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Résumé : Les domaines d'application du projet concernent principalement les domaines pour lesquels un fort couplage entre simulation de systèmes physiques et restitution visuelle des résultats de calcul sont primordiaux. Nous nous attachons dans chacun de ces domaines, d'une part, à l'étude fine des modèles sous jacents essentiellement liés à la physique du phénomène étudié et, d'autre part, à l'application directe de nos récents travaux de recherche. Les grands domaines applicatifs traités par le projet SIAMES concernent :
- les environnements architecturaux et urbains ;
- la propagation de rayonnement ;
- les humanoïdes virtuels et applications en biomécanique ;
- la réalité virtuelle, la réalité augmentée et la téléopération ;
- les simulateurs pour la recherche dans le domaine des transports ;
- l'animation : multimédia, audiovisuel et jeux.
Résumé : Les travaux sur la simulation d'éclairage peuvent être étendus à des spectres de longueurs d'onde non visibles tels que l'infrarouge. En effet, nous avons exploité le résultat de nos travaux pour : (I) réaliser l'éclairage dans des environnements architecturaux, (II) éclairer et dimensionner les tunnels dans le but de permettre de rendre visible tout obstacle sur la chaussée, (III) modéliser à la fois des environnements architecturaux et urbains, (IV) simuler la conduite de véhicules en fonction des critères évalués par le logiciel de simulation, (V) simuler la propagation de rayonnement infrarouge. Nos travaux peuvent déboucher sur d'autres types d'applications liés à d'autres types de rayonnements : téléphone microcellulaire, réseau informatique sans fil, ...
En fait, le champ d'application de ces techniques de simulation d'éclairage est vaste : éclairage public et d'édifices historiques, confort visuel (bureau, atelier), tunnel, grandes surfaces, studio de cinéma. Elle peuvent jouer aussi un rôle important dans la vérification des normes d'éclairage naturel et artificiel, ou dans la simulation de luminaires avant fabrication.
Nous avons aussi appliqué notre logiciel d'éclairage et de dimensionnement des tunnels. Selon le type de tunnel, ce logiciel propose, en fonction de l'éclairage naturel extérieur, différentes solutions d'éclairage : type de sources, nombre de rangées de sources, réflectivités de la chaussée, murs et plafond.
Réalité augmentée: caractérise tout système qui
améliore la perception de l'opérateur vis à vis de
l'environnement réel, généralement par superposition d'images de
synthèse sur des images réelles ou vidéo.
Téléopération: désigne les principes et les techniques
qui permettent à l'opérateur humain d'accomplir une tâche à
distance, à l'aide d'un système robotique d'intervention,
commandé à partir d'une station de contrôle, par l'intermédiaire
d'un canal de télécommunication.
Résumé : Le projet SIAMES est directement concerné par tous ces domaines, qui eux-mêmes sont interdépendants. En effet, la mise en oeuvre du concept de réalité virtuelle s'appuie sur l'infographie pour la production d'images de synthèse, sur la simulation pour la génération d'environnements virtuels en temps réel et sur la téléopération pour les interfaces de communication homme-machine [10]. À travers les différents sujets de recherche abordés dans le projet et les différentes applications contractuelles, nous sommes pour une large part impliqués dans des travaux ayant trait à la réalité virtuelle :
- simulation d'éclairage d'environnements virtuels et navigation interactive dans ces environnements ;
- simulation en temps réel et interactions en environnement urbains virtuels ;
- contrôle du mouvement en temps réel de systèmes dynamiques ;
- etc.
