Nos techniques d’animation 3D
Après avoir créé le personnage, nous l’animons.
Animer un personnage, c’est lui donner une âme, lui donner vie. C’est aussi un savoir-faire qui englobe plusieurs méthodes. Car les techniques d’animation ont bien évolué depuis les premiers métrages d’animation, surtout avec la 3D.
Aujourd’hui, nous employons différentes techniques selon ce que nous souhaitons animer. Les voici.
I/ La Motion Capture
La Motion Capture, c’est un peu comme si le marionnettiste devenait la marionnette.
En fait, tout est dans le terme. Motion capture, ça veut dire « capture de mouvement ». Car ce qu’on fait, c’est capturer le mouvement d’un comédien pour l’appliquer au personnage numérique. Et ce, grâce à un costume équipé de capteurs placés aux endroits stratégiques du corps.
Le premier avantage de cette technique, c’est sa rapidité, car la capture est instantanée. Aussitôt effectué, le mouvement est retranscrit sur le squelette numérique du personnage.
Le second, c’est son réalisme. L’acteur incarne le personnage. Ce sont ses mouvements que l’on récupère, donc des mouvements réels pour un résultat naturel.
Mais il faut distinguer au moins deux systèmes de capture :
- le système optique
- le système gyroscopique
Comme son nom l’indique, le système optique utilise des caméras. Et plus précisément des caméras infrarouges qui suivent les capteurs, et retransmettent leurs déplacements à l’ordinateur. La technologie est extrêmement précise, et donc largement utilisée dans le cinéma. Mais elle exige aussi beaucoup de matériel pour être efficace, car il suffit qu’une caméra perde de vue un capteur pour rendre la capture incorrecte (on appelle ça une occlusion). Mieux vaut multiplier les caméras pour toujours avoir en visu l’ensemble des capteurs. Seuls les gros studios sont capables d’avoir des installations aussi importantes.
De notre côté, nous utilisons un système gyroscopique. Le principe est simple : chaque capteur est équipé d’un gyroscope qui envoie les informations de mouvements à l’ordinateur, sous forme d’ondes. Aucun risque d’occlusion donc. Le comédien peut se baisser, se tourner, bouger les bras, les jambes, le torse, peu importe, ses mouvements sont enregistrés et retranscrits sur son avatar numérique.
Enfin, précisons qu’il existe un système mécanique, mais il est anecdotique et moins utilisé.
Mais si la motion capture est très pratique, elle ne peut pas répondre à toutes les attentes. Certains mouvements ne peuvent pas être reproduits par un comédien, même lorsqu’il s’agit d’animer un personnage. Par exemple, comment fait-on pour reproduire un battement d’ailes d’oiseau ? Demande-t-on au comédien de battre très rapidement des bras ? Sûrement pas. Place-t-on des capteurs sur un oiseau ? Encore moins !
Lorsque la motion capture ne nous permet pas d’animer ce que l’on veut, nous revenons aux techniques traditionnelles.
II/ Animation à clef
L’animation à clef se fait directement sur le personnage numérique.
Elle consiste à placer les postures du personnage dans une scène, et à laisser le logiciel calculer le mouvement effectué pour passer de l’une à l’autre. Ce calcul, qui permet de recomposer un mouvement à partir de deux positions s’appelle l’interpolation.
Pourquoi animation « à clef » ? Eh bien parce qu’on dispose des postures clefs du personnage dans le temps. Et c’est ainsi qu’on le fait bouger. On dit à l’ordinateur : je veux qu’il se déplace d’un point à un autre, en tant de secondes.
Ce que nous déplaçons en fait, ce sont les points de contrôle liés à notre personnage – ceux-là mêmes dont on parle dans notre article sur la création de personnage.
La différence de cette méthode avec la motion capture, on le devine bien, est qu’elle prend plus de temps, mais elle donne aussi plus de souplesse. Car en motion capture, nous sommes limités au jeu du comédien. Impossible de produire des animations irréalistes. En animation à clef, nous pouvons donner plus d’expressivité aux personnages, rendre des animations exagérées, cartoonesques.
C’est pour cette raison que l’animation traditionnelle reste chère aux grands studios d’animation comme Pixar. Car elle permet de rester maître des détails.
Bien évidemment, on ne fait pas de choix définitif entre l’une ou l’autre des méthodes. On utilise souvent les deux en même temps puisqu’elles se complètent très bien.
Et pourtant, il existe des éléments difficiles à animer avec les deux. Par exemple, que fait-on de l’eau, du feu, de la fumée ? Comment anime-t-on ce qui nécessite une centaine de mouvements par secondes, comme les cheveux par exemple ?
Eh bien, là encore, il existe une méthode.
III/ Animation procédurale
L’animation procédurale est une animation créée à partir d’algorithmes. Ou pour le dire autrement, à partir d’équations mathématiques. On attribue un ensemble de données à l’objet numérique que l’on souhaite animer. Elles permettent de simuler un comportement réel.
Par exemple, pour la scène du buggy dans notre film Lucia – dans laquelle un buggy roule sur la lune – nous avons attribué au véhicule des informations de poids, de gravité, de résistance des ressorts, et de friction pour qu’il suive les courbes du sol lunaire. Nous avons ensuite ajusté les valeurs de ces données pour que le buggy ne soit pas trop secoué. L’animation à clef n’a joué qu’un rôle dans cette scène, elle a défini le parcours du buggy : son chemin et sa vitesse. Mais toutes les réactions du véhicule, son adhérence, son équilibre, son poids, sont le fruit d’une animation procédurale.
De la même façon, on animera procéduralement tout ce qui est trop délicat à animer clef par clef. Mouvements des cheveux, des tissus, mais aussi les éléments dont la nature particulière impose une animation particulière : le feu, l’eau, la fumée.
On le voit bien, tous ces éléments sont un peu à part. Ils n’ont ni squelette, ni articulation et leurs mouvements complexes répondent à des physiques qui leur sont propres.
Mais c’est ça le miracle des mathématiques, pouvoir imiter la nature avec des chiffres. On donne à des cheveux de la densité, du poids, de l’épaisseur, de la souplesse et lorsque le personnage bouge la tête, ses cheveux se balancent en fonction de ces données, sans qu’on ait eu besoin de définir plus précisément leur mouvement.
D’ailleurs le procédural n’est pas uniquement une solution d’animation, mais aussi de modélisation. On peut générer des modèles numériques et des textures via des algorithmes. C’est le cas de l’anneau d’astéroïdes de notre film Planètes : impossible de créer des millions d’astéroïdes un par un, le procédural nous a permis d’en générer des milliers d’un coup, et tous dissemblables.
Voilà, comment nous réalisons vos films d’animation. En additionnant l’une et l’autre de ses méthodes. En les choisissant en fonction de ce que nous voulons rendre, bien sûr, mais aussi en fonction du temps de production et de la qualité que l’on souhaite y mettre.