Visibilité, Représentation hiérarchique, Modélisation Architecturale

Sujets de thèse

Intitulé de la thèse
Visibilité, Représentation hiérarchique, Modélisation Architecturale
Publication du sujet sur le site de l’ABG : OUI
Nature du financement : Financement institutionnel, Contrat Doctoral, Financement régional, Contrats université sur projets,)
Domaine de compétences principal (pour l’ABG) : Informatique, électronique
Spécialité de doctorat : Informatique et Applications

Lieu de travail
XLIM-SIC, Poitiers
Laboratoire d’accueil : XLIM/SIC

Introduction
La visibilité est au coeur de nombreuses applications, en informatique graphique comme dans d’autres domaines. Depuis une trentaine d’années, les principales avancées portent sur le calcul efficace (rapide) de la visibilité entre deux points. Par contre, calculer et représenter la visibilité entre deux ensembles continus de points (entre une arête et une surface, entre deux surfaces ou deux volumes, etc.) reste encore délicat à plus d’un titre. Ces dernières années ont vues éclore des méthodes travaillant dans un espace de droites correctement défini, permettant de réaliser des calculs exacts. Néanmoins, l’efficacité de ces méthodes reste discutable notamment en terme d’occupation mémoire et de temps de calcul.

Présentation de l’équipe de recherche
Les thématiques du projet IG concernent la modélisation, l’animation et la visualisation d’objets complexes structurés en dimensions arbitraires. L’originalité de nos approches, sur le plan national et international, concerne les modèles et les opérations établies autour des représentations topologiques et géométriques. Nous travaillons à la fois sur les modèles topologiques (statiques et dynamiques) et les opérations correspondantes, leur utilisation dans le cadre de l’animation et la simulation, et leur mise en oeuvre sûre dans des noyaux de modeleurs génériques (grâce aux méthodes formelles). Ceci est complété par nos travaux concernant les espaces discrets, l’animation d’objets structurés et leur affichage réaliste basée ou non sur des calculs de simulation d’éclairage.

Résumé de la thèse en français

Ce sujet de thèse se place dans le cadre du calcul de la visibilité exacte, afin d’effectuer des simulations (propagations d’ondes lumineuses, acoustiques ou radios – thermique) dans des scènes architecturales complexes. En effet, dans le contexte de la modélisation de bâtiments, des premiers tests ont montré l’intérêt d’utiliser des informations topologiques pour réaliser un calcul de visibilité efficace, rapide et exact. L’étude à fournir consistera ici, dans un premier temps, à hiérarchiser l’information afin d’effectuer des calculs de visibilité sur non pas directement les éléments géométriques, mais sur la hiérarchie induite par la topologie.
Dans un second temps, ce processus de hiérarchisation pourra s’appliquer sur les éléments utiles au calcul de visibilité (les enveloppes convexes des droites traversant des ensembles continus de points). Ainsi, contrairement aux méthodes actuelles de simulation architecturales qui utilisent l’espace géométrique classique, la nouvelle méthode pourra directement être utilisée dans l’espace de calcul des droites. L’idée est ici encore d’améliorer l’efficacité des calculs en groupant les informations dans une hiérarchie, et en appliquant des calculs sur les éléments de cette hiérarchie. A ce titre, seront investiguées les algèbres géométriques, et notamment le modèle conforme.

En parallèle de ces deux premières activités de recherche, le travail de thèse s’articulera aussi autour de l’utilisation des cartes graphiques pour accélérer les simulations en utilisant les hiérarchies obtenues. Notamment, il sera étudié la possibilité de modifier dynamiquement une hiérarchie (architecturale ou dans l’espace des droites) afin de localiser complètement les calculs sur GPU, en tirant partie au maximum de ses nombreux processeurs.

Résumé de la thèse en anglais

Description complète du sujet de thèse
La visibilité est au coeur de nombreuses applications, en informatique graphique comme dans d’autres domaines. Depuis une trentaine d’années, les principales avancées portent sur le calcul efficace (rapide) de la visibilité entre deux points. Par contre, calculer et représenter la visibilité entre deux ensembles continus de points (entre une arête et une surface, entre deux surfaces ou deux volumes, etc.) reste encore délicat à plus d’un titre. Ces dernières années ont vues éclore des méthodes travaillant dans un espace de droites correctement défini, permettant de réaliser des calculs exacts. Néanmoins, l’efficacité de ces méthodes reste discutable notamment en terme d’occupation mémoire et de temps de calcul.

Ce sujet de thèse se place dans le cadre du calcul de la visibilité exacte, afin d’effectuer des simulations (propagations d’ondes lumineuses, acoustiques ou radios – thermique) dans des scènes architecturales complexes. En effet, dans le contexte de la modélisation de bâtiments, des premiers tests ont montré l’intérêt d’utiliser des informations topologiques pour réaliser un calcul de visibilité efficace, rapide et exact. L’étude à fournir consistera ici, dans un premier temps, à hiérarchiser l’information afin d’effectuer des calculs de visibilité sur non pas directement les éléments géométriques, mais sur la hiérarchie induite par la topologie.
Dans un second temps, ce processus de hiérarchisation pourra s’appliquer sur les éléments utiles au calcul de visibilité (les enveloppes convexes des droites traversant des ensembles continus de points). Ainsi, contrairement aux méthodes actuelles de simulation architecturales qui utilisent l’espace géométrique classique, la nouvelle méthode pourra directement être utilisée dans l’espace de calcul des droites. L’idée est ici encore d’améliorer l’efficacité des calculs en groupant les informations dans une hiérarchie, et en appliquant des calculs sur les éléments de cette hiérarchie. A ce titre, seront investiguées les algèbres géométriques, et notamment le modèle conforme.

En parallèle de ces deux premières activités de recherche, le travail de thèse s’articulera aussi autour de l’utilisation des cartes graphiques pour accélérer les simulations en utilisant les hiérarchies obtenues. Notamment, il sera étudié la possibilité de modifier dynamiquement une hiérarchie (architecturale ou dans l’espace des droites) afin de localiser complètement les calculs sur GPU, en tirant partie au maximum de ses nombreux processeurs.

Objectifs scientifiques de la thèse

Compétences à l’issue de la thèse

Mots clés (séparés par des virgules)

Directeur de thèse
Liilian Aveneau
Adresse mail du directeur de thèse : lilian.aveneau@univ-poitiers.fr
Téléphone Directeur de thèse : 05 49 49 74 33

Co-directeur de thèse
Sébastien Horna
Adresse mail du co-directeur de thèse : sebastien.horna@univ-poitiers.fr
Téléphone co-Directeur de thèse : 05 49 49 74 48

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