Analysis and Synthesis of Expressive Theatrical Movements
Analyse et synthèse de mouvements théâtraux expressifs
Résumé
This thesis addresses the analysis and generation of expressive movements for virtual human character. Based on previous results from three different research areas (perception of emotions and biological motion, automatic recognition of affect and computer character animation), a low-dimensional motion representation is proposed. This representation consists of the spatio-temporal trajectories of end-effectors (i.e., head, hands and feet), and pelvis. We have argued that this representation is both suitable and sufficient for characterizing the underlying expressive content in human motion, and for controlling the generation of expressive whole-body movements. In order to prove these claims, this thesis proposes: (i) A new motion capture database inspired by physical theory, which contains three categories of motion (locomotion, theatrical and improvised movements), has been built for several actors; (ii) An automatic classification framework has been designed to qualitatively and quantitatively assess the amount of emotion contained in the data. It has been shown that the proposed low-dimensional representation preserves most of the motion cues salient to the expression of affect and emotions; (iii) A motion generation system has been implemented, both for reconstructing whole-body movements from the low-dimensional representation, and for producing novel end-effector expressive trajectories. A quantitative and qualitative evaluation of the generated whole body motions shows that these motions are as expressive as the movements recorded from human actors.
Cette thèse porte sur l'analyse et la génération de mouvements expressifs pour des personnages humains virtuels. Sur la base de résultats de l’état de l’art issus de trois domaines de recherche différents - la perception des émotions et du mouvement biologique, la reconnaissance automatique des émotions et l'animation de personnages virtuels - une représentation en faible dimension des mouvements constituée des trajectoires spatio-temporelles des extrémités des chaînes articulées (tête, mains et pieds) et du pelvis a été proposée. Nous avons soutenu que cette représentation est à la fois appropriée et suffisante pour caractériser le contenu expressif du mouvement humain et pour contrôler la génération de mouvements corporels expressifs. Pour étayer cette affirmation, cette thèse propose:
i) une nouvelle base de données de capture de mouvements inspirée par la théorie du théâtre physique. Cette base de données contient des exemples de différentes catégories de mouvements (c'est-à-dire des mouvements périodiques, des mouvements fonctionnels, des mouvements spontanés et des séquences de mouvements théâtraux), produits avec des états émotionnels distincts (joie, tristesse, détente, stress et neutre) et interprétés par plusieurs acteurs.
ii) Une étude perceptuelle et une approche basée classification automatique conçus pour évaluer qualitativement et quantitativement l'information liée aux émotions véhiculées et encodées dans la représentation proposée. Nous avons observé que, bien que de légères différences dans la performance aient été trouvées par rapport à la situation où le corps entier a été utilisé, notre représentation conserve la plupart des marqueurs de mouvement liés à l'expression de laffect et des émotions.
iii) Un système de synthèse de mouvement capable : a) de reconstruire des mouvements du corps entier à partir de la représentation à faible dimension proposée et b) de produire de nouvelles trajectoires extrémités expressives (incluant la trajectoire du bassin). Une évaluation quantitative et qualitative des mouvements du corps entier générés montre que ces mouvements sont aussi expressifs que les mouvements enregistrés à partir d'acteurs humains.