Scénarisation d'environnements virtuels : vers un équilibre entre contrôle, cohérence et adaptabilité

par Camille Barot

Thèse de doctorat en Technologies de l'Information et des Systèmes

Sous la direction de Dominique Lenne et de Domitile Lourdeaux.

Soutenue le 24-02-2014

à Compiègne , dans le cadre de École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne) , en partenariat avec Heuristique et Diagnostic des Systèmes Complexes / HEUDIASYC (laboratoire) .


  • Résumé

    Ces travaux traitent de la scénarisation d’environnements virtuels, définie comme la spécification des déroulements possibles ou souhaitables d’une simulation, et la mise en place de mécanismes permettant de contrôler son déroulement effectif de manière dynamique. Nous visons pour cette scénarisation un ensemble d’objectifs, souvent considérés comme contradictoires : la liberté et la capacité d’action de l’utilisateur, l’ampleur, le caractère dynamique et l’efficacité du contrôle exercé sur le scénario, la cohérence des comportements présentés et l’adaptabilité du système, nécessaire pour la variabilité des scénarios. Nous proposons SELDON, un modèle basé sur le contrôle centralisé et indirect d’une simulation émergente à partir de modèles du contenu scénaristique. L’environnement est peuplé de personnages virtuels autonomes et l’utilisateur y est libre de ses actions. La scénarisation est réalisée en deux étapes : des objectifs dynamiques sont déterminés à partir de l’activité de l’utilisateur, puis est généré en fonction de ces objectifs et exécuté au travers d’ajustements sur la simulation.Le moteur DIRECTOR permet de générer et de réaliser ce scénario. DIRECTOR utilise les modèles qui sous-tendent la simulation pour prédire son évolution, et guide cette évolution au travers d’un ensemble d’ajustements indirects, qui influencent les réactions des systèmes techniques et les décision des personnages. Il utilise un moteur de planification pour générer des scénarios composés d’étapes de prédiction, dont il suit la réalisation dans la simulation, et d’ajustements, qu’il déclenche.Les objectifs scénaristiques pris en compte sont à la fois dynamiques, au travers de situations prescrites et proscrites et de contraintes sur les propriétés globales du scénario, et statiques, sous la forme d’espaces de scénario. Le contenu scénaristique et les objectifs scénaristiques statiques sont représentés à l’aide de l’ensemble de langages que nous avons proposé : DOMAIN-DL, ACTIVITY-DL et CAUSALITY-DL. Ces contributions permettent d’allier la réactivité et la variabilité permises par des simulations émergentes et la pertinence des scénarios offerte par les systèmes basés sur de la planification.

  • Titre traduit

    Orchestration of virtual environments : balancing control, coherence and adaptability


  • Résumé

    This work addresses the orchestration of virtual environments, defined as the specification ofpossible or wanted unfoldings of events in a simulation and the implementation of control mechanisms over the actual unfolding. We aim at a set of objectives often considered contradictory : user freedom/agency, range, dynamicity and efficiency of control over the scenario, behavioural coherence, and system adaptability, which is essential for scenario variability. We propose SELDON, a model based on centralised and indirect control of an emergent simulation. Scenario content is represented by domain and activity models in the DOMAIN-DL and ACTIVITY-DL lanquages. The virtual environement is populated by autonomous characters, and the user’s choices of actions are unconstrained. Orchestration is carried out in two steps: first, a set of dynamic objectives is determined from the user’s profile and activity, then a scenario is generated from these objectives and executed through adjustements on the simulation. The DIRECTOR engine performs scenario generation and execution. DIRECTOR uses the simulation’s models to predict its evolution and guide it through a set of indirect adjustements that influence technical systems’ reactions and characters’ decisions. It uses planning to generate scenarios made up of prediction steps that DIRECTOR monitors in the simulation and adjustements that it triggers in the virtual environment. Scenario objectives can be defined dynamically through prescribed/proscribed situations and constraints on global scenario properties or statically as a space of scenarios of interest represented in the CAUSALITY-DL language.


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