Eléments Fondamentaux de Description de Scènes dans un Modeleur Déclaratif Ghassan KWAITER IRIT - UPS Toulouse - FRANCE

Sommaire Le modeleur déclaratif DEM2ONS. Le solveur de contraintes ORANOS. Représentation des expressions spatiales. Résultats et Perspectives.

DEM2ONS: Objectifs Haut niveau d’abstraction et d’interprétation des commandes : expression de l’image mentale de la scène. Manipulation de scènes à partir d’interactions multimodales. Langage naturel (écrit et oral). Langage gestuel (2D et 3D).

DEM2ONS: Synoptique du système Constrained ORANOS Inventor Objects Constraints Solver Task Model Multimodal History History Dialog Manager Event manager Monomodal Data Reception Dedicated Interfaces Syntactic Analysis Gestural Natural language 2D 3D language words speech gestures gestures mouse dataglove keyboard microphone

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Techniques de résolution de contraintes Les méthodes numériques. Les méthodes approchées : Relaxation, Newton-Raphson, ... Les méthodes exactes (formelles) : MAPLE, … Les méthodes déductives : Prolog, système expert, ... Les méthodes de propagation locale : Propagation de conflit : Les « Blue » algorithmes. Propagation de degrés de liberté : Quickplan algorithme. Les méthodes de raffinement : CSP classique. HCSP : Freuder et Wallace 89, 92, Faltings 92 et Fargier 94. DCSP : Bessière 91, Hentenryck 92, Schiex 94 et Berlandier 95.

Spécifications d’un solveur de contraintes Doit supporter les contraintes : Linéaires / non-linéaires. Egalités / inégalités. Etre dynamique et incrémental : Ajouter une nouvelle contrainte. Enlever une contrainte déjà existante. Etre efficace : Détection immédiate des incohérences et des contradictions. Toujours offrir une ou plusieurs solutions.

Caractéristiques du solveur de contraintes : ORANOS Un modèle HDCSPs étendu. Solveur de contraintes hiérarchiques. Solveur de contraintes dynamique et incrémental. Ajouter une contrainte. Enlever une contrainte. Modifier la priorité d’une contrainte.

ORANOS : Un modèle NCSP étendu un NCSP P=(V,D,C) est dérivé des CSP classiques définis par [Mackworth 77]: un ensemble de variables V={x1,...,xn}, un ensemble de domaines D={Dx1,...,Dxn} Dx1 =[ai ,bi] est un intervalle de valeurs numériques continues associé à la variable x1. un ensemble de contraintes C={C1,....Cm}.

ORANOS : Un modèle NCSP étendu Pas de solution : ssi il existe au moins un domaine Dx de D qui soit vide. Une solution d’un NCSP P=(V,D,C) : l ’ensemble des solutions sur x est : P est globalement consistant : ssi

ORANOS: solveur de contraintes hiérarchiques Contraintes Hiérarchiques [Borning 92] : C1 C0 Cn Ci Cn-1 Principe : Satisfaire en priorité les contraintes les plus fortes.

ORANOS: Solveur dynamique de contraintes Ajouter une nouvelle contrainte : Cn-1 Cn Cn ci Contraintes retirées Cn-1 C0 C1 Ci ci C0 C1 Ci Contraintes satisfaites a) b)

ORANOS: Solveur dynamique de contraintes Supprimer une contrainte existante : Cn-1 Cn ci Cn Cn-1 Ci+1 C0 C1 Ci C0 C1 Ci Contraintes : insatisfaites + retirées Contraintes satisfaites a) b)

ORANOS: Solveur dynamique de contraintes Modifier la priorité d’une contrainte : Cn-1 Cn Cn-1 Cn ci C0 C1 Ci C0 C1 Ci a) b)

Le solveur de contraintes : ORANOS Phases de résolution : La phase de raffinement : basée sur la technique de propagation d’intervalle [Lhomme 93]. La phase de recherche de solutions : positionnement des objets.

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Représentation des expressions spatiales Aurnague et Vieu [93] : Niveau géométrique : représentation des relations spatiales entre objets. Niveau fonctionnel : prise en compte des propriétés et des interactions entre objets. Niveau pragmatique : s’appuie sur des informations non-dites telle que la connaissance du monde et l’intentionnalité de l ’usager.

Niveau fonctionnel Orientations intrinsèques : Haut intrinsèque. Frontal intrinsèque : en tandem / en miroir. Latérale intrinsèque.

Niveau fonctionnel Orientation déictique. Orientation contextuelle.

« Ncible est préposition spatiale Nsite avec priorité » Contraintes Contraintes implicites : Contraintes requises: orientations intrinsèques. Contrainte souple : position initiale. Contraintes explicites : « Ncible est préposition spatiale Nsite avec priorité »

Héritage de contraintes

Sémantique de la préposition spatiale : SUR

Tâche de placement Représentation des zones de placement :

Tâche de placement

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Résultats

Résultats

Résultats

Résultats

Perspectives Prise en compte du contexte. Interaction directe sur les objets contraints. Intégrer un solveur par propagation locale : animation d’objets mécaniques ou de personnages.