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Rapport de travail · état au 5 novembre 2026

Le nouvel avatar : de l’intérieur vers l’extérieur

Quand une personne bouge, cela se voit sur la peau. L’omoplate glisse dessous, le muscle s’épaissit, le tendon ressort. Nous voulons un avatar capable de cela, et nous le construisons donc comme un corps : d’abord le squelette, puis les muscles et les fascias, enfin la peau. Nous disons ici où nous en sommes, ce que nous avons mesuré et ce que nous ne savons pas encore.

Un avatar de notre grille sur le squelette glgrid danse le ballet : première position, demi-plié, relevé sur les orteils, port de bras, tendu, cambré sur toutes les vertèbres, arabesque ; puis les couches tombent l'une après l'autre : peau, fascia, muscles, squelette, chaîne articulaire.

L’avatar et le modèle

La vidéo montre l’avatar d’un habitant de notre grille, tel que le viewer l’affiche : un corps et une tête mesh du commerce dans sa forme, avec sa peau cuite par le viewer, ses cheveux et son maillot de bain. Nouveau dans cette version : il ne bouge plus sur le squelette Bento du viewer, mais sur notre squelette de 236 os. Un programme l’a transféré automatiquement. Il construit le squelette dans ses proportions, chaque ancienne articulation reste exactement à sa place, et répartit à nouveau les poids de sa peau : le tronc sur les 24 vertèbres selon leur hauteur, le pied sur le calcanéum, le métatarse et chaque orteil, l’avant-bras sur le radius, l’épaule sur la clavicule et l’omoplate. Au repos, la peau s’écarte ensuite de l’ancienne de moins d’un micromètre ; le programme le vérifie. Dessous se trouve l’anatomie de notre modèle, le modèle anatomique ouvert BodyParts3D : 934 parties, dont 442 parties musculaires ainsi que 251 os, cartilages et disques, calculées dans son corps et elles aussi transférées sur le nouveau squelette. Cela reste un modèle unique, construit d’après des manuels et des atlas. La mesure du « normal » vient donc des études de mesure.

Les mouvements viennent du ballet classique, parce qu’il mène les articulations jusqu’à leurs limites, et c’est là que chaque défaut d’un squelette se voit. Chaque posture est vérifiée contre une table d’amplitudes articulaires anatomiques, avec une source par ligne ; le film n’est calculé que si aucune limite n’est dépassée. Première position avec 50° de rotation externe par hanche (mesurée passivement à 54 ± 10° chez des danseurs de ballet), demi-plié, relevé : le pied se plie à l’articulation du gros orteil et se tient sur les orteils, parce que chaque orteil est une articulation ; les orteils restent à plat sur le sol, cheville et articulations des orteils à 40° chacune (les danseuses amateurs lèvent le talon de 35 ± 4°, Imura 2022 ; les danseuses étendent l’articulation du gros orteil en relevé de 70 à 90°, Veirs 2023). Port de bras par la première, la deuxième et la cinquième position, la main souplement groupée, les doigts dans la posture fonctionnelle que Hume 1990 a mesurée lors de onze gestes quotidiens (articulation de base 61°, médiane 60°, distale 39°), le pouce vers la paume. Tendu et dégagé avec le pied pointé, cambré en arrière et sur le côté sur les 24 vertèbres. L’arabesque suit une mesure sur 25 danseurs professionnels (Feipel 2003) : le bassin bascule vers l’avant sur la hanche d’appui, la colonne lombaire s’étend d’environ 20°, et la jambe libre monte avec la hanche en extension, le tronc s’incline de 22° vers la jambe libre et tourne de 11° dans l’autre sens, comme Feipel l’a mesuré. Le sol est une contrainte : quand un pied se pose, il déroule par la plante, cheville d’abord, puis hanche, jamais au-delà de la limite. Quatre portes de mesure parcourent chaque image : aucun point de la main dans le tronc ou la cuisse, aucun pied libre sous le sol, les orteils à plat en relevé, et le fascia ne s’étire nulle part plus que la peau. Chaque mouvement accélère et freine en douceur (Flash et Hogan 1985), les membres éloignés suivent avec un petit retard, l’omoplate tourne quand le bras se lève (Scibek 2012), au-delà de 90° le bras tourne vers l’extérieur (Inui 2009), la pronation est une rotation du radius. Il respire et oscille légèrement. Puis l’effeuillage : peau, fascia, muscles, squelette, chaîne articulaire.

Ce que cette version ne montre pas : le renflement du muscle qui se raccourcit et le glissement de la peau sur les muscles, que les viewers actuels ne montrent pas non plus. Les tendons sont calculés, non issus de données ; le fascia est sa propre peau, décalée de trois millimètres vers l’intérieur, avec le relief du modèle là où il est proche dessous – le fascia du modèle tendait une toile dans l’aisselle qui devenait un éventail quand le bras se levait. La hauteur de l’arabesque est en dessous de celle des professionnels. Les limites de flexion de la hanche et du genou, d’extension de la hanche, de la cheville, de l’élévation de l’épaule, du coude et de la rotation de l’avant-bras sont des moyennes de 143 femmes du jeu de données de référence ouvert des CDC (Soucie 2011) ; l’abduction et la rotation de la hanche, la rotation de l’épaule, le poignet et la main de ballet viennent encore de textes d’enseignement et de tables de physiothérapie. Côtes, rotule et métacarpe ne portent encore aucun poids après le transfert.

