Qu’est-ce que la capture de mouvement et comment fonctionne-t-elle ?

La capture de mouvement (Mo-cap) fait référence à un groupe de technologies qui enregistre les mouvements des personnes et des objets et transfère les données correspondantes à une autre application. Il a été utilisé à de nombreuses fins, de la thérapie sportive, de l’agriculture et des soins de santé, au cinéma et aux jeux vidéo. En cartographiant les mouvements du monde réel sur des images générées par ordinateur, la capture de mouvement permet une dynamique photoréaliste dans un environnement virtuel. Voici comment cela s’est développé et comment cela fonctionne.

La naissance de mo-cap

La première étape majeure dans le développement de mocap a été apportée par l’animateur américain Lee Harrison III dans les années 1960.En utilisant une série de circuits analogiques, de tubes cathodiques et de résistances réglables, Harrison a conçu un système capable d’enregistrer et d’animer le mouvement d’une personne en temps réel.

La technologie Animac et Scanimate de Harrison a été développée à la fin des années 1960 et a permis de créer et de traiter des animations en temps réel par un ordinateur. Avec Animac, les acteurs portaient ce qui était décrit comme un “harnais électrique” ou une “combinaison de données” câblée à un ordinateur. En utilisant des potentiomètres qui captaient les mouvements attachés à la combinaison, les mouvements d’un acteur pouvaient être traduits en animations grossières sur un moniteur.

Bien que le résultat soit assez basique, il a rapidement été utilisé dans diverses émissions de télévision et publicités à travers les États. Les images abstraites qui pouvaient être produites avec la technologie mocap rudimentaire d’Animac et Scanimate, cependant, n’étaient tout simplement pas assez bonnes pour attirer l’attention du grand public.

Le développement de mo-cap

Les décennies suivantes ont vu des améliorations sur les conceptions de Harrison, avec des combinaisons enregistrant plus précisément le mouvement. Ils ont également été aidés par le développement de grandes caméras de suivi; aussi utiles soient-elles, cependant, chacune avait à peu près la taille d’un réfrigérateur.

Alors que mocap avait été utilisé avec parcimonie dans les années 1980 et 1990 avec des films comme American Pop (1981) et Cool World (1992), le premier film à utiliser entièrement cette technologie était Sinbad: Beyond the Veil of Mists (2000). Le film a été un flop, mais son utilisation de mocap a été reprise et développée par Peter Jackson dans son making of de la trilogie du Seigneur des anneaux au début des années 2000.

Pour la première fois, des acteurs portant leur body (avec des balles de ping-pong rétroréfléchissantes) pouvaient jouer aux côtés de leurs collègues non animés dans la même scène. Parmi les personnages créés par CG, Gollum du Seigneur des Anneaux est reconnu comme l’un des plus impressionnants qu’Hollywood ait jamais produits. La combinaison de la voix du personnage et des expressions faciales complexes interprétées par Andy Serkis a donné lieu à une performance de capture de mouvement inoubliable. Le personnage et la technologie ont été créés à la volée par Bay Raitt de Weta Digital.

Capture faciale

Avec une prise de conscience croissante de la façon dont les techniques de capture de mouvement peuvent améliorer les productions, une plus grande attention a été accordée spécifiquement à la capture faciale. Un certain nombre d’entreprises ont développé des systèmes très précis qui, associés à de puissants moteurs graphiques, produisent des images faciales photo-réalistes similaires. Cubic Motion (maintenant en partenariat avec Unreal Engine) en fait partie et a travaillé sur un certain nombre de jeux et d’expériences virtuelles de haut niveau, notamment Spiderman, League of Legends, Apex Legends.

Techniques de capture de mouvement

De nos jours, il existe quatre techniques principales de capture de mouvement:

• Optique (passive) – Avec cette technique, des marqueurs rétroréfléchissants sont fixés sur des corps ou des objets et réfléchissent la lumière générée à proximité de l’objectif de la caméra. Une fois réfléchie, la lumière est utilisée pour calculer la position des marqueurs dans un espace tridimensionnel et enregistrée.
• Optique (active) – Cette technique est exactement la même, mais les marqueurs émettent de la lumière plutôt que de les refléter. Les marqueurs nécessitent donc une source d’alimentation.
• Sans marqueur – Cette technique ne nécessite aucun marqueur. Il s’appuie sur des caméras sensibles à la profondeur et des logiciels spécialisés pour suivre et enregistrer les personnes et les objets en mouvement. Bien que plus pratique à certains égards, il est généralement considéré comme moins précis que ses alternatives de suivi optique ou mécanique.
• Inertielle – Cette technique n’a pas nécessairement besoin de caméras pour fonctionner. Il enregistre le mouvement à travers des IMU (unités de mesure inertielles), qui contiennent des capteurs pour mesurer les taux de rotation. Les capteurs les plus couramment utilisés dans les IMU sont les gyroscopes, les magnétomètres et les accéléromètres.

À quoi sert le suivi de mouvement?

Le suivi et la capture de mouvements ont un large éventail d’utilisations dans divers secteurs, notamment:

• Film et jeux vidéo – La capture de mouvement est utilisée pour enregistrer les mouvements des acteurs et les transférer sur des personnages virtuels ou augmentés par ordinateur.
• Thérapie sportive et soins de santé – Les professionnels de la santé peuvent utiliser la capture de mouvement pour analyser le mouvement des patients et diagnostiquer des problèmes, par exemple l’analyse de la démarche.
• Militaire – Lorsqu’elles sont combinées à la réalité virtuelle, les technologies de capture de mouvement ont été utilisées pour améliorer les expériences d’entraînement militaire.

Si vous souhaitez en savoir plus sur l’avenir de l’industrie cinématographique, consultez régulièrement d’autres articles de Mo-Sys Academy. S’appuyant sur des années d’expérience dans la production virtuelle pour le cinéma et la télévision, et en tant que l’un des principaux fournisseurs de suivi de caméra au Royaume-Uni, nous visons à éduquer la prochaine génération de producteurs.