L’animation est une réflexion du monde réel : elle doit être suffisamment réaliste pour être crédible, mais aussi captivante et divertissante. Les mouvements de Spider-Man sont inspirés du parkour et du breakdance dans la vraie vie, afin que ses enchaînements de toiles donnent l’impression d’être à la fois ancrés et dynamiques.
Pour y parvenir, les animateurs utilisent des principes de base de physique et de mécanique qu’ils peuvent détourner pour un rendu plus stylisé. Dans cet article, nous passons en revue quelques exemples de principes de physique et de mécanique afin de mieux mettre en mots les techniques d’animation et de créer des histoires plus engageantes.
1. Mécanique du corps
Donner vie à vos personnages demande de comprendre comment les corps réels bougent.
La mécanique du corps constitue la base pour animer des actions réalistes comme marcher, courir et monter des escaliers. Par exemple, les animations d’attente montrent des personnages debout et respirant subtilement. Vous pouvez choisir n’importe quelle posture, neutre ou orientée vers l’action, et la concevoir pour qu’elle boucle sans accroc afin d’obtenir un effet continu. D’autres cycles et boucles où la première et la dernière image-clé sont identiques créent l’illusion d’un mouvement continu.
D’autres parties du corps, comme les cheveux, les vêtements, ou même des objets inanimés, peuvent nécessiter des simulations dynamiques basées sur des principes de physique. Par exemple, pour simuler des cheveux qui s’écoulent ou un tissu qui se gonfle, renforcez la crédibilité des mouvements secondaires (un manteau qui frétille dans le vent), ou donnez vie aux accessoires (tomber, rebondir, entrer en collision, etc.).
Pour l’animation de la parole, un phonème représente une forme précise de la bouche associée à une voyelle ou à un son consonantique particulier. En maîtrisant les phonèmes, vous pouvez créer des mouvements de lèvres réalistes qui correspondent parfaitement au dialogue de votre personnage.
Source : Blender Artists
2. Timing et espacement
L’animation n’est pas seulement l’art de dessiner de belles poses : le timing et l’espacement sont tout aussi importants pour créer un mouvement crédible, qu’il s’agisse d’un saut puissant ou d’une marche lente.
Considérez le timing comme le nombre d’images consacrées à chaque action. Il détermine la vitesse de votre animation. Moins d’images créent un mouvement plus rapide, tandis qu’en ajouter ralentit la scène. Imaginez une balle qui rebondit : plus le rebond est haut, plus vous aurez besoin d’images pour montrer son sommet et sa descente de façon fluide.
Le taux d’images (FPS) désigne le nombre d’images affichées par seconde. C’est la base sur laquelle le timing se construit.
L’espacement correspond à la distance parcourue par un objet entre deux images. Il fonctionne de pair avec le timing pour créer l’illusion du poids et de la vitesse. Un espacement plus grand entre les images suggère un mouvement plus rapide, tandis qu’un espacement plus réduit crée une action plus lente, plus posée et plus réfléchie.
Vous pouvez aussi combiner timing et espacement avec le flou de mouvement pour simuler le flou des objets lors d’un déplacement rapide. Imaginez une voiture qui roule vite : nos yeux perçoivent un flou, et non une succession d’images parfaitement nettes.
3. Poids et masse
En comprenant la différence entre le poids et la masse, et la manière dont les logiciels 3D traduisent ces notions en outils d’animation, vous pouvez prendre des décisions éclairées sur la façon dont vos objets bougent. Même si le poids et la masse sont souvent utilisés comme synonymes, ils ont des significations distinctes.
La masse correspond à la quantité de matière qu’un objet contient. C’est une valeur constante, quelle que soit la gravité. Imaginez un gros rocher sur Terre par rapport à la Lune : il a la même masse, mais son poids diffère en raison des forces gravitationnelles variables.
Le poids est la force exercée sur un objet due à la gravité. Un objet plus lourd subit une traction gravitationnelle plus importante, ce qui signifie qu’il faut plus de force pour le mettre en mouvement et l’arrêter.
Les logiciels d’animation 3D ne stockent pas directement des données de poids ou de masse pour les objets. En revanche, ils proposent des outils pour imiter leurs effets sur le mouvement :
- Courbes d’animation - En ajustant les courbes, vous contrôlez comment un objet accélère, atteint sa vitesse maximale, puis ralentit. Des courbes plus lentes pour les objets lourds créent une réponse molle et retardée, tandis que des courbes plus franches pour les objets plus légers dépeignent des changements de direction rapides.
- Champs de force - Certains logiciels permettent d’appliquer des forces comme la gravité ou le vent aux objets. Ces forces influencent le mouvement de l’objet, en mimant la manière dont le poids et les forces externes affectent des objets dans le monde réel.
- Simulations de physique - Les logiciels avancés proposent des simulations de physique qui tiennent compte de facteurs comme la masse, la gravité et les frottements. Ces simulations peuvent produire des mouvements très réalistes, mais elles demandent une configuration minutieuse et peuvent être coûteuses en calcul.
Faites particulièrement attention à la façon dont les objets de différents poids se comportent. Même si ancrer votre animation dans une réalité physique est important, vous aurez souvent intérêt à recourir à de légères exagérations.
4. Inertie, quantité de mouvement et force
L’inertie, la quantité de mouvement et la force constituent la base de la manière dont les objets se déplacent dans le monde réel.
