Créer, Simuler, Explorer des Univers Naturels sur Ordinateur Fabrice NEYRET Evasion - GRAVIR / IMAG - INRIA ( CNRS, INPG, INRIA, UJF )

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1 Créer, Simuler, Explorer des Univers Naturels sur Ordinateur Fabrice NEYRET Evasion - GRAVIR / IMAG - INRIA ( CNRS, INPG, INRIA, UJF )

2 Créer, Simuler, Explorer des Univers Naturels sur Ordinateur Fabrice NEYRET Evasion - GRAVIR / IMAG - INRIA ( CNRS, INPG, INRIA, UJF )

3 Forêts: AM, FC, PhDForêts: AM, FC, PhD Rivières: NP,CD,AP,FR, Qizhi YuRivières: NP,CD,AP,FR, Qizhi Yu Océan: DHOcéan: DH Avalanches: DH,FB,MRAvalanches: DH,FB,MR Nuages: Antoine Bouthors, SLNuages: Antoine Bouthors, SL Fumée: AAFumée: AA Flownoise: KP, AA 2Flownoise: KP, AA 2 Textures, repr alt, GPU: SLTextures, repr alt, GPU: SL Plis, morphogénèse: JCPlis, morphogénèse: JC Collabs: Vertigo, Prodige, Revpe, NatSim

4 Qui sommes-nous ? Qui sommes-nous ? Doù venons-nous ? Doù venons-nous ? Où allons-nous ? Où allons-nous ? ( Y a-t-il une vie après CG ? / après la radiosité ? )( Y a-t-il une vie après CG ? / après la radiosité ? ) ( quand est-ce quon code ? )( quand est-ce quon code ? )

5 Quest-ce que la recherche en synthèse dimages ?

6 Doù viennent les participants ?Doù viennent les participants ? ( dans industrie, labos, soumissions )

7 Quest-ce que la recherche en synthèse dimages ? Doù viennent les participants ?Doù viennent les participants ? ( dans industrie, labos, soumissions ) –Contour flou: assemblée de disciplines –Plusieurs angles/buts pour un problème –Focus: application ultime

8 Quest-ce que la recherche en synthèse dimages ? Doù viennent les participants ?Doù viennent les participants ? ( dans industrie, labos, soumissions ) –Contour flou: assemblée de disciplines –Plusieurs angles/buts pour un problème –Focus: application ultime Doù viennent les problèmes / linspiration ?Doù viennent les problèmes / linspiration ? ( industrie CG, «science pure», autres sciences)

9 Quest-ce que la recherche en synthèse dimages ? Doù viennent les participants ?Doù viennent les participants ? ( dans industrie, labos, soumissions ) –Contour flou: assemblée de disciplines –Plusieurs angles/buts pour un problème –Focus: application ultime Doù viennent les problèmes / linspiration ?Doù viennent les problèmes / linspiration ? ( industrie CG, «science pure», autres sciences) – BAD SCIENCE: Vrai ? Attention aux prétextes ! – BAD SCIENCE: Attention aux «solutions without a problem» – GOOD SCIENCE: Poser un problème (pour étude, article)

10 Quest-ce que la recherche en synthèse dimages ? Doù viennent les participants ?Doù viennent les participants ? ( dans industrie, labos, soumissions ) –Contour flou: assemblée de disciplines –Plusieurs angles/buts pour un problème –Focus: application ultime Doù viennent les problèmes / linspiration ?Doù viennent les problèmes / linspiration ? ( industrie CG, «science pure», autres sciences) – BAD SCIENCE: Vrai ? Attention aux prétextes ! – BAD SCIENCE: Attention aux «solutions without a problem» – GOOD SCIENCE: Poser un problème (pour étude, article) Poser un problème (étude ou article) Motivation du problème (quest-ce quon cherche, et pourquoi ?)Motivation du problème (quest-ce quon cherche, et pourquoi ?) Idem que but finaliste (appli) ou constructif (outils fondam.) Formaliser données/connaissancesFormaliser données/connaissances Formaliser hypothèses (raisonnées), Objectifs (cahier des charges), CritèresFormaliser hypothèses (raisonnées), Objectifs (cahier des charges), Critères Contrib: Idée de lapproche (algo & repr.)Contrib: Idée de lapproche (algo & repr.) Larticle:Larticle: –Quel existant, quoi utile, quoi inadapté –Votre méthode (choix justifiés et discutés) objectifs sous-pb détails (c/ revue de code!) –Validation, les +, les -, perfs, comparaisons

