Nouvelles méthodes pour la modélisation interactive d'objets complexes et d'animations

par Ulysse Vimont

Thèse de doctorat en Mathématiques et informatique

Sous la direction de Marie-Paule Cani et de Damien Rohmer.

Le président du jury était Joëlle Thollot.

Le jury était composé de Michael Wimmer.

Les rapporteurs étaient Tamy Boubekeur, Loïc Barthe.


  • Résumé

    L'accroissement de la demande en contenu virtuel, tant en termes qualitatifs que quantitatifs, révèle de nouveaux défis scientifiques.Par exemple, la génération et la manipulation de formes 3D et d'animation sont particulièrement difficiles.Les méthodes modernes contournent ces difficultés en proposant des approches basées sur des algorithmes d'optimisation.Ces derniers utilisent des connaissances a priori sur les données à manipuler afin de générer de nouvelles données satisfaisant des contraintes dictées par l'utilisateur.De tels outils présentent le désaventage d'être indirects, couteux, et non génériques, ce qui limite la liberté artistique de l'utilisateur en le contraignant à de nombreux essais.Les objectifs de cette thèse sont pluriels.D'une part, elle vise à améliorer le contrôle de l'utilisateur en proposant des méthodes de manipulation interactives et directes.D'une autre, elle cherche à rendre ces méthodes capables de manipuler des contenus plus variés en proposant des outils novateurs et génériques.Plus précisément, cette thèse introduis trois méthodes de modélisation d'objets 3D.La première est une méthode basée exemple de génération d'objets composites caractérisés par l'adjacence de leur sous-parties.La seconde propose une interface de types "peinture" pour décrire les distributions d'objets dans une scène 3D.La troisième étend le princides des grammaires génératives à la déformation d'objets hiérarchiques.Nous proposons également deux méthodes de modélisation d'animation.La première offre de modéliser des scènes natuelles de cascades grâce à des controlleurs vectoriels.La seconde permet de sculpter une animation de liquide en manipulant directement ses éléments spatio-temporels saillants.

  • Titre traduit

    Novel methods for the interactive design of complex objects and animations


  • Résumé

    As virtual content continually grows in quantity and quality, new challenges arise.Amongst others, generating and manipulating 3D shapes and animations have become intricate tasks.State of the art methods attempt to hide this complexity through complex tools, which exploit content semantics for running optimization procedures, yielding constraint matching outputs.However, the control offered by such methods is often indirect, object-specific, and heavy, which imposes long trial-and-error cycles and restrains artistic freedom.The focus of this thesis is twofolds:First, improving user control through interactive and direct content manipulation;Second, enlarging the spectrum of manipulable content with innovative or generic content representations.We introduce three new mehods related to 3D shapes design:A part-based modeling tool allowing to generate assembly shapes with semantic adjacency constraints;A painting tool for distributing objects in a 3D scene;And a grammar-based hierarchical deformation paradigm, enabling the interactive deformation of complex models.We also propose two methods related to the design of animated contents: A vectorial editing tool to synthesize consistent waterfall scenes;And finally a sculpting method enabling to design new liquid animation from examples.


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