Interactive high-level models for 3D virtual shape creation & animation
Modèles interactifs de haut niveau pour la création et l'animation de formes 3D virtuelles
Résumé
3D virtual models are ubiquitous, notably spread to the general public by entertainment applications such as animation cinema and video games, and more recently, through virtual and augmented reality, or personalized 3D design. Thus 3D modeling evolves towards the need for increasingly complex 3D content that must remain visually plausible, and further be interactively created and deformed through efficient approaches allowing high-level control.
In this context, various 3D models fulfilling these requirements through the integration of a priori knowledge are introduced. These models use high level geometrical constraints, potentially interleaved with underlying lower level models based on simulation or procedural generation, leading to hybrid approaches. Two axes of contributions are presented. First, 3D shape creation, applied to developable surface design, hierarchical shape deformation, and medical applications. Secondly, 3D animation, applied to articulated characters, interactive crumpled paper model, and fluid animation sculpting.
L'utilisation des modèles virtuels 3D est aujourd'hui généralisée dans les domaines du loisir tels que le cinéma d'animation et les jeux vidéos, ainsi que, plus récemment, par le biais de la réalité virtuelle et augmentée, ou encore le prototypage 3D s'ouvrant au grand public. Ces évolutions génèrent des besoins de création de contenus virtuels 3D de complexité croissante qui doivent être à la fois plausibles visuellement, mais également pouvoir être générés et déformés interactivement à l'aide d'approches rapides offrant un contrôle de haut niveau.
Dans ce contexte, nous proposons différents modèles virtuels satisfaisants à ces critères en intégrant des "a priori" sous forme de contraintes géométriques de haut niveau, et s'interfaçant potentiellement de manière hybride sur des modèles sous-jacents de plus bas niveau basés sur une simulation ou une génération procédurale. Deux axes de contributions sont présentés. Premièrement l'application de ces modèles pour la création de contenu 3D par le biais du design de surface développable, la déformation de formes hiérarchiques, et la modélisation du développement embryonnaire. Et deuxièmement, en animation 3D, s'appliquant aux personnages virtuels articulés, à l'interaction de papier virtuel froissé, ainsi qu'à la sculpture d'animation de fluide.
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