11 Quest-ce que la recherche en synthèse dimages ? Doù viennent les participants ?Doù viennent les participants ? ( dans industrie, labos, soumissions ) –Contour flou: assemblée de disciplines –Plusieurs angles/buts pour un problème –Focus: application ultime Doù viennent les problèmes / linspiration ?Doù viennent les problèmes / linspiration ? ( industrie CG, «science pure», autres sciences) – BAD SCIENCE: Vrai ? Attention aux prétextes ! – BAD SCIENCE: Attention aux «solutions without a problem» – GOOD SCIENCE: Poser un problème (pour étude, article)

12 Quest-ce que la recherche en synthèse dimages ? Doù viennent les participants ?Doù viennent les participants ? ( dans industrie, labos, soumissions ) –Contour flou: assemblée de disciplines –Plusieurs angles/buts pour un problème –Focus: application ultime Doù viennent les problèmes / linspiration ?Doù viennent les problèmes / linspiration ? ( industrie CG, «science pure», autres sciences) – BAD SCIENCE: Vrai ? Attention aux prétextes ! – BAD SCIENCE: Attention aux «solutions without a problem» – GOOD SCIENCE: Poser un problème (pour étude, article) –Relation aux autres sciences (prend, donne, boucles)

13 Quest-ce que la recherche en synthèse dimages ? Doù viennent les participants ?Doù viennent les participants ? ( dans industrie, labos, soumissions ) –Contour flou: assemblée de disciplines –Plusieurs angles pour un problème –Focus: application ultime Doù viennent les problèmes / linspiration ?Doù viennent les problèmes / linspiration ? ( industrie, «science pure», autres sciences) – BAD SCIENCE: Vrai ? Attention aux prétextes ! – BAD SCIENCE: Attention aux «solutions without a problem» – GOOD SCIENCE: Poser un problème (pour étude, article) –Relation aux autres sciences (prend, donne, boucles) Statut des modèles de la physique «approche physique, exactitude/rigueur» Il nexiste pas de «modèle exact» en physiqueIl nexiste pas de «modèle exact» en physique «Physique» local (equa-diff)«Physique» local (equa-diff) Local/macro, «rigoureux/empirique»: subjectif !Local/macro, «rigoureux/empirique»: subjectif ! –mécaQ molécules phys stat thermodyn NS hydraulique/vagues/aérologie –mécaQ champs EM Huygens optique géom. RT/radios/visibilité Hypothèses, conditions, limitesHypothèses, conditions, limites ex, fluides continus: notion de P,T, V, parcelle (émergence) ex, fluides continus: notion de P,T, V, parcelle (émergence) Conditions limites (bords), paramètres la moitié du problème est mal connue !Conditions limites (bords), paramètres la moitié du problème est mal connue ! Pb numériques – pb de la résolutionPb numériques – pb de la résolution –modèles sous-maille: stade recherche –sous-res erreurs qualitatives et quantitatives [SAA00] Outil, inspiration. Mais pas sacraliser. contextualiser! Outil, inspiration. Mais pas sacraliser. contextualiser!

14 Quest-ce que la recherche en synthèse dimages ? Doù viennent les participants ?Doù viennent les participants ? ( dans industrie, labos, soumissions ) –Contour flou: assemblée de disciplines –Plusieurs angles/buts pour un problème –Focus: application ultime Doù viennent les problèmes / linspiration ?Doù viennent les problèmes / linspiration ? ( industrie CG, «science pure», autres sciences) – BAD SCIENCE: Vrai ? Attention aux prétextes ! – BAD SCIENCE: Attention aux «solutions without a problem» – GOOD SCIENCE: Poser un problème (pour étude, article) –Relation aux autres sciences (prend, donne, boucles)

15 Et moi, là dedans ? Industrie effets spéciaux (TDI,AW)Industrie effets spéciaux (TDI,AW) –Le graphiste, le spectateur Hacker (projets, assocs)Hacker (projets, assocs) –Algo & repr. astucieux, faire limpossible Maths Applis (DESS/ENST, EDF,FT)Maths Applis (DESS/ENST, EDF,FT) –Outils théoriques (moitié) Passion des sciencesPassion des sciences –Comment fonctionne la nature ? Les sens ? Cible: graphistes & spectateurs Cible: graphistes & spectateurs Outil: Représentations Outil: Représentations Contexte applicatif: Scènes naturelles Contexte applicatif: Scènes naturelles

16 Que veulent les graphistes ? Spectateur:Spectateur: –Veut juste du plausible –Mais œil expert –Résultat en tout pixel

17 Que veulent les graphistes ? Graphiste:Graphiste: –Super-spectateur –Scénario –Outil pour sexprimer: pas boîte noire !