Modèle anatomique : BodyParts3D, © The Database Center for Life Science, CC BY-SA 2.1 Japon ; rendu par nous, les couches anatomiques sont sous la même licence. L’avatar de la vidéo appartient à son propriétaire ; le corps et la tête sont des produits tiers achetés, reproduits comme dans le viewer ; il n’est pas sous cette licence.

Notre squelette en mouvement, sept vues du même ballet que dans la vidéo : le squelette mène les bras par la première, la deuxième et la cinquième position, la colonne se plie en cambré sur toutes les vertèbres, le radius tourne autour du cubitus, l’omoplate suit quand le bras se lève, la main se déplace les doigts pliés, le genou fléchit en demi-plié avec tibia et péroné, le pied se lève en relevé les orteils à plat.

Le squelette

Le squelette standard des visionneuses actuelles compte 133 os, dont beaucoup dans le visage. Notre version actuelle en compte 236. Sont nouveaux 24 vertèbres séparées, sacrum et coccyx, une articulation entre crâne et atlas, clavicule et omoplate, cubitus et radius, le métacarpe, la rotule, des groupes pour les côtes et un pied avec calcanéum, médio-pied et chaque orteil.

Les contenus existants doivent continuer à fonctionner. Chaque os existant reste donc, par le calcul, exactement à sa place, y compris avec les 71 curseurs du corps. Nos programmes le vérifient.

L’image montre les os du modèle BodyParts3D, calculés dans le corps de cet avatar et mus sur notre squelette, en vues du même ballet que dans la vidéo. La rotule et les côtes suivent encore les os voisins, sans mouvement propre. La version actuelle ne tourne encore dans aucune visionneuse : il faut pour cela notre propre compilation.

Une colonne en S

Une colonne droite de vertèbres séparées ne serait pas encore une colonne humaine. Notre courbe vient donc d’une étude de mesure sur 100 adultes : lordose lombaire 56,4°, cyphose thoracique 44,4°. Une grande partie de la lordose se situe tout en bas, près de 43 % entre L5 et S1 seulement (étude sur 324 adultes). La lordose cervicale de 17,1° provient d’une troisième étude.

Une erreur a sa place dans ce rapport : nous avions d’abord repris la mauvaise valeur de tableau pour la lordose lombaire. La relecture du tableau l’a révélée, et un coude inexpliqué de la courbe a disparu.

Un compromis demeure : la tête doit rester en place pour les contenus existants, et toute notre courbe est donc inclinée d’environ 7°. Les angles entre les segments suivent les études, mais la pente sacrée est de 33° au lieu des quelque 40° mesurés.

Ce que l’on voit sur la peau

La peau glisse. Dans une étude par scanner sur dix hommes en bonne santé, des marqueurs cutanés placés sur l’angle inférieur de l’omoplate se sont déplacés d’environ 70 mm lors de l’élévation du bras, et n’ont reproduit qu’en partie le mouvement de l’os : 27° au lieu de 40,5° de rotation vers le haut. Une peau fixée rigidement à l’os serait donc fausse à cet endroit.

Les muscles s’épaississent. Dans une étude échographique, le tibial antérieur s’est épaissi de 2,5 mm à la moitié de la force maximale, son volume restant à peu près identique. Ces valeurs valent pour ce muscle précis. Pour la plupart des autres, nous n’avons pas encore trouvé de mesures fiables.

Les fascias sont plus qu’un emballage. Ces enveloppes de tissu conjonctif laissent les couches glisser l’une contre l’autre et relient les muscles entre eux. Dans le fascia lombaire, des chercheurs ont mesuré par échographie environ 70 % de déformation de cisaillement chez des personnes sans mal de dos et environ 56 % en cas de mal de dos chronique. Nous voulons encore étayer par des données leur rôle dans ce qui est visible à la paume ou au pli fessier. Notre modèle anatomique ne contient presque pas de fascias ; cette couche doit venir d’autres sources.

La question la plus difficile : comment cela arrive-t-il sur la peau ?

Les visionneuses de ce type déplacent la peau par les os : chaque point suit au plus quatre os, et un maillage peut utiliser au plus 110 os (d’après le code source de Firestorm). Cela suffit pour les rotations, mais un muscle qui se gonfle ne pourra sans doute être montré que grossièrement. Il faudrait des formes correctives, que le code de maillage examiné ne connaît pas. À notre connaissance, aucune autre visionneuse ne les a livrées non plus.

Nous testerons donc sur une seule articulation ce que les os seuls permettent et ce que seules les formes correctives apportent. Le résultat décidera jusqu’où nous étendrons notre propre visionneuse.

Ce qui reste ouvert

Les prochaines étapes

  1. Mesurer les positions des os sur le modèle et vérifier les proportions avec des données de population.
  2. Compiler notre propre visionneuse dès que sa source est disponible.
  3. Tester une articulation avec peau : os seuls contre formes correctives.
  4. Transférer automatiquement les avatars existants sur le nouveau squelette : le convertisseur fonctionne pour l’avatar de la vidéo ; il manque la sortie en mesh pour le viewer.

Sources

Notre résumé ; pas un avis médical. Chaque étude mesure des groupes et des conditions précis.

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