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1. A Comparison of Three Techniques to Interact in Large Virtual Environments Using Haptic Devices with Limited Workspace

Author: Anatole Lécuyer, Lionel Dominjon, Jean-Marie Burkhardt, Simon Richir, Laboratoire Angevin de Mécanique, Procédés et InnovAtion (LAMPA), Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM), Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Laboratoire d'Ergonomie Informatique (LEI), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5), Tomoyuki Nishita, Qunsheng Peng, Hans-Peter Seidel, Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Université de Bordeaux (UB), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Laboratoire des Arts et Métiers ParisTech d'Angers - Presence & Innovation (LAMPA - P&I), Arts et Métiers Sciences et Technologies, Laboratoire des Arts et Métiers ParisTech d'Angers - Presence & Innovation ( LAMPA - P&I ), École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers ( ENSAM ), Computer generated images, animation, modeling and simulation ( SIAMES ), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires ( IRISA ), Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Institut National des Sciences Appliquées - Rennes ( INSA Rennes ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Institut National des Sciences Appliquées - Rennes ( INSA Rennes ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ), Laboratoire d'Ergonomie Informatique ( LEI ), and Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 )
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Synthèse d'image et réalité virtuelle [Informatique], Computer science, [ SPI.GPROC ] Engineering Sciences [physics]/Chemical and Process Engineering, 020207 software engineering, 02 engineering and technology, Workspace, 020901 industrial engineering & automation, [ INFO.INFO-HC ] Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], Interface homme-machine [Informatique], Computer graphics (images), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, [SPI.GPROC]Engineering Sciences [physics]/Chemical and Process Engineering, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], Haptic technology, ComputingMethodologies_COMPUTERGRAPHICS
Abstract: International audience; This paper describes an experiment that was conducted to evaluate three interaction techniques aiming at interacting with large virtual environments using haptic devices with limited workspace: the Scaling technique, the Clutching technique, and the Bubble technique. Participants were asked to paint a virtual model as fast and as precisely as possible inside a CAVE, using a "desktop" haptic device. The results showed that the Bubble technique enabled both the quickest and the most precise paintings. It was also the most appreciated technique.
Published: 2006

2. 3D frictional contact and impact multibody dynamics. A comparison of algorithms suitable for real-time applications

Author: Renouf , Mathieu, Acary , Vincent, Dumont , Georges, Modelling, Simulation, Control and Optimization of Non-Smooth Dynamical Systems (BIPOP), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), J.M. Goicolea, J. Cuadrado, J.C. Garcìa Orden, Modelling, Simulation, Control and Optimization of Non-Smooth Dynamical Systems ( BIPOP ), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ), Computer generated images, animation, modeling and simulation ( SIAMES ), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires ( IRISA ), Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Institut National des Sciences Appliquées - Rennes ( INSA Rennes ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Institut National des Sciences Appliquées - Rennes ( INSA Rennes ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ), J.M. Goicolea, J. Cuadrado, J.C. Garcìa Orden, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: [ INFO.INFO-MO ] Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, [PHYS.MECA.STRU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Structural mechanics [physics.class-ph], [SPI.MECA.STRU]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Structural mechanics [physics.class-ph], [ SPI.MECA.STRU ] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanics of the structures [physics.class-ph], [ PHYS.MECA.STRU ] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of the structures [physics.class-ph], [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation
Abstract: International audience; During the last decade Virtual Reality has benefited of numerous works dedicated to the modeling and the simulation of multibody systems. Even if a large set of methods are already used by the community of computer graphics and virtual reality, some progresses need still to be made to bridge the gap between accurate mechanical simulation and efficient simulations in real-time of realistic systems. Particularly, the problem of the three dimensional frictional contact with impacts is a key point for the applications with haptic feedback. The work aims at adapting the outstanding methods in computational mechanics to the real-time constraints induced by Virtual Reality. For efficiency reasons, our work is based on the Non Smooth Contact Dynamics (NSCD) framework introduced by Moreau (1988). Two major advantages of the method can be exhibited for the real-time context: the method uses a time-stepping numerical scheme without explicit event-handling procedure and an unilateral contact impact formulation associated with the 3D Coulomb's friction law. In the present paper, we use and compare different iterative algorithms (Non Smooth Gauss-Seidel, projected conjugate gradient, the PATH solver) for complementarity problems with a direct one (Lemke). The efficiency of the methods is compared in terms of complexity, of quality ratio between visual feed-back of solution and convergence criterion and of CPU time keeping in mind the real-time constraint.
Published: 2005

3. Numerical simulation of 2D steady granular flows in rotating drum: On surface flows rheology

Author: Renouf , Mathieu, Bonamy , Daniel, Dubois , Frederic, Alart , Pierre, Computer generated images, animation, modeling and simulation ( SIAMES ), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires ( IRISA ), Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Institut National des Sciences Appliquées - Rennes ( INSA Rennes ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Institut National des Sciences Appliquées - Rennes ( INSA Rennes ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ), Service de Physique et de Chimie des Surfaces et Interfaces ( SPCSI ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ), Laboratoire de Mécanique et Génie Civil ( LMGC ), Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Service de Physique et de Chimie des Surfaces et Interfaces (SPCSI), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (LMGC), and Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Physics::Fluid Dynamics, Numerial Simulations, Soft Condensed Matter (cond-mat.soft), FOS: Physical sciences, 45.70.-n, 83.70.Fn, 46.10.+z, [ PHYS.COND.CM-SCM ] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Soft Condensed Matter [cond-mat.soft], Condensed Matter - Soft Condensed Matter, Granular systems, Avalanches, Rheology, [PHYS.COND.CM-SCM]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Soft Condensed Matter [cond-mat.soft]
Abstract: The rheology of 2D steady surface flow of cohesionless cylinders in a rotating drum is investigated through {\em Non Smooth Contact Dynamics} simulations. Profile of volume fraction, translational and angular velocity, rms velocity, strain rate and stress tensor were measured at the midpoint along the length of the surface flowing layer where the flow is generally considered as steady and homogeneous. Analysis of these data and their inter-relations suggest the local inertial number - defined as the ratio between local inertial forces and local confinement forces - to be the relevant dimensionless parameter to describe the transition from the quasi-static part of the packing to the flowing part at the surface of the heap. Variations of the components of the stress tensor as well as the ones of rms velocity as a function of the inertial number are analysed within both the quasi-static and the flowing phases. Their implications are discussed., 13 pages, 14 figures, 61 references, submitted to Phys. Fluids
Published: 2005

4. Controlling a camera in a virtual environment

Author: Nicolas Courty, Eric Marchand, Vision spatio-temporelle et active (VISTA), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), France Télécom Recherche & Développement (FT R&D), France Télécom, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Computer science, 020207 software engineering, 02 engineering and technology, Animation, Virtual reality, Visual servoing, computer.software_genre, Computer Graphics and Computer-Aided Design, Computer graphics, 020901 industrial engineering & automation, Virtual machine, Camera auto-calibration, Computer graphics (images), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, [INFO.INFO-RB]Computer Science [cs]/Robotics [cs.RO], Computer Vision and Pattern Recognition, computer, Software
Abstract: International audience; This paper presents an original solution to the camera control problem in a virtual environment. Our objective is to present a general framework that allows the automatic control of a camera in a dynamic environment. The proposed method is based on the image-based control or visual servoing approach. It consists in positioning a camera according to the information perceived in the image. This is thus a very intuitive approach of animation. To be able to react automatically to modifications of the environment, we also considered the introduction of constraints into the control. This approach is thus adapted to highly reactive contexts (virtual reality, video games). Numerous examples dealing with classic problems in animation are considered within this framework and presented in this paper.
Published: 2002

5. What tools and modes of representation to reflect an architectural atmosphere?

Author: Drozd, Céline, Meunier, Virginie, Simonnot, Nathalie, Hégron, Gérard, Ambiances architecturales et urbaines (AAU), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-École Centrale de Nantes (ECN), Centre de recherche méthodologique d'architecture (CERMA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-École Centrale de Nantes (ECN), Laboratoire de l'Ecole d'Architecture de Versailles (LéaV), École nationale supérieure d'architecture de Versailles (ENSA-V), Institut de Recherche en Sciences et Techniques de la Ville - FR 2488 (IRSTV), Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-EC. ARCHIT. NANTES-Université d'Angers (UA)-Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Faculty of Architecture, Brandenburg University of Technology, École Centrale de Nantes (ECN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Centrale de Nantes (ECN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Nantes (ECN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), and Université de La Rochelle (ULR)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Nantes (UN)-École nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes)-Université d'Angers (UA)
Subjects: [SHS.ARCHI]Humanities and Social Sciences/Architecture, space management, architectural representation, Architecture, atmosphere
Abstract: International audience; For about thirty years, research in French architectural schools has been involved in the question of atmosphere (1), especially thanks to the contributions of CERMA (Centre for Methodological Research in Architecture) and CRESSON inside the joint research CNRS unit "Architectural and Urban Ambient Environment". The theoretical knowledge finding its source within this framework follows two complementary directions: the first being a sensitive approach and the second a technical approach. Atmosphere does indeed come within a spatial experience, but the physical phenomena it is made up of, take into account specific knowledge and know-how such as lighting, thermal physics, acoustics, etc…(2)The study presented here is a part of a PhD work of which the aim is to qualify the atmosphere representation produced by architects during the different conception stages. We suggest a reflection on conception methodology so that the initially suggest atmosphere lasts all along the conception process and in the lived spaces.In this paper, we are more particularly interested here in the manner in which atmosphere is represented by the architect during the conceptual phase. An architect must indeed produce images to give shape to his project and to communicate it. The question will be asked about the capacity of pictures to translate atmosphere intentions. Two different buildings, whose respective architects had foreseen their atmospheric intentions, before the designing stage, will help us in our study. This way, we will analyze the reasons which motivated the building designer’s choices in the production of atmosphere representations: how does the architect get to suggest feelings through image? What tools and modes of representation does he mostly use?
Published: 2009

