Projet Siames
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scientifiques
Nos
études s'organisent principalement autour de trois axes :
- l'informatique graphique : l'essentiel de nos
travaux consiste à élaborer et intégrer des modèles, à
définir des algorithmes et à étudier les
complexités des solutions proposées ;
- la simulation : notre objectif principal est de
pouvoir confronter les résultats produits par nos algorithmes à
des valeurs numériques mesurées sur site réel, ceci afin de
valider expérimentalement les approches et les concepts
étudiés ;
- l'organisation « système » : pour développer
les deux points précédents, nous devons être à même de traiter
des cas « grandeur nature » et de valider nos approches par des
mises en oeuvre.
Plus précisément, les études s'articulent autour de trois
champs d'activités complémentaires mais de problématiques
distinctes :
- la simulation d'éclairage : les algorithmes de
synthèse d'image réaliste permettent d'obtenir des résultats de
très haute qualité par l'introduction de modèles d'éclairement
fondés sur la physique, permettant d'évaluer les interactions
entre la lumière et les objets ;
- la simulation de systèmes physiques : nous
abordons la simulation de systèmes physiques sous l'angle des
schémas de calcul nécessaires à la production des équations
régissant ces systèmes. Nous étudions également la résolution
de ces équations (approche symbolique / numérique). De plus,
nous travaillons particulièrement sur les techniques de
contrôle du mouvement de systèmes dynamiques (animaux,
humanoïdes). Cette approche nous permet d'aborder les problèmes
de simulation ou d'animation par ordinateur.
- la modélisation et la simulation
comportementale : Afin de simuler le comportement
humain (ou animal) lors de tâches spécifiques, nous nous
intéressons à la réalisation d'outils de spécification et de
simulation du comportement d'entités dynamiques, autonomes mais
néanmoins contrôlables, ainsi qu'à la modélisation de
l'environnement dans lequel ces «acteurs » vont évoluer. Pour
le comportement individuel ou collectif, nous devons prendre en
compte les aspects continus (lien avec le système moteur) et
discrets (lien avec le système cognitif) : il s'agit donc
de systèmes hybrides. En ce qui concerne la modélisation de
l'environnement, il s'agit de gérer non seulement les
caractéristiques géométriques, mais aussi toutes les
informations pertinentes pour les modèles comportementaux
(nature topologique et sémantique de l'environnement
géométrique).
Deux thèmes transversaux sont aussi activement
explorés :
- les environnements virtuels : plus connu sous
la dénomination de Réalité Virtuelle, ce secteur
d'activité fait en effet intervenir les différents thèmes de
recherche du projet (éclairage, animation, simulation, etc...
). À travers des applications qui appartiennent aux domaines de
la simulation ou de la téléopération, nous abordons ce champ
applicatif en y incorporant pour une large part nos travaux de
recherche.
- les algorithmes parallèles : la tendance
actuelle est largement orientée vers l'utilisation de modèles
de plus en plus complexes (forme, mouvement, rendu). Les
conséquences directes en sont la forte augmentation des coûts
de calcul liés à la production d'images fixes ou animées. Outre
les recherches visant à réduire la complexité des algorithmes
séquentiels, l'étude des schémas de parallélisation de ces
algorithmes revêt un caractère fondamental. Ces travaux sont
menés en étroite collaboration avec T. Priol du projet
CAPS.
Le contexte général de nos travaux de recherche concerne la
simulation de systèmes complexes. En effet, nos axes de
recherche traitent de simulation d'éclairage, de simulation de
modèles mécaniques, de contrôle de systèmes dynamiques, de
simulation temps réel et de modélisation d'environnements
virtuels. Ceci nous a conduit à réaliser une plateforme
logicielle de simulation capable d'intégrer les différents
composants de nos travaux dans un contexte de simulation temps
réel distribuée. Cette plateforme intègre les trois grandes
familles de modèles de contrôle du mouvement :
- les modèles descriptifs ou
phénoménologiques :
- qui sont utilisés pour reproduire uniquement les effets
(mouvement, déformation), sans aucune connaissance a priori sur
les causes qui pourraient les avoir produits. Ils décrivent la
cinématique des phénomènes dynamiques.
- les modèles générateurs ou fondés sur la
physique :
- qui décrivent les causes capables de produire un effet. Par
exemple, les modèles utilisant la mécanique font partie des
modèles générateurs.
- les modèles comportementaux :
- dont le but est de simuler le comportement d'individus
vivants (plantes, animaux et êtres humains). Ces modèles
définissent le comportement d'une entité, ses actions et ses
réactions, de manière individuelle (animal, humain) ou
collective (foule).
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