Damien Rohmer Publications/Reports/Presentations

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Geometrie active pour l'animation et la modelisation

Encadrants

Stefanie Hahmann (Grenoble Universite, EVASION-LJK)
Marie-Paule Cani (Grenoble Universite, EVASION-LJK)

Jury

These soutenue le 20 septembre 2011 a l'INRIA Grenoble.

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Resume

Engendrer en temps-reel des deformations visuellement realistes d'objets 3D, comme par exemple le corps et les vetements de personnages, est un point crucial en animation, que ce pour des applications au jeu vidéo ou à la production cinématographique.
Les méthodes de déformations géométriques actuelles rapides telles que le skinning ou l'animation physique à basse résolution ne capturent cependant pas certains comportements naturels essentiels. En particulier les déformations à volume constant du corps, le gonflement des muscles pour un personnage, ou la génération de plis sur ses vêtements dus au fait que leurs surfaces doivent rester développable.

Cette thèse présente une série de méthodes rendant les modèles géométriques actifs, c'est à dire capables de maintenir un certain nombre de contraintes intrinsèques de la surface portant sur le volume englobé ou sur le caractère développable de celle-ci. Nous étudions trois exemples :

• l'ajout de contraintes locales de volumes lors de l'animation d'une créature virtuelle par skinning.
• l'ajout de plis de vêtements modélisant une surface quasi-inextensible à partir d'une animation à basse résolution donnée en entrée.
• la génération d'une surface de type papier froissé, basée sur la préservation de l'isométrie vis-à-vis d'un patron planaire.

Dans tous ces modèles, notre approche est procédurale. Elle se base sur la déformation progressive et, potentiellement, le raffinement dynamique de la géométrie juste avant l'étape de rendu.

Mots Cles: Geometrie, Deformation, Modelisation, Animation.

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Abstract: Active Geometry for Animation and Modeling

Generating visually realistic deformation of 3D objects in real-time for character body or garment is essential for the animation field, both for video games applications and movie production.
Current fast deformation methods such as skinning, or low resolution physically based simulations fail to capture some important natural behaviors. For instance constant volume deformation of a body, muscle bulging of a character, or wrinkling its garment which must be modeled by a developable surface.

This thesis presents several methods making a geometrical model active, that is to say able to maintain a certain number of intrinsic constraints of the surface linked to its bounded volume, or its developability. We develop three case studies

• The addition of local volume constraints during skinning animation of a virtual creature.
• The addition of wrinkles on garments to model stretch minimizing surface starting from a general low resolution animation provided as input.
• The generation of folded paper looking surface based on length preservation with respect to its planar pattern.

For every cases, we rely on a procedural approach based on progressive deformation, and eventually, on-the-fly refinement of the geometry just before the rendering stage.

Keywords: Geometry, Deformation, Modeling, Animation.

Manuscrit

Sequences animées

Presentation

Themes

Chap.1: Deformation de maillages habillant un squelette: Application a l'animation de creatures virtuelles.

Exact Volume Preserving Skinning with Shape Control Damien Rohmer, Stefanie Hahmann, Marie-Paule Cani ACM/EG Symposium on Computer Animation (SCA), 2009. Local Volume Preservation for Skinned Characters Damien Rohmer, Stefanie Hahmann, Marie-Paule Cani Computer Graphics Forum (CGF), Proceedings of Pacific Graphics (PG), 2008. . Active Geometry for Game Characters (LNCS, Motion in Games, Invited Talk, 2010). Deformation interactive par skinning a volume constant (Groupe de Travail, GTMG, 2008) Constant Volume Skinning for Character Animation (Poster LJK, 2009) Animation rapide de personnages et animaux: Skinning à volume constant, ajouts de plis pour la simulation de vetements (Groupe de Travail, GTAS, 2010)

Chap.2: Animation de surfaces quasi-inextensibles: Application aux plis de vetements.

Animation Wrinkling: Augmenting Coarse Cloth Simulations with Realistic-Looking Wrinkles Damien Rohmer, Tiberiu Popa, Marie-Paule Cani, Stefanie Hahmann, Alla Sheffer ACM Transaction on Graphics (TOG), 29(5). Proceedings of ACM SIGGRAPH ASIA, 2010. Active Geometry for Game Characters (LNCS, Motion in Games, Invited Talk, 2010). Animation rapide de personnages et animaux: Skinning à volume constant, ajouts de plis pour la simulation de vetements (Groupe de Travail, GTAS, 2010)

Chap.3: Modelisation de surfaces isometriques a un patron: Application au papier froisse

Folded Paper Geometry from 2D Pattern and 3D Contour Damien Rohmer, Marie-Paule Cani, Stefanie Hahmann, Boris Thibert Eurographics (Short Paper), 2011. Generation de surfaces isometriques a un patron par decoupage recursif (Groupe de Travail, GTMG, 2010).

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