6. Virtual urban environments modeling

Author: Perret, Julien, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Rennes 1, Kadi Bouatouch, Stéphane Donikian (co-directeur), and Perret, Julien
Subjects: [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, [INFO.INFO-GR] Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], Informatique graphique, Systèmes de Lindenmayer, Réseaux urbains, urban networks, Modélisation tridimensionnelle, [INFO.INFO-CG]Computer Science [cs]/Computational Geometry [cs.CG], Lindenmayer systems, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], 3D modeling, Computer graphics, [INFO.INFO-CG] Computer Science [cs]/Computational Geometry [cs.CG], [INFO.INFO-MO] Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, [SDE.IE] Environmental Sciences/Environmental Engineering
Abstract: Modeling virtual urban environments remains a complex problem. The main issues to model such environments are related to the great complexity and huge amount of data they represent. In fact, this amount of data is hard to store and manipulate, but also to visualize and update. In this thesis, we propose a better usage of a priori knowledge on urban environments. First, we present an original rewriting system, FL-systems, as a functional extension of L-systems, mainly used for biologically based modeling. Terminal elements being functions, FL-systems allow the real-timegeneration of geometric objects. Furthermore, we propose a new cache mechanism for FL-systems in order to reuse previously rewritten modules. Finally, we define a new modeling method for urban environments using abstraction hierarchies and simple polygon subdivision algorithms, which allows to focus the modeling attention on each level of detail of the city separately., Le problème de la modélisation des environnements urbains virtuels reste complexe. Les principaux obstacles à cette modélisation sont liés à la complexité et à la grande quantité de données que les environnements urbains représentent. En effet, le volume et la complexité de ces données pose d’une part des problèmes de stockage et de manipulation, et complexifie d’autre part leur visualisation et leur mise à jour. Dans cette thèse, nous proposons une meilleure utilisation des connaissances a priori disponibles sur les environnements urbains. Tout d’abord, nous présentonsun système de réécriture original, les FL-systems, comme une nouvelle extension fonctionelle des L-systems, qui sont principalement utilisés pour la modélisation de processus biologiques. Les FL-systems, grâce à l’utilisation de fonctions comme terminaux du langage, permettent une génération en temps-réel d’objets géométriques. Par ailleurs, nous proposons un mécanisme de gestion de cache pour la réécriture des FL-systems afin de réutiliser de façon intelligente les modules déjà réécrits. Pour finir, nous définissons une nouvelle méthode de modélisation des environnements urbains à l’aide de hiérarchies d’abstraction, qui permettent de focaliser la modélisation sur chaque niveau de détail de la ville, et d’algorithmes de subdivision de polygones simples.
Published: 2006

7. Subsurface Texture Mapping

Author: Kadi Bouatouch, Guillaume François, Sumanta Pattanaik, Gaspard Breton, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), France Télécom Recherche & Développement (FT R&D), France Télécom, Graphics Research Group [Florida] (UCF), University of Central Florida [Orlando] (UCF), Perception, decision and action of real and virtual humans in virtual environments and impact on real environments (BUNRAKU), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, School of Electrical Engineering and Computer Science [Orlando], Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: Texture compression, Surface Properties, Computer science, ComputingMethodologies_IMAGEPROCESSINGANDCOMPUTERVISION, GPU, Variable thickness, 02 engineering and technology, ACM: I.: Computing Methodologies/I.3: COMPUTER GRAPHICS, Rendering (computer graphics), Subsurface scattering \\ Rendu temps réel, Imaging, Three-Dimensional, Image texture, Relief mapping, Texture filtering, Computer graphics (images), Image Interpretation, Computer-Assisted, Reel, Computer Graphics, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Computer Simulation, Computer vision, Graphics, Shader, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, ComputingMethodologies_COMPUTERGRAPHICS, Physics, Projective texture mapping, Pixel shaders, business.industry, Subsurface scattering, 020207 software engineering, 04 agricultural and veterinary sciences, Realtime graphics, Models, Theoretical, Computer Graphics and Computer-Aided Design, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], Diffusion sous-surfacique, 040102 fisheries, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, 020201 artificial intelligence & image processing, Shading, Artificial intelligence, business, Texture mapping, Software, 3D computer graphics
Abstract: Subsurface scattering within translucent objects is a complex phenomenon. Designing and rendering this kind of material requires a faithful description of their aspects as well as a realistic simulation of their interaction with light. This paper presents an efficient rendering technique of multilayered translucent objects. We present a new method for modeling and rendering such complex organic materials made up of multiple layers of variable thickness. Based on the relief texture mapping algorithm, our method calculates the single scattering contribution for this kind of material in real-time using commodity graphics hardware. Our approach needs the calculation of distances traversed by a light ray through a translucent object. This calculation is required for evaluating the attenuation of light within the material. We use a surface approximation algorithm to quickly evaluate these distances. Our whole algorithm is implemented using pixel shaders. \\ La diffusion de la lumière l'intérieur de matériaux participants est un phénomène complexe. Pour modéliser et rendre de tels matériaux, il est nécessaire d'avoir une description adaptée de ceux-ci ainsi qu'une simulation réaliste de leurs interactions avec la lumière. Ce papier présente une technique de rendu adaptée aux matériaux multicouches. Cette nouvelle méthode permet de modéliser des matériaux organiques complexes composés de couches multiples à épaisseur variable. Basée sur l'algorithme du relief mapping, notre méthode permet le calcul temps réel de la diffusion simple pour ce type de matériau, et ce en exploitant les performances des cartes graphiques. Notre méthode nécessite le calcul des distances parcourues par la lumière l'intérieur des diffrentes couches du matériau. Ce calcul est nécessaire pour l'évaluation de l'atténuation de la lumière l'intérieur du matériau. Nous proposons d'utiliser un algorithme d'approximation de surface pour raliser ce calcul rapidement. Notre algorithme est implementé à l'aide de pixel shader.
Published: 2006

8. Rendering Grass in Real-Time with Dynamic Light Sources and Shadows

Author: Boulanger, Kévin, Pattanaik, Sumanta, Bouatouch, Kadi, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Graphics Research Group [Florida] (UCF), University of Central Florida [Orlando] (UCF), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: density, lighting, anticrênelage, niveaux de détail, [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], real-time, {BTF}, éclairage, ombres, Grass rendering, densité, ACM: J.: Computer Applications/J.6: COMPUTER-AIDED ENGINEERING/J.6.0: Computer-aided design (CAD), volume rendering, rendu volumique, shadows, anti-aliasing \\ Rendu d'herbe, levels of detail, temps réel
Abstract: Since grass is very abundant on the Earth's surface, it is an important element of natural 3D scenes. Real-time realistic rendering of grass has always been difficult due to the huge number of grass blades. Overcoming this geometric complexity usually requires many coarse approximations to provide interactive frame rates. However, the performance comes at the cost of poor lighting quality and lack of detail of the grass. In this report, we describe a grass rendering technique that allows better lighting and parallax effect while maintaining real-time performance. We use a novel combination of geometry and lit volume slices, composed of Bidirectional Texture Functions ({BTF}s). {BTF}s, generated using a fast pre-computation step, provide an accurate, per pixel lighting of the grass. Our implementation allows the rendering of a football field, covered by approximately $627$ million virtual grass blades, with dynamic lighting, shadows and anti-aliasing in real-time. The creation of arbitrary shaped patches of grass is made possible using our density management. \\ Puisque l'herbe couvre une grande partie de la terre, il est important de l'inclure dans les scènes naturelles 3D. Le rendu en temps réel d'herbe a toujours été une tâche difficile à cause du nombre très élevé de brins d'herbe à gérer. Pour contourner cette difficulté, on a souvent recours à de fortes approximations lorsque l'objectif est l'interactivité. Malheureusement, ces performances sont obtenues au détriment de la qualité de l'éclairage et la finesse des détails de l'herbe. Dans ce rapport, nous proposons une méthode de rendu d'herbe offrant un meilleur réalisme de l'éclairage et un effet de parallaxe tout en assurant une performance de temps réel. Nous utilisons une nouvelle méthode combinant géométrie et tranches de volumes, ces dernières étant représentées par des BTFs (Bidirectional Texture Functions) générées dans une phase de prétraitement. Cette méthode assure un calcul précis par pixel de l'éclairage. Notre mise en oeuvre permet le rendu d'un terrain de football couvert par plus de 627 millions de brins d'herbe, un éclairage dynamique, un calcul d'ombre et un anticrênelage en temps réel. La créatioon de surfaces d'herbe de forme quelconque est rendue possible par notre méthode de gestion de density d'herbe.
Published: 2006

9. Fast inverse kinematics and kinetics solver for human-like figures

Author: Richard Kulpa, Franck Multon, Laboratoire Mouvement Sport Santé (M2S), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Multon, Franck, École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université de Rennes (UR)-Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: Robot kinematics, [INFO.INFO-MM] Computer Science [cs]/Multimedia [cs.MM], Inverse kinematics, Iterative method, business.industry, Computer science, Computation, [INFO.INFO-MM]Computer Science [cs]/Multimedia [cs.MM], 020207 software engineering, 02 engineering and technology, Kinematics, Solver, Degrees of freedom (mechanics), Computer Science::Robotics, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, Computer vision, Motion planning, Artificial intelligence, business, Algorithm, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, ComputingMethodologies_COMPUTERGRAPHICS
Abstract: Applying complex motions to humanoids involves to deal with different kinematic, kinetic and dynamic constraints. Although dynamics is more accurate to simulate humanoids, inverse kinematics is an alternative to rapidly calculate plausible movements required for motion planning. Humanoids motion planning that deals with numerous degrees of freedom requires numerous calls to inverse kinematics solvers that make computation time increase significantly. We propose a new approach that is able to solve complex character positioning while dealing with the center of mass position with very few computation time. An iterative hierarchical process is proposed: analytical solutions are proposed for groups of body segments while a higher solver is applied to drive the whole body and is repeated until stability is reached. With such a system, we are able to animate from 22 to 177 characters at 30 Hz on a classical P4 computer
Published: 2006

