions, par exemple pour éviter des à-coups et adoucir des changements d'angle d'articulations, pour modifier la vitesse de déplacement du sujet articulé, ou pour créer un style saccadé du mouvement du sujet L'unité de traitement informatique permet de reproduire automatiquement autant de fois qu'il est nécessaire les mouvements du sujet articulé dans un décor pour être filmé. La création des séquences nouvelles de mouvements ou des styles de mouvements à partir des mouvements élémentaires enregistrés dans la base de données peut être simulée, mémorisée et visualisée sur l'écran contrôlé par le réalisateur. Un scénario avec des mouvements ainsi définis peut être joué par des sujets articulés placés dans leur décor et leur costume pour être filmé. La position et le mouvement des sujets sont de préférence commandés automatiquement par l'intermédiaire des moteurs pas à pas et/ou à l'aide des capteurs de position. Le procédé de l'invention présente de nombreux avantages par rapport au procédé classique. Les mouvements enregistrés et traités par l'unité de traitement informatique permet de reprendre le tournage du film à n'importe quel moment de chaque scène dont l'interruption peut être provoquée par une erreur de manipulation des sujets articulés, de changement de décor, d'évitement d'obstacles, etc.; de filmer le même mouvement avec des costumes différents et/ou dans des décors différents; de filmer le même mouvement de base en changeant de style en fonction du personnage, par exemple le mime d'un robot; de synchroniser les mouvements d'un ensemble de personnages tel qu'une formation d'orchestre ou d'un ballet; de symétriser les mouvements de deux personnages ou du même personnage en deux séquences pour obtenir par exemple un effet de miroir dans un gag où deux personnages effectuent les mêmes gestes comme s'il y avait un miroir mais chacun gardant son style propre, etc. REVENDICATIONS 1.Procédé d'enregistrement et de reproduction de l'animation de sujets articulés tridimensionnels, caractérisé par le fait qu'il consiste à: a) obtenir des images de référence d'au moins un être vivant humain ou animal sur un support d'enregistrement, b) disposer un sujet articulé tridimensionnel représentant ledit être vivant dans un endroit soumis à la surveillance d'au moins une caméra vidéo, c) ajuster le sujet articulé selon les images instantanées de référence pour faire coïncider la disposition et le mouvement du sujet articulé aux images de référence dudit être vivant, d) mémoriser les coordonnées des articulations du sujet pour chaque image instantanée de référence, e) traiter à l'aide d'une unité de traitement informatique les données mémorisées de façon à obtenir des séquences de mouvement voulues par le réalisateur, f) animer le sujet articulé dans un décor selon les séquences traitées de mouvement, g) filmer l'animation du sujet articulé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les images de référence sont constituées des enregistrements visuels préexistants tels que films d'archives, émissions de télévision ou dessins animés, sur pellicules, bandes vidéo ou supports numériques. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les images de référence sont obtenues en filmant un acteur qui exécute des mouvements imposés. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il consiste à associer des points primaires de repère sur les images de référence pour caractériser la position instantanée de l'être vivant. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il consiste à associer des points secondaires de repère au moins sur les articulations du sujet articulé tridimensionnel. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il consiste à faire coïncider l'image vidéo du sujet articulé à l'image instantanée de référence et à mémoriser la position du sujet articulé. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que, à chaque articulation du sujet tridimensionnel, est associé un moteur pas à pas dont le fonctionnement est réglé par une unité de commande. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il consiste à associer des capteurs de position aux articulations du sujet tridimensionnel. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il consiste à associer un émetteur à chaque capteur de position pour émettre des signaux correspondant aux positions des articulations du sujet articulé tridimensionnel et à recevoir les signaux et stocker les données correspondantes dans l'unité de traitement informatique. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'unité de traitement informatique crée de nouvelles séquences de mouvement séquentiel, répétitif ou alternatif ou un style particulier de mouvement à partir des mouvements élémentaires mémorisés du sujet articulé.