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Do Realismo ao Cartum: sistematização de um modelo de conversão para captura de movimentos

Tese de Doutorado

Nome:
Raphael Argento de Souza
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro - UERJ
Programa: Programa de Pós-Graduação em Design / PPDEsdi
Orientador: André Soares Monat, Washington Dias Lessa
Ano: 2019
País: Brasil

Resumo
A animação de personagens 3D é um dos campos tecnológicos de atuação do designer, que utiliza os métodos desenvolvidos pela animação tradicional para entregar suas produções. Desde a década de 1970, entretanto, um outro campo vem se desenvolvendo paralelamente a este processo: a captura de movimentos. Inicialmente rejeitada pelos profissionais deste setor, hoje ela é parte integrante e dependendo do tipo de produção, como os games e cada vez mais utilizada para a realização de animações. Neste trabalho, foi realizada uma pesquisa envolvendo captura de movimentos e animação de personagens 3D para comprovar nossa hipótese e proposta de criação de um sistema de cartunização de capturas de movimentos de semi-automática. Nosso método utilizou o modelo proposto pela Universidade de Illinois e, através dele, percorremos as seguintes etapas: levantamento bibliográfico sobre animação e seus estilos, com vistas à aplicação no sistema proposto e questionamento dos princípios de animação (propondo uma classificação sua); levantamento bibliográfico exploratório no campo da visão computacional, relatando o histórico desta área e o estado da arte dos sistemas de reconhecimento de movimentos; captura de movimentos, por meio de equipamento eletromagnético; experimento empírico, utilizando o reconhecimento de movimentos, através de um algoritmo desenvolvido na linguagem de programação C#, com aplicação de lógica Fuzzy para reconhecimento e classificação de movimentos através de uso de linguagem natural; aplicação de movimentos cartoons com estilos de animação levantados anteriormente sobre a captura de movimentos em software de animação 3D. Como resultados, obtivemos: o reconhecimento bem sucedido de dois movimentos similares capturados (corrida e caminhada), sua conversão em movimentos cartoons; uma proposta de classificação dos princípios de animação; uma proposta de classificação de animações.


Abstract
3D character animation is one of the technological fields where designers can work. It uses methods developed by traditional animation to deliver its productions. Since the 1970 s, however, another field has been developed alongside this process: motion capture. Initially rejected by animation professionals working in the industry today it is an integral part of it specially on certain types of production such as games and it is increasingly being used for producing animation. In this work a research involving motion capture and animation of 3D characters was carried out to prove our hypothesis and proposal of creating a semi-automatic motion capture cartoon system. We used as research method the model proposed by the University of Illinois and by it we went through the following steps: bibliographic survey about animation and its styles, aiming at the application in the proposed system and questioning the principles of animation (proposing a self classification); exploratory bibliographic survey in the field of computer vision, reporting the history of this area and the state of the art of motion recognition systems; motion capture using an electromagnetic equipment based system; an empirical experiment using motion recognition with a developed C# programming language algorithm, with Fuzzy logic applied to motion recognition and classification through natural language; cartoon movements application through previously know animation styles on motion capture in 3D animation software. As results we obtained: successful recognition of two similar captured movements (running and walking), their conversion into cartoon movements; a new proposal for animation principles classification; a proposal for animation classification.


Palavras-chave: 
Design, Animação 3D, Captura de movimentos, Lógica fuzzy, Reconhecimento de movimentos, Tese

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