10. Rendering Grass in Real Time with Dynamic Light Sources

Author: Bouatouch, Kadi, Boulanger, Kévin, Pattanaik, Sumanta, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Graphics Research Group [Florida] (UCF), University of Central Florida [Orlando] (UCF), INRIA, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: density, lighting, grass rendering, [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], ComputingMethodologies_IMAGEPROCESSINGANDCOMPUTERVISION, real-time, {BTF}, GeneralLiterature_MISCELLANEOUS, Computer graphics, ACM: J.: Computer Applications/J.6: COMPUTER-AIDED ENGINEERING/J.6.0: Computer-aided design (CAD), volume rendering, shadows, anti-aliasing, levels of detail, ComputingMethodologies_COMPUTERGRAPHICS
Abstract: Since grass is very abundant on the Earth's surface, it is an important element of natural 3D scenes. Real-time realistic rendering of grass has always been difficult due to the huge number of grass blades. Overcoming this geometric complexity usually requires many coarse approximations to provide interactive frame rates. However, the performance comes at the cost of poor lighting quality and lack of detail of the grass. In this report, we describe a grass rendering technique that allows better lighting and parallax effect while maintaining real-time performance. We use a novel combination of geometry and lit volume slices, composed of Bidirectional Texture Functions ({BTF}s). {BTF}s, generated using a fast pre-computation step, provide an accurate, per pixel lighting of the grass. Our implementation allows the rendering of a football field, covered by approximately $627$ million virtual grass blades, with dynamic lighting, shadows and anti-aliasing in real-time. The creation of arbitrary shaped patches of grass is made possible using our density management.
Published: 2006

11. FL-system's Intelligent Cache

Author: Gurvan Le Guernic, Julien Perret, Logiciel : ANalyse et DEveloppement (Lande), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, IRISA – IETR – LTSI, Alexandre Vautier, Sylvie Saget, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: Mathématiques, Réalité virtuelle, Systèmes de réécriture, Modélisation et informatique fondamentale, Calcul de d´ependances, [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], Cache 3D, 3D
Abstract: Cet article présente une application de techniques issues du génie logiciel à la modélisation d'environnements virtuels. Ces derniers, dès lors qu'ils sont complexes, constituent des masses de données particulièrement volumineuses et, de ce fait, difficiles à manipuler. De plus, les descriptions exhaustives de ces environnements, c'est-à-dire explicites, sont peu évolutives. Pour résoudre ces problèmes, il existe des méthodes basées sur des systèmes de réécriture permettant de décrire de fac¸on générique les objets de l'environnement. Chaque objet est ainsi décrit par un axiome qui est réécrit lors de la génération de l'environnement. Lors de cette phase, il est fréquent de retrouver deux séquences de réécriture aboutissant à un même objet. Il est alors possible d'utiliser un mécanisme tel que le cache afin d'améliorer les performances en profitant des calculs déjà effectués. Cependant, se contenter de mettre en correspondance les noms et paramètres des axiomes n'est pas suffisant pour établir l'ensemble des réécritures identiques. En effet, les réécritures d'un même axiome avec des paramètres effectifs différents peuvent aboutir au même objet. Le système proposé dans cet article effectue une analyse dynamique des réécritures afin d'améliorer les performances du cache en d´etectant de tels cas. La première partie de cet article présente le système de réécriture, la seconde l'analyse utilisée, et la dernière le mécanisme proposé.
Published: 2005

12. A Simulator for Helping in Design of a New Active Catheter Dedicated to Coloscopy

Author: Kühl, Christofer, Dumont, Georges, Perception, decision and action of real and virtual humans in virtual environments and impact on real environments (BUNRAKU), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR]
Abstract: International audience
Published: 2005

13. Morphology-independent representation of motions for interactive human-like animation

Author: Richard Kulpa, Franck Multon, ARNALDI Bruno, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Laboratoire de Physiologie et de Biomécanique de l'Exercice Musculaire. UHB, Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), M. Alexa, J. Marks, European Association for Computer Graphics, Laboratoire Mouvement Sport Santé (M2S), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Brest (UBO)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Perception, decision and action of real and virtual humans in virtual environments and impact on real environments (BUNRAKU), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université de Rennes (UR)-Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Multon, Franck, and Jaigu, Anne
Subjects: [INFO.INFO-MM] Computer Science [cs]/Multimedia [cs.MM], ACM: I.: Computing Methodologies/I.3: COMPUTER GRAPHICS/I.3.7: Three-Dimensional Graphics and Realism, [INFO.INFO-GR] Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], [INFO.INFO-MM]Computer Science [cs]/Multimedia [cs.MM], ComputingMethodologies_IMAGEPROCESSINGANDCOMPUTERVISION, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], ComputingMethodologies_COMPUTERGRAPHICS
Abstract: http://www.eg.org/; This paper addresses the problem of human motion encoding for real-time animation in interactive environments. Classically, a motion is stored as a sequence of body postures encoded as a set of joint rotations (quaternions, Euler-like angles or rotation matrices). As a consequence, Cartesian constraints must be solved using inverse kinematics and/or optimization. Those processes involve computation costs that do not allow real-time animation of several characters in interactive environments. To solve such a problem with a minimum computation time, we designed a motion representation independent from the morphology and containing the constraints intrinsically linked to the motion such as feet contacts with the ground. With such a description, a unique motion can be shared by several characters with different morphologies and in different environments. We also adapted a Cyclic Coordinate Descent algorithm that takes advantages of this representation in order to rapidly deal with complex tunable spacetime constraints. For example, this method enables to interactively control at least eight characters with different morphologies that interact each other during a fight training. Hence, each character has to deal with geometric constraints that can change at every time, depending on the opponents' morphology and gestures.
Published: 2005

14. Coloscopy simulation : toward endoscope improvement

Author: Georges Dumont, Christofer Kühl, Perception, decision and action of real and virtual humans in virtual environments and impact on real environments (BUNRAKU), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: Models, Anatomic, Engineering, Colon, Swine, Process (engineering), Biomedical Engineering, Bioengineering, 02 engineering and technology, Computed tomographic, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Animals, Humans, Computer Simulation, Simulation, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Colonoscopes, business.industry, 020207 software engineering, Colonoscopy, General Medicine, Limiting, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], Computer Science Applications, Human-Computer Interaction, Invasive surgery, Benchmark (computing), 030211 gastroenterology & hepatology, business, Colonography, Computed Tomographic, Simulation methods, Virtual prototyping
Abstract: Minimally invasive surgery progresses have allowed to greatly decrease patient suffering. A way to improve these techniques is to use active tools, which could adapt to the inspected environment. The development of these tools is very complex. So simulation methods can be significantly helpful in order to produce the most suitable tools while limiting the quantity of physical prototypes. We work on the design of a simulator for virtual coloscopy. Besides the virtual prototyping aspect for new active endoscopic devices, we can also use it as a training simulator once the device is designed. To do so, we have to address the simulation process of the colon. This article is mainly devoted to the description of the chosen models for the colon behaviour, which are used for the simulator. Some experimental results are presented which confirm the validity of the different choices. To finish, sigmoid untwisting operation is presented as a benchmark test to prove the efficiency of the simulator.
Published: 2005

15. A Simulator for Helping in Design of a New Active Catheter Dedicated to Coloscopy

Author: Georges Dumont, Christofer Kuehl, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), V. Kordic and A. Lazinica and M. Merdan, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Engineering, business.industry, media_common.quotation_subject, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], 020901 industrial engineering & automation, Editorial team, Quality (business), 0210 nano-technology, business, Simulation, Virtual prototyping, media_common
Abstract: The simulation with multi-agent controller, presented in Fig. 11, proves the validity of this approach for minimizing contacts into the ducts, furthermore it can be extended to the case where the ducts are not rigid but elastically, or visco-elastically deformable, as in reality (K?hl, C. 2003) (K?hl, C & Dumont, G. 2005). A sigmoid untwisting, that is a classical examination in coloscopy, has been reproduced for testing the simulator. The main part of this examination is done when the endoscopic device is withdrawed. The medical practitioner try to reach the ileocolic valve: this part is very delicate because the practitioner has to align the endoscope with the colon in order to continue the progression. Furthermore, the colic angles are very difficult to cross. The final point is the crossing of the sigmoid colon. The technique consists in rolling up the endoscopic device into the sigmoid. Then the practitioner unrolls the buckle by rotating the endoscopic device and by withdrawing it. The sigmoid is untwisted and the rest of the inspection is more easily done. An extract of the simulation is presented in Fig. 15, shows that this operation can be reproduced thanks to the developed simulator. We have developed a simulator allowing to compute the progression of a poly-articulated endoscope, based on an under development real prototype, actuated by SMA actuators with identified behaviour model. This simulator is based on a mechanical description of the device and on the interacting environment, specific to the considered patient, through a medical MRI acquisition. As mentioned in the introduction, an experimental work is to 529
Published: 2005

