Evaluation and use of biomechanical parameters for virtual humans walking animations (Évaluation et utilisation des paramètres biomécaniques pour les animations de marche d’humains virtuels)

Niay, Benjamin - (2022-05-11) / Universite de Rennes 1 Evaluation and use of biomechanical parameters for virtual humans walking animations Langue : Anglais Directeur de thèse:  Hoyet, Ludovic Laboratoire :  INRIA-RENNES Ecole Doctorale : MATHSTIC Thématique : Informatique

Accès à la ressource :  https://ged.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversion... Mots-clés : Analyse de mouvement, Synthèse de mouvement, Perception, Animation, Foule, Locomotion humaine Résumé : Lors de la conception de foules pour des applications de divertissement, quelques mouvements de marche génériques sont dupliqués pour économiser des ressources précieuses, ce qui entraîne un manque de variations. Dans cette thèse, nous étudions l’utilisation potentielle des paramètres biomécaniques de la marche humaine pour générer et modifier des animations de marche spécifiques à diverses caractéristiques d’acteurs (par exemple, l’âge, le sexe, la taille). Nous avons d’abord réalisé une étude utilisateurs pour évaluer la capacité des observateurs à reconnaître un ratio de marche spécifique lorsqu’il est appliqué à des personnages virtuels et nous avons constaté que les principales caractéristiques du ratio de marche étaient perçues par les observateurs. Nous avons ensuite étendu cette étude en étudiant plus de paradigmes afin de mieux cibler les caractéristiques qui contribuent le plus à la perception du ratio de marche. Enfin, nous avons proposé un cadre pour générer des animations de marche du bas du corps basées sur la poulaine (trajectoire de la cheville vue dans le référentiel de la hanche) et évalué son utilisation à travers une étude perceptive. En conclusion, nous avons montré que les spectateurs sont sensibles aux paramètres biomécaniques de la marche humaine pour l’animation de personnages et nous fournissons des lignes directrices pour concevoir des animations respectant ces paramètres. Résumé (anglais) : When designing crowds for entertaining applications, a few generic walking motions are duplicated to save valuable resources, leading to a lack of variations. In this thesis, we investigate the potential use of biomechanical parameters of human walking to generate and edit walking animations that are specific to various actor’ s characteristics (e.g. age, gender, height). We first performed a user study to evaluate the ability of observers to recognize a specific Walk Ratio (WR) when applied on virtual characters and found that the main characteristics of the WR were perceived by observers. We then extended this study by investigating more paradigm to better target which features contribute more to the perception of the WR. Finally, we proposed a framework to generate lower body walking animations based on the poulaine (ankle trajectory as seen in the hip reference frame), and evaluated its use through a user study. In conclusion, we showed that viewers are sensitive to biomechanical parameters of human walking for character animation and we provide guidelines to design animations respecting such parameters Identifiant : rennes1-ori-wf-1-16403

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