18 Que veulent les graphistes ? Graphiste:Graphiste: –Super-spectateur –Scénario –Outil pour sexprimer: pas boîte noire ! UtilisableUtilisable ContrôlableContrôlable Param intuitifs et prédictiblesParam intuitifs et prédictibles Espace suffisament riche / pertinentEspace suffisament riche / pertinent Feedback ( rapide)Feedback ( rapide) Cette scène, ce plan. tous outils dispo, + a la manoCette scène, ce plan. tous outils dispo, + a la mano

19 Que veulent les graphistes ? Graphiste:Graphiste: –Super-spectateur –Scénario –Outil pour sexprimer: pas boîte noire ! UtilisableUtilisable ContrôlableContrôlable Param intuitifs et prédictiblesParam intuitifs et prédictibles Espace suffisament riche / pertinentEspace suffisament riche / pertinent Feedback ( rapide)Feedback ( rapide) Cette scène, ce plan. tous outils dispo, + a la manoCette scène, ce plan. tous outils dispo, + a la mano –Aime défis / tenace –Extra-terrestre Ce quil fait, personne ne le feraitCe quil fait, personne ne le ferait Lobserver, ne pas le croireLobserver, ne pas le croire

20 Et moi, là dedans ? Industrie effets spéciaux (TDI,AW)Industrie effets spéciaux (TDI,AW) –Le graphiste, le spectateur Hacker (projets, assocs)Hacker (projets, assocs) –Algo & repr. astucieux, faire limpossible Maths Applis (DESS/ENST, EDF,FT)Maths Applis (DESS/ENST, EDF,FT) –Outils théoriques (moitié) Passion des sciencesPassion des sciences –Comment fonctionne la nature ? Les sens ? Cible: graphistes & spectateurs Cible: graphistes & spectateurs Outil: Représentations Outil: Représentations Contexte applicatif: Scènes naturelles Contexte applicatif: Scènes naturelles

21 Forêts: AM, FC, PhDForêts: AM, FC, PhD Rivières: NP,CD,AP,FR, Qizhi YuRivières: NP,CD,AP,FR, Qizhi Yu Océan: DHOcéan: DH Avalanches: DH,FB,MRAvalanches: DH,FB,MR Nuages: Antoine Bouthors, SLNuages: Antoine Bouthors, SL Fumée: AAFumée: AA Flownoise: KP, AA 2Flownoise: KP, AA 2 Textures, repr alt, GPU: SLTextures, repr alt, GPU: SL Plis, morphogénèse: JCPlis, morphogénèse: JC Collabs: Vertigo, Prodige, Revpe, NatSim

22 Buts:Buts: –Très grande complexité de détails, scènes vastes –Bas coût en calcul et mémoire –Haute contrôlabilité Approches:Approches: –Représentations alternatives Textures volumiquesTextures volumiques GPUGPU TexturesTextures –Simulation phénoménologique FormeForme AnimAnim RenduRendu Appli: scènes naturellesAppli: scènes naturelles –Paysages (forêt, …) –Eau (rivières, ocean, …) –Nuages (forme, mouvement, rendu), fumée… –Surfaces complexes (écorces, plissements…)

23 Etudier le réel : scènes & phénomènes naturels Equation physique vs nature réelle –Structuré vs flou, connu vs bruit & fluctuations Symétries,régularités,rigidités artificielles –Hypothèses clandestines (fléau !) –CL: les parois, ces inconnues ! (géom, val paramètres) –Phénomènes émergents –Simu: résultat change avec résol [PDI-LF02]

24 Etudier le réel : scènes & phénomènes naturels Equation physique vs nature réelle –Structuré vs flou, connu vs bruit & fluctuations Symétries,régularités,rigidités artificielles –Hypothèses clandestines (fléau !) –CL: les parois, ces inconnues ! (géom, val paramètres) –Phénomènes émergeants –Simu: résultat change avec résol [PDI-LF02] A.Fournier: partir des images réelles, finir par images réelles (inspiration, validation) –Visiter, photographier, filmer, toucher, dessiner apprendre à voir, trouver le sens –Pb validation subjective

