1 LES TECHNIQUES D’HABILLAGE : PEAU, VÊTEMENTS ET CHEVELURES Marie-Paule Cani, Caroline Larboulette, Nadia Magnenat-Thalmann et Pascal Volino 1.1 INTRODUCTION Ce chapitre traite des problèmes relatifs à la peau, aux cheveux et aux vêtements des personnages virtuels. La peau et les cheveux sont des parties naturelles de l’être hu- main alors que les vêtements ne le sont pas. Ces parties, qui peuvent être vues comme des couches d’habillage successives destinées à enrichir l’aspect visuel du personnage, ont pour point commun d’être passivement entraînées par le mouvement du squelette. Cependant, les approches de modélisation et d’animation diffèrent pour chacune de ces composantes. Pour la peau, la méthode la plus commune consiste à utiliser un modèle approché constitué d’une seule couche. Comme alternative, il est possible de définir plusieurs couches sous la peau et on parle alors de modèle anatomique incluant des muscles atta- chés au squelette. On peut aussi tenir compte de la graisse. Pour calculer les déforma- tions dynamiques des couches peau/muscles/graisse il est alors souhaitable d’utiliser des modèles physiques volumiques tels que les masses-ressorts ou les éléments finis. Enfin, nous parlerons des plis de la peau qui peuvent être statiques ou dynamiques. Pour les vêtements, on va considérer le vêtement surfacique qui entre constamment en collision avec le corps et on décrira les problèmes liés à la simulation mécanique des tissus et de leurs propriétés physiques. On devra aussi tenir compte de l’environnement étant donné qu’un vêtement réagit avec celui-ci. Ces interactions regroupent non seule- ment les collisions avec des objets de l’environnement s’exprimant par une réaction et de la friction, mais aussi les auto-collisions entre différentes parties du vêtement lui- même. Il faudra distinguer le vêtement au repos dont il faudra calculer le drapé de celui d’un vêtement animé. La combinaison des équations du comportement des tissus avec celles des lois mécaniques exige des systèmes complexes d’équations mathématiques. Les cheveux sont très complexes à modéliser. Non seulement il faut considérer chaque cheveu individuellement, mais aussi les mèches et le comportement de l’ensemble des cheveux. Il y a trois parties essentielles dans la modélisation d’une chevelure animée : la création d’une chevelure, l’animation d’un cheveu individuel et la généralisation à une chevelure complète tenant compte des interactions au sein de la chevelure et avec des obstacles extérieurs. Tous ces aspects présentent des défis certains. Nous allons donc dans ce chapitre présenter les principales méthodes pour modéliser la peau, les vêtements et les chevelures, tout en nous concentrant sur les techniques effi- caces permettant d’envisager l’animation en temps-réel d’un humain en environnement virtuel. 5