Joystick convertibile per artisti dell'animazione
Muovere figure animate tridimensionali su uno schermo 2D non è un compito facile. Gli artisti dell'animazione si sottopongono a diversi anni di formazione. Ora i ricercatori dell'ETH stanno rendendo la loro vita un po' più facile, grazie a una nuova unità di controllo modulare.
Durante le lezioni di chimica, gli studenti assemblano perline e bastoncini per formare molecole complesse al fine di visualizzare i composti chimici. Qualcosa di simile ha preso forma nel Laboratorio di Geometria Interattiva dell'ETH di Zurigo. Tuttavia, l'ETH e la professoressa Olga Sorkine-Hornung e il suo team non stanno studiando molecole, ma metodi per animare figure virtuali al computer nel modo più realistico possibile. A tal fine, hanno sviluppato un nuovo tipo di "joystick": Questo consiste in blocchi di costruzione che l'utente può mettere insieme come le palline e le barre del set di chimica per formare una forma simile alla figura animata, sia essa un essere umano, un cane, un elefante o anche solo singole parti del corpo.
Sistema modulare
Con il supporto del Laboratorio di Sistemi Autonomi diretto dal professor Roland Siegwart dell'ETH, il team di Sorkine-Hornung ha sviluppato un'unità di controllo con sensori integrati che può essere assemblata da singoli pezzi di qualsiasi forma. Gli utenti possono assemblare i componenti stampati in 3D e dotati di sensori come desiderano. I sensori in ogni articolazione di questo pupazzo "joystick" misurano l'angolo del movimento di flessione o di rotazione e trasmettono queste informazioni al software, che calcola ed esegue il movimento corrispondente della figura virtuale.
"Il software supporta l'artista nel collegare i giunti del dispositivo autoassemblato con i giunti virtuali dell'animazione", spiega Sorkine-Hornung. Questo permette al sistema di colmare facilmente le differenze di proporzioni: le distanze tra le singole articolazioni non devono essere identiche nello spazio reale e in quello virtuale. Un pupazzo a joystick dal collo corto può quindi controllare anche una giraffa animata dal collo lungo.
Piani di costruzione per ulteriori ricerche
I ricercatori hanno reso pubblici i progetti dei componenti del loro dispositivo come "open hardware" e sperano che questo stimoli ulteriori ricerche. "Chiunque può stampare gli elementi e integrare i sensori e i cavi di trasmissione con l'aiuto di un ingegnere elettrico", spiega Sorkine-Hornung. I ricercatori stanno anche pensando di mettere in vendita un set di 25 componenti finiti in futuro. "Presenteremo il dispositivo in agosto al SIGGRAPH, una conferenza ed esposizione internazionale di computer grafica e tecnologia interattiva. Speriamo di raccogliere in quell'occasione le impressioni sulla richiesta di un'offerta commerciale del dispositivo e sui miglioramenti che potremmo apportare al design", spiega Sorkine-Hornung. Il modello attuale consente solo a un'articolazione di piegarsi e all'altra di ruotare. I ricercatori vedono una possibilità di migliorare il design in articolazioni sferiche, simili a quelle della spalla umana. In questo modo sarebbe ancora più facile deformare il manichino high-tech.
Gli artisti dell'animazione di solito si sottopongono ad anni di formazione per imparare a muovere le figure virtuali. Ognuno di questi movimenti è definito dai cosiddetti "fotogrammi chiave", ossia istantanee del movimento, che il software utilizza per calcolare l'intero movimento. Per muovere una figura animata in modo realistico, l'artista deve definire questi fotogrammi chiave, ma trascinare singolarmente ogni parte del corpo della figura animata nella posizione corretta con il mouse richiede tempo e fatica. Per questo motivo, i ricercatori stanno lavorando a metodi alternativi per controllare i movimenti virtuali. Le bambole come dispositivi di input sono una variante che gli artisti possono utilizzare direttamente sulla loro scrivania. Alcuni dei metodi esistenti si basano sulla cattura dei movimenti del pupazzo con diverse telecamere. Tuttavia, poiché le mani dell'artista coprono parzialmente il pupazzo, è difficile controllare una figura animata in tempo reale in questo modo. Altri metodi aggirano il problema catturando le informazioni sul movimento con sensori nelle articolazioni della marionetta. Finora, tuttavia, questi pupazzi hanno sempre avuto una forma predefinita, ad esempio quella di un umano, il che rende difficile controllare un cane animato.
Letteratura di riferimento
Jacobson A, Panozzo D, Glauser O, Pradalier C, Hilliges O, Sorkine-Hornung O: Dispositivo di input tangibile e modulare per l'articolazione dei personaggi. Da presentare all'ACM SIGGRAPH 2014, Vancouver. (pdf, sito web del progetto)