25 Buts:Buts: –Très grande complexité de détails, scènes vastes –Bas coût en calcul et mémoire –Haute contrôlabilité Approches:Approches: –Représentations alternatives Textures volumiquesTextures volumiques GPUGPU TexturesTextures –Simulation phénoménologique FormeForme AnimAnim RenduRendu Appli: scènes naturellesAppli: scènes naturelles –Paysages (forêt, …) –Eau (rivières, ocean, …) –Nuages (forme, mouvement, rendu), fumée… –Surfaces complexes (écorces, plissements…)

26 Représentations alternatives Échelles: ( sens, perception, buts, données, simu) modèles différenciés couplésÉchelles: ( sens, perception, buts, données, simu) modèles différenciés couplés Formes, surfaces: notions subjectives !Formes, surfaces: notions subjectives ! Comment représenter le monde ?Comment représenter le monde ? –Ce quon sait / ce quon voit (forme, relief…) –Approche minimaliste, impressionniste séparer forme/relief, normales, shading Adaptatif: hiérarchie de modèles [Kaj85] –Repr. des formes: maillages, surfels, voxels… Propriétés : structuration, coût, filtrage… –Découpler (géom / espace texturel) Mes contribs:Mes contribs: espace texturel reflectance (NDF [Fou92] ) espace texturel reflectance (NDF [Fou92] ) texcells (Tex Vol [KK89] ) repr. vectorielles pour fluides texcells (Tex Vol [KK89] ) repr. vectorielles pour fluides

27 Représentations alternatives Échelles: ( sens, perception, buts, données, simu) modèles différenciés couplésÉchelles: ( sens, perception, buts, données, simu) modèles différenciés couplés Formes, surfaces: notions subjectives !Formes, surfaces: notions subjectives ! Comment représenter le monde ?Comment représenter le monde ? –Ce quon sait / ce quon voit (forme, relief…) –Approche minimaliste, impressionniste séparer forme/relief, normales, shading Adaptatif: hiérarchie de modèles [Kaj85] –Repr. des formes: maillages, surfels, voxels… Propriétés : structuration, coût, filtrage… –Découpler (géom / espace texturel) Mes contribs:Mes contribs: espace texturel reflectance (NDF [Fou92] ) espace texturel reflectance (NDF [Fou92] ) texcells (Tex Vol [KK89] ) repr. vectorielles pour fluides texcells (Tex Vol [KK89] ) repr. vectorielles pour fluides

28 Représentations alternatives Échelles: ( sens, perception, buts, données, simu) modèles différenciés couplésÉchelles: ( sens, perception, buts, données, simu) modèles différenciés couplés Formes, surfaces: notions subjectives !Formes, surfaces: notions subjectives ! Comment représenter le monde ?Comment représenter le monde ? –Ce quon sait / ce quon voit (forme, relief…) –Approche minimaliste, impressionniste séparer forme/relief, normales, shading Adaptatif: hiérarchie de modèles [Kaj85] –Repr. des formes: maillages, surfels, voxels… Propriétés : structuration, coût, filtrage… –Découpler (géom / espace texturel) Mes contribs:Mes contribs: espace texturel reflectance (NDF [Fou92] ) espace texturel reflectance (NDF [Fou92] ) texcells (Tex Vol [KK89] ) repr. vectorielles pour fluides texcells (Tex Vol [KK89] ) repr. vectorielles pour fluides

29 Représentations alternatives Échelles: ( sens, perception, buts, données, simu) modèles différenciés couplésÉchelles: ( sens, perception, buts, données, simu) modèles différenciés couplés Formes, surfaces: notions subjectives !Formes, surfaces: notions subjectives ! Comment représenter le monde ?Comment représenter le monde ? –Ce quon sait / ce quon voit (forme, relief…) –Approche minimaliste, impressionniste séparer forme/relief, normales, shading Adaptatif: hiérarchie de modèles [Kaj85] –Repr. des formes: maillages, surfels, voxels… Propriétés : structuration, coût, filtrage… –Découpler (géom / espace texturel) Mes contribs:Mes contribs: espace texturel reflectance (NDF [Fou92] ) espace texturel reflectance (NDF [Fou92] ) texcells (Tex Vol [KK89] ) repr. vectorielles pour fluides texcells (Tex Vol [KK89] ) repr. vectorielles pour fluides

