Article paru en septembre 2001Jeux vidéos : des microcapteurs pour "tracer" les footballeurs
Mouvement > Etape peu connue du processus de création des jeux vidéo, la capture de mouvement fait appel à des acteurs ou à des sportifs de renom dont les gestes sont "tracés" à l'aide de dispositifs lourds et fort coûteux. Une situation à laquelle Infogrames, l'un des ténors mondiaux du secteur, veut remédier : il a sollicité le CEA pour développer d'ici 2003 des capteurs sans fil de quelques millimètres, intégrables dans de nouveaux dispositifs qui diviseraient par deux ou plus le temps de travail. Ce projet labellisé RNTL, auquel participent trois autres partenaires, servira également pour l'entraînement des sportifs de haut niveau.
Pour un amateur de sport, un tir au but de Zidane ne ressemblera jamais à un tir au but de Trezeguet. De même qu'un service de Grosjean ne pourra être confondu avec un service de Kuerten. Chaque sportif, chaque individu a sa "signature gestuelle", sa façon d'évoluer dans l'espace, dont la reproduction fidèle constitue un casse-tête pour les éditeurs de jeux vidéo.
Faire réaliste, mais faire vite :
deux objectifs contradictoires
"Nous évoluons entre deux objectifs contradictoires : produire des jeux très réalistes, mais les produire dans un minimum de temps, explique Julien Lassonde, ingénieur de recherche chez Infogrames. Or, une capture de mouvement peut mettre en oeuvre un dispositif coûtant plus d'un million de francs et une journée de capture donne parfois lieu à 15 jours de traitement de données !"
Concrètement, on place une trentaine de pastilles réfléchissantes sur le corps ou les vêtements de l'athlète. Puis celui-ci effectue les gestes demandés devant une batterie de 8 à 16 caméras infrarouges, univers très éloigné de celui d'un vrai match !
Dans le monde entier, de nombreuses technologies de substitution sont à l'étude : ultrasons, marqueurs lumineux, accéléromètres... Aucune n'a obtenu assez de résultats à ce jour pour sortir du registre expérimental.
Plutôt que de se lancer dans cette voie risquée, Infogrames a donc misé sur le couplage de technologies éprouvées. Il fédère dans le cadre du projet RNTL "Mouvement" les compétences de l'IRISA/INRIA de Rennes (banques de modèles de mouvement), de la société française Realviz (reconstruction 3 D à partir d'images vidéo) et du CEA/Léti (conception et intégration d'accéléromètres, magnétomètres et gyromètres). Objectif commun : faire en avril 2003 la démonstration d'un système professionnel haut de gamme de capture de mouvement.
Six degrés de liberté...
et des années de travail
Le problème posé au CEA peut se résumer ainsi : sachant que chaque segment du squelette humain dispose - au moins en théorie - de six degrés de liberté (trois en translation, trois en rotation), avec quels capteurs l'instrumenter, et en quelle quantité ? "Le nombre de six capteurs minimum s'impose de lui-même, explique Dominique David, animateur du projet au Léti. De même, nous devons associer des capteurs de déplacement - accéléromètres et/ou gyromètres - et de position - magnétomètres. Mais si ces capteurs sont séparément au point, le système ultra-miniature qui les intégrera reste à concevoir : traitement du signal, intégration, transmission sans fil, consommation...".
De nouveaux capteurs sont également à l'étude : par exemple des accéléromètres 50 à 100 fois plus précis que la génération actuelle. Difficulté supplémentaire, la mesure d'accélération est influencée par la pesanteur : elle varie selon que le capteur est droit ou incliné... D'où l'association avec des gyromètres, insensibles à la pesanteur. Le Léti fonde de grands espoirs sur sa future génération, capable de mesurer des vitesses de rotation de 0,001¡/sec.
D'autres obstacles se dressent à l'échelle du système. Quels capteurs choisir, application par application, pour reconstituer au mieux le mouvement ? Comment fiabiliser l'acquisition et le traitement de signal, sachant que les variations de capacité à mesurer dans un microaccéléromètre sont inférieures au millième de picofarad ? Comment transmettre l'information sans fil tout en minimisant la consommation ?
"Nous avons bien 50 années-homme de travail pour réussir à instrumenter des joueurs en situation réelle, estime Dominique David. Mais l'échéance de 2003 est déjà un vrai challenge". Avec, pour Infogrames, un objectif rappelé par Julien Lassonde : "si le nouveau système reste dans les mêmes niveaux de co?t tout en supprimant les inconvénients de l'ancien, nous aurons beaucoup progressé."