16. Radiance Cache Splatting : A GPU-Friendly Global Illumination Algorithm

Author: Kadi Bouatouch, Sumanta Pattanaik, Pascal Gautron, Jaroslav Křivánek, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), School of Electrical Engineering and Computer Science [Orlando], University of Central Florida [Orlando] (UCF), EUROGRAPHICS, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: Speedup, Global illumination, Computer science, Graphics hardware, ComputingMethodologies_IMAGEPROCESSINGANDCOMPUTERVISION, ACM: I.: Computing Methodologies/I.3: COMPUTER GRAPHICS, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], Rendering equation, Rendering (computer graphics), Computer graphics (images), Radiance, Cache, Algorithm, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, ComputingMethodologies_COMPUTERGRAPHICS
Abstract: Fast global illumination computation is a challenge in several fields such as lighting simulation and computergenerated visual effects for movies. To this end, the irradiance caching algorithm is commonly used since it provides high-quality rendering in a reasonable time. However this algorithm relies on a spatial data structure in which nearest-neighbors queries and data insertions are performed alternately within a single rendering step. Due to this central and permanently modified data structure, the irradiance caching algorithm cannot be easily implemented on graphics hardware. This paper proposes a novel approach to global illumination using irradiance and radiance cache: the radiance cache splatting. This method directly meets the processing constraints of graphics hardware since it avoids the need of complex data structure and algorithms. Moreover, the rendering quality remains identical to classical irradiance and radiance caching. Our renderer shows an implementation of our algorithm which provides a significant speedup compared to classical irradiance caching.
Published: 2005

17. Improved radiance gradient computation

Author: Sumanta Pattanaik, Kadi Bouatouch, Pascal Gautron, Jaroslav Křivánek, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), School of Electrical Engineering and Computer Science [Orlando], University of Central Florida [Orlando] (UCF), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: business.industry, Global illumination, Computer science, Computation, Irradiance, 020207 software engineering, 02 engineering and technology, ACM: I.: Computing Methodologies/I.3: COMPUTER GRAPHICS, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Radiance, 020201 artificial intelligence & image processing, Computer vision, Ray tracing (graphics), Artificial intelligence, business, Algorithm, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Interpolation
Abstract: We describe a new and accurate algorithm for computing translational gradients of incoming radiance in the context of a ray tracing-based global illumination solution. The gradient characterizes how the incoming directional radiance function changes with displacement on a surface. We use the gradient for a smoother radiance interpolation over glossy surfaces in the framework of the radiance caching algorithm. The proposed algorithm generalizes the irradiance gradient computation by [Ward and Heckbert 1992] to allow its use for non-diffuse, glossy, surfaces. Compared to previous method for radiance gradient computation, the new algorithm yields better gradient estimates in the presence of significant occlusion changes in the sampled environment, allowing a smoother indirect illumination interpolation.
Published: 2005

18. Dynamic Skinning: Adding Real-time Dynamic Effects to an Existing Character Animation

Author: Caroline Larboulette, Bruno Arnaldi, Marie-Paule Cani, Virtual environments for animation and image synthesis of natural objects (EVASION), Laboratoire d'informatique GRAphique, VIsion et Robotique de Grenoble (GRAVIR - IMAG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Vienna University of Technology (TU Wien), Juttler Bert, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: Sequence, business.industry, Computer science, Frame (networking), ComputingMethodologies_IMAGEPROCESSINGANDCOMPUTERVISION, real-time, 020207 software engineering, 02 engineering and technology, Animation, dynamics, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], Set (abstract data type), Skinning, Simple (abstract algebra), Position (vector), ACM: I.: Computing Methodologies/I.3: COMPUTER GRAPHICS/I.3.7: Three-Dimensional Graphics and Realism, Computer graphics (images), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Character animation, 020201 artificial intelligence & image processing, Computer vision, Artificial intelligence, skinning, business, ComputingMethodologies_COMPUTERGRAPHICS
Abstract: International audience; This paper proposes a simple and efficient technique to enhance classical animations of characters by adding a dynamic response of the skin to the movement of the underlying skeleton. The dynamic effects are locally added to the shape obtained through the standard skinning by specifying flesh elements. Our solution relies on a new second skinning operation that blends the current flesh volume computed through smooth skinning with its position in a dynamic frame attached to the skeleton through a visco-elastic element which, combined with a set of weights, controls the local behavior of tissues. We show how the weights can be automatically computed, taking into account the morphology of the limb. The resulting real-time technique is well suited to video games or any application where we need to add dynamic effects, at almost no cost, to an existing animation sequence.
Published: 2005

19. Modulation of Cursor Position in Video Data for a Computer Screen

Author: Lécuyer, Anatole, Etienne, Laurent, Arnaldi, Bruno, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Etienne, Laurent, Université de Rennes (UR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: [INFO.INFO-MO] Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation
Published: 2005

20. Radiance Caching for Efficient Global Illumination Computation

Author: Jaroslav Křivánek, Pascal Gautron, Sumanta Pattanaik, Kadi Bouatouch, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), School of Electrical Engineering and Computer Science [Orlando], University of Central Florida [Orlando] (UCF), Faculty of Electrical Engineering [Prague] (FEL CTU), Czech Technical University in Prague (CTU), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, and INRIA
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Global illumination, Computer science, Computation, [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], Irradiance, MathematicsofComputing_NUMERICALANALYSIS, ComputingMethodologies_IMAGEPROCESSINGANDCOMPUTERVISION, Information Storage and Retrieval, 02 engineering and technology, Spherical basis, Surface finish, 01 natural sciences, GeneralLiterature_MISCELLANEOUS, ACM: I.: Computing Methodologies/I.3: COMPUTER GRAPHICS, DIRECTIONAL DISTRIBUTION, Imaging, Three-Dimensional, Image Interpretation, Computer-Assisted, Computer Graphics, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Computer vision, RAY TRACING, Lighting, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, ComputingMethodologies_COMPUTERGRAPHICS, SPHERICAL HARMONICS, business.industry, Spherical harmonics, 020207 software engineering, GLOBAL ILLUMINATION, Image Enhancement, Computer Graphics and Computer-Aided Design, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], Signal Processing, Radiance, 020201 artificial intelligence & image processing, Ray tracing (graphics), Computer Vision and Pattern Recognition, Bidirectional reflectance distribution function, Artificial intelligence, business, Algorithms, Software, Interpolation
Abstract: In this paper, we present a ray tracing-based method for accelerated global illumination computation in scenes with low-frequency glossy BRDFs. The method is based on sparse sampling, caching, and interpolating radiance on glossy surfaces. In particular, we extend the irradiance caching scheme proposed by Ward et al. (1988) to cache and interpolate directional incoming radiance instead of irradiance. The incoming radiance at a point is represented by a vector of coefficients with respect to a hemispherical or spherical basis. The surfaces suitable for interpolation are selected automatically according to the roughness of their BRDF. We also propose a novel method for computing translational radiance gradient at a point.
Published: 2005

21. Testing locomotor hypothesis in early hominids: 3d odelling and simulation of bipedalisms using anatomical data

Author: Berillon, Gilles, Nicolas, Guillaume, Multon, Franck, Marchal, François, Dumont, Georges, Deloison, Yvette, Gommery, Dominique, Dynamique de l'évolution humaine : individus, populations, espèces [Paris] (DEHIPE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Mouvement Sport Santé (M2S), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université de Rennes (UR)-Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), UMR 6578 : Anthropologie Bio-Culturelle (UAABC), Université de la Méditerranée - Aix-Marseille 2-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Brest (UBO)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: [SDV.BA]Life Sciences [q-bio]/Animal biology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2005

22. Automatisation de la Méthode de Tour Into The Picture

Author: Boulanger, Kévin, Bouatouch, Kadi, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), INRIA, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: RENDU OPENGL, RENDU BASÉ IMAGE, POINTS ET LIGNES DE FUITE, [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], ÉTALONNAGE DE CAMÉRA, TOUR INTO THE PICTURE
Abstract: La méthode de Tour Into the Picture (TIP) est une technique de rendu basé image. Son principe consiste à convertir une seule image en un ensemble de 5 polygones de coordonnées exprimées dans un repère 3D. A chacun de ces polygones est associée une texture représentant une partie de l'image redressée. Ensuite il est facile de naviguer dans la scène représentée par ces 5 polygones. Cette approche a deux inconvénients majeurs : le premier est l'obligation de régler un grand nombre de paramètres manuellement, le deuxième est l'ensemble de restrictions concernant la prise de vue originale (position et orientation). La méthode que nous proposons réduit au minimum les interventions de l'utilisateur et permet un maximum de liberté pour la prise de vue ; nous avons nommé cette méthode Automatic Tour Into the Picture (ATIP). Nous proposons aussi des méthodes efficaces pour extraire des lignes et points de fuite nécessaires à l'étalonnage de caméra à partir d'une seule image.
Published: 2005

23. A Client-Server Approach to Image-Based Rendering on Mobile Terminals

Author: Bouatouch, Kadi, Point, Gérald, Thomas, Gwenola, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Visualization and manipulation of complex data on wireless mobile devices (IPARLA), INRIA Futurs, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INRIA, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2, and Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)
Subjects: PDA, CLIENT/SERVER, LOW-BANDWIDTH NETWORK, 3D SCENES RENDERING, WARPING, ComputingMethodologies_IMAGEPROCESSINGANDCOMPUTERVISION, IMAGE BASED RENDERING, [INFO.INFO-SE]Computer Science [cs]/Software Engineering [cs.SE], [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], CAMERA PLACEMENT
Abstract: http://www.inria.fr/rrrt/rr-5447.html; This report shows how to use IBR methods to make possible the rendering of complex scenes on a mobile terminal, such as a PDA, while using a client/ server architecture. The PDA represents the client of a server which computes a very small set of key images (to avoid latency time that would affect interactivity) of a complex 3D scene and transmits them on demand to the client across a low bandwidth network. The client utilizes these images to use a warping technique to compute new images as seen by intermediate cameras (using an IBR technique) whose positions and directions are chosen interactively by the user by moving the stylus of a PDA. The most difficult problem is how to place the cameras (capturing the key images) which allow an efficient warping avoiding artifacts, such as holes, due to occlusions and exposures. Providing a general solution to the problem of camera placement is a hard task. In this report we address only the case of urban scenes.
Published: 2005

