Modeling quadruped motion from video

Animals are more and more used in specials effects for the movie industry or in 3D feature films. 3D models of quadrupeds in particular are used very often due to the variety and aestetical appeal of quadrupedal motion. This thesis aims at using video, and more specifically wild life documentaries, for the creation of virtual quadrupeds models exhibiting realistic motion. We first develop methods to construct 3D animation skeletons of quadrupeds from images.We show how to reconstruct skeletons of quadrupeds from several images. Then we build a morphable model of quadruped skeleton that can be easily fitted onto an image or a 3D surface of the animal to animate. Secondly, we propose new methods to animate quadrupeds from video sequences. We first present a method to animate cyclic motion from video. This method includes automatic detection of key-frames from a video sequence. Then we propose a new method for indentifying the gaits used on a video sequence, as well as the transitions between gaits.Les animaux sont de plus en plus présents dans les effets spéciaux au cinéma et dans les films d'animation 3D. Les quadrupèdes en particulier, de par la richesse et de l'esthétique de leurs mouvement, sont souvent l'objet de création de personnages virtuels. L'objectif de cette thèse est d'utiliser la vidéo, et surtout des documentaires animaliers, pour créer des animaux virtuels capables de mouvements réalistes. Dans un premier temps, nous proposons de construire des squelettes d'animation de quadrupèdes à partir d'images. Nous montrons tout d'abord comment reconstruire un squelette réel à partir de plusieurs images. Ensuite, nous construisons un modèle déformable de squelette de quadrupède qui permet de de créer un squelette d'animation rapidement à partir d'une image ou d'un modèle 3D de l'animal à animer. Dans un second temps, nous proposons des méthodes permettant d'animer des quadrupèdes à partir de séquences vidéo. Nous présentons tout d'abord une technique d'animation de mouvements cycliques à partir de vidéo, qui permet notamment de choisir automatiquement les images-clés à partir d'une vidéo. Ensuite, nous proposons une nouvelle méthode d'analyse de vidéos qui permet d'identifier les différentes allures utilisées par l'animal, ainsi que les transitions entre allures