Une méthode de reconstitution de scènes 3D fondée sur une base de connaissances (application à l'architecture classique)

Malgré le réalisme des images de synthèse, leur modélisation reste très long, car l'utilisateur doit donner des informations (parfois) implicites sur le domaine. L'utilisation d'un système utilisant la connaissance du domaine pourrait donc s'avérer utile. L'objet de cette thèse est l'étude de la faisabilité d'un système à base de connaissances et des apports induits par l'utilisation de ce type d'outil. Après avoir identifié différents niveaux d'abstraction et montré leur application à un domaine précis, nous montrons leur interaction. Le domaine témoin choisi est l'architecture classique et la représentation de la connaissance utilise le formalisme des graphes conceptuels. Les bénéfices de cette approche sont : une description avec les termes de l'utilisateur, un respect automatique des règles du domaine, une gestion des concepts incomplets et l'allègement du système grace à l'exploitation de la connaissance.Even if computer generated images are realistic, their modeling remains long because the user has to give the system (sometimes) implicit data on the domain. The use of a system using domain knowledge could be useful. This thesis goal is to study if such a knowledge-based system is feasible and what are the advantages of this kind of tools. After having identified different abstraction layers in such an approach and shown their application to an identified domain, we have shown their interaction. The chosen domain is the classical architecture and knowledge representation uses the conceptual graphs formalism. Benefits of such an approach are: a description with the user's terms, domain rules are automatically respected, the manipulation of incompletely described concepts and a lightening of the software use due to the use of domaine knowledge.NANTES-BU Sciences (441092104) / SudocSudocFranceF

Analyse morphologique des espaces ouverts urbains le long de parcours (mesure des variations des formes de ciel par la squelettisation)

Le mouvement d'un observateur dans un espace donné produit une forme de perception particulière appelée " perspective de mouvement ". Celle-ci a été définie par Gibson comme étant la variation graduelle de l'ensemble des déplacements des lignes de contour apparaissant dans le champ visuel de l'observateur. Cette thèse décrit une nouvelle approche destinée à analyser la perspective de mouvement le long de parcours dans les espaces ouverts urbains. Elle se base sur des projections sphériques qui fournissent la forme du contour du ciel autour de l'observateur, et que l'on étudie au travers de leur squelette, à savoir un ensemble continu de courbes obtenues par amincissement progressif de la forme autour de ses principales saillances. La méthode proposée ici utilise ces squelettes pour suivre les variations de la forme du contour du ciel entre vues successives. Des mesures de ces variations ont été développées et expérimentées sur différents exemple de morphologies urbaines.The motion of an observer in a given space produces a kind of particular perception called "motion perception". This has been defined by Gibson as the gradual changes in the rate of displacements of contour lines in the visual field of the observer. This thesis describes a new approach intended for analysing the motion perspective along routes in urban open spaces. It is based on spherical projections which provide the shape of the sky boundary around the observer and that are studied trough their skeleton, that is to say a continuous set of curves obtained by a progressive thinning down of the shape around its main saliencies. The proposed method here uses these skeletons in a view to follow the variations in the shape of the sky boundary between the successive views. Measures of these variations have been developed and tested on different examples of urban morphologies.NANTES-BU Sciences (441092104) / SudocNANTES-Ecole Centrale (441092306) / SudocSudocFranceF

Vers un outil de réalité virtuelle pour l'analyse et la communication des ambiances lumineuses dans le projet urbain

