Déformation de la peau d'un personnage avec prise en compte des contacts

National audienceLors de l'animation d'un maillage représentant la peau d'un personnage ou d'un animal par exemple, des techniques dites de skinning sont utilisées pour le déformer au niveau des articulations. Bien que très populaires dans l'industrie pour leur très faible coût d'évaluation, les techniques de skinning géométrique comme le LBS (Linear Blending Skinning) ou les dual quaternions, ne permettent pas d'imiter de façon crédible les déformations des membres. Pour mieux capturer le comportement de la peau, d'autres méthodes basées seulement sur le maillage, utilisent des calculs coûteux comme la détection de collisions ou la correction de volume. Toutefois ces approches restent seulement adaptées au rendu hors ligne. Nous présentons la première méthode temps réel produisant une déformation du maillage en prenant en compte le contact de la peau et, éventuellement, le gonflement des muscles. Nous proposons d'utiliser de façon conjointe le maillage et une représentation volumique. Le maillage est approximé avec une surface implicite qui nous permet de le déformer de façon plausible tout en traitant les collisions et en conservant les détails du maillage

Implicit Skinning: Real-Time Skin Deformation with Contact Modeling

SIGGRAPH 2013 Conference ProceedingsInternational audienceGeometric skinning techniques, such as smooth blending or dualquaternions, are very popular in the industry for their high performances, but fail to mimic realistic deformations. Other methods make use of physical simulation or control volume to better capture the skin behavior, yet they cannot deliver real-time feedback. In this paper, we present the first purely geometric method handling skin contact effects and muscular bulges in real-time. The insight is to exploit the advanced composition mechanism of volumetric, implicit representations for correcting the results of geometric skinning techniques. The mesh is first approximated by a set of implicit surfaces. At each animation step, these surfaces are combined in real-time and used to adjust the position of mesh vertices, starting from their smooth skinning position. This deformation step is done without any loss of detail and seamlessly handles contacts between skin parts. As it acts as a post-process, our method fits well into the standard animation pipeline. Moreover, it requires no intensive computation step such as collision detection, and therefore provides real-time performances

Robust iso-surface tracking for interactive character skinning

International audienceWe present a novel approach to interactive character skinning, which is robust to extreme character movements, handles skin contacts and produces the effect of skin elasticity (sliding). Our approach builds on the idea of implicit skinning in which the character is approximated by a 3D scalar field and mesh-vertices are appropriately re-projected. Instead of being bound by an initial skinning solution used to initialize the shape at each time step, we use the skin mesh to directly track iso-surfaces of the field over time. Technical problems are two-fold: firstly, all contact surfaces generated between skin parts should be captured as iso-surfaces of the implicit field; secondly, the tracking method should capture elastic skin effects when the joints bend, and as the character returns to its rest shape, so the skin must follow. Our solutions include: new composition operators enabling blending effects and local self-contact between implicit surfaces, as well as a tangential relaxation scheme derived from the as-rigid-as possible energy to solve the tracking problem

Unravelling the sex-specific diversity and functions of adrenal gland macrophages

Despite the ubiquitous function of macrophages across the body, the diversity, origin, and function of adrenal gland macrophages remain largely unknown. We define the heterogeneity of adrenal gland immune cells using single-cell RNA sequencing and use genetic models to explore the developmental mechanisms yielding macrophage diversity. We define populations of monocyte-derived and embryonically seeded adrenal gland macrophages and identify a female-specific subset with low major histocompatibility complex (MHC) class II expression. In adulthood, monocyte recruitment dominates adrenal gland macrophage maintenance in female mice. Adrenal gland macrophage sub-tissular distribution follows a sex-dimorphic pattern, with MHC class IIlow macrophages located at the cortico-medullary junction. Macrophage sex dimorphism depends on the presence of the cortical X-zone. Adrenal gland macrophage depletion results in altered tissue homeostasis, modulated lipid metabolism, and decreased local aldosterone production during stress exposure. Overall, these data reveal the heterogeneity of adrenal gland macrophages and point toward sex-restricted distribution and functions of these cells.</p

