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Interface Natural em 3D Para Animações Interativas

Tese de Doutorado

Nome:
Andréa Lins e Lins Souza
Instituição: Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e Computação
Orientador: Ricardo Guerra Marroquim
Ano: 2017
País: Brasil

Resumo
A tarefa de produzir animações de personagens virtuais articulados 3D pode ser árdua e maçante para o animador, quando ele não dispõe de técnicas e ferramentas para facilitar e agilizar o resultado do próprio trabalho. A escolha de métodos e de ferramentas apropriadas, tanto de hardwares quanto de softwares, muitas vezes é crucial para garantir o êxito. Nesse contexto, apresentamos um sistema para produzir animações de personagens articulados 3D, através da performance do usuário. A nossa abordagem fundamenta-se na técnica de quadros-chaves espaciais, a qual associa um marcador no espaço para cada pose-chave de um movimento ou ação e permite que o usuário produza animações ao mover o controlador com um mouse 2D. Em nosso sistema, a interação com o ambiente virtual se dá através de ferramentas mais sofisticadas, capazes de capturar gestos e movimentos da mão em tempo real. Os dados capturados são utilizados pelo algoritmo para interpolar as poses-chaves e construir, automaticamente, novas poses da sequência de animação durante a performance do usuário. Ademais, dispomos esses marcadores sobre superfícies com o intuito de mapear determinadas animações sobre as mesmas. Assim, é possível facilitar a localização espacial dos objetos presentes na cena, como os marcadores e o controlador, durante a performance. Embora estejamos trabalhando com movimentos e gestos, o nosso objetivo não é desenvolver uma interface puramente gestual. Com isso, ela também dispõe de controles acessíveis através do mouse, os quais conferem características adicionais ao sistema, como gravar a animação para visualização posterior, controlar a velocidade durante a visualização de uma animação gravada, dentre outras.


Abstract
The task of producing 3D character animation may be arduous and tedious for the animator when he lacks the techniques and tools to facilitate and streamline the outcome of his work. Choosing appropriate methods and tools, both hardware and software, have been often crucial to success. In this context, we present a system for performance-driven articulated 3D character animation. Our approach is based on the technique of spatial keyframing, that associates a marker in space for each key pose of a movement or action and allows the user to provide animations by moving the control cursor in the 3D space with a 2D mouse. In our system, interaction with the virtual environment takes place through more sophisticated tools capable of capturing gestures and hand movements in real time. The captured data is used by the algorithm to automatically construct new poses of the animation sequence during the user’s performance. In addition, we have these markers on surfaces with the intention of mapping certain animations on them. Thus, it is possible to facilitate the spatial localization of the objects present in the scene, such as the markers and the controller, during the performance. Although we are working with movements and gestures, our goal is not to develop a purely gestural interface. It also has controls that may be accessed by mouse and give additional features to the system, such as recording the animation for later viewing, controlling the speed when viewing a recorded animation, and more.


Palavras-chave: 
Engenharia de Sistemas e Computação, Interface natural, Animação 3D, Tese

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