Cascadeur: Pourquoi 12 principes Disney ne suffisent pas

Pour comprendre le fonctionnement de Cascadeur , nous devons examiner l'histoire de l'animation et l'approche de sa création. Dans cet article, Evgeny Khapugin, un des principaux animateurs de Banzai.Games , tentera d'expliquer comment aller au-delà des principes fondamentaux de Walt Disney permet de créer des animations réalistes et comment utiliser les outils physiques de Cascadeur pour ce faire .

Parfois, lorsque nous regardons des films ou jouons à des jeux, nous remarquons des scènes qui ne semblent pas naturelles. Habituellement, nous ne pouvons pas expliquer ce qui ne va pas avec eux. Par exemple, nous ne pouvons pas voir les câbles attachés à l'acteur, mais nous sentons qu'il ne bouge pas comme il le devrait. Et la suspicion ne nous trompe pas. Notre cerveau reconnaît facilement les mouvements irréalistes. En d'autres termes, nous remarquons toujours que l'animation est physiquement incorrecte .

L'animation moderne peut être très complexe, sa création prend beaucoup de temps et nécessite l'utilisation de références réelles et de mouvements de capture. Et pourtant, nous rencontrons de telles scènes encore et encore. Pourquoi

Ce qui se passe dans les coulisses

Curieusement, l'une des raisons peut être les 12 principes bien connus de l'animation Disney. Ils fonctionnent bien et expliquent bien comment créer des animations. Mais ils ne disent rien du réalisme. Ces principes sont apparus dans les années 1930 et les animateurs en dépendent encore aujourd'hui.

En 2002, Jeremy Cantor, superviseur de Sony Animation, a ajouté 12 principes Disney à 12 principes. Ils contribuent à améliorer la qualité de l'animation, introduisent le concept de forces appliquées au personnage. Les forces peuvent être internes, telles que le poids ou le mouvement musculaire, ou externes, telles que la gravité ou l'interaction avec l'air, l'eau ou d'autres personnages.

Mais l'animateur doit appliquer ces forces manuellement, afin qu'elles vous permettent de rendre l'animation plus expressive, mais pas plus crédible. Non, une animation vraiment réaliste devrait prendre en compte les forces physiques réelles appliquées au personnage et d'où ces forces viennent. Ici, la capture de mouvement peut aider - elle se fait en réalité, ce qui signifie que les mouvements doivent être réels.

Mais, hélas, les possibilités de capture de mouvement ne sont pas non plus illimitées. Pour prendre une scène simple avec un cheval, vous devrez louer une grande surface, payer pour la nourriture et les soins des chevaux, le nettoyage, etc.

Et tout cela malgré le fait que le cheval lui-même soit au moins réel. Si nous avons besoin d'un dragon ou d'un super-héros, une mocap est peu susceptible d'aider.

Animation physiquement correcte

Chaque année, de plus en plus d'outils apparaissent pour un rendu réaliste, créant des simulations et des shaders. Et, curieusement, seule la tendance ne s'applique pas à l'animation.

Quand Eugene Dyabin, le fondateur de Banzai.Games et Cascadeur, a travaillé sur le premier prototype de Shadow Fight, il a été très surpris que le centre de masse - absolument nécessaire pour créer des acrobaties réalistes - soit absent de tous les programmes d'animation bien connus. Il s'avère que les animateurs créent maintenant des mouvements réalistes manuellement, en s'appuyant sur des références vidéo.

Shadow Fight, notre série de jeux de combat, met l'accent sur l'animation. Ce projet s'est avéré très réussi, et de nombreuses réactions réalistes méritaient juste l'animation réaliste des coups. Nous ne pouvions pas faire une telle animation en utilisant uniquement des références et la capture de mouvement. Pour y travailler, nous avons créé Cascadeur - un système pour créer des animations physiquement correctes.

CascadeurIl était en développement depuis près de dix ans, et pendant ce temps, nous avons découvert que pour créer un mouvement réaliste, il suffit de calculer correctement ses principaux paramètres: centre de masse, moment d'inertie et force au point d'appui.

Le centre de masse

Le centre de gravité est l'un des points les plus importants du personnage. Il détermine si le personnage peut maintenir l'équilibre dans une position donnée.

Jetez un œil à un exemple du bien-aimé Mortal Kombat. Le coup de poing que Kitana fait semble plutôt étrange et contre nature. Compte tenu de sa posture et de la façon dont son centre de masse se déplace, elle devrait tomber en avant et tomber.

Voici à quoi pourrait ressembler un mouvement similaire. Cet homme se retourne un peu pendant la grève, mais, contrairement à Kitana, il n'essaie de frapper personne et maintient donc l'équilibre.

Il peut y avoir plusieurs centres de masse dans une scène. Par exemple, lorsque cette fille jette son gant, ils commencent à s'éloigner les uns des autres, mais leur centre de masse commun reste en place.

Le centre de masse est un point très inerte. Il ne peut pas ralentir ou accélérer rapidement, sa trajectoire doit toujours rester lisse, bien que les trajectoires des différentes parties du corps puissent être très nettes.

