Présentation synthétique

Le projet EVASION s'attaque au problème de la synthèse de scènes naturelles, animées ou statiques. Cet objectif nous conduit à travailler conjointement sur les aspects spécification, représentation, animation, visualisation et rendu de ces scènes. Il répond à une forte demande applicative, émanant notamment du secteur de l'audiovisuel (films de synthèse, effets spéciaux, jeux vidéo), mais aussi de celui de la simulation graphique, dans le domaine de l'environnement en particulier (études d'impact, prévention des risques naturels). Ces demandes multiples nous conduisent à l'étude conjointe d'objets du monde minéral, végétal et animal, ces objets étant éventuellement combinés sous forme de scènes naturelles complexes. Selon les cas, l'objectif d'interactivité peut ou non primer sur celui de réalisme visuel, les applications visées allant de la réalité virtuelle (simulateurs immersifs) à la production d'images de qualité pour l'industrie de l'audiovisuel.

La synthèse de scènes naturelles animées a été relativement peu abordée jusqu'à présent en informatique graphique, davantage d'efforts ayant été consacrés à la création d'environnements virtuels manufacturés. Le principal verrou scientifique à lever est la gestion de la complexité de ces scènes, qui peut se traduire en nombre d'éléments, mais aussi en complexité des formes, des mouvements, ou de l'apparence locale des objets. Pour lever ces difficultés, nous adoptons les principes méthodologiques suivants :

• exploiter au maximum la connaissance a priori disponible, en s'appuyant autant que possible sur les modèles mathématiques proposés par d'autres sciences, ou sur des données réelles extraites à partir d'images ou de vidéos ;
• adopter une approche transversale aux clivages traditionnels de la synthèse d'images, en étudiant simultanément un même phénomène sous les angles de la modélisation, de l'animation et du rendu ;
• réduire les temps de calcul en développant des représentations alternatives aux modèles géométriques et aux techniques de simulation par éléments finis traditionnels : hiérarchies de modèles simples couplés plutôt qu'un unique modèle complexe, modèles et algorithmes multi-résolution, au niveau de détail adaptatif.
• veiller à créer des modèles facilement contrôlables par l'utilisateur.
• valider nos modèles à travers une démarche de comparaison au réel, basée par exemple sur des critères perceptifs.

Les actions menées portent sur deux volets : la définition d'outils fondamentaux répondant aux principes énoncés ci-dessus, et la validation de ces principes et outils dans le cadre d'applications à des scènes naturelles particulières. Ces études ciblées rendent possible une valorisation industrielle des résultats ainsi que des collaborations avec des scientifiques d'autres disciplines (comme la mécanique, la physique ou la biologie). Dans ce cadre, notre projet se rattache à la thématique prioritaire ``combiner simulation et réalité virtuelle'' et aux thèmes d'application ``environnement'' et ``biologie/santé''.