Les effets spéciaux numériques
La Science au service
du 7ème Art
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vous êtes filmé !
B) Motion capture
La Capture de mouvement, désignée généralement par son nom anglais Motion Capture (ou MOCAP) est une technique d'animation permettant de capter les mouvements d'un individu réel afin de les appliquer en temps réel ou en temps différé sur un personnage virtuel.
Le film Iron Man 3 de Shane Black, sorti en 2013, met à l'honneur cette technique, la scène ci-dessous en est un exemple d'application :
Créée au début des années 80 à des fins militaires et médicales, la technique a été reprise et adaptée, dans les années 90, pour le cinéma. Ce procédé utilise des capteurs et des caméras infrarouges.
Caméra à infra-rouge
Des marqueurs jouent en général le rôle des capteurs. Ce sont des images en noir et blanc. Ils sont posés sur l'acteur à des endroits particuliers du corps, par exemple aux articulations. Les mouvements de ces marqueurs sont ainsi captés. Les caméras émettent un rayonnement infrarouge, réfléchi par les marqueurs dont la surface est composée d'une matière réfléchissante, puis renvoyé à ces mêmes caméras. Celles-ci ne sont sensibles qu'à un type de longueur d'onde et affichent les marqueurs sous forme de points blancs. Puis, à partir du traitement d'image d'un minimum de 2 caméras, les positions dans le repère spatial des marqueurs sont déduites par triangulation.
Il s'agit de déterminer la position d'un point sur un plan en deux dimensions, en mesurant les angles entre ce point, représentant le capteur, et d'autres points références dont la position est connue, représentant ici les caméras. Le capteur peut donc être assimilé au sommet d'un équilatéral dont on connait la longueur de sa base et deux de ses angles, suivant le schéma ci-dessous, d'où le nom triangulation.
On va donc chercher à calculer la longueur d à partir des angles α et β et des longueurs x1 et x2 dont la somme vaut la longueur L.
Le segment [MO] est perpendiculaire au côté [C1C2] du triangle C1MC2 en 0, les triangles C1M0 et C2MO sont tous deux rectangles en 0. On peut donc affirmer que :
tanα=d/x1 et tanβ=d/x2
Or comme L=x1+x2 on en déduit que :
L=(d/tanα)+(d/tanβ)
Ainsi :
L=d(1/tanα)+(1/tanβ)
On conclut dont par :
d=L/((1/tanα)+(1/tanβ))
Cette formule pour calculer d permet donc une triangulation sur une seule dimension. Avec deux caméras en plus et en répettant ce calcul deux fois de plus, nous pouvons déterminer la position de ce point en trois dimensions.
Une fois ces points repérés dans un plan en 3D, l'ordinateur les trace à partir d'une position initiale de l'acteur afin d'enregistrer un mouvement des points blancs comme illustré ci-dessous.
Ces mouvements sont ensuite appliqués à un avatar :
La scène de Pirates des Caraïbes : Le secret du coffre maudit, réalisé par Gore Verbinski et sorti en 2006, présentée ci-dessous nous fournit un exemple d'utilisation de cette technique au cinéma :