30 Représentations alternatives Échelles: ( sens, perception, buts, données, simu) modèles différenciés couplésÉchelles: ( sens, perception, buts, données, simu) modèles différenciés couplés Formes, surfaces: notions subjectives !Formes, surfaces: notions subjectives ! Comment représenter le monde ?Comment représenter le monde ? –Ce quon sait / ce quon voit (forme, relief…) –Approche minimaliste, impressionniste séparer forme/relief, normales, shading Adaptatif: hiérarchie de modèles [Kaj85] –Repr. des formes: maillages, surfels, voxels… Propriétés : structuration, coût, filtrage… –Découpler (géom / espace texturel) Mes contribs:Mes contribs: espace texturel reflectance (NDF [Fou92] ) espace texturel reflectance (NDF [Fou92] ) texcells (Tex Vol [KK89] ) repr. vectorielles pour fluides texcells (Tex Vol [KK89] ) repr. vectorielles pour fluides

31 Représentations alternatives Échelles: ( sens, perception, buts, données, simu) modèles différenciés couplésÉchelles: ( sens, perception, buts, données, simu) modèles différenciés couplés Formes, surfaces: notions subjectives !Formes, surfaces: notions subjectives ! Comment représenter le monde ?Comment représenter le monde ? –Ce quon sait / ce quon voit (forme, relief…) –Approche minimaliste, impressionniste séparer forme/relief, normales, shading Adaptatif: hiérarchie de modèles [Kaj85] –Repr. des formes: maillages, surfels, voxels… Propriétés : structuration, coût, filtrage… –Découpler (géom / espace texturel) Mes contribs:Mes contribs: espace texturel reflectance (NDF [Fou92] ) espace texturel reflectance (NDF [Fou92] ) texcells (Tex Vol [KK89] ) repr. vectorielles pour fluides texcells (Tex Vol [KK89] ) repr. vectorielles pour fluides

32 Représentations alternatives Échelles: ( sens, perception, buts, données, simu) modèles différenciés couplésÉchelles: ( sens, perception, buts, données, simu) modèles différenciés couplés Formes, surfaces: notions subjectives !Formes, surfaces: notions subjectives ! Comment représenter le monde ?Comment représenter le monde ? –Ce quon sait / ce quon voit (forme, relief…) –Approche minimaliste, impressionniste séparer forme/relief, normales, shading Adaptatif: hiérarchie de modèles [Kaj85] –Repr. des formes: maillages, surfels, voxels… Propriétés : structuration, coût, filtrage… –Découpler (géom / espace texturel) Mes contribs:Mes contribs: espace texturel reflectance (NDF [Fou92] ) espace texturel reflectance (NDF [Fou92] ) texcells (Tex Vol [KK89] ) repr. vectorielles pour fluides texcells (Tex Vol [KK89] ) repr. vectorielles pour fluides

33 Simulation phénomènologique Vaste + haute rés.: simu phys hors de portée. + [PDI-LF02]Vaste + haute rés.: simu phys hors de portée. + [PDI-LF02] Mais connaissances a priori !Mais connaissances a priori ! –plages valeurs, seuils, régimes, prépondérances, modes… Effets émergents : instabil., ondes, plis, forme équil. …Effets émergents : instabil., ondes, plis, forme équil. … –Equations: indirect, phys++. Mais prévisible –Proche du sens, macroscopique Repr. directe des phénomènes émergentsRepr. directe des phénomènes émergents –Phys macro ( phénoménologique / empirique / analytique ) Modèle dispo / analytique / obs. directe / obs. simu de refModèle dispo / analytique / obs. directe / obs. simu de ref –Primitive macro –Il faut revisiter,sapproprier, inventer, généraliser… –Pas facile, tout à faire, ingrat, mais résultats++ Couplage avec simulationCouplage avec simulation Mes contribs:Mes contribs: (repr alt macro) vorticité forme et mvt surface deau rendu des nuages formes de croissance (repr alt macro) vorticité forme et mvt surface deau rendu des nuages formes de croissance

34 Simulation phénomènologique Vaste + haute rés.: simu phys hors de portée. + [PDI-LF02]Vaste + haute rés.: simu phys hors de portée. + [PDI-LF02] Mais connaissances a priori !Mais connaissances a priori ! –plages valeurs, seuils, régimes, prépondérances, modes… Effets émergents : instabil., ondes, plis, forme équil. …Effets émergents : instabil., ondes, plis, forme équil. … –Equations: indirect, phys++. Mais prévisible –Proche du sens, macroscopique Repr. directe des phénomènes émergentsRepr. directe des phénomènes émergents –Phys macro ( phénoménologique / empirique / analytique ) Modèle dispo / analytique / obs. directe / obs. simu de refModèle dispo / analytique / obs. directe / obs. simu de ref –Primitive macro –Il faut revisiter,sapproprier, inventer, généraliser… –Pas facile, tout à faire, ingrat, mais résultats++ Couplage avec simulationCouplage avec simulation Mes contribs:Mes contribs: (repr alt macro) vorticité forme et mvt surface deau rendu des nuages formes de croissance (repr alt macro) vorticité forme et mvt surface deau rendu des nuages formes de croissance

