La Réalité Virtuelle dans les...
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18 novembre 2005
La Réalité Virtuelle dans
les géosciences
Jacques VAIRON
Systèmes et Technologies de l’Information
Calcul, 3D et Réalité Virtuelle
Journée CASCIMODOT - Orléans
Service Systèmes et Techno lo gies de l'Info rmatio n
> 2
Une définitio n :
> « Ensemble de techniques permettant de
reproduire le plus fidèlement possible, par
calcul temps réel, le comportement d'entités
3D en interaction entre elles et avec le
monde réel composé entre autre d'un ou
plusieurs utilisateurs exploitant de multiples
canaux sensoriels »
Bruno Arnaldi – INRIA
> Virtuel : mauvaise traduction de l’anglais Virtual :
• qui fait o ffice de
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> 3
Les dispo sitifs :
> Les visio casques o u HMD(Head Mo unted
Display)• Mono-utilisateurs, peu ergonomiques
• Champs de vision
• Remplacés progressivement par des systèmes de
projection sur écrans
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> 4
Les systèmes à base de pro jectio n
> pro jectio n d’images générées par un
calculateur sur un o u plusieurs écrans
> différentes techno lo gies de pro jecteurs
(tube catho dique, LCD, DLP)
> des co nfiguratio ns plus o u mo ins
« immersives »• plans de travail virtuels (workbench)
• murs d’images
• cubes
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> 5
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> 6
La visualisatio n stéréo sco pique
> Principe : pro jectio n de deux images légèrement
différentes calculées et affichées po ur chaque œil
> Objectif : les o bjets so rtent de l ’écran, l’écran
physique n’est plus perçu
> Deux techniques principales
• stéréo active : les images sont projetées alternativement, l’utilisateur
dispose de lunettes à cristaux liquides synchronisées avec le
projecteur
• Stéréo passive : les lumières des images gauche et droite sont
polarisées orthogonalement, l’utilisateur dispose de lunettes à filtres
polarisants
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Les interactio ns (pas de clavier !)
> navigatio n, actio ns sur les o bjets souris 3D, joystick, gants de données,...
> le tracking
• Définir la localisation
de l’utilisateur :
ajustement du point de vue
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Le reto ur haptique
> Restituer la sensatio n du to ucher bras à retour d’effort, gants à retour tactile, Spidar
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> 9
Pourquoi la Réalité Virtuelle au BRGM ?
> Les données manipulées sont 3D par nature
> La visualisation 3D "classique" montre ses limites :
• so uvent canto nnée jusqu’à présent aux visualiseurs des o utils thématiques
• les mo dèles intègrent de plus en plus des thématiques différentes
• d ’o ù une difficulté d’intégratio n de l’ensemble des éléments co nstitutifs
> Les pétroliers l’utilisent largement, mais pas les services géologiques !
> Meilleure perception des phénomènes pour l’ingénieur
> A terme, couplage de la modélisation et de la visualisation
> Préfiguratio n du po ste de l’ingénieur du futur
> Nécessité de rendre intelligibles des modèles complexes à des non-
spécialistes (décideurs des collectivités publiques, …)
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Les choix du BRGM pour développer la RV dans les
sciences de la Terre
> Pas de so lutio n universelle, ni clef en main
po ur to us les do maines d’applicatio n• Nécessité de développer une approche spécifique aux
géosciences
> S’appuyer sur une R&D en partenariat avec les
acteurs reco nnus de la RV (INRIA, LIFO, …)
> Viser une appro che maximisant le degré
d’immersio n (haptique)
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> 11
La plate-forme de Réalité Virtuelle : les choix
> Le système d’affichage
• outil de travail des ingénieurs plutôt qu’ outil de communication
• pas d ’interrogation sur une échelle 1/1 inatteignable
• examen des modèles plutôt qu’ immersion dans les modèles
> Le calculateur
• maintenance et upgrade de faible coût
• un pari en collaboration avec le LIFO
workbench bi-plan (Consul Barco)
Et bien sûr des considérations économiques(cofinancement de la Région Centre)
une grappe de PC « standards »
> Le système haptique
• Occlusion minime
• Spidar en collaboration avec l’INRIA-I3D
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Grappe BRGM Poste administration
de la grappe (frontal)
Réseau BRGM
HUB Fast
Ethernet
10/100 Mbps
12
34
56
78
9101
1 12
AB
12x
6x
8x
2x
9x
3x
10x
4x
11x
5x
7x
1x
Ethernet
A
12x 6x
8x 2x
9x
3x
10x
4x
11x
5x
7x
1x
C
CO
L-
AC
T-
ST
A-1
23
45
67
89
101
11
2
HS
1H
S2
OK
1O
K2
PS
CO
NS
OL
E
Swicth Myrinet
2Gbps
Bo itier Intersense IS900
Tra
ckd (V
RC
O)
port
sér
ie
SoftGenlock (LIFO)
port //
VGA
RGB
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Architecture
OpenSG
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> Des po ints
> Des fo rages
> Des images (cartes, …)
> La surface to po graphique
> Des mo dèles géo lo giques (géo métrie)• 2.5D, 3D
> Des mo dèles issus des simulatio ns• Maillages divers
• Scalaires, vecteurs, tenseurs
• 4D
De multiples entités à mapper dans des o bjets 3D
Mo dèles de plus en plus vo lumineux
Des interactio ns à dévelo pper
Les données et modèles géoscientifiques
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> 15
Quelques exemples
Cross-section
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> 16
Quelques exemples
Service Systèmes et Techno lo gies de l'Info rmatio n
> 17
> RNTL Geo bench (BRGM, CEA, MC/TGS, INRIA (ID et I3D, LIFO)
• Visualisation immersive distribuée et interaction haptique appliquées auxdonnées (géo)scientifiques
• Nouvelles fonctionnaltés dans AmiraVR
• Intergiciel FlowVR
• Modules haptiques
• Démonstrateurs
> RIAM Pro g(ressive)City (Archivideo SA, FT R&D, BRGM)
• Modèles urbains réalistes
• Taille importante : Internet/RV
> Thèse S. Mado ugo u (LIFO) BRGM-Région Centre
• Intégration des modélisations 3D des sciences de la terre au seind'environnements de réalité virtuelle à base de grappe de PC
• So utenance le 12 Décembre
> BRGM : Carvimo d• Couplage visu-modélisation
• Haptique
• Internet/OGC : worldwind, googleEarth, …
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