Les ambiances urbaines naissent à la convergence des caractéristiques spatiales et physiques et à travers l interprétation humaine. La compréhension de l espace urbain nécessite donc une approche immersive dynamique qui s appuie sur le vécu de l usager. Cette recherche propose d y répondre par les techniques de la réalité virtuelle (RV) en analysant les ambiances lumineuses urbaines à travers les effets solaires. L étude suggère une méthode d analyse immersive spatio-temporelle de la perception visuelle comportant deux étapes : Premièrement, une approche théorique qui fait référence : - aux méthodes d analyse de l espace urbain en montrant les interactions du complexe (perception visuelle -lumière naturelle -espace urbain). - A l outil de RV et à sa place dans les champs de l architecture et de l urbanisme. Ces deux axes ont permis d identifier et de corréler nos éléments méthodologiques. Deuxièmement, grâce à des enquêtes sensorielles, trois études expérimentales ont été menées sur un parcours urbain en comparant entre les phénomènes lumineux observés in situ et leurs représentations in vitro. L évaluation de ces expériences a été effectuée sur trois niveaux dépendant du degré d immersion et d interaction. Le but est de déterminer les conditions nécessaires à la restitution des effets solaires, ainsi que de valider les apports de la RV dans l analyse des ambiances lumineuses. Les résultats obtenus montrent que la perception visuelle est conditionnée par le contexte urbain et expérimental : malgré ses limites fonctionnelles et techniques, la RV possède d importantes potentialités de rendu lumineux exploitables pour l évaluation des ambiances lumineuses urbaines.The urban environment is defined by the interaction between the morphological and physical characteristics of the city as interpreted by the human senses. To fully comprehend the urban space, we chose a dynamic immersive approach in our research that bases itself on the user s real-life experience. Our research methodology applies virtual reality (VR) techniques to evaluate urban daylighting ambiences through the use of solar effects. Our study suggests immersive experimental methods to analyze visual perception. The study is carried on two stages:The First stage is a theoretical approach which looks into two axes:The methods used in urban space analysis by showing the complex interactions between the visual perception - daylight- urban space elements.The use of VR as a design tool in the fields of architecture and urban design.two axes allow to identify and correlate the main elements of our methodology. The second stage will use sensorial inquiries to conduct three experimental studies on an existing urban path. These studies compared between users observation of the daylight phenomena in situ and its representations in vitro. These experiments were evaluated on three levels according to the degree of immersion and interaction. The goal is to determine the necessary conditions for the solar effects restitution, as well as validating the contributions of VR in daylighting ambiences analysis.The results obtained show that visual perception is influenced by the urban qualities and the experiment context. The results also showed the potentials for VR in rendering urban daylighting ambiences despite of the technical and financial limitations.NANTES-BU Sciences (441092104) / SudocNANTES-Ecole Centrale (441092306) / SudocNANTES-BU Technologie (441092105) / SudocSudocFranceF

Méthodes de Monte Carlo séquentielles pour l'estimation de fréquences fondamentales (application à la reconnaissance de l'effet de métabole, en environnement urbain)

Le développement de systèmes pouvant répondre à une requête concernant le contenu informationnel d'un signal sonore, comme les moteurs de recherche multimédia, est aujourd'hui en plein essor. L'extraction de l'information nécessaire à l'ordinateur pour prendre une décision, se fait classiquement en caractérisant le signal sonore par une série de descripteurs audio. Si leur choix est souvent empirique, le triplet fréquence fondamentale/énergie/structure fréquentielle se démarque néanmoins. Il permet de reconstruire un signal semblable a l'original, sur le plan perceptif, captant ainsi l'information contenue dans le signal...Systems aimed at performing content-based audio signal retrieval, such as multimedia search engine, are currently under intense development. The audio information that the computer needs to make a decision is usually characterized by audio features. Even if their choice often results from heuristics, the triplet fundamental frequency/energy/frequency structure is usualy preferred. Indeed, a signal can be reconstructed from it and its similarity to the original signal on a perceptive level, shows that the useful information is kept. A ibliographical study emphasizes that the estimation of this triplet of features is quite hard to perform in the polyphonic case and often needs some strong structural assumptions about the processed signal...NANTES-BU Sciences (441092104) / SudocNANTES-Ecole Centrale (441092306) / SudocNANTES-BU Technologie (441092105) / SudocSudocFranceF