35 Simulation phénomènologique Vaste + haute rés.: simu phys hors de portée. + [PDI-LF02]Vaste + haute rés.: simu phys hors de portée. + [PDI-LF02] Mais connaissances a priori !Mais connaissances a priori ! –plages valeurs, seuils, régimes, prépondérances, modes… Effets émergents : instabil., ondes, plis, forme équil. …Effets émergents : instabil., ondes, plis, forme équil. … –Equations: indirect, phys++. Mais prévisible –Proche du sens, macroscopique Repr. directe des phénomènes émergentsRepr. directe des phénomènes émergents –Phys macro ( phénoménologique / empirique / analytique ) Modèle dispo / analytique / obs. directe / obs. simu de refModèle dispo / analytique / obs. directe / obs. simu de ref –Primitive macro –Il faut revisiter,sapproprier, inventer, généraliser… –Pas facile, tout à faire, ingrat, mais résultats++ Couplage avec simulationCouplage avec simulation Mes contribs:Mes contribs: (repr alt macro) vorticité forme et mvt surface deau rendu des nuages formes de croissance (repr alt macro) vorticité forme et mvt surface deau rendu des nuages formes de croissance

36 Simulation phénomènologique Vaste + haute rés.: simu phys hors de portée. + [PDI-LF02]Vaste + haute rés.: simu phys hors de portée. + [PDI-LF02] Mais connaissances a priori !Mais connaissances a priori ! –plages valeurs, seuils, régimes, prépondérances, modes… Effets émergents : instabil., ondes, plis, forme équil. …Effets émergents : instabil., ondes, plis, forme équil. … –Equations: indirect, phys++. Mais prévisible –Proche du sens, macroscopique Repr. directe des phénomènes émergentsRepr. directe des phénomènes émergents –Phys macro ( phénoménologique / empirique / analytique ) Modèle dispo / analytique / obs. directe / obs. simu de refModèle dispo / analytique / obs. directe / obs. simu de ref –Primitive macro –Il faut revisiter,sapproprier, inventer, généraliser… –Pas facile, tout à faire, ingrat, mais résultats++ Couplage avec simulationCouplage avec simulation Mes contribs:Mes contribs: (repr alt macro) vorticité forme et mvt surface deau rendu des nuages formes de croissance (repr alt macro) vorticité forme et mvt surface deau rendu des nuages formes de croissance

37 Simulation phénomènologique Vaste + haute rés.: simu phys hors de portée. + [PDI-LF02]Vaste + haute rés.: simu phys hors de portée. + [PDI-LF02] Mais connaissances a priori !Mais connaissances a priori ! –plages valeurs, seuils, régimes, prépondérances, modes… Effets émergents : instabil., ondes, plis, forme équil. …Effets émergents : instabil., ondes, plis, forme équil. … –Equations: indirect, phys++. Mais prévisible –Proche du sens, macroscopique Repr. directe des phénomènes émergentsRepr. directe des phénomènes émergents –Phys macro ( phénoménologique / empirique / analytique ) Modèle dispo / analytique / obs. directe / obs. simu de refModèle dispo / analytique / obs. directe / obs. simu de ref –Primitive macro –Il faut revisiter, sapproprier, inventer, généraliser… –Pas facile, tout à faire, ingrat, mais résultats++ Couplage avec simulationCouplage avec simulation Mes contribs:Mes contribs: (repr alt macro) vorticité forme et mvt surface deau rendu des nuages formes de croissance (repr alt macro) vorticité forme et mvt surface deau rendu des nuages formes de croissance

38 Simulation phénomènologique Vaste + haute rés.: simu phys hors de portée. + [PDI-LF02]Vaste + haute rés.: simu phys hors de portée. + [PDI-LF02] Mais connaissances a priori !Mais connaissances a priori ! –plages valeurs, seuils, régimes, prépondérances, modes… Effets émergents : instabil., ondes, plis, forme équil. …Effets émergents : instabil., ondes, plis, forme équil. … –Equations: indirect, phys++. Mais prévisible –Proche du sens, macroscopique Repr. directe des phénomènes émergentsRepr. directe des phénomènes émergents –Phys macro ( phénoménologique / empirique / analytique ) Modèle dispo / analytique / obs. directe / obs. simu de refModèle dispo / analytique / obs. directe / obs. simu de ref –Primitive macro –Il faut revisiter, sapproprier, inventer, généraliser… –Pas facile, tout à faire, ingrat, mais résultats++ Couplage avec simulationCouplage avec simulation Mes contribs:Mes contribs: (repr alt macro) vorticité forme et mvt surface deau rendu des nuages formes de croissance (repr alt macro) vorticité forme et mvt surface deau rendu des nuages formes de croissance

