Figure

Objet

Les scènes utilisées dans les simulateurs visuels d'environnements industriels sont très coûteuses à restituer. Elles contiennent un grand nombre d'objets modélisés à l'aide de primitives de type cylindres, tores, ou cônes. Ces primitives sont converties en un nombre très important de triangles qui doit être réduit pour maintenir un taux de rafraîchissement suffisant. C'est pourquoi des méthodes de simplifications polygonales ont déjà été proposées, pour créer plusieurs niveaux de détails qui sont ensuite utilisés à différentes distances de l'observateur. Ces techniques sont néanmoins peu adaptées à de telles primitives, principalement car elles ignorent les relations de voisinage entre primitives et introduisent ainsi des discontinuités de facettisation au niveau des jonctions des primitives adjacentes.

Description

Nous utilisons une méthode de facettisation dynamique des primitives. Afin d'éviter l'apparition d'artefacts visuels et d'assurer la continuité du maillage, nous décrivons les relations entre primitives au sein d'un graphe de connexions. En évaluant la densité des points requis à chaque connexion (en fonction de la distance d'observation), il est possible d'utiliser un tel graphe pour réaliser l'ajustement des maillages de chaque primitive. Cet algorithme est couplé à une détection d'occultation afin que seules les primitives visibles soient prises en compte pour la facettisation adaptative.

Par ailleurs, les caractéristiques de la perception visuelle ont été évaluées afin de déterminer le niveau de facettisation requis en fonction de la distance. Nous ne voulions pas nous contenter d'étudier l'efficacité du système visuel humain. Nous cherchions également à prendre en compte des processus de plus haut niveau tels que la classification ou la reconnaissance d'objets. Nous avons montré que des simplifications plus importantes peuvent être utilisées sans qu'elles n'affectent la compréhension et les performances de l'utilisateur du simulateur. En effet, l'expertise de l'observateur influence sa capacité à reconnaître les objets.

Résultats et perspectives

Nous avons donc proposé une approche unifiée permettant de faire varier de manière uniforme la complexité d'une scène virtuelle en tenant compte à la fois des caractéristiques topologiques des objets et des capacités perceptives et cognitives des utilisateurs finaux.

L'étude ergonomique que nous avons réalisée pour paramétrer notre modèle a tout d'abord permis de déterminer la quantité de détails nécessaires en fonction de la distance d'observation des primitives. Cette étude a par ailleurs validé l'utilisation de la facettisation adaptative dans le cadre d'applications industrielles destinées à des utilisateurs qui sont familiers du domaine d'application mais pas des outils informatiques de simulation graphique. Elle a enfin montré que les niveaux de détail pouvaient être plus fortement réduits pour les objets qui ne participent pas directement à la tâche qui doit être effectuée au sein du simulateur.

Références

[1] Mike Krus, Patrick Bourdot, Françoise Guisnel, Guillaume Thibault, Angel Osorio. ``Adaptive tessellation of connected primitives for interactive walkthroughs in complex industrial virtual environments''. Actes de ``EGVE'99 : EuroGraphics workshop on Virtual Environments'', Vienne, Mai 1999.
[2] Mike Krus, Patrick Bourdot, Françoise Guisnel, Guillaume Thibault, Angel Osorio. ``Connection and Tessellation: user modulated display of industrial environments.'' Actes de ``International Scientific Workshop on Virtual Reality and Prototyping'', Laval, Juin 1999.
[3] Mike Krus. ``Connexion et Facettisation : Gestion adaptative des scènes virtuelles - Application aux environnements industriels.'' Thèse de Doctorat en Informatique de l'Univeristé Paris XI. Notes et Documents LIMSI N 99-09, Juin 1999.

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