Qu'est-ce que le rigging en animation ?

Les animateurs ont recours au rigging pour positionner et animer un personnage ou un objet en utilisant un système de mouvements interconnectés. Les squelettes permettent de contrôler la manipulation de personnages ou d'objets. Plutôt que d'intervenir directement sur l'objet, ils créent une structure hiérarchique capable de produire le mouvement ou le changement souhaité. Voici ce qu'est un squelette, et c'est grâce à ce dernier que l'objet est contrôlé. 

En général, le squelette est constitué d'une ou plusieurs commandes qui permettent une variété de mouvements et de transformations de l'objet, bien que sa structure puisse varier considérablement. Ces changements peuvent être aussi simples que des translations ou des rotations, mais ils peuvent également impliquer l'automatisation de comportements et de mouvements plus complexes. 

Pour les personnages, les animateurs utiliseront des techniques de rigging plus complexes. Des squelettes, des articulations et d'autres déformateurs peuvent être utilisés pour modifier l'aspect de la géométrie. Cela permet de positionner et de déformer le modèle sur mesure.

Lorsqu'un infographiste en rigging utilise des logiciels 3D tels que Maya, Blender ou 3ds Max, il est capable de créer divers types de squelettes pour l'animation. Ensuite, l'animateur peut manipuler les commandes du squelette et déplacer la marionnette numérique comme bon lui semble. Pour créer l'animation, ils enregistrent les changements de position des contrôles au fil du temps en utilisant des images-clés. Ces types de modèles à squelette peuvent ensuite être importés dans des moteurs de jeu comme Unity.

Le rigging de personnages consiste à transformer un modèle 3D (ou 2D) statique en une marionnette numérique articulée. Ce processus implique généralement la création d'une structure squelettique composée d'os ou d'articulations, ainsi que la liaison du modèle ou de la peau à ces articulations, ce qui nécessite de nombreuses étapes. Plus un personnage possède de squelettes, plus il est capable d'effectuer des mouvements complexes et subtils.

Une fois que le modèle est capable de se mouvoir avec le squelette, l'infographiste en rigging va créer un ensemble de contrôles que l'animateur pourra utiliser pour positionner le personnage. L'infographiste en rigging se concentre principalement sur la création, la mise en page et la fonctionnalité du schéma de contrôle. 

De plus, le modèle subira une déformation lorsqu'il sera positionné, ce qui changera son apparence. L'infographiste en rigging est chargé de modifier le modèle du personnage pour l'adapter à sa position, en utilisant un système de contrôle pour effectuer ces ajustements. La marionnette numérique finale est facilement positionnable pour l'animateur, possède un aspect attrayant après déformation et est dotée de comportements complexes automatisés.

Cliquez sur la vidéo ci-dessus pour découvrir les coulisses de WiNDUP et observer comment les personnages animés sont conçus et animés avec talent. Pour une brève introduction sur la façon dont le rigging de personnages est réalisé dans Unity, rendez-vous directement à 3:18 dans la vidéo.

Le rigging est la technique la plus couramment utilisée pour animer des personnages, des créatures ou des objets dans les films, à la télévision et dans les jeux vidéo. Tout ce qui nécessite un mouvement peut être préparé pour l'animation. Le rigging à l'aide d'un logiciel 3D permet d'automatiser des mouvements plus complexes, tels que la simulation physique de ragdoll, en appliquant une précision physique à toutes les structures squelettiques. 

Pour commencer le rigging, les animateurs ont d'abord besoin d'un personnage ou d'un objet en 2D ou 3D. Lors de la création du squelette, les animateurs doivent réfléchir à l'ensemble des mouvements qu'ils souhaitent que leur squelette effectue, ainsi qu'à l'emplacement des articulations et des pivots. Ensuite, ils créeront une structure hiérarchique, ou un squelette s'il s'agit d'un personnage, ainsi qu'un ensemble de contrôles. 

Ensuite, ils procéderont à la connexion de l'objet ou du personnage au squelette, ce qui peut être un processus simple ou complexe en fonction du type de structure squelettique requise. À partir de là, l'animateur peut manipuler le squelette pour créer des animations plus facilement.

Mouvement hiérarchique indépendant

Afin de donner un aspect plus réaliste à l'animation et d'instaurer un rythme harmonieux, le mouvement hiérarchique consiste à déterminer l'ordre dans lequel les différentes parties d'un personnage ou d'un objet se déplacent. Par exemple, dans un cycle de marche, la tête et le cou bougeront en premier, suivis par le torse, les hanches et les jambes. 

Cela crée également un sentiment de poids et de gravité, ou de vitesse et d'élan. Le mouvement hiérarchique indépendant peut également désigner la façon dont les différents éléments d'une animation se déplacent les uns par rapport aux autres, comme par exemple deux personnages marchant côte à côte.

Afin de donner un aspect plus réaliste à l'animation et d'instaurer un rythme harmonieux, le mouvement hiérarchique consiste à déterminer l'ordre dans lequel les différentes parties d'un personnage ou d'un objet se déplacent. Par exemple, dans un cycle de marche, la tête et le cou bougeront en premier, suivis par le torse, les hanches et les jambes. 

