Mercredi, 24 Août 2011 18:34
[A DECOUVRIR] La modélisation biomécanique des visages
Dans le numéro daté d’aout de Sciences et Avenir (Les jeux font leur cinéma, p.66), nous vous proposons une incursion dans le l’univers sombre de L.A. Noire, dernière production du studio australien Team Bondi, annoncé comme le jeu vidéo de l’année. Parmi les nouveautés promises, un rendu des mouvements des personnages animés particulièrement réalistes y compris au niveau des visages. La modélisation et la représentation des visages, c’est aussi ce à quoi s’attelle Michel Pitermann du Laboratoire parole et langage d’Aix-en-Provence (CNRS).
Animation réalisée par le Sheridan College sans le modèle biomécanique.
Une des animations biomécaniques réalisées par M.Pitermann
Si ces travaux intéressent fortement l’industrie cinématographique, le modèle biomécanique qu’il utilise sert déjà comme outil de prédiction chirurgical (quel est l'effet d'un geste chirurgical sur un visage ?) ainsi qu’aux études sur la perception des émotions et des gestes dans la communication ou à la perception audiovisuelle de la parole, le centre d’intérêt du chercheur. Lors d’une journée porte ouverte au Laboratoire Parole et Langage, ce dernier avait bien voulu répondre à quelques questions.
Sciences et Avenir : Pourquoi est-ce si difficile de reproduire un visage en mouvement ?
Michel Pitermann : Vraisemblablement en raison de la dynamique de la peau, surtout au niveau des lèvres, qui résulte simultanément des contractions musculaires avoisinantes et de l'élasticité de la peau. Si vous déplacez un bras ou une main, le squelette rigide constituera le centre du mouvement relativement « aisé » à modéliser. La chair suivra ce mouvement plus ou moins simple. Au niveau des lèvres, il n'y a pas de structure rigide autour de laquelle les mouvements sont centrés. La relation « muscles /tissus mous » générateur unique du mouvement est beaucoup plus complexe.
Quel est le principe de la modélisation biomécanique ?
Un modèle biomécanique est un modèle décrivant le comportement physique des muscles, de la peau et de la mâchoire. Dans mon cas, la peau est modélisée par trois treillis de points connectés entre eux par des ressorts. L'élasticité apparaît alors naturellement comme une conséquence directe de la modélisation. Autrement dit, si vous modélisez correctement le comportement physique d'un visage pour un modèle biomécanique, des mouvements « biologiques » résulteront automatiquement des commandes musculaires. Les connaissances actuelles en matière de dynamique du mouvement des lèvres sont plutôt sommaires. Nous pensons donc que la communauté scientifique n'est pas encore prête pour modéliser directement les mouvements naturels des lèvres, par contre, nous connaissons pas mal de choses concernant la physiologie des lèvres. C'est la raison pour laquelle nous préférons travailler avec un modèle biomécanique.
Animation réalisée par le Sheridan College à partir du modèle biomécanique
Vous travaillez sur la perception audiovisuelle de la parole, qu’est-ce que c’est ?
La vision de notre interlocuteur peut modifier la manière dont nous percevons sa parole. Par exemple, nous comprenons mieux une personne dans un environnement bruité si nous pouvons la voir. Comment fait le cerveau pour intégrer le son et l'image dans ses traitements perceptifs ? Pour progresser dans ce domaine, nous souhaitons disposer d'un outil de synthèse d'animation faciale proche de la réalité pour générer des stimuli audiovisuels bien contrôlés pour des expériences de perception.
Propos recueillis par Joël IgnasseSciences et Avenir.fr10/08/2011
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