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Cet article est la suite de Stop motion et mouvement de caméra 1, 2 et 3, et présente la quatrième tentative de reproduire un mouvement de caméra créé dans un logiciel de 3D à l'aide d'un système de motion control, et qui puisse satisfaire aux conditions de viabilité de la stop motion déterminées auparavant : côut, précision, portée, encombrement, résistance, intégration au flux de production.
Les deux derniers aspects ont été pointés lors du tournage du projet Les mots du musée réalisés par les étudiants du master Creanum - Infographie. Le système élaboré pour le troisième essai et pour ce projet a montré :
- Qu'un système de motion control pour la stop motion était pertinent au regard des critères précisés dans le premier article.
- Que ce système peut satisfaire aux conditions de coût (inférieur à 250€) et de précision (inférieure à 0,1mm).
- Qu'il peut déplacer sans perte de précision une charge de 10Kg étant donné la puissance de son moteur et le système de démultiplication.
- Que le rail et l'armature bois et aluminium du chariot étaient à la fois trop encombrants et pas assez robustes.
- Que la partie logicielle méritait d'être optimisée afin de rendre les opérations de prise de vue moins fastidieuses et de permettre des prises de vue complexes (timelapse, HDR, depth stacking, etc).
Partant de ce constat, une deuxième version du système précédent a été construite.
L'assise a été élargie pour une meilleure stabilité (29l x 34L x 10h cm contre 15l x 23L x 13h cm dans la version antérieure), le facteur de démultiplication porté à 8, l'armature entièrement faite en aluminium, l'ensemble de commande (bloc d'alimentation et boitier de commande) intégré sur le chariot. Surtout, le moteur entraine directement les roues ce qui permet de se passer du rail (donc de pouvoir faire des travellings bien plus longs) et un pied photo peut être solidement arrimé sur le cadre.
A partir des caractéristiques du moteur, du facteur de démultiplication et du rayon des roues, il est possible de prévoir la précision de la dolly lorsque le moteur fait un pas : il faut 200 pas pour faire faire un tour au moteur ; la démultiplication porte à 8x200 = 1600 le nombre de pas nécessaires pour un tour ; le périmètre des roues est de 156mm. Lorsque le moteur fait 3200 pas, il fait faire un tour à la roue, la dolly avance donc de 156mm : 156/1600 = 0,0975 mm/pas (il faut environ 10,25 pas pour faire faire 1mm à la dolly).
La plus grande démultiplication de cette version ne permet pas d'obtenir une meilleure précision qu'avec le robot précédent car le diamètre de la roue est beaucoup plus grand que celui de l'engrenage - l'un permettant simplement de compenser l'autre. Elle permet en revanche de bénéficier d'une force d'entrainement plus importante : le robot est capable de déplacer une charge de plus de 15 kg sans perte de précision.
La refonte de l'ancienne version a par ailleurs entraîné une augmentation du coût global. Le recourt systématique à l'aluminium et les engrenages supplémentaires notamment ont allourdi la facture d'une cinquantaines d'euros pour porter le total à environ 300€ - le prix de la robustesse !
Test rapide pour vérifier le fonctionnement du robot : travelling de quatre mètres réalisé sur une heure. Les irrégularités du sol (un vieux parquet) impriment un bruit au mouvement qui pourrait être évité par le recourt à une surface lisse (cette question pose incidemment le problème de la stabilité finale de l'image. Si le robot est en lui-même très stable, la taille de ses roues, son poids et sa précision le rendent sensible aux moindre irrégularités du sol sur lequel il se déplace)
Bilan : Le poids que peut supporter le robot dans sa deuxième version permet d'imaginer l'ajout de nouveaux axes de liberté. Il ne serait pas trop dur en effet d'ajouter à la translation horizontale, la possibilité de réaliser des panoramiques horizontaux et verticaux. Les possibilités de mouvements simulés en seraient fortement augmentées.
Mais ce développement doit se faire de pair avec celui de la partie logicielle afin que la souplesse et l'ergonomie du système soit compatible avec les contraintes d'une production de stop motion. Cela signifie notamment un script plus évolué sous 3dsmax et un logiciel permettant d'unifier et de synchroniser les moteurs du robot et l'appareil photo numérique.
Ce développement a d'ore et déjà commencé et s'est augmenté de deux nouveaux aspects : en collaboration avec le laboratoire CAGD de l'UVHC, un logiciel de simulation de courbes réalistes pour les mouvements de caméra est développé qui à termes doit permettre de simuler la façon dont bougent les appareils cinématographiques dédiés aux mouvements de caméra (grue, dolly, rotule, steady cam, etc.), en particulier les contraintes (vitesse, courbure, accélaration, etc.) et le bruit (irrégularités du sol, de la mécanique, des interventions humaines, etc.)
Une fois intégrée dans un logiciel de 3D, l'animation que représente cette courbe pourra être prévisualisée et modifiée par le biais d'une interface haptique avant d'être reproduite pour la prise de vue réelle par le robot.
Le développement en 3D du futur robot de motion control à trois axes de liberté :
La suite de ces recherches faisant l'objet d'un développement conséquent, son compte-rendu ne se fera plus à la suite de ces articles, dans la section dossier. Une wiki privée intégrée à Crealyse sert actuellement à structurer le travail des différentes équipes participant au projet : vous êtes intéressé ? Vous voulez participer à un titre ou un autre (faire des tests avec le matériel, aider à la programmation ou juste nous encourager !), n'hésitez pas à me contacter.
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