Résumé : Le simulateur reproduisant finement le comportement du couple véhicule/conducteur en interaction avec son environnement est, à la fois, un outil d'entraînement à la conduite de véhicules et un outil d'étude et de recherche permettant une meilleure connaissance du système conducteur-véhicule-environnement. Ces dernières années ont vu une évolution très rapide des simulateurs haut de gamme dédiés à la recherche. La mobilisation sur le thème de la sécurité routière, et les grands programmes de recherche sur les véhicules et l'assistance à la conduite n'ont fait qu'accentuer le développement de tels moyens d'essais. De tels simulateurs sont centrés sur un véhicule réel instrumenté dans lequel un conducteur va permettre de fermer la boucle de simulation en réagissant à chaque instant aux résultats du calcul qui lui seront rendus perceptibles. Pour ce faire, ces simulateurs sont composés de plusieurs sous-systèmes : dynamique du véhicule, retour d'efforts aux commandes, restitution visuelle, sonore et du mouvement, modèle d'environnement et de trafic. De tous ces sous-systèmes, le moins réaliste à l'heure actuelle est le modèle d'environnement et de trafic. Notre objectif est de pouvoir effectuer des simulations de conduite dans des environnements urbains réels et dotés d'un trafic dense et multimodal (poids-lourds, voitures, deux-roues, piétons). Les différents constituants de telles simulations sont : le modèle mécanique des moyens de locomotion, le modèle de comportement des conducteurs et le modèle du réseau routier.
À travers une longue expérience dans le domaine de la simulation de systèmes physiques et en particulier sur les simulations de véhicules (projet de simulateur avec l'Inrets, projet Praxitèle, projet européen DIATS)), le projet SIAMES aborde le problème de la simulation dans le domaine du transport sous l'angle d'une conception intégrée de composants permettant d'offrir des possibilités aussi variées que :
La précision et le réalisme dans le comportement dynamique des
entités simulées, comme des véhicules ne peuvent être obtenus que
par la prise en compte d'un modèle mécanique plus ou moins
détaillé. À travers la spécification d'un tel modèle (cf DREAM :
![[*]](../icons/cross_ref_motif.gif){kind=icon}
), s'intégrant dans notre
plate-forme de simulation (cf GASP : ), nous
pouvons prendre en compte et spécialiser selon l'application les
différents modèles dynamiques des entités évoluant dans la
scène.
En complément au modèle dynamique du mode de transport, il est
nécessaire de pouvoir définir un comportement de pilote virtuel.
En effet, le réalisme de la simulation dépendra pour beaucoup de
la fidélité et de l'efficacité de ce pilote. Nous avons utilisé
le modèle formel STPH (Système de Transition Parallèle
Hiérarchisé) (cf ) pour décrire le comportement
d'un conducteur de véhicule.
La définition de l'environnement dans lequel se déroule la simulation est aussi prépondérante quant à la qualité du simulateur. Dans le cas de la simulation de conduite, le comportement du pilote dépend de plusieurs types d'informations : les caractéristiques physiques de la route, la topologie du réseau routier, le code de la route, la signalisation routière et, si nous nous plaçons dans un cadre urbain, les éléments occultants. Toutes ces informations sont en fait de trois natures différentes mais complémentaires : géométriques, topologiques et sémantiques. Nous avons cherché à regrouper ces trois types de données à l'intérieur d'un modèle unique, avec comme objectif la reconstruction de toute l'infrastructure de réseaux de circulation urbains réalistes, à partir de données réelles fournies par la ville de Rennes.
sprite: ensemble de textures d'un personnage
reproduisant par affichage successif un mouvement
complexe.
chipset graphique: ensemble de composants matériels
réalisant les fonctions évoluées de synthèse d'image 3D.
Résumé : L'animation est en passe de devenir partie intégrante des logiciels à vocation éducative ou ludique. Domaines de l'interactivité par excellence, ils nécessitent de mettre en oeuvre des modèles de géométrie et de mouvement, suffisamment peu coûteux pour pouvoir maintenir la fréquence d'affichage des images.
). Alors que le chipset embarqué sur les
cartes graphiques ou les consoles de jeu a considérablement
évolué, la maîtrise du coût calcul demeure une préoccupation
constante, dans la mesure où les capacités sont rapidement
utilisées pour gérer des environnements virtuels plus riches.
Dans ce cadre, la notion de niveaux de détails est essentielle,
qu'il s'agisse de géométrie, de textures, ou de modèles de
mouvements.Des problèmes de compression et de codage de ces
données apparaissent également, dans le contexte du multimédia et
des applications distribuées sur un réseau. Dans ce domaine, nous
entretenons un partenariat avec la société canadienne Alias |
Wavefront ainsi qu'avec le CCETT de Rennes.
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