Recherche et Développement
Plugins, développements spéciaux (programméss en divers langages internes à Cinema4D), découvez toutes les recherches et développements effectués par 3DWeave au fil des ans.
Elicon Motion Control :
Plugin permettant de récupérer une trajectoire de camera réelle (camera ELICON utilisant un système de pilotage en “motion control”) dans Cinema 4D. La camera réelle robotisée est programmée pour réaliser une prise de vue avec un mouvement spécifique, le logiciel utilise pour cela un fichier contenant toutes les données de trajectoire. Cette trajectoire peut donc être lu par le plugin, ce qui permet de générer une caméra virtuelle ayant exactement le même mouvement spatial que la camera réelle. L’objectif est de pouvoir ensuite produire une animation 3D qui puisse se fusionner parfaitement dans la prise de vue réelle, ou également une prise de vue réelle qui puisse s’intégrer dans l’animation 3D via la trajectoire commune de caméra.
Ce développement répondait à une problématique de coût de production dans un premier temps. En effet, pour intégrer des éléments 3D dans une prise de vue réelle, il est nécessaire d’utiliser la technique du « tracking » qui est couteuse en termes d’investissement logiciel, mais également en terme de compétences et de temps nécessaire. Le plugin Elicon Motion Control permet donc de recourir à une méthode différente, très peu couteuse et également très rapide à mettre en œuvre, donc pour répondre à des réalisations de faible budget, et/ou de délais de production relativement courts. Ainsi le studio de tournage utilisant la camera Elicon, a pu intéresser de nouveaux clients et s’ouvrir à des productions audiovisuelles nouvelles.
Le développement fut réalisé en collaboration étroite avec le programmeur de la camera ELICON, Maître de conférence au Laboratoire de Robotique de Paris (LRP) rattaché au CNRS (département Sciences et technologies de l’Information et des Communications : STIC).
Plus d'informations : http://www.yannminh.org/
Développement en COFFEE, fonctionnel sur Cinema 4D pour plateformes PC/Mac, puis développement d’une version en C++ pour des raisons techniques, pour Cinema 4D, plateforme PC.
RF Bin Loader :
Plugin permettant d’importer dans Cinema 4D une animation de fluides générée par le logiciel RealFlow. RealFlow est spécialisé dans la simulation physique de liquides, il peut exporter ses simulations 3D dans des formats spécifiques, non utilisables directement dans Cinema 4D. L’éditeur de RealFlow développe les plugins de « passerelle » vers différents logiciels, dont Cinema 4D, mais en cours de production, nous avons constaté que ce plugin n’était pas du tout stable, mettant en péril notre réalisation… Il nous a donc fallu développer notre propre plugin d’importation de séquence RealFlow afin de pouvoir travailler sereinement et efficacement. Nous avons également ajouter des fonctionnalités supplémentaire à notre plugin, ce qui nous a permis plus de possibilités techniques et visuelle quant à l’utilisation des animations de liquides 3D dans nos films d’animation.
Développement en COFFEE, fonctionnel sur Cinema 4D pour plateformes PC/Mac
Téléchargement et informations sur ce plugin d'import RealFlow pour Cinema4D.
Simulations mécaniques : Kiosque mobile
Fréderique LAGARDE- Société Scenici
Le projet consiste à réaliser une conception 3D d’une structure mécanique complexe qui doit pouvoir tenir dans une remorque de camion dans son état « replié », et ensuite qui se déploie pour donner une structure de scène de spectacle, ou lieu d’exposition.
Infrastructure : système de déploiement de la scène amovible sur la remorque.
Vue d’ensemble des structures pliées.
La difficulté ici réside dans la quantité de pièces mécaniques à gérer puisqu’il ne s’agit pas seulement d’en avoir un aspect purement visuel, mais que cette conception 3D serve au développement du projet réel. En effet, en simulant les mouvements des différentes parties du projet par programmation dans Cinema 4D, nous avons pu mettre en évidence des défauts de conceptions et ensuite les corriger au mieux. L’optimisation des formes de chaque pièce mécanique a également pu être possible via la réalisation 3D du projet.