39 Simulation phénomènologique Vaste + haute rés.: simu phys hors de portéeVaste + haute rés.: simu phys hors de portée Mais connaissances a priori !Mais connaissances a priori ! –plages valeurs, seuils, régimes, prépondérances, modes… Effets émergents : instabil., ondes, plis, forme équil. …Effets émergents : instabil., ondes, plis, forme équil. … –Equations: indirect, phys++. Mais prévisible –Proche du sens, macroscopique Repr. directe des phénomènes émergentsRepr. directe des phénomènes émergents –Phys macro ( phénoménologique / empirique / analytique ) Modèle dispo / analytique / obs. directe / obs. simu de refModèle dispo / analytique / obs. directe / obs. simu de ref –Primitive macro –Il faut revisiter,sapproprier, inventer, généraliser… –Pas facile, tout à faire, ingrat, mais résultats++ Couplage avec simulationCouplage avec simulation Mes contribs:Mes contribs: (repr alt macro) vorticité forme et mvt surface deau rendu des nuages formes de croissance (repr alt macro) vorticité forme et mvt surface deau rendu des nuages formes de croissance

40 Points durs à résoudre Graal: explorer paysage, panache fumée…Graal: explorer paysage, panache fumée… Falaises, spec paysage, simu géologique…Falaises, spec paysage, simu géologique… Vent, bourrasques, pattes de chatVent, bourrasques, pattes de chat Distributions, interpolation, echantillonnage, pixelsDistributions, interpolation, echantillonnage, pixels Filtrage texture et geomFiltrage texture et geom Quest-ce quune texture ?Quest-ce quune texture ? Comment exploiter perception ?Comment exploiter perception ? Générique ou spécifique ?Générique ou spécifique ?

41 Points durs à résoudre Graal: explorer paysage, panache fumée…Graal: explorer paysage, panache fumée… Falaises, spec paysage, simu géologique…Falaises, spec paysage, simu géologique… Vent, bourrasques, pattes de chatVent, bourrasques, pattes de chat Distributions, interpolation, echantillonnage, pixelsDistributions, interpolation, echantillonnage, pixels Filtrage texture et geomFiltrage texture et geom Quest-ce quune texture ?Quest-ce quune texture ? Comment exploiter perception ?Comment exploiter perception ? Générique ou spécifique ?Générique ou spécifique ?

42 Points durs à résoudre Graal: explorer paysage, panache fumée…Graal: explorer paysage, panache fumée… Falaises, spec paysage, simu géologique…Falaises, spec paysage, simu géologique… Vent, bourrasques, pattes de chatVent, bourrasques, pattes de chat Distributions, interpolation, echantillonnage, pixelsDistributions, interpolation, echantillonnage, pixels Filtrage texture et geomFiltrage texture et geom Quest-ce quune texture ?Quest-ce quune texture ? Comment exploiter perception ?Comment exploiter perception ? Générique ou spécifique ?Générique ou spécifique ?

43 Points durs à résoudre Graal: explorer paysage, panache fumée…Graal: explorer paysage, panache fumée… Falaises, spec paysage, simu géologique…Falaises, spec paysage, simu géologique… Vent, bourrasques, pattes de chatVent, bourrasques, pattes de chat Distributions, interpolation, echantillonnage, pixelsDistributions, interpolation, echantillonnage, pixels Filtrage texture et geomFiltrage texture et geom Quest-ce quune texture ?Quest-ce quune texture ? Comment exploiter perception ?Comment exploiter perception ? Générique ou spécifique ?Générique ou spécifique ? Filtrage des textures (interp, MIPmap) Hypothèses clandestines:Hypothèses clandestines: –Linéarité 1: N, courb., visibilité, ombres, param. const pb: micro-géométrie ! Filtrage ultime ! pb: micro-géométrie ! Filtrage ultime ! –Linéarité 2: fragment = lin(texture), i.e.: text = RGBA pb: textures banalisées (Z,N,…) ! pb: textures banalisées (Z,N,…) ! –Continuité: néglige bords, trous, atlas, tiles pb: indirections ! pb: indirections ! Filtrage de géométrie:Filtrage de géométrie: –Polygones pas antialiasés –+ en + petits –Pas filtrables en amont repr alt, transition de modèle repr alt, transition de modèle

