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Tout savoir sur la motion capture, une technologie en plein boom !

Motion capture pour Iron man

La motion capture est une technologie très utilisée dans de nombreux domaines. Du cinéma au concert de votre groupe préféré, impossible de passer à côté, elle fait partie de ces technologies que l’on croise tous les jours sans le savoir. Afin que cela n’arrive plus, voici tout ce que vous devez connaitre sur la motion capture. 

Que cache la motion capture ?

La motion capture, ou capture de mouvement en français, est une technologie qui permet d’enregistrer les mouvements d’une personne ou d’un objet, et de les reproduire dans un environnement virtuel. Elle a été inventée à la fin du XXème siècle. C’est dans les années 1970 que l’armée et la recherche scientifique se sont intéressées au sujet. De premiers essais ont été faits à travers l’étude des mouvements d’un cheval au galop qui ont été projetés sur écran. Cette nouvelle technologie a grandement contribué à l’étude des mouvements humains, permettant ainsi des avancées dans les domaines de la santé et de l’anatomie.

Depuis ces dernières années, la motion capture est de plus en plus souvent utilisées dans le domaine du jeu vidéo, mais aussi celui du cinéma. Cette technique a été largement popularisée par des films toujours plus avant-gardistes. En effet, développé par le Studio Sony Imageworks, Le Pôle Express, sorti en 2004, fut le premier long métrage réalisé entièrement avec cette technologie.

À noter que le terme de « capture » provient d’une mauvaise traduction de l’anglais, car il s’agit bel et bien de capter le mouvement, et non de le capturer. On parle donc de « captation » en français.

Comment faire de la motion capture ?

Dans la plupart des cas, un sujet, l’Homme le plus souvent (mais ça peut être un animal, une marionnette ou un objet), est utilisé comme source de données qui seront transformées en animation. De cette façon, les mouvements du sujet virtuel seront très proches de la réalité.

Il y a plusieurs étapes à la capture de mouvement, cinq pour être exact. La première étape est le Studio set-up (utilisation de 8 caméras généralement, avec un maximum de 24 pour des captures multiples), c’est-à-dire préparer le studio pour la capture de mouvement. Suit la calibration de la zone de capture, puis la capture de mouvement, soit la performance du sujet. Une fois les données enregistrées, il faut les nettoyer pour ensuite les traiter, pour enfin donner vie à un sujet fictif.

Quelles sont les méthodes ?

Capture optique

Pour faire de la motion capture, il faut placer une multitude de capteurs sur l’acteur à des endroits stratégiques du corps, les articulations par exemple. Les mouvements des capteurs vont être enregistrés pour être ensuite retranscrits sur une réalisation virtuelle. Ce style de capture de mouvement est la capture optique, c’est la plus utilisée. Les caméras, spéciales pour la motion capture, vont envoyer des rayons infrarouges, qui vont être réfléchies par les capteurs sur le sujet. Ce sont ces réflexions qui permettent la retranscription des mouvements de l’acteur sur ordinateur. Le problème principal de cette méthode, c’est sa sensibilité aux obstacles entre les capteurs et les caméras, les rayons infrarouges ne pourront pas traverser l’obstacle et donc ne seront pas réfléchis par les capteurs.

Capture gyroscopique

C’est pour cette raison que les studios de cinémas ou autres, se tournent vers la motion capture gyroscopique. Le principe est le même que pour la méthode précédente, mais les capteurs vont être remplacés par des capteurs gyroscopique et inertiel. Ils permettent de capter en temps réel, l’angle et la position de la partie du corps où ils sont posés. Un émetteur relier à l’ordinateur va retransmettre l’information. Pas de problème d’obstacle pour cette méthode, mais elle reste moins précise que la capture optique.