Balistique

Autre point important: lorsque le personnage est dans les airs, la trajectoire de son centre de masse doit toujours être parabolique. Quelles que soient les actions que le personnage effectue dans l'air, il doit se déplacer le long d'une trajectoire balistique.

Dans Cascadeur ont un outil pour la création de telles trajectoires. Il suffit à l'animateur de créer une courbe, de définir les poses de début et de fin et, si nécessaire, d'ajouter une animation intermédiaire. La hauteur de la courbe peut être ajustée manuellement, elle détermine combien de temps le personnage est dans l'air.

Une fois que tout est prêt, Cascadeur calcule la trajectoire et ne peut y attacher que le centre de masse du personnage. En conséquence, nous obtenons un chemin de saut plausible et physiquement correct.

Moment angulaire

Le moment angulaire détermine la rotation du personnage dans une position donnée. Cela dépend du moment d'inertie et de la vitesse de rotation du personnage.

Dans l'image ci-dessous, le moment d'inertie est présenté sous la forme de deux cercles de couleur grise. Le rayon de ces cercles est déterminé par la pose du personnage. Plus la pose est ouverte, plus le moment d'inertie est grand.

La flèche représente le moment angulaire. Plus le moment d'inertie est grand, plus le personnage tourne lentement, car la flèche a besoin de plus de temps pour décrire un cercle complet. Inversement, plus le cercle est petit, plus la rotation est rapide.

Cette patineuse, par exemple, tourne plus lentement lorsqu'elle prend sa jambe sur le côté que lorsque son corps est assemblé.

Comme le centre de masse, le moment angulaire est une quantité très inerte. Il ne peut pas apparaître ou disparaître soudainement et doit changer en douceur. Il reste également en vol lorsqu'il n'y a pas de point d'appui. L'énergie au début de la rotation ne devrait pas changer avant la fin du vol.

En raison de toutes ces nuances, une rotation réaliste dans un saut est presque impossible à animer manuellement: les virages dans les images intermédiaires doivent être si précis. Mais Cascadeur a un outil pour ça.

Tout ce dont il a besoin, c'est d'une animation approximative: les poses initiale et finale et, éventuellement, quelques positions intermédiaires. Notre algorithme calcule les valeurs exactes de rotation et corrige la position du personnage dans toutes les images.

Forces au point d'appui

Les points de pivot jouent également un rôle important dans le mouvement du personnage, les outils physiques doivent donc en tenir compte. Lorsque la force au point d'appui et la force appliquée au centre de gravité du personnage se trouvent sur la même ligne, elles n'affectent pas la rotation. Lorsque ce n'est pas le cas, le personnage commence à tourner.

Cascadeur est capable de visualiser ces forces et de les prendre en compte lors du calcul du mouvement du personnage.

Par exemple, nous voulons qu'un personnage atterrisse sur un pilier dans une pose spécifique. Notre programme calculera indépendamment toutes les rotations nécessaires, en tenant compte des points de pivot, afin que le personnage atterrisse dans la position exacte dont nous avons besoin et ne tombe pas.

En plus des lois physiques, lors de la création d'animations de combat, nous utilisons deux autres principes. Nous les appelons séparation et compensation, et ils complètent avec succès les lois de la physique.

Séparation La

séparation est l'accumulation d'énergie à un endroit et son transfert à un autre endroit. Ce principe s'applique lors de l'animation de poinçons puissants. Ici, par exemple, le personnage transfère toute l'énergie de son saut en un coup d'épée.

Autre exemple: ce joueur de taekwondo. Il se tord beaucoup, puis son corps s'arrête pratiquement et seule la jambe continue de bouger. En conséquence, toute l'énergie de rotation est transférée à la jambe.

Compensation La

compensation est le mouvement d'une ou plusieurs parties du corps du personnage dans la direction opposée à la direction générale du mouvement. Cela est nécessaire pour maintenir l'équilibre et lisser la trajectoire du centre de masse.

Jetez un oeil à ce fléau. Pendant la grève, le personnage tient un fléau au-dessus de sa tête. Mais le fléau est lourd et peut le retirer, ce qui lui fait perdre l'équilibre.

Pour compenser ce mouvement, le personnage avance son corps et se retourne un peu. Leur centre de masse commun monte et descend, mais le centre de masse du personnage lui-même avance toujours, compensant ce mouvement.

Conclusion Le

réalisme de l'animation est souvent détruit par de petits détails: le centre de masse, qui ne bouge pas comme il se doit, ou le moment angulaire, qui accélère au mauvais moment. Ensemble, ces petites choses deviennent visibles et gâchent l'impression générale.

12 principes sont une bonne base pour l'animation, mais ils ne suffisent pas à eux seuls lorsque des mouvements réalistes sont nécessaires. Nous pensons que ces principes devraient être complétés par nos outils physiques. Ils pourraient aborder les questions du réalisme physique et laisser les animateurs se concentrer sur la composante artistique.

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Banzai Games Senior Unity Developer. .