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SIGGRAPH 2013 : capture de cheveux avec structure

SIGGRAPH 2013 - scan de Cheveux

Linjie Luo (Université et Princeton), Hao Li et Szymon Rusinkiewicz (ILM/Université de Californie du Sud) présenteront au SIGGRAPH 2013 leur publication Structure-Aware Hair Capture.
Le but du projet est d’améliorer les systèmes de capture de coiffure déjà existants : les méthodes actuelles ne parviennent pas à recréer la structure réelle de la chevelure.
Concrètement, à partir de photos de la coiffure un nuage de points est recréé, de même qu’un champ d’orientation. L’analyse de ce nuage de points permet de générer des « rubans » 3D qui ont pour rôle de révéler la structure locale des mèches. Une analyse de connexion et direction va ensuite permetre de connecter les portions de rubans qui font partie d’une même mèche : on obtient donc enfin les mèches virtuelles puis les cheveux eux-mêmes.

SIGGRAPH 2013 - scan de Cheveux

La publication a de nombreuses applications : on pense par exemple aux doubles numériques fréquemment utilisés au cinéma, notamment par ILM. Il devient possible de récupérer facilement une coiffure réelle pour l’utiliser sur la doublure. Un autre usage évoqué dans la publication est l’amélioration des personnages secondaires pour de l’animation.

Ci-dessous, un aperçu des systèmes de capture utilisés :
– pour les perruques, un robot sur lequel est fixé un appareil réflex permet de prendre 50 clichés précisément positionnés ;
– pour les sujets réels, un ensemble de 30 réflex permet une capture rapide.

Capture de cheveux

La publication indique que la méthode a encore quelques limitations : la représentation sous forme de rubans implique une certaine « douceur » de coiffure, et il ne sera pas possible de capturer les épis fins ou les coiffures trop désordonnées. Les chercheurs indiquent que ce problème pourrait être en partie réglé en utilisant des méthodes plus précises lors de la phase initiale de capture.
D’autres améliorations potentielles portent sur la phase de connexion et direction, qui ne prend pas encore en compte certains paramètres (gravité, forces de contact, modèles de pousse de cheveux). Une analyse plus poussée des photos pourrait aussi permettre d’estimer automatiquement l’épaisseur des mèches.
Enfin, les coiffures de type dreadlocks ou tresses sont mal gérées.

Reste que pour le moment, les auteurs pensent que leur méthode est suffisante pour les pipelines actuels, qu’il s’agisse de doublures numériques ou de personnages animés secondaires. Les ajustements manuels seront minimes pour parvenir à un résultat satisfaisant.
Pour une utilisation sur des personnages principaux animés, il faudra encore bien du travail, mais le modèle généré pourra servir de référence aux artistes.

La publication complète pourra être téléchargée sur le site de l’Université de Princeton.

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