Hmm …. Beers

« Les Simpsons regardent la télé en famille lorsque Bart s’en va discrètement derrière le sofa… », ainsi commence l’épisode qui nous plonge dans le monde si particulier et décalé de cette célébrissime famille de Springfield. En effet une simple bêtise de Bart va l’emmener lui et Homer dans une aventure au cœur du Far-West des pionniers du 19^eme siècle entremêlée d’aventures futuristes … Nous avons créé un tel scénario afin d’utiliser un maximum de techniques avancées d’animation tels que les réseaux de particules, la cinématique inverse, le morphing… Ainsi nous verrons plus en détail l’histoire de notre épisode, puis les environnements que nous avons dû modéliser, puis nous détaillerons les différentes techniques d’animation scène par scène, les problèmes rencontrés lors du montage de notre film pour enfin conclure sur l’organisation du projet.

I. Story-Board et Scénario

Notre histoire se compose en trois scènes :

Une première scène dans le salon où toute la famille regarde la télé (un bon vieux feuilleton américain…)

Une seconde qui se déroule dans un village du « Far-West », où un duel à mort oppose Bart et Homer …

Enfin une dernière, où la charmante Maggie découvre les joies de la bière (précoce la petite…)

Chaque scène est décomposée en différents plans (chaque plan correspondant à une caméra différente) :

II. Modélisation de l’environnement et des personnages

1. Les personnages

L’animation contient les cinq personnages qui composent la famille, c’est-à-dire Homer, Marge, Bart, Lisa et Maggie. En ce qui concerne la modélisation, le travail a été réduit, vu que les modèles 3D nous étaient fournis. Néanmoins, notre scénario comporte plusieurs gros plans sur les membres de la famille, nous les avons donc retravaillés pour éviter qu’ils ne soient trop polygonés.

Les modifications apportées se situent à différents niveaux :

· lissage du corps entier (en utilisant un « modifier Lissage Maillage »), en réglant le contrôle par sommet pour les zones sensibles telles que les épis pour Bart, Lisa et Maggie, ou encore les bas de pantalons pour toute la famille.

· Remplacement des yeux pour qu’ils soient totalement sphériques

· Découpage de polygones comme ceux des jambes ou des doigts, dans le but d’obtenir une interpolation plus lissée et plus naturelle dans ces zones.

Comme Homer et Bart sont les personnages principaux, nous avons jugé nécessaire de modifier légèrement leurs expressions pour qu’ils paraissent plus naturels. Nous avons donc adapté le maillage de leur tête en déplaçant les sommets « à la main ».

La deuxième étape du travail sur les personnages a été de créer et d’ajuster des bipèdes de « Character Studio » pour chaque personnage (en les liant par un « modifier Physique »), dans le but d’utiliser ses fonctions avancées de déplacement. Il a donc fallu adapter le modèle général de « bipède » à chaque maillage, pour obtenir une interpolation des déformations suffisamment correcte pour ne pas avoir d’artefacts à l’affichage.

Les modèles sont composés de :

· deux segments pour les jambes et les bras

· deux phalanges aux doigts

· un orteil, réduit au minimum (car inutile) sauf pour Bart

Il a été nécessaire de modifier certaines enveloppes au niveau des doigts et des jambes pour éviter des sommets non pris en compte dans les déplacements ou des déformations non volontaires.

1. Le salon

Le salon est composé :

· d’un sofa

· d’un petit meuble qui porte un téléphone et une lampe de chevet, et qui contient des livres

· d’un second meuble supportant la télévision

· d’une grande lampe

· d’un cadre avec un tableau de bateau

Le salon a été modélisé en utilisant au maximum des modèles 3D trouvés sur le web. Néanmoins, nous avons modélisé le petit meuble sur la gauche des personnages et le cadre, et nous avons modifié une lampe et la télévision.

Nous avons placé des lumières dans chaque lampe, ainsi qu’une troisième dans la télé avec un léger effet bleuté. Il y a une quatrième lumière qui ne porte pas d’ombre et assure une luminosité suffisante pour la scène.

2. Modélisation du village “Far-West”

Pour modéliser le village, nous avons récupéré deux maisons sur le web, il a simplement fallu les remettre à la bonne échelle. Enfin nous avons modélisé le saloon et la fabrique de bières. Ce sont des simples cylindres et parallélépipèdes rectangles et des cylindres. Le plus difficile a été de plaquer les textures sur les bâtiments, nous avons pris des photos de maisons en bois et nous avons récupérés la texture du bois que nous avons appliqués à l’aide d’un « modifier UVW » adéquat.

3. Les bouteilles et les bouchons

Les bouteilles de bière ont été modélisées sous « 3dsmax », car les modèles trouvés sur le web n’étaient pas suffisamment détaillés pour être utilisés dans notre projet. Nous avons donc défini des textures pour le modèle créé, avec des effets de transparence, de réfraction et de réflexion. On a ensuite appliqué une texture représentant une étiquette de bouteille de bière sur le devant.