Capture mécanique

Cette méthode fonctionne grâce à un exosquelette construit autour de l’élément à capter. L’exosquelette est une structure dont les angles sont des capteurs angulaires. Ces angles sont reliés par des fils à un ordinateur. Chaque capteur connait sa position par rapport aux autres, ce qui permet à l’ordinateur de savoir les mouvements de l’ensemble de la structure. Cette méthode est très appréciée parce que très précise et qu’elle calcul très rapidement les données enregistrées par les capteurs. Mais la nécessité d’être relié par fils à l’ordinateur réduit le rayon d’action, et impose des contraintes mécaniques.

Motion capture Mecannique Avatar Capture Lab, motion capture capture des mouvements caméra réalité virtuelle

Capture magnétique

Cette méthode utilise des capteurs placés sur le corps de l’acteur, pour mesurer le champ magnétique de basse fréquence généré par un émetteur. Les capteurs ainsi que l’émetteur sont branchés à un ordinateur qui va reporter les positions des capteurs dans le champ magnétique. Un logiciel va ensuite retranscrire la position et les mouvements des capteurs dans un espace en 3D. Si plusieurs acteurs utilisent cette méthode en même temps, les capteurs des différents acteurs vont interférés les uns avec les autres. Les données enregistrées seront faussées et donc inutilisables.

Quelles utilisations de la motion capture ?

Cette technologie est utilisée dans de nombreux secteurs, principalement dans le cinéma et dans les jeux vidéo, mais pas seulement.

Cinéma

Tout le monde a déjà vu un film utilisant la motion capture. On peut citer Ted, Avatar ou encore le Seigneur des Anneaux, où le personnage de Gollum est entièrement fait en image de synthèse. C’est Andy Serkis l’acteur qui a donné vie à Gollum. Pour cela il a adopté la posture si particulière de ce personnage difforme qui se déplace uniquement à quatre pattes. Si la motion capture a été utilisé pour le personnage de Gollum c’est pour que celui-ci soit le plus réaliste possible, et le résultat est époustouflants, qui n’a jamais eu peur de lui ? Si ce procédé est beaucoup utilisé dans le cinéma, c’est en partie pour sa rapidité. De la capture des mouvements au traitement des données, il ne se passe moins d’une journée. Mais la motion capture est un des effets spéciaux les plus coûteux, elle représente le tiers des dépenses du Seigneur des Anneaux par exemple.

Gollum Seigneur des Anneaux Capture Lab, motion capture capture des mouvements caméra réalité virtuelle

Jeu vidéo

Dans ce secteur aussi la motion capture est très utilisée. La motion capture permet aux personnages d’être très réaliste et d’avoir certaines expressions. Beaucoup de jeux ont été salués pour la qualité de leur cinématique, comme Grand Theft Auto (GTA), Uncharted ou L.A Noire. C’est grâce à la motion capture qui retransmet des expressions faciales et la gestuelle de véritables acteurs, le résultat se rapproche des productions hollywoodiennes. Les acteurs hollywoodiens sont de plus en plus nombreux à incarner des personnages de jeux vidéo. Pour Call of Duty Advanced Warfare, sortie le 3 novembre 2014, le studio Sledgehammer a fait appel à un poids lourd, Kevin Spacey, acteur américain qui a joué notamment dans Usual Suspect, Seven ou encore dans la série House of Cards. Il incarne dans Call of Duty un patron d’une société militaire privée, Jonathan Irons. La ressemblance entre Kevin Spacey est son personnage virtuel est époustouflante.

Call of duty jeu Capture Lab, motion capture capture des mouvements caméra réalité virtuelle

Publicité

Dans la publicité, la motion capture est quelques fois utilisée. On peut notamment la retrouver dans la publicité de la Française des Jeux, dans laquelle des jeux à gratter sont animés, ou encore dans une publicité pour L’Oréal, dans laquelle l’actrice vieillie a vu d’œil. Comme pour les films et les jeux vidéo, la motion capture est très utile de par sa rapidité de production et pour son réalisme.