24. Fast Approximation to Spherical Harmonic Rotation

Author: Krivánek, Jaroslav, Konttinen, Jaakko, Pattanaik, Sumanta, Bouatouch, Kadi, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Graphics Research Group [Florida] (UCF), University of Central Florida [Orlando] (UCF), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: Spherical harmonics rotation, éclairage à l'aide d'harmoniques sphériques, cache de luminance, [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], carte de normales, radiance caching, carte d'environnement, normal mapping // Rotation d'harmoniques sphériques, spherical harmonics lighting, environment mapping
Abstract: Rotating functions represented by spherical harmonics is an important part of many real-time lighting and global illumination algorithms. For some of them a per-vertex or even per-pixel rotation is required, which implies the necessity of an efficient rotation procedure. The speed of any of the existing rotation procedures is, however, not able to meet the requirements of real-time lighting or fast global illumination. We present an efficient approximation of the spherical harmonic rotation applicable for small rotation angles. We replace the general spherical harmonic rotation matrix by its first or second order Taylor expansion, which significantly decreases the computation involved in the rotation. Our approximation decreases the asymptotic complexity of the rotation . the higher the order of spherical harmonics, the higher the speed-up. We apply the proposed approximation in global illumination and real-time lighting by environment maps. ––––– La rotation de fonctions représentées par des harmoniques sphériques est une opération importante dans les algorithmes de calcul d'éclairage en temps réel et de simulation d'éclairage global. Pour certains algorithmes, une rotation est effectuée pour chaque somment ou même chaque pixel. Cette procédure doit donc être efficace en terme de temps de calcul. Malheureusement les procédures existantes ne permettent pas de répondre aux exigences des algorithmes de calcul d'éclairage parce qu'elles sont coûteuses en terme de nombre d'opérations. Dans ce rapport, nous proposons une approximation efficace de la rotation d'harmoniques sphériques, cette approximation étant applicable dans le cas de petits angles de rotation. Nous remplaçons la matrice générale de rotation d'harmoniques sphériques par son développement en série de Taylor au premier ou au seconde ordre, ce qui réduit la complexité de calcul de façon significative. Cette approximation réduit aussi la complexité asymptotique de la rotation. En effet, plus l'ordre des harmoniques sphériques sera élevé, plus l'approximation est rapide. Nous appliquons l'approximatio
Published: 2005

25. Finite element simulation for design optimization of shape memory alloy spring actuators

Author: Christofer Kühl, Georges Dumont, Perception, decision and action of real and virtual humans in virtual environments and impact on real environments (BUNRAKU), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: Optimal design, Engineering, business.industry, General Engineering, Mechanical engineering, 02 engineering and technology, Shape-memory alloy, 021001 nanoscience & nanotechnology, SMA, Finite element method, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], Computer Science Applications, 020303 mechanical engineering & transports, 0203 mechanical engineering, Computational Theory and Mathematics, 0210 nano-technology, business, Actuator, Focus (optics), Software, Beam (structure), Linear phase, Simulation, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: PurposeThe purpose of this paper is the optimisation of shape memory alloy (SMA) spring actuators. The purpose of these actuators is to control active endoscopes. The objective for such endoscopes is to minimize one patient pain during operation.Design/methodology/approachA range of recently published (1990‐2002) works, which aim to provide models for SMA actuators, do not focus on the simulation and on the design of such actuators. SMAs have two main characteristics, namely the phase change and non‐linear behaviour in each phase. The proposed model is based on a mixed approach combining an Euler‐Bernoulli beam model and a bi‐dimensional finite element model. It allows the modelling of plastic behaviour and drives the phase evolution in the beam cross‐section.FindingsThe physical properties of SMAs are described and modelled. A new beam model and a numerical algorithm are proposed. Preliminary results demonstrate the performance of our method on two problems and lead to determine the actuator capability. The resulting actuator model is then integrated into an optimisation process based on genetic algorithms. The overall approach provides a design tool for SMA spring actuator subjected to design constraints.Research limitations/implicationsThe proposed method is only validated for our practical purposes. However, we believe that the optimisation methodology may have other implications in structure design.Originality/valueThis paper provides an optimisation approach that is valuable for scientists and engineers in engineering computations.
Published: 2005

26. Numerical simulation of two-dimensional steady granular flows in rotating drum: On surface flow rheology

Author: Daniel Bonamy, Mathieu Renouf, Frédéric Dubois, Pierre Alart, Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures [Villeurbanne] (LaMCoS), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CEA- Saclay (CEA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (LMGC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), and Service de Physique et de Chimie des Surfaces et Interfaces (SPCSI)
Subjects: Inertial frame of reference, Flow (psychology), Numerial Simulations, Computational Mechanics, Angular velocity, 01 natural sciences, 010305 fluids & plasmas, Physics::Fluid Dynamics, [SPI]Engineering Sciences [physics], Rheology, 0103 physical sciences, 010306 general physics, Fluid Flow and Transfer Processes, Physics, Cauchy stress tensor, Mechanical Engineering, Mechanics, Granular systems, Avalanches, Strain rate, Condensed Matter Physics, Mechanics of Materials, Fictitious force, 45.70.-n, 83.70.Fn, 46.10.+z, [PHYS.COND.CM-SCM]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Soft Condensed Matter [cond-mat.soft], Dimensionless quantity
Abstract: 13 pages, 14 figures, 61 references, submitted to Phys. Fluids; International audience; The rheology of 2D steady surface flow of cohesionless cylinders in a rotating drum is investigated through {\em Non Smooth Contact Dynamics} simulations. Profile of volume fraction, translational and angular velocity, rms velocity, strain rate and stress tensor were measured at the midpoint along the length of the surface flowing layer where the flow is generally considered as steady and homogeneous. Analysis of these data and their inter-relations suggest the local inertial number - defined as the ratio between local inertial forces and local confinement forces - to be the relevant dimensionless parameter to describe the transition from the quasi-static part of the packing to the flowing part at the surface of the heap. Variations of the components of the stress tensor as well as the ones of rms velocity as a function of the inertial number are analysed within both the quasi-static and the flowing phases. Their implications are discussed.
Published: 2005

27. A Dynamical Training and Design Simulator for Active Catheters

Author: Georges Dumont, Christofer Kuehl, Perception, decision and action of real and virtual humans in virtual environments and impact on real environments (BUNRAKU), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: multi-body modelization, 0209 industrial biotechnology, virtual prototyping, Computer science, lcsh:TK7800-8360, 02 engineering and technology, lcsh:QA75.5-76.95, 020901 industrial engineering & automation, 0203 mechanical engineering, Artificial Intelligence, catheter, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Simulation, Focus (computing), lcsh:Electronics, Work (physics), Shape-memory alloy, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], Computer Science Applications, Task (computing), 020303 mechanical engineering & transports, lcsh:Electronic computers. Computer science, Dynamical simulation, Actuator, optimization, Software, Virtual prototyping
Abstract: This work addresses the design of an active multi-link micro-catheter actuated by Shape Memory Alloy (SMA) micro actuators. This may be a response to one medical major demand on such devices, which will be useful for surgical explorations and interventions. In this paper, we focus on a training and design simulator dedicated to such catheters. This simulator is based on an original simulation platform (OpenMASK). The catheter is a robotic system, which is evaluated by a dynamical simulation addressing a navigation task in its environment. The design of the prototype and its mechanical model are presented. We develop an interaction model for contact. This model uses a real medical database for which distance cartography is proposed. Then we focus on an autonomous control model based on a multi-agent approach and including the behaviour description of the SMA actuators. Results of mechanical simulations including interaction with the ducts are presented. Furthermore, the interest of such a simulator is presented by applying virtual prototyping techniques for the design optimization. This optimization process is achieved by using genetic algorithms at different stages with respect to the specified task.
Published: 2004

28. Traitement temps-réel des déformations de la peau et des tissus sous-cutanés pour l'animation de personnages

Author: Larboulette, Caroline, Virtual environments for animation and image synthesis of natural objects (EVASION), Laboratoire d'informatique GRAphique, VIsion et Robotique de Grenoble (GRAVIR - IMAG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), INSA de Rennes, Bruno Arnaldi, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: animation, real-time, wrinkles, modeling, plis, dynamics, inertia, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, character, inertie, personnage, dynamique, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], temps-réel, modélisation
Abstract: Traditional animation of characters relies on the design of an external shape, called the skin, and an internal skeleton, composed of a hierarchy of frames, which enables one to control the deformation of the skin in a consistent and predictable way. Since it is relatively efficient, this skinning technique is widely used in computer graphics production environments. However, it also has inherent limitations. Even if a large amount of research work were to solve the other known deficiencies of the technique, the fundamental issue remains that some types of deformations can never be generated by it. Examples of this are the dynamic wrinkles of skin or clothes near joints, or inertia effects of muscles and fatty tissues when sharp movements are involved. In this thesis, we propose two modeling and animation techniques which address those specific problems, and which can be used to enhance existing animation sequences. Our first contribution addresses the addition of dynamic effects which are typical for the muscles/fatty tissues layer to kinematic deformations obtained through skinning or an equivalent technique. The dynamic effects are computed using a simplification of linear elasticity theory. To this end, dynamic elements which associate damped spring vibrations with a set of per vertex weights for the mesh, perform a so called dynamic skinning. The location, frequency and amplitude of the effects can be specified in a straightforward way by the user. On top of this layer comes a thin surface which can either represent the skin or clothes. This surface of almost constant area follows muscle and fatty tissue deformations by wrinkling when it gets compressed. In order to guide this behavior the user interactively positions and orients a deformable control curve of constant length on a mesh, and speciflies its region of influence. During the animation geometric folds are generated in real-time in the regions covered by the tool, and the mesh is locally refined on the fly where and when needed.; L'animation traditionnelle de personnages repose sur la création d'une enveloppe externe, appelée la peau, et d'un squelette interne constitué d'une hiérarchie de reperes permettant de la déformer. De par son efficacité, le skinning est la technique de prédilection des infographistes. Cependant, bien que de nombreux travaux aient permis de résoudre les problemes notoires de la méthode, certains types de déformations ne peuvent toujours pas être générés. On y retrouve les plis dynamiques de la peau ou des vêtements au niveau des articulations ou bien les effets d'inertie des masses musculaires et graisseuses lors de mouvements secs et rapides. Dans cette these, nous proposons deux techniques de modélisation et d'animation traitant ces problemes spécifiques qui peuvent être utilisées sur une animation existante pour en accroître le réalisme. Notre premiere contribution s'attache a ajouter, en temps-réel, des déformations dynamiques de la couche muscles/graisse aux déformations cinématiques obtenues par skinning ou tout autre technique équivalente. L'effet dynamique est calculé a travers une simplification des lois de l'élasticité linéaire. Pour cela, des éléments dynamiques associant les vibrations d'un ressort a un ensemble de poids assignés aux sommets du maillage permettent d'effectuer un skinning dynamique. L'emplacement, la fréquence et l'amplitude de ces effets sont spécifiés, de maniere très simple, par l'utilisateur. Sur cette couche vient se greffer une surface fine qui peut être soit la peau, soit directement un vêtement. Cette surface, d'aire quasiment constante, suit les déformations des muscles et des tissus graisseux tout en plissant lorsqu'elle se retrouve compressée. Pour cela, l'utilisateur positionne et oriente une courbe de contrôle qui se déforme a longueur constante et spécifie sa région d'influence. Pendant l'animation, des plis géométriques sont générés en temps-réel dans les zones couvertes par l'outil, le maillage étant raffiné localement a la volée.
Published: 2004