Les bouchons sont de simples cylindres modifiés sur lesquelles on a plaqué la texture correspondante.

III. Les techniques d’animation employées

Scène 1 – Plan 1

Dans ce plan, nous avons une scène générale où l’on voit toute la famille devant la télévision. Homer et Marge discutent, Bart et Lisa descendent du sofa. Tous ces mouvements ont été réalisés en définissant des clés pour chaque partie de la structure hiérarchique du bipède de Character Studio (technique du keyframe). La tétine de Maggie est animée grâce à une déformation spatiale. Une déformation par FFD (Free Form Deformation) a été appliquée à la zone du corps de Maggie correspondant à la tétine et une partie du visage. On a ensuite défini par keyframe sur le maillage de Maggie le mouvement de la tétine, en modifiant les points de contrôle.

Scène 1-Plan 2 et 4 :

Dans ces plans, nous utilisons du « keyframe », ce n’est pas difficile en soi de l’utiliser, mais il faut que les mouvements soient réalistes et c’est assez difficile, il faut de la pratique et une bonne analyse du mouvement humain pour pouvoir le réaliser.

Par contre nous utilisons le « générateur de pas » de « character studio » afin d’automatiser l’utilisation de la cinématique inverse. Le logiciel nous fournit cependant une démarche qui reste assez mécanique, il nous faut alors pour chaque clé générée retravailler la posture générale du « bipède » pour lui donner une démarche un peu plus naturelle, en lui donnant des mouvements aux bras, à la tête, etc…

Scène 1 – Plan 3

Homer et Marge discutent toujours, et Maggie se déplace sur le divan. On voit derrière le divan Bart qui se dirige vers des bières, en prends une et la boit. Marge se dirige vers Maggie pour la rattraper, Homer se retourne et voit Bart boire ses bières, il s’énerve et se lève. Les mouvements d’Homer, Marge et Maggie sont réalisés avec des définitions de clés, hormis les déformations de la tétine (cf. plan 1). Les mouvements de Bart sont toujours définis avec la génération de pas de Character Studio. La seule différence vient du mouvement de la bouteille de bière, qui est déterminé par un contrôleur de position par liaison. Ainsi, la bouteille est liée à l’univers dans la première partie de l’animation, puis elle se retrouve attachée à la main droite de Bart dès qu’elle est suffisamment près.

Scène 1 – Chute

La caméra s’approche de la tête d’Homer. On voit alors la casquette Budweiser bleue se transformer en un chapeau de cowboy marron, qui a toujours l’étiquette sur le devant. Ce morphing a été réalisé en utilisant un modifier Interpolateur sur la casquette. De plus, nous avons créé un matériau Interpolateur qui fait une transition entre le matériau bleu de la casquette et le matériau marron du chapeau. Nous avons au final un morphing linéaire entre la casquette bleue et le chapeau marron.

Scène 2-Plans 1,2,3,4,5

Ce plan est assez statique, en effet Homer et Bart se regarde fixement, un léger vent emporte une broussaille au travers de la scène. Seule la broussaille est animée et comme son mouvement est composé d’une translation et d’une rotation sur lui-même, nous utilisons un  « modèle hiérarchique », nous fixons un objet factice sur la broussaille. Il suffit alors de donner un mouvement vertical de rebond à la broussaille et un rétrécissement lorsqu’il touche le sol, puis un mouvement horizontal à l’objet factice, les deux mouvements seront alors composés. Dans notre cas l’objet factice traverse le village. Homer et Bart bougent légèrement, en se balançant et en serrant et desserrant les doigts. Nous avons modifié leurs expressions pour qu’ils soient plus réalistes dans cette scène.

Scène 2 – Plan 6

La caméra est en gros plan sur la tête de Bart. Elle s’éloigne alors que Bart dégaine ses bouteilles, puis l’animation de Bart se fige et la caméra tourne autour de lui dans un effet « à la Matrix ». La caméra plonge ensuite vers Bart qui tire ses bouchons. Le mouvement de la caméra est obtenu en utilisant une caméra cible qui pointe en permanence sur Bart, et en définissant la trajectoire à l’aide d’une spline en arc de cercle. Les bouchons lorsqu’ils partent laissent une traînée de chaleur (même référence : Matrix). Cet effet est obtenu en liant des SuperSpray aux bouchons, ce qui fait que ces derniers laissent un ensemble de particules lorsqu’ils bougent. Les particules possèdent une texture de transparence, avec une réfraction paroi mince, ce qui permet de déformer l’arrière-plan derrière elles. Elles ont aussi une atténuation sur les bords pour éviter que l’effet soit « d’un bloc », et un masque en Age Particule pour que leur apparence se modifie au cours du temps.

Scène 2 – Plan 7

Homer évite les deux capsules envoyées par Bart : elles gardent l’effet de traînée à la Matrix décrite dans le Plan 6. Afin de faciliter la manipulation du « bipède Homer » nous avons fixé ses pieds au sol avec deux clés CI (une pour chaque pied). Ensuite nous avons généré le mouvement de Homer avec des « Keyframes » pour essayer de le rendre à l’identique du héros de Matrix évitant les balles.