Évènement

La capture motion est aussi utilisée pour certains évènements artistique, culturel ou sportif. Certains de ces évènements font appel à cette technologie pour faire des animations qui apparaissent sur le décor de la scène. C’était notamment le cas pour un concert de Mylène Farmer ou pour un spectacle, « M & Mme rêve » produit par Dassault Système, dans laquelle une multitude de rhinocéros dansent. Préalablement, en studio, un danseur a exécuté la chorégraphie, puis reprise à l’identique par les rhinocéros virtuels.

La motion capture peut être utile dans beaucoup de secteurs. On peut notamment la retrouver dans la médecine. Grâce à elle, un médecin peut suivre la rééducation d’un de ses patients par exemple. Pour se faire la société STMicroelectronics a mis au point des capteurs qui détectent puis transmettent via Bluetooth, les déplacements de chaque partie du corps, d’un sujet équipé de ces capteurs, et tout ça à partir d’un smartphone.

Les acteurs de la motion capture

Vicon

Vicon est une entreprise spécialisée dans la motion capture. Des caméras, en passant par les logiciels et les capteurs, Vicon équipe les studios qui utilisent cette technologie. Le Capture Lab, le studio de la motion capture de EA (développeur de jeu vidéo, notamment FIFA ou encore Battlefield) est équipé de pas moins de 132 caméras Vicon, mais aussi le dernier logiciel de motion capture, le Vicon Blade. Pour avoir une idée du prix de cette technologie, la licence du logiciel Vicon Blade plus deux caméras Vicon ne coûtent pas moins de 12 500 dollars.

Capture Lab

Le Capture Lab est le studio qui gère la motion capture pour Eletronic Arts, l’un des principaux développeurs et producteurs mondiaux de jeux vidéo. Ils sont à l’origine des meilleures simulations sportives, NBA, NFL ou encore FIFA, mais aussi de grand blockbuster tel que Battlefield. Le studio s’étend sur un peu plus de 1 600m². C’est le plus grand et le mieux équipé des laboratoires de motion capture au monde.

Capture Lab, motion capture capture des mouvements caméra réalité virtuelle

SolidAnim

SolidAnim est une agence spécialisée en animation 3D. Fondée en 2007 en France, SolidAnim a fait beaucoup de chemin depuis sa création. L’agence a créé de nombreux projets plus ou moins connus, comme le film Alice aux Pays des Merveilles, avec Johnny Depp, ou encore Ghostbusters III, qui est prévu pour le 22 juillet 2016.

Kinect

Kinect est la caméra de Microsoft pour ses consoles Xbox 360 et Xbox One, sortie le 10 novembre 2010. Bien que sa principale fonction ne soit pas la capture motion, la Kinect est devenu une solution à bas coût pour pratiquer la capture de mouvement gestuelle et faciale, et ce, sans capteurs. Connectez plusieurs caméras ensemble, ajoutez à cela un logiciel tel que Captury Studio (il nécessite entre 5 et 12 caméras quand même) et vous aurez un bon studio de motion capture à un prix abordable (comptez 130€ la kinect et 1 999€ pour la version de base du logiciel).

Captury Studio

Captury studio est une solution de motion capture optique très polyvalente sans marqueur, combinaison ou équipement vidéo imposé. Il permet la capture de mouvement d’humains et d’animaux. Ce logiciel peut même capturer les détails en surface d’un costume en trois dimensions, comme les plis d’un vêtement. Captury Studio est compatible Windows et Linux en 64bit. La version basique coûte 1 999 euros, mais gère uniquement les humains et qu’un seul à la fois, tandis que la version Ultimate vaut 4 999 euros et n’a aucune limitation.

Malgré un coût de production élevé, pour un résultat de professionnel, la motion capture n’a pas fini de faire parler d’elle. Avec l’arrivée des casques de réalité virtuelle pour le grand public, il y a gros à parier que cette technologie sera la plus utilisée pour les applications, films ou jeux en réalité virtuelle. Ça tombe bien, maintenant la motion capture n’a plus de secrets pour vous !

Sources & créditsSource : - Crédit : Homido

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