Global Illumination for Fun and Profit

2.3 Ecole des Mines de Paris

L’équipe RV&RA a acquis ses compétences dans le domaine de la réalité virtuelle depuis 1992, grâce à des projets de recherche menés en collaboration avec des partenaires comme le CEA, EDF, la SNCF, Renault, PSA, etc. Les domaines de recherche portent sur les points suivants :

• 
  La vision en relief et la réalité augmentée (notamment avec EDF) ;
  
• 
  Les interfaces comportementales entre l’utilisateur et l’environnement virtuel. Il s’agit d’une approche centrée sur l’homme plutôt que sur la technique. Les questions à se poser lors de la conception portent plus sur les schèmes comportementaux que sur les métaphores qu’on cherchera autant que possible à éviter puisque par essence elles représentent une image d’un comportement plus que le comportement lui-même ;
  
• 
  la méthodologie de conception des systèmes virtuels, centrée sur l’immersion naturelle. Dans la mesure où on ne pourra pas reproduire exactement l’environnement réel, il faut identifier les schèmes fondamentaux représentatifs de l’application considérée.
  

Figure 4 : In Virtuo, premier magasin virtuel d’expérimentation commerciale

C’est grâce à ces recherches que le Centre de Robotique a pu présenter récemment, en collaboration avec In Vivo et SIM Team, le premier magasin virtuel d’expérimentation commerciale. Il s’agit pour In Vivo, dont le métier est les études de marketing de pouvoir tester le comportement d’achat des consommateurs dans un supermarché entièrement virtuel. Le bien-fondé de l’approche a été validé lors des tests effectués.

2.4 Institut de l’Image de Chalon sur Saône

La compétence en relation avec le projet PERF-RV s’identifie à travers les différents travaux de transferts technologiques et les nombreux contacts industriels en cours. Quelques exemples de réalisation situent nos centres d’intérêts par rapport à la réalité virtuelle :

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  « Réalisation d’un logiciel de conception de planche de bord, permettant de modéliser celle-ci de façon simple et rapide, en plaçant différents instruments. Partenaire : PSA ;
  
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  « Étude pour évaluer un outil de prototypage virtuel afin de définir les composants logiciels à mettre en œuvre pour intégrer des périphériques de Réalité virtuelle, partenaire : EADS SURESNES.
  

Figure 5 : Simulateur d’abattage ARVESTER

2.5 LABRI

Le LABRI travaille sur la construction d’environnements 3D : il s’agit de produire, le plus simplement possible, des modèles 3D que l’on utilise par la suite dans des applications de réalité virtuelle. En effet, de façon complémentaire aux méthodes classiques basées sur une description quasi exhaustive des objets à l’aide d’un modeleur (modèles précis mais coûteux), nous avons développé une technologie produisant une description 3D à partir de plusieurs vues planaires (photos, croquis) et de quelques interventions simples de l’opérateur. Naturellement, le contexte d’utilisation (rendu interactif) fournit des contraintes de construction de ces modèles.

Figure 6 : Simulation d'endoscope

Dans le domaine médical, afin de réduire les inconvénients des examens de type endoscopie, des chercheurs ont proposé de simuler cet acte en utilisant des techniques de réalité virtuelle. Premièrement, il est nécessaire de construire un modèle tridimensionnel de la partie du corps étudiée à partir de données anatomiques fournies par exemple par une IRM ou un scanner. Ensuite, l’utilisateur visualise interactivement ce modèle par l’intermédiaire d’un casque ou de lunettes et s’y déplace en utilisant des capteurs de mouvement. Nous travaillons sur ce thème, d’abord en optimisant des algorithmes de reconstruction de modèles 3D pour augmenter la qualité des maillages produits (taille, homogénéité), ensuite en mettant au point des interfaces qui soient réellement exploitables par les praticiens dans leur pratique courante. Nous avons ainsi développé un simulateur offrant une navigation de type vol aérien et une détection de collision par l’intermédiaire d’un joystick à retour d’effort.

Nous menons un projet mettant en oeuvre des techniques de réalité virtuelle dans le domaine du géomarketing (utilisation de supports géographiques pour présenter des informations stratégiques). Il s’agit tout d’abord de reconstruire des modèles 3D géographiques (villes) puis de naviguer dans cet environnement en y superposant des données économiques, financières, démographiques que l’utilisateur a sélectionnées au préalable.

2.6 Laboratoire de Robotique de Paris

Le laboratoire de Robotique de Paris, développe un savoir-faire en réalité virtuelle en abordant particulièrement les points suivants :

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  La téléopération longue distance de robots (PICS CNRS : Téléprésence World Experiment avec le MITI au Japon) ;
  
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  Le prototypage virtuel de mécanismes ;
  
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  Les interfaces haptiques pour l’endoscopie poste d’assemblage manuel dans le monde virtuel (programme Franco-Israélien : usine du futur) ;
  
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  L’évaluation d’interfaces haptiques (avec British Aerospace) ;
  
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  La conception d’interfaces haptiques (avec le CEA) ;
  
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  La problématique de l’assemblage virtuel (avec Aérospatiale et l’INRIA).
  

2.7 LIMSI-CNRS

L’équipe « Geste et Image » a pour problématique fédératrice : l’Interaction 3d pour la Réalité Virtuelle ou Augmentée.

Dans le cadre du projet PERF-RV, l’activité de cette équipe porte principalement sur l’interaction multi-modale dans le contexte de dispositifs de Réalité Virtuelle potentiellement distribués voire coopératifs. Sur l’expérience acquise au travers de la réalisation d’une des premières interfaces multi-modales graphiques et vocales pour modeleurs géométriques (MIX3D : Multimodal Interactions in a X environment with a 3D virtual world), notre équipe a mis au point depuis Octobre 98 un serveur d’évènements (EVserveur) pour la gestion distribuée de multiples périphériques utilisables en Réalité Virtuelle ou Augmentée.

Outre une implication de fait naturellement forte dans les problématiques relatives aux interactions multi-modales ou coopératives, notre équipe se propose aussi de contribuer aux actions relatives à la capture, à l’analyse et au traitement des mouvements et des gestes de l’utilisateur. Nous avons par exemple à notre actif le système CapRe (pour la Capture et le suivi du Regard), le projet européen Chameleon (pour l’interprétation de gestes de désignation), le système ARGo (pour l’Analyse et la Reconnaissance de Gestes), ou encore le système HCnav (pour le contrôle des navigations virtuelles). Dans le cadre des recherches que nous menons actuellement, nous nous proposons aussi de participer aux actions relatives aux dispositifs interactifs non intrusifs.

La validation informatique de l’activité de recherche de l’équipe « Geste et Image » converge depuis Octobre 98 sur EVI3d (plate-forme expérimentale développée au LIMSI-CNRS pour la conception d’Environnements Virtuels et l’étude des Interactions 3d associées). Cette plate-forme peut accueillir divers types d’applications sur lesquelles nous avons validé l’EVserveur et poursuivons l’étude de différents paradigmes d’interaction 3d. A ce jour, deux applications pilotes tournent déjà sur la plate-forme EVI3d, à savoir les applications « Mécanique des Fluides » et « ADN-viewer » (Figure 7).

Figure 7 : Application « ADN-Viewer »