Implicit skinning: character skin deformation guided by 3D scalar fields

In character animation achieving realistic deformations of the skin is a challenging task. Geometric skinning techniques, such as smooth blending or dual-quaternions, are very popular for their high performance but fail to produce convincing deformations. They look too soft compared to human skin deformation at a rigid bone joint. In addition advanced effects such as skin contacts or bulges are not taken into account. Other methods make use of physical simulation or volume control to better capture the skin behavior, yet they cannot deliver real-time feedback. We developed a novel skinning framework called implicit skinning. Our method produces visually plausible deformations in real-time by handling realistic skin contacts and bulges between limbs. Implicit skinning exploits the ability of implicit surfaces to be robustly combined as well as their efficient collision detection. By approximating the mesh by a set of implicit surfaces, we are able to guide the deformation of a mesh character. we can combine the implicit surfaces in real-time, and use the final implicit surface to adjust the position of mesh vertices at each animation step. Since collision detection is very efficient using implicit surfaces we achieve skin contacts between limbs at interactive to real-time frame rates. In this thesis we present the complete implicit skinning framework, that is, the conversion of a mesh character to implicit surfaces, the composition operators and the mesh deformation algorithm on top of the implicit surface. Two deformation algorithms are studied: a fast history dependent algorithm which acts as a post process on top of dual-quaternions skinning and a slower yet more robust history dependent algorithm.Graduat

Automatic shape adjustment at joints for the implicit skinning

International audienceThe implicit skinning is a geometric interactive skinning method, for skeleton-based animations, enabling plausible deformations at joints while resolving skin self-collisions. Even though requiring a few user interactions to be adequately parameterized, some efforts have to be spent on the edition of the shapes at joints. In this research, we introduce a dedicated optimisation framework for automatically adjusting the shape of the surfaces generating the deformations at joints when they are rotated during an animation. This approach directly fits in the implicit skinning pipeline and it has no impact on the algorithm performance during animation. Starting from the mesh partition of the mesh representing the animated character, we propose a dedicated hole filling algorithm based on a particle system and a power crust meshing. We then introduce a procedure optimizing the shape of the filled mesh when it rotates at the joint level. This automatically generates plausible skin deformation when joints are rotated without the need of extra user editing

Déformation de la peau d'un personnage avec prise en compte des contacts

National audienceLors de l'animation d'un maillage représentant la peau d'un personnage ou d'un animal par exemple, des techniques dites de skinning sont utilisées pour le déformer au niveau des articulations. Bien que très populaires dans l'industrie pour leur très faible coût d'évaluation, les techniques de skinning géométrique comme le LBS (Linear Blending Skinning) ou les dual quaternions, ne permettent pas d'imiter de façon crédible les déformations des membres. Pour mieux capturer le comportement de la peau, d'autres méthodes basées seulement sur le maillage, utilisent des calculs coûteux comme la détection de collisions ou la correction de volume. Toutefois ces approches restent seulement adaptées au rendu hors ligne. Nous présentons la première méthode temps réel produisant une déformation du maillage en prenant en compte le contact de la peau et, éventuellement, le gonflement des muscles. Nous proposons d'utiliser de façon conjointe le maillage et une représentation volumique. Le maillage est approximé avec une surface implicite qui nous permet de le déformer de façon plausible tout en traitant les collisions et en conservant les détails du maillage

Déformation de la peau d'un personnage avec prise en compte des contacts

National audienceLors de l'animation d'un maillage représentant la peau d'un personnage ou d'un animal par exemple, des techniques dites de skinning sont utilisées pour le déformer au niveau des articulations. Bien que très populaires dans l'industrie pour leur très faible coût d'évaluation, les techniques de skinning géométrique comme le LBS (Linear Blending Skinning) ou les dual quaternions, ne permettent pas d'imiter de façon crédible les déformations des membres. Pour mieux capturer le comportement de la peau, d'autres méthodes basées seulement sur le maillage, utilisent des calculs coûteux comme la détection de collisions ou la correction de volume. Toutefois ces approches restent seulement adaptées au rendu hors ligne. Nous présentons la première méthode temps réel produisant une déformation du maillage en prenant en compte le contact de la peau et, éventuellement, le gonflement des muscles. Nous proposons d'utiliser de façon conjointe le maillage et une représentation volumique. Le maillage est approximé avec une surface implicite qui nous permet de le déformer de façon plausible tout en traitant les collisions et en conservant les détails du maillage