Imaginez une boule de bowling qui roule le long d’une piste. Elle continue de bouger même après avoir quitté la main du joueur. C’est l’inertie à l’œuvre. L’inertie est la tendance d’un objet à résister aux changements dans son état de mouvement. Un objet au repos reste au repos, et un objet en mouvement reste en mouvement (à vitesse constante et en ligne droite) sauf si une force déséquilibrée agit sur lui. L’inertie nous aide à représenter le poids et les arrêts progressifs. Un personnage en course ne s’arrête pas instantanément. Il dérapera un peu, son corps continuant d’avancer même quand ses pieds s’arrêtent.
Source : Dreamstime.com
La quantité de mouvement (momentum) est le produit de la masse d’un objet par sa vitesse. Dit simplement, elle mesure le « punch » qu’emporte un objet en mouvement. Un objet plus lourd, ou qui se déplace plus vite, aura une quantité de mouvement plus grande. Un personnage qui lance un coup transfère la quantité de mouvement de son corps vers son poing, ce qui entraîne un impact puissant. De la même manière, une voiture ayant une grande quantité de mouvement mettra plus de temps à s’arrêter qu’un vélo.
La force est tout ce qui provoque une accélération d’un objet. C’est la poussée ou la traction qui perturbe l’inertie d’un objet et modifie son état de mouvement. Par exemple, le frottement entre une chaussure et le sol est une force qui ralentit un personnage en course. Une force importante appliquée à un personnage entraînera un changement de mouvement plus rapide ou plus spectaculaire, tandis qu’une force faible pourrait provoquer une légère oscillation ou un petit déhanchement.
Pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée. C’est la troisième loi du mouvement de Newton. Quand un personnage lance un coup de poing, son bras exerce une force vers l’avant (action). En réaction, le corps du personnage subit une force opposée qui le repousse légèrement. Un personnage qui manie une épée devrait ressentir un léger recul lorsque la lame entre en contact avec un objet.
5. Centre de gravité
La force qui maintient nos personnages bien ancrés (et qui les fait tomber lorsqu’ils perdent l’équilibre) est la gravité. Le Centre de Gravité (CoG) est ce point particulier où le poids de l’objet est parfaitement équilibré. En tant qu’animateurs, nous prenons constamment en compte le CoG pour garantir que nos personnages se déplacent de manière réaliste et conservent un équilibre correct.
La position du CoG influence considérablement la façon dont votre personnage animé interagit avec la gravité.
Lorsque le CoG tombe directement à l’intérieur de la base d’appui (pensez à la zone où les pieds de votre personnage touchent le sol), il se tiendra solidement équilibré. On appelle cela l’équilibre stable. C’est la pose typique d’un personnage au repos.
Si le CoG se déplace en dehors de la base d’appui, votre personnage devient déséquilibré et commence à basculer. On peut exploiter cela pour des actions dynamiques, comme s’incliner dans un virage ou tomber. En comprenant comment le CoG se déplace selon différentes poses, vous pouvez créer des variations de poids et des chutes au rendu naturel.
6. Écraser et étirer
L’écrasement et l’étirement consistent à exagérer la façon dont les objets se déforment pendant le mouvement, afin de créer une sensation de poids, de souplesse et aussi d’humour.
Quand une balle rebondissante touche le sol, elle s’écrase vers le bas pendant un instant, puis s’étire pour revenir vers le haut. C’est cette notion d’écraser et étirer que l’on amplifie en animation. Nous pouvons écraser un personnage au moment où il saute, puis l’étirer en plein vol, tout en conservant son volume global. Cette exagération donne vie au mouvement.
7. Green Screen / Chroma Key
Imaginons que vous animiez un personnage qui nage à travers un récif corallien. Au lieu de construire un décor miniature de récif, un green screen vous permet de filmer votre personnage devant un fond vert. Pendant le montage, ce fond vert est remplacé par la scène sous-marine vibrante que vous aviez imaginée.
Image par Wikipedia
Mais pourquoi le vert ? La magie réside dans la différenciation des couleurs. Le vert ne s’accorde généralement pas avec la gamme de couleurs utilisée pour les personnages ou les objets. Cela permet aux logiciels de création numérique d’isoler facilement l’élément filmé (votre personnage) du fond vert : il vous suffit de charger la séquence d’animation, d’ajuster la chroma key pour identifier la couleur du fond vert, puis de remplacer ce fond par autre chose.
Conclusion
Comprendre les principes de physique et de mécanique est essentiel pour créer une animation crédible et captivante. Ils fournissent les bases du mouvement réaliste, de la répartition du poids et de l’interaction avec l’environnement. En maîtrisant ces concepts, les animateurs peuvent donner vie à leurs personnages et raconter des histoires passionnantes.
Mais l’animation ne consiste pas seulement à appliquer des principes de physique froids et stricts : c’est une forme d’art qui s’épanouit grâce à la créativité et à l’expression. Les animateurs utilisent souvent la licence artistique en exagérant subtilement (ou pas si subtilement) les mouvements, ou en écrasant et étirant les objets pour renforcer des traits de caractère, susciter des émotions ou injecter de l’humour. Ce tournant artistique, fondé sur une solide compréhension de la physique, est ce qui distingue une imitation robotique d’une prestation d’animation vraiment captivante.
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