29. Ajout de détails à une animation de personnage existante : cas des plis dynamiques

Author: Caroline Larboulette, Marie-Paule Cani, ARNALDI Bruno, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Virtual environments for animation and image synthesis of natural objects (EVASION), Laboratoire d'informatique GRAphique, VIsion et Robotique de Grenoble (GRAVIR - IMAG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), AFIG / EG-France, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes
Subjects: [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR]
Abstract: National audience; Ce papier présente une technique originale permettant d'ajouter des plis dynamiques de la peau ou des vêtements à une animation de personnage existante. Cette technique temps-réel s'adresse principalement à des animations générées par skinning, auxquelles nous ajoutons éventuellement des effets dynamiques. Ces plis, aussi appelés plis de grande échelle dans la littérature, sont ceux qui apparaissent et disparaissent tout au long du mouvement, suivant les déformations des tissus internes. L'utilisateur doit positionner et orienter des profils de plis sur le maillage surfacique et spécifier leur région d'influence. Pendant l'animation, les plis géométriques, qui peuvent combiner des profils de différentes formes et à différentes résolutions sont automatiquement créés dans les zones couvertes par les outils. Ils se déplacent et se déforment en temps-réel, le maillage étant localement raffiné à la volée si nécessaire. Nous avons appliqué cette technique sur des animations variées comme les rides d'expression, les plis qui se forment au niveau des articulations ou bien des plis de vêtements.
Published: 2004

30. Crowd of Virtual Humans : a New Approach for Real Time Navigation in Complex and Structured Environments

Author: Fabrice Lamarche, Stéphane Donikian, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: Computer science, business.industry, Constraint (computer-aided design), Process (computing), 020207 software engineering, 02 engineering and technology, Fast path, Animation, Computer Graphics and Computer-Aided Design, Human being, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, Human–computer interaction, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, Artificial intelligence, business, Real time navigation, ACM: I.: Computing Methodologies/I.3: COMPUTER GRAPHICS/I.3.7: Three-Dimensional Graphics and Realism/I.3.7.0: Animation
Abstract: International audience; The navigation activity is an every day practice for any human being capable of locomotion. Our objective in thiswork is to reproduce this crucial human activity inside virtual environments. Putting together the high complexityof a realistic environment such as a city, a big amount of virtual humans and the real-time constraint requires tooptimize each aspect of the animation process. In this paper, we present a suitable topological structuring of thegeometric environment to allow fast path finding as well as an efficient reactive navigation algorithm for virtualhumans evolving inside a crowd.
Published: 2004

31. Visual perception based on salient features

Author: Nicolas Courty, Eric Marchand, France Télécom Recherche & Développement (FT R&D), France Télécom, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Vision spatio-temporelle et active (VISTA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Visual perception, Computer science, business.industry, Orientation (computer vision), 02 engineering and technology, Motion (physics), Computer graphics, 020901 industrial engineering & automation, Feature (computer vision), Salient, Encoding (memory), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, [INFO.INFO-RB]Computer Science [cs]/Robotics [cs.RO], 020201 artificial intelligence & image processing, Computer vision, Artificial intelligence, business, Feature detection (computer vision)
Abstract: International audience; We present in this paper an original model to simulate visual perception based on the detection of salient features. Salient features correspond to the maximum of conspicuity in a static image or in a sequence of images. We intend to use this information to provide visually interesting targets that can be used in multiple contexts. The extraction process of such an information is performed through multiple steps that correspond to different features locally encoding the conspicuity of a spatial location. We mainly use for those features spatial orientation and motion information, but other types of feature could be used as well. Two kinds of application are presented in this paper: video surveillance application and simulation of the visual perception of a synthetic actor.
Published: 2004

32. Real-Time Dynamic Wrinkles

Author: Cani, Larboulette, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Virtual environments for animation and image synthesis of natural objects (EVASION), Laboratoire d'informatique GRAphique, VIsion et Robotique de Grenoble (GRAVIR - IMAG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes
Subjects: Tissue deformation, Computer science, procedural modeling and animation, lengh preservation, Solid modelling, real-time, 020207 software engineering, 02 engineering and technology, Animation, Computational geometry, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], Wrinkles, Mesh generation, Computer graphics (images), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, Geometric modeling, Computer animation
Abstract: International audience; This paper proposes a new method for designing dynamic wrinkles that appear and disappear according to the underlying deformation of tissues. The user positions and orients wrinkling tools on a mesh. During animation, geometric wrinkles are generated in real-time in the regions covered by the tools, mimicking resistance to compression of tissues. The wrinkling feature can be added to any existing animation. When the local resolution of the mesh is not sufficient, our tool refines it according to the wrinkles finest feature. As our results show, the technique can be applied to a variety of situations such as facial expression, joint or garment wrinkles.
Published: 2004

33. Vrml97-X3D Extension for Massive Scenery Management in Virtual Worlds

Author: Marvie, Jean-Eudes, Bouatouch, Kadi, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), ACM, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, ACM: I.: Computing Methodologies/I.3: COMPUTER GRAPHICS, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR]
Abstract: International audience
Published: 2004

34. Virtual reality, a new tool to investigate anticipation skills: application to the goalkeeper and handball thrower duel

Author: Benoit Bideau, Franck Multon, Richard Kulpa, Laetitia Fradet, ARNALDI Bruno, Paul Delamarche, Laboratoire Mouvement Sport Santé (M2S), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université de Rennes (UR)-Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Brest (UBO)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, and Multon, Franck
Subjects: [INFO.INFO-MM] Computer Science [cs]/Multimedia [cs.MM], [INFO.INFO-MM]Computer Science [cs]/Multimedia [cs.MM], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2004

35. Humanoïdes virtuels, réaction et cognition : une architecture pour leur autonomie

Author: Lamarche, Fabrice, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université Rennes 1, Bruno Arnaldi(bruno.arnaldi@irisa.fr), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: behavioral animation, modèles cognitifs, cognitive model, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, réalité virtuelle, subdivision spatiale, path-planning, virtual reality, planification de chemin, spatial subdivision, reactive model, navigation, modèles réactifs, animation comportementale
Abstract: Living beings are characterized by their relationship with their environment. They can perceive, act and decide. Behavioral animation uses this architecture to model autonomous entities, similar to living beings, populating virtual environments. In this thesis, we propose an architecture to describe virtual humans behavior. First, we study the relationship between virtual humans and their environment through the navigation process. We propose a spatial subdivision algorithm extracting topological properties from the geometry of the environment. This information is used to create a hierarchical path-planning algorithm. Then, a navigation algorithm, inspired by studies on pedestrian behavior, is proposed to simulate in real time crowds composed of several hundreds of autonomous entities. Secondly, we study reactive and cognitive behaviors. We propose a reactive model, which is able to handle automatically the synchronization and adaptation of several parallel behaviors. The cognitive model is therefore able to select actions to achieve a given goal. This model is based on an object oriented language used to describe the interactions offered by the environment. Different applications have been realized to validate the models in the field of crowd simulation, interactive fiction and virtual cinematography.; Les êtres vivants sont caractérisés par leur rapport avec l'environnement dans lequel ils évoluent. Ils sont dotés de capacités de perception, d'action et de décision. L'animation comportementale s'inspire de cette architecture pour peupler des environnements virtuels avec des entités autonomes à l'image des organismes vivants. Dans ce domaine, il est un être vivant qui retient particulièrement l'attention : l'être humain. Dans cette thèse, nous proposons une architecture pour la description du comportement des humanoïdes virtuels. Dans un premier temps, nous étudions la relation entre l'humanoïde et son environnement dans le cadre de la navigation. Nous proposons un système de subdivision spatiale permettant d'extraire des propriétés topologiques à partir d'un environnement géométrique. Ces informations sont ensuite utilisées pour créer un algorithme de planification de chemin hiérarchique. Nous proposons, dans la continuité, un algorithme de navigation s'inspirant d'études sur le comportement piétonnier et permettant de simuler, en temps réel, des foules composées de plusieurs centaines de piétons. Dans un second temps, nous étudions les composantes réactives et cognitives du comportement. Nous proposons un modèle réactif dont la propriété est de synchroniser et d'adapter automatiquement le déroulement simultané de plusieurs comportements. Le modèle cognitif peut alors exploiter cette propriété pour choisir des actions permettant à l'humanoïde de réaliser un but. Ce modèle se base sur un langage orienté objet permettant de décrire le monde sous la forme des interactions qu'il offre aux humanoïdes. Différentes applications ont validé les travaux réalisés dans cette thèse : simulation de foule, fiction interactive et cinématographie virtuelle.
Published: 2003

