Suppléments virtuels

Le comportement des foules générées par ordinateur dans les films et les jeux vidéo pourrait bientôt apparaître beaucoup plus réaliste, grâce à un nouveau logiciel qui donne à chaque personnage une personnalité complexe qui lui est propre.

Lieux à visiter, personnes à voir : Donner aux personnages animés leur propre personnalité pourrait rendre les scènes de foule générées par ordinateur dans les films et les jeux vidéo plus réalistes.

Le logiciel a été démontré dans une simulation de Pennsylvania Station, à New York, représentant plus de 1 000 navetteurs, agents des forces de l'ordre, artistes et touristes vaquant à leurs occupations. Chaque individu démontre des comportements complexes et rationnels qui créent collectivement une représentation beaucoup plus réaliste de l'activité humaine, dit Demetri Terzopoulos , professeur d'informatique à l'Université de Californie à Los Angeles.

Ce genre de réalisme est important dans les jeux et les films, dit Norm Badler , directeur du Center for Human Modeling and Simulation de l'Université de Pennsylvanie. Même si les foules simulées ont tendance à faire partie de la toile de fond de l'action au premier plan, elles se démarqueront si leur comportement est irréaliste, dit-il. L'ensemble de l'animation doit être plausible.

Jusqu'à récemment, les algorithmes d'animation de foule étaient généralement basés sur une forme d'activité de flocage, dans laquelle chaque personnage se déplace d'une manière particulière en fonction de la façon dont ses voisins se déplacent. Cela fonctionne bien pour les représentations du comportement animal, comme la célèbre bousculade des gnous dans Disney's Le roi Lion , dit Terzopoulos. Mais chez les humains simulés qui devraient démontrer une certaine capacité cognitive, ce type de mouvement peut sembler sans but et aléatoire, explique Badler.

Multimédia

• Suivez un seul agent autonome à travers une scène de foule.

• Regardez des foules virtuelles traverser la Penn Station de New York.

• Voir une simulation du Grand Temple de Petra, en Jordanie.

Les piétons autonomes conçus par Terzopoulos et l'étudiant diplômé Wei Shao, d'autre part, sont régis par trois niveaux de comportement différents. Un calque de mouvement gère les mouvements de base, tels que la marche, la course, la position debout et la position assise. En plus de cela se trouve une couche réactive, qui permet aux personnages de répondre aux obstacles ou aux autres personnages qu'ils rencontrent ; cela leur permet également d'effectuer des comportements simples que les gens tiennent normalement pour acquis, comme marcher autour d'un banc pour s'asseoir dessus.

Mais d'où vient la vraie complexité, c'est la couche cognitive supérieure. C'est là que l'agent peut anticiper ce qu'il va faire à l'avenir, explique Terzopoulos. C'est un modèle cognitif complet de personnes à partir de la base.

Par exemple, un personnage peut être chargé de la simple tâche d'attraper un train. Mais il sait que, pour effectuer cette tâche, il doit réaliser un certain nombre de sous-objectifs, tels que l'achat d'un billet et la recherche du quai du train. En fait, même ces sous-objectifs peuvent avoir d'autres sous-objectifs, tels que trouver la billetterie et choisir la file d'attente la plus courte.

Il s'agit d'un problème de planification complexe qui peut être exacerbé par l'échec ou le succès d'un personnage à atteindre chacun de ses sous-objectifs, explique Terzopoulos. Si vous voulez prendre un train, mais qu'il n'y a plus de billets, vous devez alors replanifier et peut-être acheter un billet pour un train ultérieur.

Pour enrichir encore le comportement des personnages, les animateurs peuvent aussi leur donner des envies, ce qui peut les faire s'arrêter pour acheter un soda dans un distributeur automatique ou faire une pause pour regarder des artistes de rue. Le logiciel de Terzopoulos parvient même à capturer la manière dont deux foules de personnes, se déplaçant dans un couloir étroit, forment naturellement deux voies opposées.

Un logiciel développé par Massive Software, basé en Nouvelle-Zélande, qui a été utilisé pour animer les énormes scènes de bataille de la trilogie du Seigneur des Anneaux, est également capable de donner aux agents animés des comportements cognitifs, explique le fondateur de la société, Etienne Régelous . Pour autant que je sache, il n'y a rien de particulièrement nouveau dans ce travail, dit-il.

Mais Badler n'est pas d'accord : en fin de compte, le logiciel de Massive impose un fardeau considérable à l'animateur ou au programmeur pour créer les comportements. En revanche, dit-il, les piétons autonomes de Terzopoulos peuvent être créés avec une grande facilité. Vous pouvez assigner des objectifs individuels, ou vous pouvez les assigner au hasard, dit Terzopoulos.

De plus, selon Badler, le logiciel de Massive est pratique pour animer uniquement des scènes relativement courtes ; après cela, le temps que l'animateur doit consacrer aux personnages devient prohibitif.

Avec le logiciel pour piétons autonomes, explique Terzopoulos, il est possible d'animer des scènes relativement longues, dictant le mouvement et le comportement de 1400 personnages en temps réel. Aussi exigeant que cela puisse paraître, dit-il, c'est possible parce que le même ensemble de mécanismes est utilisé pour chaque personnage – ce ne sont que les paramètres qui varient. La plus grosse dépense informatique est la simulation de leur perception, car ils doivent regarder d'autres objets depuis leur champ de vision, dit-il.

Le résultat final est assez réaliste, dit Terzopoulos. Vous pouvez suivre et scruter un personnage individuel dans l'animation de Penn Station de près pendant des périodes allant jusqu'à 20 minutes. Et ce que vous trouverez, dit Terzopoulos, est un comportement assez typique de quelqu'un dans une gare.

Au-delà des films et des jeux, l'utilisation de la simulation de foule suscite un intérêt croissant pour aider à évaluer les incendies et les catastrophes dans les grands espaces publics, selon Jian Zhang , directeur du Computer Animation Research Centre de l'Université de Bournemouth, en Angleterre.

En fait, Terzopoulos a déjà utilisé son logiciel pour aider les archéologues à analyser et à en savoir plus sur l'utilisation d'un bâtiment ancien, le Grand Temple de Pétra, en Jordanie. Ils ont surestimé la capacité du théâtre, dit-il.

Terzopoulos travaille maintenant sur l'utilisation de simulations pour aider à concevoir des réseaux de surveillance intelligents. Les problèmes logistiques liés à la création d'énormes réseaux de caméras de sécurité, ainsi que les problèmes de confidentialité, rendent difficile pour les chercheurs en vision de mener des expériences pratiques dans ce domaine, explique Terzopoulos. La tendance actuelle est donc de commencer à utiliser plutôt des espaces publics simulés.

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