Simulations mécaniques : développements techniques société POCLAIN Hydraulics.
Dans le cadre des recherches sur les nouvelles possibilités de motorisations à faibles consommations d’énergie, et notamment sans utilisation d’énergie pétrolière, POCLAIN Hydraulics nous a proposé de mettre en images et en animations leurs développements actuels, pour en expliquer le fonctionnement à travers différents salons internationaux.
Le développement principal est un moteur propulsé par puissance hydraulique (moteur MFE), qui permet à chaque roue d’un véhicule lourd (bus, camion de chantier, tracteur agricole, remorque) d’avoir une propulsion additionnel au moteur thermique classique. Ce système permet donc à des bus de réduire leur consommation de carburant, les engins de chantier disposent d’une puissance motrice plus efficace et répartie sur chaque roue, permettant ainsi de faciliter le franchissement de sols très malléables ou de pentes fortes.
Programmation XPRESSO additionnelle pour le contrôle d’animation du moteur MFE.
Moteur classique 3D avec structure interne animable par programme (pistons-soupapes-came)
Simulation anatomique : Alain PIRON, ostéopathe, spécialisé en phoniatrie-biomécanique du larynx
A. Piron, ostéopathe Belge est impliqué dans la recherche et le développement de techniques de manipulations sur le larynx comme alternative ou complément aux prises en charge thérapeutiques plus classiques des dysfonctions de la voix. Consultant en milieu hospitalier, enseignant dans plusieurs école d'ostéopathie européennes, il organise également de nombreux séminaires sur la prise en charge des dysfonctions cervico-maxillo-faciales. Ces recherches proposent de démontrer les insuffisances d'une vision trop rigide et linéaire de la biomécanique laryngée classiquement trop simplifiée par le fractionnement des éléments étudiés. La vision de la biomécanique de cette région doit être à la foi locale (en dedans du larynx) globale (l’environnement du larynx) et en mouvement, ce qui l'a amené à se tourner vers nous pour réaliser un système de fonctionnement laryngé en 3D, complexe mais réaliste. Ceci permettrais d'illustrer en animation l'approche d'un nouveau concept biomécanique utile pour la compréhension et le traitement des dysfonctions laryngées.
La difficulté d’une telle conception c’est la gestion des éléments organiques tels les muscles, membranes, et autres parties molles qui doivent se déformer en contact les unes avec les autres, ou en contacts avec des surfaces dures (cartilages, os). Il a fallu également gérer les variations de volumes des muscles pour simuler leur contraction et être ainsi totalement cohérent avec la réalité scientifique.
Vue de la structure anatomique modélisée dans Cinema 4D et manipulable par contrôleurs manuels.
De plus, les fonctionnalités biomécaniques sont beaucoup plus complexes que la mécanique simple puisque ces structures organiques n’ont pas de base fixe, les éléments d’articulation peuvent à la fois pivoter, mais également se déplacer simultanément dans les 3 dimensions. La programmation combinée COFFEE et XPRESSO a permis de reproduire ces effets.
Scripts pour animation automatique sur une bande son :
Nous avons souvent des demandes d’animations 3D nécessitant de faire parler un personnage sur une bande sonore enregistrée. En animation classique, à la main, il faut passer beaucoup de temps à animer la bouche d’un personnage sur une voix, ce qui implique un coût de production qui souvent dépassait les budgets des clients concernés.
Nous avons donc développé un système d’animation automatique d’objet 3D en fonction de l’amplitude d’un son.
Le principe est donc d’importer le fichier son dans Cinema 4D, puis d’utiliser le script sur l’objet à animer. Dans ce script il suffit d’indiquer le son à utiliser comme référence, puis de définir la ou les coordonnées de l’objets qui doivent être synchronisés sur l’amplitude du son. Ensuite on définit l’amplitude de ce mouvement 3D.