36. Management and Awareness of Delay Perception when Interacting within Networked Virtual Environments

Author: Duval, Thierry, Zammar, Chadi, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Vraiment Très Haut Débit VTHD++, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: ACM: I.: Computing Methodologies/I.3: COMPUTER GRAPHICS/I.3.7: Three-Dimensional Graphics and Realism/I.3.7.6: Virtual reality, ACM: H.: Information Systems/H.5: INFORMATION INTERFACES AND PRESENTATION (e.g., HCI)/H.5.3: Group and Organization Interfaces/H.5.3.2: Computer-supported cooperative work, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR]
Abstract: International audience
Published: 2003

37. Virtual endoscopy : from Simulation to Optimization of an Active Endoscope

Author: Christofer Kühl, Georges Dumont, Perception, decision and action of real and virtual humans in virtual environments and impact on real environments (BUNRAKU), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Endoscope, Computer science, 020207 software engineering, 02 engineering and technology, SMA, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], Task (computing), 020901 industrial engineering & automation, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Representation (mathematics), Actuator, Realization (systems), Simulation, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Gesture, Virtual prototyping
Abstract: The design and realization of micro robotic devices in the medical eld enable the oper- ating gesture to be assisted. So a polyarticulated device actuated with shape memory alloy (SMA) springs for endoscopy is developed in collaboration with the Laboratoire de Robotique de Paris. In this paper, a simulator realization, based on an original simulation platform (OpenMASK), of this structure is described. A numerical representation of the inspected network obtained by magnetic resonance imaging is used. A contact detection algorithm, which will be described, allows to deter- mine the interaction forces between the endoscope and the duct thanks to a distance cartography of the space, in order to minimize the calculation time. An important experimental work shall be lead to determine the parameters of the contact model. Simulation results of virtual navigation through this duct representation by using an endoscope mechanical model including a behaviour description of the SMA actuators will be presented. Moreover, the eciency of a command with the multi-agent approach is proved. Then the simulator interest is studied for the prototype amelioration by applying the techniques of virtual prototyping. Some results of optimization by using genetic algorithms with respect to the virtual navigation task will be shown.
Published: 2003

38. Efficient Clustering and Visibility Calculation for Global Illumination

Author: Kadi Bouatouch, Gilles Subrenat, Daniel Meneveaux, Philippe Blasi, SIGNAL-IMAGE-COMMUNICATION (SIC), Université de Poitiers-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: Computer science, Global illumination, business.industry, Computation, Visibility (geometry), 020207 software engineering, Radiosity (computer graphics), 02 engineering and technology, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], Set (abstract data type), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Cluster (physics), Graph (abstract data type), 020201 artificial intelligence & image processing, Computer vision, Artificial intelligence, Cluster analysis, business, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, ComputingMethodologies_COMPUTERGRAPHICS
Abstract: Using a radiosity method to estimate light inter-reflections within large scenes still remains a difficult task. The two main reasons are: (i) the computations entailed by the radiosity method are time consuming and (ii) the large amount of memory needed is very large. In this paper, we address this problem by proposing a new clustering technique as well as a new method of visibility computation for complex indoor scenes. Our clustering algorithm groups polygons that are close to each other in each room (or corridor) of the building. It relies on a classification method of k-mean type and allows the use of several kinds of distance functions. For each group of polygons (or cluster), we estimate the set of potentially visible clusters with the help of openings such as doors or windows. This computation results in a graph in which the nodes correspond to clusters and the edges express visibility relationships between the corresponding clusters. We use this graph for computing radiosity in complex buildings while reducing both the amount of memory needed and the computing time. Our global illumination method is a MWRA (multi-wavelet radiosity algorithm). Unlike cluster-based radiosity methods, our MWRA does not approximate (but computes accurately) the light energy impinging or leaving a cluster after multiple reflections. We provide results for 3 different test scenes containing a high number of polygons.
Published: 2003

39. A new application for salliency maps: Synthetic vision of autonomous actors

Author: Nicolas Courty, Marchand, E., ARNALDI Bruno, France Télécom Recherche & Développement (FT R&D), France Télécom, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Vision spatio-temporelle et active (VISTA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: [INFO.INFO-RB]Computer Science [cs]/Robotics [cs.RO]
Abstract: International audience; We present in this paper a new and original application for saliency maps, intending to simulate the visual perception of a synthetic actor. Within computer graphics field, simulating virtual humans has become a challenging task. Animating such an autonomous actor within a virtual environment requires most of time the modeling of a perception-decision-action cycle. To model a part of the perception process, we have designed a new model of saliency map, based on geometric and depth information, allowing our synthetic humanoid to perceive its environment in a biologically plausible way.
Published: 2003

40. Remote Interactive Walkthrough of City Models Using Procedural Geometry

Author: Jean-Eudes Marvie, Julien Perret, Kadi Bouatouch, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), INRIA, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: VISIBILITY, MAGELLAN, STREAMING, CITY, [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], LEVEL OF DETAILS, NETWORK, L-SYSTEM, FRAMEWORK, WALKTHROUGH
Abstract: This report presents a new navigation system built upon our client-server framework named Magellan. With this system one can navigate through a city model represented with procedural models transmitted to clients over a network. The geometry of these models is generated on the fly and in real time at the client side. These procedural models are described using an enhanced and open version of the L-system language we have developed. The navigation system relies on different kinds of preprocessing such as space subdivision, visibility computation as well as a method for computing some parameters used to efficiently select the appropriate level of detail of objects. The two last preprocessings are automatically performed by the graphics card connected to the used computer. We also show how to build and compress the different files used to represent the database (corresponding to a city model) once this preprocessing has been effected. Methods for prefetching, anticipating and caching during remote navigation are also presented. Finally, we show how the procedural models, the space subdivision and the visibility information data are encoded into VRML97 files.
Published: 2003

41. A Programming Environment for Behavioural Animation

Author: Jean-François Taille, Fabrice Lamarche, Stéphane Donikian, Frédéric Devillers, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: Hierarchy, Multimedia, Exploit, Computer science, Process (engineering), Concurrency, Autonomous agent, 020207 software engineering, 02 engineering and technology, Animation, computer.software_genre, Computer Graphics and Computer-Aided Design, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, Virtual machine, Human–computer interaction, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Programming paradigm, 020201 artificial intelligence & image processing, computer, Software, ACM: I.: Computing Methodologies/I.3: COMPUTER GRAPHICS/I.3.7: Three-Dimensional Graphics and Realism/I.3.7.0: Animation
Abstract: Behavioural models offer the ability to simulate autonomous agents like organisms and living beings. Psychological studies have shown that human behaviour can be described by a perception–decision–action loop, in which the decisional process should integrate several programming paradigms such as real time, concurrency and hierarchy. Building such systems for interactive simulation requires the design of a reactive system treating flows of data to and from the environment, and involving task control and preemption. Since a complete mental model based on vision and image processing cannot be constructed in real time using purely geometrical information, higher levels of information are needed in a model of the virtual environment. For example, the autonomous actors of a virtual world would exploit the knowledge of the environment topology to navigate through it. Accordingly, in this paper we present our programming environment for real-time behavioural animation which is compounded of a general animation and simulation platform, a behavioural modelling language and a scenario-authoring tool. Those tools has been used for different applications such as pedestrian and car driver interaction in urban environments, or a virtual museum populated by a group of visitors. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.
Published: 2002

42. Interactions 3D coopératives en environnements virtuels avec OpenMASK pour l'exploitation d'objets techniques

Author: Thierry Duval, Christian Le Tenier, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), PlatE-foRme Française de Réalité Virtuelle, bureau d'étude du futur Perf-RV, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: Atomic force microscopy, Mechanical Engineering, media_common.quotation_subject, 05 social sciences, 020207 software engineering, ACM: I.: Computing Methodologies/I.3: COMPUTER GRAPHICS/I.3.7: Three-Dimensional Graphics and Realism/I.3.7.6: Virtual reality, 02 engineering and technology, Art, Industrial and Manufacturing Engineering, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 0501 psychology and cognitive sciences, General Materials Science, Collaborative virtual reality, ACM: H.: Information Systems/H.5: INFORMATION INTERFACES AND PRESENTATION (e.g., HCI)/H.5.3: Group and Organization Interfaces/H.5.3.2: Computer-supported cooperative work, Humanities, 050107 human factors, media_common, Three dimensional model
Abstract: International audience; In this paper we present the mechanisms we implement within the OpenMASK framework with the aim to make more easy the 3D interactions within virtual worlds. We are interested in technical objects with a lot of constraints during the interactions. We talk about the generic mechanisms used to interact with virtual objects and to make the users aware of the interaction services offered by the interactive objects, before and during the interactions. Finally we explain how we take into account the need to make the users aware of other users interactions within collaborative virtual universes. Keywords : Collaborative Virtual Reality, 3D Interactions, Interaction Awareness, Collaboration Awareness.; Nous présentons ici les mécanismes que nous implémentons au dessus de la plate-forme OpenMASK dans le but de faciliter l'interaction dans les mondes virtuels 3D, en particulier lorsqu'ils sont peuplés d'objets à forte composante technique, c'est-à-dire imposant de fortes contraintes lors des interactions 3D. Nous présentons les mécanismes génériques utilisés pour permettre d'interagir avec des objets ainsi que pour obtenir des informations permettant de visualiser le plus explicitement possible les possibilités d'interactions offertes par les objets ainsi que les interactions effectivement en cours. Nous terminons par la façon de rendre explicite les interactions des autres utilisateurs dans le cas des univers 3D coopératifs.
Published: 2002

