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Le Rigging : Tout ce que vous devez savoir

par Isaac

Le rigging est une technique utilisée en infographie pour animer des modèles 3D. C’est une technique très utilisée notamment pour l’animation de personnages 3D dans le domaine des films d’animation ou du gaming.

Plus précisément, le rigging fait référence au processus de création de la structure osseuse d’un modèle 3D. Cette structure osseuse est utilisée pour manipuler le modèle 3D telle une marionnette pour l’animation.

Presque tout peut être « riggé ». Un vaisseau spatial, un soldat ou une porte, peu importe car la nature de l’objet n’a pas vraiment d’importance. L’ajout de « bones » (os) permettra à n’importe quel objet d’être animé librement.

Le rigging est le plus courant dans les personnages animés pour les jeux et les films. Cette technique simplifie le processus d’animation et améliore l’efficacité de la production. Une fois riggé correctement, tout objet 3D peut être contrôlé et déformé au besoin.

Dans l’industrie du divertissement, le rigging constitue une étape majeure dans le processus d’animation des personnages. La réalisation d’animations simples et complexes dépend entièrement de la qualité de la phase de rigging dans le pipeline d’animation.

Le Rigging, comment ça marche?


Le rigging est une partie du processus d’animation plus large.

Après la création d’un modèle 3D, une série d’os représentant la structure du squelette est construite. Par exemple, dans le cas d’un personnage, il peut y avoir un groupe d’os du dos, un autre pour la colonne vertébrale et un autre pour la tête.

Ces os peuvent être manipulés à l’aide d’un logiciel d’animation numérique, ce qui signifie que leur position, leur rotation et leur échelle peuvent être modifiées.

En enregistrant ces aspects des os sur une ligne de temps (en utilisant un processus appelé key frames, images clés), les animations peuvent être enregistrées.

Une configuration basique peut prendre quelques heures ou moins alors qu’une installation complexe pour un film peut prendre des jours.

Un exemple de rigging de moins d’une heure.

Le processus de rigging aboutit à une structure hiérarchique où chaque os est en relation parent / enfant avec les os auxquels il est connecté. Cela permet de simplifier grandement le processus d’animation dans son ensemble.

Lorsqu’un artiste déplace un os de l’épaule, l’avant-bras et les os de la main bougent également. Le but est de reproduire le plus fidèlement possible les mouvements de la vie réelle.

L’interaction du modèle 3D avec les os est déterminée par une weight scale (échelle de poids).

Le poids contrôle combien d’influence un os a sur une section du maillage. De cette façon, la sensibilité de la déformation peut être affinée pour une animation précise.

Le weight paiting (littéralement peinture de poids) fait partie intégrante du processus. L’ordinateur est souvent capable de peindre automatiquement le modèle, mais le résultat est parfois insuffisant.

Pour obtenir de superbes animations, il est important d’affiner le poids de chaque os.

Comme certains personnages partagent les mêmes structures squelettiques, des plates-formes complètes peuvent être copiées et affectées à un nouveau maillage. Les animations peuvent être copiées de cette manière, ce qui facilite la production de modèles avec des conceptions similaires.

Placer les os est la partie la plus facile du montage d’un modèle. Une fois placés, ces bones nécessiteront un travail supplémentaire pour être animés correctement.

Rigger un personnage nécessite généralement que l’artiste ajoute une IK (Inverse Kinematics ou cinématique inverse) à ses os.

Voici ce que dit Wikipedia sur la cinématique inverse en animaton : 

En animation, la cinématique inverse permet par exemple, pour un modèle humain, de déterminer la torsion des poignets, des coudes, des doigts, etc. (en un mot, de toutes les articulations du bras) afin d’atteindre un objet du bout de l’index. Plutôt que de spécifier à la main un ensemble de coordonnées articulaires, l’animateur peut ainsi formuler un mouvement à partir de ses composants significatifs : trajectoires des mains ou des pieds, orientation du bassin, etc.

La cinématique inverse est principalement utilisée pour les bras et les jambes, ou d’autres extrémités comme la queue d’un dragon. Une bonne configuration IK maintiendra les coudes et les genoux dans la bonne direction et permettra à un animateur de réaliser des mouvements plus réalistes.

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Les contraintes constituent un autre élément essentiel de tout bon rig. Pour créer des animations fluides, certains mouvements doivent être soumis à des restrictions. Par exemple, un os peut être autorisé à ne se déplacer que dans une seule direction.

L’avantage du rigging est qu’il vous permet de contrôler facilement la déformation du modèle, ce qui facilite l’animation d’un personnage.

L’inconvénient de cette technique est que la réalisation de projets complexes peut prendre beaucoup de temps.

Les Logiciels de Rigging


La plupart des logiciels utilisés en 3D sont livrés avec une solution pour manipuler vos modèles.

Maya, 3ds Max, Blender, Cinema4D et Houdini contiennent tous une fonctionnalité d’animation par le rigging.

De nombreux programmes prennent également en charge les techniques de capture de mouvement pouvant être appliquées aux rigs. Cela permet un développement plus rapide et un plus grand réalisme dans le projet final.

La plupart des studios de développement et de cinéma utilisent Maya ou 3ds Max pour manipuler et animer leurs modèles. Ces programmes sont les standars de l’industrie pour l’animation 3D.

Blender est une autre option populaire qui est quant à elle totalement gratuite. Ce logiciel de production 3D open source a tout ce qu’il faut pour manipuler et animer des modèles, même s’il n’est pas aussi puissant que Maya.

Une fois que vous exportez un projet depuis n’importe quel logiciel répertorié ci-dessus, les fichiers animés 3D peuvent facilement être importés dans les moteurs de jeux et autres applications. Le type de fichier le plus courant pour les scènes animées est le .fbx.

Si vous êtes complètement novice en animation 3D, alors vous devriez jeter un oeil à Mixamo.

Mixamo automatise le processus de rigging et de weight paintng pour que vous puissiez rapidement voir votre modèle en action.

De plus, Mixamo fournit des animations par défaut qui peuvent être personnalisées pour créer des mouvements de caractères plus originaux.

Un autre programme intéressant est MakeHuman, qui est parfait pour créer des caractères humanoïdes génériques.

Il peut générer une large gamme de chiffres en utilisant des contrôles personnalisés pour des propriétés telles que la hauteur, le poids et la couleur. Une fois le modèle finalisé, MakeHuman peut également configurer le modèle pour vous.

Les professionnels combinent souvent des techniques et des programmes en fonction du travail à accomplir.

D’une manière générale, tous les programmes 3D ont leurs forces et faiblesses. Heureusement, le rigging et l’animation suivent un flux de travail similaire dans la plupart des logiciels 3D, de sorte que vous ne serez jamais vraiment dépaysés en passant d’un soft à un autre.

De nombreux tutoriels en français existent pour apprendre à rigger notamment sur Tuto.com qui proposent des tutos sur 3ds Max, Maya, Cnema 4D et Blender.


Sources & Bibliographie : 

https://conceptartempire.com/what-is-rigging/
https://www.pluralsight.com/blog/film-games/key-rigging-terms-get-moving

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