Par exemple, dans le cas de l’animation de la mâchoire d’un personnage, on choisira d’animer la rotation de l’axe horizontal, avec un son d’amplitude 0 (c’est-à-dire un silence) la rotation sera donc de 0 (c’est-à-dire la bouche fermée). Quand le son est audible, avec des variations de volume entre 0% et 100%, l’ouverture de la mâchoire sera proportionnelle, avec un angle maximum définit dans le script pour l’amplitude de son de 100%.
Ainsi, on peut visualiser et entendre en temps réel dans Cinema 4D, l’animation produite, le script traite le mouvement à chaque image de l’animation, en fonction de l’intervalle sonore correspondant à chaque image.
Pour réaliser une animation ayant un débit de 25 images/seconde, la durée d’une image est donc de 0.04s. Le script va calculer pour chaque image, la moyenne des amplitudes sonore sur un intervalle spécifique de 0.04s, et ainsi en déduire le volume moyen audible à un instant T. C’est ce volume sonore qui produira l’amplitude de mouvement de l’objet 3D à chaque image.
L’animation d’une bouche avec ce script reste « simpliste » c’est-à-dire que seule l’ouverture de bouche est gérée, on ne prend pas en compte la synchronisation labiale ou « lip-sync » qui permet d’avoir une prononciation exacte des phonèmes qui ne concerne que les animations très réalistes de personnages 3D. Le but du script est de prendre en charge l’animation pour des productions simples et des budgets réduits.
Grâce à cette méthode, on peut créer automatiquement l’animation d’une bouche de personnage sur une voix enregistrée, et cela sur n’importe quelle durée, avec une mise en place de seulement quelques minutes. Le temps de mise en place du script est le même, que ce soit pour une animation de 100 images ou de 10000 images, alors qu’en animation manuelle, le temps de travail serait proportionnel à la durée de l’animation à produire, et compté en heures.
Un autre avantage de ce système c’est qu’on peut changer la bande son en cours de projet, le script sera toujours basé sur le fichier importé dans Cinema 4D, donc l’animation produite sera toujours synchronisée dessus, alors qu’en animation manuelle, cela implique de refaire toute l’animation de nouveau sur la nouvelle bande son.
BusinessGraphs :
Plugin permettant de créer des graphiques 3D dans Cinema 4D (Bar Graphs, camemberts, courbes, etc…), en important des tableaux de données depuis des fichiers Excel.
On peut donc, en quelques clics, traiter des centaines de valeurs ainsi que les légendes du tableau en graphique 3D, alors que manuellement, il faudrait des heures pour convertir chaque valeur en élément graphique de taille proportionnée.
Cet outil nous a permis de produire très rapidement de nombreux visuels et de nombreuses animation de graphiques, donc de pouvoir répondre efficacement à de nombreux projets limités en délais et/ou en budgets.
Développement en COFFEE, fonctionnel sur Cinema 4D R10 à 11.5 pour plateformes PC/Mac.
Remis à jour avec de nouvelles fonctions d'animation : Business Graphs 3.
Dpi2Pix :
plugin permettant de convertir un taille d’image en unité métrique (cm, mm, pouce) en fonction de sa résolution d’impression en DPI, afin de calculer et définir automatiquement dans Cinema 4D, la taille d’image à calculer (définie en pixels). Il s’agit ici de palier à un manque du logiciel qui nécessitait de passer par un logiciel tiers capable de faire la conversion, puis de retranscrire manuellement dans C4D la taille d’image en pixels. De plus le plugin contient des formats prédéfinis (A4, A5, A6, ou formats personnalisés) ce qui permet de produire rapidement des visuels sur un format spécifique, avec un paramétrage rendu rapide et simple.
Développement en COFFEE, fonctionnel sur Cinema 4D pour plateformes PC/Mac.
Les versions récentes de Cinema 4D contiennent désormais un système de conversion similaire. Le plugin est téléchargeable ici.