43. Automatic Orchestration of Behaviours through the management of Resources and Priority Levels

Author: Stéphane Donikian, Fabrice Lamarche, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: Schedule, business.industry, Computer science, 020207 software engineering, 02 engineering and technology, Extension (predicate logic), Mutually exclusive events, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, Preference, Scheduling (computing), Simple (abstract algebra), Human–computer interaction, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, Artificial intelligence, Orchestration (computing), ACM: I.: Computing Methodologies/I.2: ARTIFICIAL INTELLIGENCE/I.2.11: Distributed Artificial Intelligence/I.2.11.3: Multiagent systems, business, ACM: I.: Computing Methodologies/I.3: COMPUTER GRAPHICS/I.3.7: Three-Dimensional Graphics and Realism/I.3.7.0: Animation
Abstract: International audience; Reproducing daily behaviours requires to be able to schedule behaviours depending on resources and priority constraints. A simple way is to say that behaviours which are using the same resources are mutually exclusive. This approach is not sufficient to obtain realism, as in the real life, humans are able to combine them in a more microscopic way. One way consists in a global speci cication of all behaviours in one model, integrating all possible combinations. This solution becomes rapidly too complex and has motivated the work presented in this paper. It consists in an extension of HPTS, our behavioural model which integrates several psychological requirements, by the introduction of resources and priority levels. In the contrary of some previous approaches, it is not necessary to specify exhaustively all behaviours that are mutually exclusive; this is done implicitly by attaching resources to nodes, preference values to transitions, and a priority function to each behaviour, and by using a scheduling algorithm at run-time.
Published: 2002

44. A Global Framework for Motion Capture

Author: Ménardais, Stéphane, Multon, Franck, Arnaldi, Bruno, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Laboratoire de Physiologie et de Biomécanique de l'Exercice Musculaire. UHB, Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), INRIA, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: OPTICAL MOTION CAPTURE, COMPUTER ANIMATION, MOTION ADAPTATION, [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], MOTION BLENDING, ComputingMethodologies_COMPUTERGRAPHICS, KNOWLEDGE-BASED INTERPOLATION
Abstract: Human motion is so complex that model-based animation techniques still do not produce enough realistic trajectories. Consequently techniques based on real trajectories are commonly used in several application fields in order to animate human-like figures. Nevertheless the use of motion capture systems still remains difficult when the movements become complex (such as gymnastic figures) or are adapted to fit geometric constraints. We propose a software system to overcome several of these drawbacks and make it possible to directly apply captured trajectories to virtual actors. This system deals with the loss of data encountered in all optical systems, the various skeletons morphologies and the blending of several motions together in real time.
Published: 2002

45. Environnement logiciel pour l'identification du mouvement

Author: Nougaret, Jean-Luc, Crétual, Armel, Vandenberghe, Mathilde, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), INRIA, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: ANIMATION BASÉE SUR LES MODÈLES PHYSIQUES, OPTIMISATION, [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], ACQUISITION DE MOUVEMENT, IDENTIFICATION DE SYSTÈMES DYNAMIQUES
Abstract: Ce rapport décrit un environnement logiciel dédié à une forme particulière d'acquisition de mouvement dont l'originalité est de prendre en compte une connaissance a priori sur le mouvement et sur le contexte de la mesure. Cette approche exploite de manière optimale les informations issues de capteurs de nature diverses en ajustant les paramètres du modèle qui sert à la synthèse du mouvement. Le prototype est parfaitement intégré avec Maya, un système d'animation professionnel, tant au niveau logiciel qu'à celui de l'interface utilisateur et des modes opératoires. Ce travail s'inscrit dans le cadre du projet Mouvement.
Published: 2002

46. The Orchestration of Behaviours using Resources and Priority Levels

Author: Fabrice Lamarche, Stéphane Donikian, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Nadia Magnenat-Thalmann and Daniel Thalmann, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: Schedule, Engineering, Priority function, Finite-state machine, business.industry, media_common.quotation_subject, Autonomous agent, 020207 software engineering, 02 engineering and technology, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, Human–computer interaction, Reading (process), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, Orchestration (computing), Mutual exclusion, ACM: I.: Computing Methodologies/I.2: ARTIFICIAL INTELLIGENCE/I.2.11: Distributed Artificial Intelligence/I.2.11.3: Multiagent systems, business, Social psychology, media_common, Simple (philosophy), ACM: I.: Computing Methodologies/I.3: COMPUTER GRAPHICS/I.3.7: Three-Dimensional Graphics and Realism/I.3.7.0: Animation
Abstract: International audience; Reproducing daily behaviours requires the ability to schedule behaviours depending on resources (body parts for example) and priority (intentions or physiological parameters) constraints. A simple way is to say that behaviours which are using the same resources are mutually exclusive. This approach is not sufficient to achieve realism purpose, as in real life, we are able to combine them in a much microscopic way. All day long, we mix different behaviours, as for example reading a newspaper while drinking a coffee and smoking a cigarette. If all behaviours using common resources were mutually exclusive, an agent could not reproduce this example, except if a specific behaviour is created. This solution becomes rapidly too complex and has motivated the work presented in this paper. It consists in an extension of HPTS, our behavioural model, by the introduction of resources and priority levels. In the contrary of some previous approaches, it is not necessary to specify exhaustively all behaviours that are mutually exclusive; this is done implicitely by attaching resources to nodes and a priority function to each state machine, and by using a scheduler
Published: 2001

47. Navigation et controle d'une caméra dans un environnement virtuel: une approche rérencée image

Author: Nicolas Courty, Eric Marchand, France Télécom Recherche & Développement (FT R&D), France Télécom, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Vision spatio-temporelle et active (VISTA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: [INFO.INFO-RB]Computer Science [cs]/Robotics [cs.RO]
Abstract: National audience; Cet article présente une solution originale au problème du contrôle de caméra en environnement virtuel. Notre objectif est de proposer un cadre général permettant de résoudre les problèmes suivants~: positionner une caméra par rapport à son environnement et réagir de manière adaptée à des modifications de celui-ci. La méthode proposée repose sur une technique issue de la robotique et de la vision par ordinateur~: l'asservissement visuel. Cette approche permet de générer automatiquement des mouvements 3D de la caméra à partir d'une tâche spécifiée dans l'image. La possibilité de prendre en compte de manière dynamique et en temps-réel des modifications de l'environnement découle de l'utilisation de contraintes intégrées dans les lois de commande considérées. Cette approche est ainsi adaptée à des contextes hautement réactifs (réalité virtuelle, jeux vidéo).
Published: 2001

48. Camera Calibration and 3D Reconstruction from a Single Image

Author: Guillou, Erwan, Meneveaux, Daniel, Maisel, Eric, Bouatouch, Kadi, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR]
Abstract: International audience
Published: 2000

49. Building Objects and Interactors for Collaborative Interactions with GASP

Author: Thierry Duval, David Margery, Duval, Thierry, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: Workstation, Computer science, Virtual world, Autonomous agent, [INFO.INFO-GR] Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], ACM: I.: Computing Methodologies/I.3: COMPUTER GRAPHICS/I.3.7: Three-Dimensional Graphics and Realism/I.3.7.6: Virtual reality, ComputerApplications_COMPUTERSINOTHERSYSTEMS, 02 engineering and technology, Animation, User input, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], law.invention, 020303 mechanical engineering & transports, 0203 mechanical engineering, Kernel (image processing), Human–computer interaction, law, ACM: I.: Computing Methodologies/I.3: COMPUTER GRAPHICS/I.3.6: Methodology and Techniques/I.3.6.3: Interaction techniques, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, ACM: H.: Information Systems/H.5: INFORMATION INTERFACES AND PRESENTATION (e.g., HCI)/H.5.3: Group and Organization Interfaces/H.5.3.2: Computer-supported cooperative work, Design objects, computer, Simula, computer.programming_language
Abstract: International audience; Gasp (General Animation and Simulation Platform) was at rst designed to distribute the animation and simulation of multi-agent virtual environments. In the Gasp framework, a virtual world is composed of any number of simulation objects. These simulation objects can be autonomous agents, interactors or user representations. We dene interactors as simulation objects which provide information on user input readable by any simulation object. Because simulation ob- jects can read information from any number of other simula- tion objects, it is then quite easy to design objects on which any number of users (or other simulation objects) can collaborate. As the Gasp run-time kernel can distribute the calculations associated with those simulation objects on dif- ferent workstations, collaborative virtual environments can easily be built. In this paper, we explain how, in our framework, interactors and interactive objects are distributed for collaborative interactions and how it is possible to build an interactive object from an existing object without changing the code of that object.
Published: 2000

50. Image-based virtual camera motion strategies

Author: Eric Marchand, Nicolas Courty, Vision spatio-temporelle et active (VISTA), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), France Télécom Recherche & Développement (FT R&D), France Télécom, Computer generated images, animation, modeling and simulation (SIAMES), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Fels, S. and Poulin, P., Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes
Subjects: 000 computer science, Asservissement, [INFO.INFO-RB]Computer Science [cs]/Robotics [cs.RO]
Abstract: Proceedings of Graphics Interface 2000, Montréal, Québec, Canada, Canada, 15 - 17 May 2000, 69-76, This paper presents an original solution to the camera control problem in a virtual environment. Our objective is to present a general framework that allows the automatic control of a camera in a dynamic environment. The proposed method is based on the image-based control or visual servoing approach. It consists in positioning a camera according to the information perceived in the image. This is thus a very intuitive approach of animation. To be able to react automatically to modifications of the environment, we also considered the introduction of constraints into the control. This approach is thus adapted to highly reactive contexts (virtual reality, video games). Numerous examples dealing with classic problems in animation are considered within this framework and presented in this paper.
Published: 2000

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