En ce qui concerne la synchronisation de tous les mouvements des personnages, nous les avons enregistré dans des fichiers « .bip » et nous les avons agencés grâce aux « scripts de séquence » que propose 3dsMax. Ces derniers permettent d’agencer tous les mouvements comme bon nous semble.

Scène 2 – Chute

La caméra est revenu sur Bart, et on peut voir la bière jaillir des bouteilles puis retomber vers le sol. Bart souffle sur chaque bouteille comme pour refroidir des pistolets. La caméra zoom ensuite sur une bouteille par terre. L’effet de la bière est réalisé grâce à un réseau de particules qui génère des éléments orangés, à partir du polygone correspondant à l’ouverture de la bouteille. Ces particules ont une texture qui passe de l’orange au blanc (orange au centre, blanc sur les bords), et subissent en post-production un effet de flou pour ne pas voir des particules séparées mais bien une approximation de liquide. La bière retombe à terre grâce à un effet de gravité appliqué aux particules. Leur vitesse initiale associée à la gravité permet d’obtenir une trajectoire en parabole pour la bière. L’effet du souffle de Bart est réalisé grâce à des déformations spatiales de type poussée, qui sont activées en fonction des clés utilisées pour le mouvement de la tête.

Scène 3 – Maggie et la bière

On voit Maggie qui prend une bouteille de bière par terre, puis qui regarde la caméra. En même temps, un plan se resserre autour d’elle, avec le message : « God bless beer ». L’animation de Maggie est faite en keyframes sur son bipède. Afin de fixer la bière sur les mains de Maggie, nous avons utilisé des liaisons qui changent au cours du temps, dans un premier temps la bière est lié au monde puis dans un deuxième temps à la main de Maggie. La tétine de Maggie est toujours animée à l’aide d’une FFD. Le plan qui se resserre est une simple boîte qui change d’échelle au cours de l’animation, par la technique des keyframes, sur lequel a été plaqué une texture contenant le message à afficher.

IV . Choix des techniques d’animation

Dans cette animation, nous avons utilisé plusieurs techniques d’animation différentes : par keyframe, en utilisant Character Studio, par morphing, par déformations spatiales, par FFD, par système de particules ou encore en utilisant des contraintes de cinématique inverse. Chaque technique a été choisie pour sa facilité d’application au problème qui nous été posé.

Ainsi, l’animation des personnages a été réalisée en utilisant au maximum Character Studio, car c’est une méthode rapide pour animer des déplacements. Malheureusement, les mouvements disponibles sont plutôt limités, et il a donc fallu effectuer les autres types d’animations par keyframe, ce qui est beaucoup plus lent mais aussi beaucoup plus précis. La dernière technique utile pour l’animation des personnages fut les contraintes de cinématique inverse, telles que la liaison d’objets aux mains des personnages ou encore la liaison de leurs pieds au sol (par exemple lorsque Homer évite les balles).

Les autres techniques ont été employées pour des effets particuliers. Ainsi, le morphing a servi pour la transition de la casquette d’Homer vers son chapeau de cowboy. Les systèmes de particules ont permis des effets de liquide ou d’air (mousse de bière, effet de chaleur pour les bouchons), ce qui aurait été très difficiles par d’autres méthodes. De même, les déformations spatiales ont donné des effets spécifiques, qu’ils auraient été impossible à réaliser autrement. Enfin, nous avons utilisé une FFD pour le mouvement de la tétine de Maggie, car c’est ce qui nous a paru le plus simple à faire tout en ayant un mouvement réaliste.

V . Organisation du projet

Nous nous sommes répartis les tâches de la façon suivante :

FAVE Sébastien :

· Modélisation des bouteilles de bières

· Modélisation du salon

· Adaptation des personnages

· Animation de Bart dans la scène 1

· Contraintes par liaison qui changent dans le temps

· Morphing du chapeau

· Gestion des réseaux de particules et des « Super Spray »

· Animation de Bart et jeux de caméra sur Bart dans la scène 2

· Dernière scène avec Maggie.

GUILBERT Matthieu :

·  Modélisation du village de « Far West »

·  Montage et séquencement de la première scène

·  Dans la première scène : mouvements de Marge, Homer, Lisa et Maggie

· Dans la seconde scène : Mouvement de la broussaille

· Montage de la seconde scène

·  Montage final avec ajout du son

Conclusion

En définitive, ce projet nous a permis de pratiquer les différents cours théoriques de synthèse d’images, et d’utiliser diverses technique d’animation. L’utilisation de 3dsmax a été laborieuse, il est vrai que c’est un logiciel complet, mais son instabilité nous a causé beaucoup de problèmes ainsi que d’innombrables bugs (notamment des problèmes de rendu comme celui des « particules super-spray » qui nous a contraint à créer la vidéo image par image) qui nous ont ralenti dans notre travail. Malgré la quantité de travail énorme à fournir pour ce projet, il est assez plaisant de créer son propre film d’animation.