LIMSI Facettisation Adaptative EDF
   Travaux de Recherches

Connexion et Facettisation :
Gestion Adaptative des Scènes Virtuelles

Application aux Environnments Industriels

Cette recherche est menée conjointement par EDF et le LIMSI. Mes encadrants sont Françoise Guisnel, pour EDF, et Angel Osorio, pour le LIMSI. Mon responsable scientifique est Patrick Bourdot. Cette thèse est financée par la bourse CIFRE #96-208.

Vous pouvez jeter un oeil sur ma collection de pointeurs sur l'Infographie & la Réalité Virtuelle (en anglais).

Vous pouvez lire mon mémoire (PDF gzippé, 2.2Mo) et mes transparents.


   Description

Les scènes utilisées dans les simulateurs visuels d'environnements industriels complexes et hostiles, tels que ceux des applications de formation ou de revue de projet, sont très coûteuses à restituer. Elles contiennent un grand nombre de réseaux techniques (tuyaux, câbles, ventilations, plateaux) qui sont habituellement modélisés avec des combinaisons de primitives telles que les cylindres, tores, ou cônes. Ces primitives sont converties en triangles au moment du rendu, ce qui produit un nombre énorme de triangles. Pour maintenir un taux de rafraîchissement suffisant, les maillages obtenus doivent être simplifiés. Traditionnellement, plusieurs niveaux de détails sont créés et utilisés à différentes distances de l'observateur. Les maillages sont simplifiés avec les méthodes de "simplification polygonales". Ces techniques sont généralement peu adaptées à de telles primitives principalement car elles ignorent les relations de voisinage entre primitives adjacentes et introduisent ainsi des discontinuités qui peuvent être apparentes.

Exemple 1     Exemple 2

Nous avons utilisé une méthode de facettisation dynamique des primitives, basée sur la distance d'observation. Afin d'éviter l'apparition d'artefacts visuels et d'assurer la continuité du maillage, nous décrivons les relations entre primitives au sein d'un graphe de connexions. En évaluant la densité des points requis à chaque connexion, il est possible d'utiliser un tel graphe pour réaliser l'ajustement des maillages de chaque primitive. La densité de points est déterminée en fonction de la distance et du rayon de la connexion, formant ainsi une bonne évaluation de la courbure apparente de la primitive. En utilisant des informations, un maillage de triangles est construit dynamiquement pour représenter l'objet. Cet algorithme a été implémenté à l'aide de la librairie OpenGL Optimizer et couplé à un algorithme de détection d'occlusion afin que seules les primitives visibles soient prises en compte pour la facettisation adaptative.

Voir l'article de EGVE99 et les transparents associés pour plus d'info concernant l'algorihme (apropos des transparents).

Exemple 3

L'utilisation des niveaux de détail est basée sur l'hypothèse que la perception des détails varie avec la taille apparente de l'objet. Bien que notre système améliore significativement les performances de rendu, la perception visuelle devait être évaluée afin de déterminer le niveau de facettisation requis en fonction de la distance pour les objets représentant des composants techniques d'installations industrielles. De plus, nous ne voulions pas nous contenter d'étudier l'efficacité du système visuel humain mais également prendre en compte des processus de plus haut niveau tels que la classification ou la reconnaissance d'objets. Nous avons montré que des simplifications plus importantes peuvent être utilisées qui, bien que perceptibles par l'observateur, n'affectent pas sa compréhension et ses performances au sein du simulateur. En effet, les travailleurs de l'industrie (qui sont les utilisateurs finaux de nos simulateurs) possèdent une expertise qui influence leur capacité à reconnaître les objets.

Voir l'article de GTRV99 et les transparents associés pour plus d'info concernant les expérimentations ergonomiques (apropos des transparents).

Exemple 4



   Bibliographies

Sur l'Infographie en general.
Sur les Outils.
Sur la Réalité Virtuelle.
Sur la Détection d'occultations.
Sur les Niveaux de Détails.
Tous dans un seul fichier.
( BibTeX )
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( BibTeX )


   Publications

  1. P. Bourdot, M. Krus, and R. Gherbi. Gestion d'événements non standards pour une multimodalité sous Unix/X11. In IHM'94, Cinquième Journées sur l'Ingénierie des Interfaces Homme-Machine, 1994.

  2. P. Bourdot, M. Krus, and R. Gherbi. Management of Non-Standard Devices for Multimodal User Interfaces under UNIX/X11. In CMC/95, International Conference on Cooperative Multimodal Communication, Mai 1995.

  3. P. Bourdot, M. Krus, and R. Gherbi. Gestion de périphériques non standard pour des interfaces multimodales sous Unix/X11. In Quatrièmes Journées Internationales sur l'Interface des Mondes Réels et Virtuels, June 1995.

  4. P. Bourdot, M. Krus, and R. Gherbi. MIX 3D: une plate-forme expérimentale pour des interface multimodales dédiées à la CAO. Video à IHM'95, Sixième Journées sur l'Ingénierie des Interfaces Homme-Machine, 1995. For further information, please take a look at the Mix3D home page.

  5. M. Krus, F. Guisnel, P. Bourdot and G. Thibault. Niveaux de Détails et Simplification Polygonale : un tour d'horizon. In AFIG'96, Quatrièmes Journées de l'Association Française d'Informatique Graphique, November 1996. For more information, please take a look at the LODs page.

  6. P. Bourdot, M. Krus, and R. Gherbi. Management of Non-Standard Devices for Multimodal User Interfaces under UNIX/X11. In Lecture Notes in Artificial Intelligence, H. Bunt, R.-J. Beun, T. Borghuis eds., Springer Verlag, January 1998.

  7. M. Krus. Maillages Polygonaux et Niveaux de Détails. Technical Report Number 97-10, LIMSI/CNRS, Orsay, France.

  8. M. Krus, P. Bourdot, F. Guisnel & G. Thibault. Levels of Detail & Polygonal Simplification. In ACM's Crossroads, 3.4, 1997.

  9. M. Krus, P. Bourdot, A. Osorio, F. Guisnel & G. Thibault. Adaptive tessellation of connected primitives for interactive navigations in industrial environments. In EGVE'99, Eurographics Workshop on Virtual Environments, May 1999.

  10. M. Krus, P. Bourdot, S. Tonnoir, F. Guisnel, G. Thibault & A. Osorio. Connection and Tessellation: user modulated display of industrial environments. In GTRV'99, 7ème journées du Groupe de Travail sur la Réalité Virtuelle, Laval, juin 1999.

Autres

  1. DESS Systèmes et Communication Homme-Machine, Université Paris XI, 1993. XSPECIMEN : Un Editeur Interactif de Graphes de Transitions décrivant des Interfaces Multimodales.

  2. DEA d'Informatique Université Paris XI, 1995. Présentation Multimodale d'Information. Vous pouvez aussi consulter les transparents de la soutenance.



   Autres Informations

Bien sûr, ceci n'est pas un jeu! Quoi que...