Cela crée également un sentiment de poids et de gravité, ou de vitesse et d'élan. Le mouvement hiérarchique indépendant peut également désigner la façon dont les différents éléments d'une animation se déplacent les uns par rapport aux autres, comme par exemple deux personnages marchant côte à côte.

Peinture de poids précise

Un modèle de personnage créé par rigging est lié à une hiérarchie d'articulations ou à un squelette. Chaque vertex du modèle est pondéré entre différentes articulations, ce qui permet à ces dernières de se déplacer lorsque vous manipulez le squelette.

Il est indispensable d'avoir une peinture de poids précise de sorte que le modèle du personnage se déforme correctement lors de l'animation. Il s'agit d'un processus consistant à ajouter ou supprimer du poids sur des vertex spécifiques d'un maillage, en fonction des articulations correspondantes dans le squelette. En général, cette tâche est accomplie en utilisant un outil de pinceau dans un logiciel d'animation 3D pour peindre directement sur le maillage. Une peinture avec un poids approprié peut offrir un meilleur contrôle sur la déformation d'un personnage et ainsi améliorer l'esthétique du résultat final.

Contraintes des mouvements osseux

Afin de créer une animation réaliste ou stylisée, il est impératif de maîtriser les principes fondamentaux du mouvement. La compréhension de la manière dont un objet se déplace par rapport à d'autres est appelée contrainte de mouvement. Il en existe deux types : les contraintes cinématiques et les contraintes dynamiques. 

Les contraintes cinématiques définissent le mouvement d'un objet sans considérer les forces agissant sur celui-ci. Par exemple, un objet ne peut pas se déplacer plus vite que la vitesse de la lumière. 

Les contraintes dynamiques prennent en compte les forces agissant sur un objet. Par exemple, un objet ne peut accélérer qu'à une certaine vitesse. 

Les contraintes de mouvement osseux contrôlent leur degré de liberté dans leur transformation pour créer un mouvement naturel. 

Cinématique directe

La cinématique directe consiste à manipuler une hiérarchie d'articulations de la racine jusqu'à l'extrémité, en suivant une direction vers l'avant. Pour positionner un bras en utilisant cette technique, commencez par faire pivoter le bras supérieur, suivi du coude, et enfin du poignet. Ce type de mouvement crée des arcs agréables pendant l'animation, mais complique le positionnement précis du point final. En effet, sa position dépend des rotations des autres articulations de la chaîne et doit être ajustée manuellement.

Cinématique inverse

La cinématique inverse est le processus de manipulation d'une hiérarchie articulaire de l'extrémité à la racine, ou dans le sens inverse. Pour positionner un bras en utilisant la cinématique inverse, il vous suffit de déplacer la main, et les rotations du coude et du bras seront calculées automatiquement en fonction de la position finale de la main. Ce mouvement spécifique permet de fixer la main d'un personnage sur un point précis dans l'espace ou de maintenir ses pieds au sol sans glisser. Cependant, il peut être plus difficile de créer des mouvements naturels et fluides de l'ensemble de la chaîne articulaire.

Clés pilotées

Les clés pilotées, également appelées Driven Keys, sont un outil efficace pour réaliser des animations conditionnelles avec des images-clés, telles que faire tourner une roue pour ouvrir une porte dans un jeu vidéo ou une animation. Vous devez créer un lien de dépendance entre deux objets en fonction de la hiérarchie de l'animation pour pouvoir obtenir le résultat souhaité. Par exemple, la roue est la « clé principale » et la porte est la « clé secondaire ». C'est là qu'intervient la clé pilotée. La clé principale va contrôler la clé secondaire, et le mouvement de la clé secondaire se produira automatiquement lorsque vous animerez la clé principale. 

Mélanges de formes

Pour modifier la forme d'un objet dans une scène d'animation vidéo, des « déformateurs » sont nécessaires. Le déformateur « Blend Shapes » (Mélange de formes) est utilisé pour créer l'illusion d'une transformation naturelle d'une forme en une autre, comme par exemple un œil qui cligne des yeux.

Contraintes

Pour améliorer un squelette et faciliter sa manipulation, il est possible d'utiliser des contraintes qui permettent de contrôler automatiquement la position, l'orientation ou l'échelle de l'objet. Il existe plusieurs types de contraintes : les contraintes de visée qui permettent de contrôler l'orientation d'un objet de manière à ce qu'il pointe vers un autre objet de la scène, comme par exemple la direction des yeux. Les contraintes de point qui permettent à un objet de suivre automatiquement un autre, et les contraintes de vecteur qui permettent de contrôler la direction d'une chaîne cinématique inverse en suivant un autre objet, comme par exemple le contrôle de la direction du genou. 

Courbes de contrôle

Toute propriété d'une animation peut être représentée par une courbe d'animation qui permet de visualiser les valeurs changeantes des propriétés sous forme de lignes sur un graphique, plutôt que de simples pistes linéaires indiquant uniquement les moments où les images-clés sont présentes. Une courbe de contrôle d'animation est constituée de plusieurs clés qui servent de points de contrôle que la courbe traverse. La courbe entre chaque image-clé d'un mouvement animé définit le mouvement entre les deux images-clés.