Modélisation géométrique par séparation de contraintes

Nous présentons une nouvelle approche pour la modélisation " naturelle " de formes 3D à partir de dessins à main levée et de contraintes 3D projectives, affines, d'orthogonalité et de symétrie qui décrivent leur structure spatiale. En utilisant la géométrie projective, nous séparons les contraintes 3D des préférences 2D flexibles et réduisons le relèvement de l'objet 3D à des contraintes dans l'espace 3D sans appliquer d'optimisation. L'usage des algèbres géométriques permet de les résoudre indépendamment des coordonnées. Cela permet de séparer les aspects combinatoire et numérique du problème et de développer des méthodes efficaces pour construire des solutions formelles par propagation semi-locale, d'assurer la consistance des contraintes et de rejeter des contraintes contradictoires sans leur résolution, de déterminer des éléments libres et d'évaluer des solutions numériques consistantes. Elles permettent de construire des formes 3D fiables de façon variationnelle et incrémentale.We present a new approach for the reconstruction of 3D shapes from freehand perspective line drawings and 3D projective, affine, orthogonality and symmetry constraints that describe their spatial structure. Using projective geometry, we separate 3D constraints, which should be strictly satisfied, from 2D preferences, which are provided by drawings and can be treated in relaxed manner. It allows to avoid a numerical optimization and to construct a shape by solving the constraints in the 3D space. Using the geometric algebra, we solve them in the coordinate-free manner. It allows to separate their combinatorial and numerical aspects and to create effective methods to construct the formal solutions of systems of constraints by semi-local propagation, to ensure their logical consistency and to reject contradictory systems without their resolution, to determine degrees of freedom, and to evaluate consistent numerical solutions. These methods allow to construct accurate 3D models rapidly.NANTES-BU Sciences (441092104) / SudocNANTES-ENS Mines (441092314) / SudocSudocFranceF

Position sur la recherche et l’innovation urbaine

Point d'Information National VilleInternational audienc

The open source GIS, an ideal framework for the development of an integrated modelling platform devoted to sustainable urban planning: First steps with OrbisGIS and CartoPolis

International audienceSustainable urban planning needs the development of a systemic approach involving environmental, social and economic dimensions where the evaluation of public policies is of paramount importance for decision making. This approach requires to set up an integrated modelling platform for the computation of indicators and spatial analysis tools at different scales. In this presentation we will demonstrate first that the GIS is an ideal framework to fulfil this objective, second, that the open source paradigm is essential to face the integration of multidisciplinary packages and its use for very different professional applications, third, that the development of such software needs a specific collaborative methodology to manage the understanding and the interaction between the various stakeholders (developers, users). We shall illustrate these three points by showing why and how we have implemented these principles with the open source GIS OrbisGIS and the spatial data infrastructure CartoPolis

Une nouvelle approche pour la conception créative (de l'interprétation du dessin à main levée au prototypage d'interactions non-standard)

Il existe de nos jours beaucoup d'environnements de CAO conçus pour assister et accompagner le travail des concepteurs. Pourtant, ces logiciels sont peu adaptés à la première phase d'un projet : la conception créative. Leur approche géométrique stricte ignore le caractère flou de cette étape, appuyée par un outil figuratif essentiel: le croquis. Cette thèse s'inscrit dans un courant de travaux sur l'utilisation du dessin pour la réalisation de modèles numériques 3D. Mais au delà de l'interprétation de croquis, nous proposons une approche originale appliquée au domaine de la conception architecturale: Svalabard, une Table à dessin virtuelle. La faisabilité d'une telle approche a rapidement été compromise par la rigidité des outils actuels pour le développement d'interfaces. Nous proposons un modèle d'architecture logicielle plus flexible et dynamique, qui, une fois réalisé dans la boîte à outils MaggLite, nous a permis de faciliter et d'encourager le prototypage d'interactions avancées.NANTES-BU Sciences (441092104) / SudocNANTES-ENS Mines (441092314) / SudocSudocFranceF