44 Points durs à résoudre Graal: explorer paysage, panache fumée…Graal: explorer paysage, panache fumée… Falaises, spec paysage, simu géologique…Falaises, spec paysage, simu géologique… Vent, bourrasques, pattes de chatVent, bourrasques, pattes de chat Distributions, interpolation, echantillonnage, pixelsDistributions, interpolation, echantillonnage, pixels Filtrage texture et geomFiltrage texture et geom Quest-ce quune texture ?Quest-ce quune texture ? Comment exploiter perception ?Comment exploiter perception ? Générique ou spécifique ?Générique ou spécifique ? Filtrage des textures (interp, MIPmap) Hypothèses clandestines:Hypothèses clandestines: –Linéarité 1: N, courb., visibilité, ombres, param. const pb: micro-géométrie ! Filtrage ultime ! pb: micro-géométrie ! Filtrage ultime ! –Linéarité 2: fragment = lin(texture), i.e.: text = RGBA pb: textures banalisées (Z,N,…) ! pb: textures banalisées (Z,N,…) ! –Continuité: néglige bords, trous, atlas, tiles pb: indirections ! pb: indirections ! Filtrage de géométrie:Filtrage de géométrie: –Polygones pas antialiasés –+ en + petits –Pas filtrables en amont repr alt, transition de modèle repr alt, transition de modèle

45 Points durs à résoudre Graal: explorer paysage, panache fumée…Graal: explorer paysage, panache fumée… Falaises, spec paysage, simu géologique…Falaises, spec paysage, simu géologique… Vent, bourrasques, pattes de chatVent, bourrasques, pattes de chat Distributions, interpolation, echantillonnage, pixelsDistributions, interpolation, echantillonnage, pixels Filtrage texture et geomFiltrage texture et geom Quest-ce quune texture ?Quest-ce quune texture ? Comment exploiter perception ?Comment exploiter perception ? Générique ou spécifique ?Générique ou spécifique ? Filtrage des textures (interp, MIPmap) Hypothèses clandestines:Hypothèses clandestines: –Linéarité 1: N, courb., visibilité, ombres, param. const pb: micro-géométrie ! Filtrage ultime ! pb: micro-géométrie ! Filtrage ultime ! –Linéarité 2: fragment = lin(texture), i.e.: text = RGBA pb: textures banalisées (Z,N,…) ! pb: textures banalisées (Z,N,…) ! –Continuité: néglige bords, trous, atlas, tiles pb: indirections ! pb: indirections ! Filtrage de géométrie:Filtrage de géométrie: –Polygones pas antialiasés –+ en + petits –Pas filtrables en amont repr alt, transition de modèle [Kaj85] repr alt, transition de modèle [Kaj85]

46 Points durs à résoudre Graal: explorer paysage, panache fumée…Graal: explorer paysage, panache fumée… Falaises, spec paysage, simu géologique…Falaises, spec paysage, simu géologique… Vent, bourrasques, pattes de chatVent, bourrasques, pattes de chat Distributions, interpolation, echantillonnage, pixelsDistributions, interpolation, echantillonnage, pixels Filtrage texture et geomFiltrage texture et geom Quest-ce quune texture ?Quest-ce quune texture ? Comment exploiter perception ?Comment exploiter perception ? Générique ou spécifique ?Générique ou spécifique ?

47 Résumé / conclusion Quest ce quon cherche ?Quest ce quon cherche ? Quels critèresQuels critères –(graphiste/spectateur) Chasse aux hypothèses clandestinesChasse aux hypothèses clandestines Du bon usage de la physiqueDu bon usage de la physique Commencer par les vraies images, finir par…idemCommencer par les vraies images, finir par…idem De limagination dans les outils:De limagination dans les outils: –Représentations alternatives (minimalistes/impressionistes) –Approches phéno/macro/empiriques

48 Résumé / conclusion Jai pas dit que javais tj appliqué Jai pas dit que javais tj appliqué Beaucoup commencé, peu fini… Beaucoup commencé, peu fini… Ya dla place pour tout le monde Ya dla place pour tout le monde merci aux étudiants ! merci aux étudiants !

49 Créer, Simuler, Explorer des Univers Naturels sur Ordinateur Fabrice NEYRET Evasion - GRAVIR / IMAG - INRIA ( CNRS, INPG, INRIA, UJF )