Global Illumination for Fun and Profit

Unité de Recherche INRIA de Rennes

Le projet Siames de l’Unité de Recherche de Rennes développe depuis de nombreuses années un environnement logiciel pour la réalité virtuelle. Cet environnement OpenMASK (Open Modular Animation and Simulation Kernel) est une plate-forme logicielle pour l’animation et la simulation. OpenMASK est « orienté objet » et permet la simulation et la visualisation temps-réel d’entités, autonomes ou pilotées par un utilisateur, évoluant au sein d’univers complexes. Des techniques d’extension d’objets de simulation ont été développées pour rendre interactifs ces objets afin qu’un utilisateur puisse les diriger, et ce de façon transparente pour les développeurs des objets initiaux. Des expérimentations d’interactions collectives ont ainsi pu être menées avec OpenMASK. Ces interactions sont basées sur les notions d’entrées et de sorties de objets de simulation, ainsi que sur les possibilités d’envoi de messages et d’événements. De plus, OpenMASK est actuellement disponible en Open Source (http://www.openMASK.org)

Par ailleurs, l’INRIA Rennes possède une longue expérience dans le domaine de la Téléopération Assistée par Ordinateur (incluant par le passé plusieurs projets en collaboration avec le CEA), et a mis en évidence dans ce contexte les rôles essentiels joués par deux sous-systèmes : les systèmes d’imagerie numérique/synthétique d’une part, et l’ensemble des fonctions de pilotage à « retour d’effort » d’autre part. Basé sur cette expérience et selon une approche pluridisciplinaire, un axe de recherche mené actuellement à l’INRIA Rennes vise à promouvoir le rôle des systèmes d’interactions à « retour d’effort » (interfaces haptiques) comme extension innovante et justifiée dans le cadre des systèmes de Réalité Virtuelle. Les concepts et architectures génériques sont destinés à plusieurs domaines d’applications actuellement très porteurs (montage virtuel en IAO, simulateurs, téléchirurgie, multimédia).

Figure 1 : Interaction et visualisation

immersive à l’INRIA Rennes

Unité de Recherche INRIA de Rocquencourt

Les activités autour de l’interaction 3D et des environnements virtuels ont démarré à l’INRIA de Rocquencourt en 1997 avec le détachement d’une personne au sein du laboratoire VISWIZ du GMD, laboratoire pionnier dans le domaine des environnement virtuels : le premier Plan de travail virtuel a été conçu dans ce laboratoire qui depuis s’est équipé de plusieurs autres configurations. De cette collaboration qui se poursuit depuis lors, est issu un nouveau périphérique : la Palette Virtuelle ainsi que plusieurs nouveaux paradigmes d’interaction dédiés à des applications sur le plan de travail virtuel.

Figure 2 : Workbench de l’Inria Rocquencourt
Parmi les activités plus récentes du groupe i3D, en relation directe avec le projet proposé, on peut citer les résultats obtenus récemment sur le retour pseudo-haptique. En collaboration avec EADS CCR et le LRP, le groupe i3D a montré qu’il était possible de discriminer deux ressorts : un réel et un virtuel, le virtuel étant simulé sans périphérique à retour d’effort mais simplement grâce à un périphérique isométrique couplé à un retour visuel. Le groupe i3D a aussi proposé récemment, avec l’université d’Evry, une méthode continue de détection de collisions et réfléchit en collaboration avec EADS CCR et le LRP à une plateforme d’expérimentation pour le prototypage virtuel.

2.2 CEA-LIST

Dès 1985 le CEA-LIST a introduit, en collaboration avec l’INRIA-Rennes, le concept d’anticollision sur modèle. Cette fonction d’abord basée sur l’utilisation de potentiels répulsifs, puis en 1987 sur la voxelisation du modèle, a suivi le développement des capacités de calcul pour aboutir en 1994 aux algorithmes qui servent de base aux fonctions utilisées aujourd’hui et reposant sur une modélisation physique des contacts. En parallèle le concept de Langage Graphique de supervision pour la téléopération a été mis au point (1996). La fiabilisation et des tests intensifs dans des environnements complexes ont permis d’introduire ces fonctions sur des robots nucléaires (1997), offshore (projet Otarie d’IFREMER) et médicaux (1998).

Depuis 1993, le CEA-LIST s’intéresse aux organes haptiques faibles coût et a déposé de nombreux brevets concernant des Poignées Haptiques et des bras maîtres. Il a réalisé en 1999 un bras maître « VIRTUOSE 3D », comportant 3 axes à retour d’effort pour les applications de l’haptique en environnement virtuel et le Bureau d’Etude du futur.

Figure 3 : Bras maître VIRTUOSE 3D
Dans PERF-RV le CEA-LIST développe de nouveaux outils et des méthodes d’interaction homme-machine : Interfaces Haptiques, Rendus Haptiques, Téléprésence et Présence. Les domaines d’applications visés concernent la maintenance téléopérée, le prototypage virtuel pour la simulation de montage /démontage et la maintenance, ainsi que la formation aux gestes techniques. Des retombées sur les domaines grand public (parc à thème, jeu et culture), sont aussi attendues.

Le rôle du CEA-LIST dans le consortium, en parallèle de l’activité de recherche ci-dessus mentionnée, est de constituer un pôle de transfert industriel. en assurant le lien entre les laboratoires de recherche et les applications industrielles. En particulier le CEA-LIST prendra en charge l'intégration des différentes technologies développées par les partenaires pour réaliser des prototypes fonctionnels innovants, ceci dans le respect des règles de la Qualité (management de projet) et en assurant un niveau de propriété industrielle et de confidentialité contractualisé.