Thèse soutenue

Modélisation et interaction temps réel avec des structures dynamiques de type L-système : application aux plantes virtuelles

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Auteur / Autrice : Ludovic Hamon
Direction : Jean-Louis Ferrier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Automatique et informatique appliquée
Date : Soutenance en 2011
Etablissement(s) : Angers

Résumé

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De nos jours, la capacité de calcul des ordinateurs permet d'obtenir des rendus de paysages virtuels de plus en plus réalistes, en trois dimensions et en temps réel. Les L-systèmes, une grammaire formelle développée par Aristid Lindenmayer en 1968, font partie des modèles dits de "génération" utilisés pour produire des plantes virtuelles possédant des aspects morphologiques et physiologiques réalistes, et intégrant les résultats d'études scientifiques rigoureuses. L'interaction humaine, en temps réel, sur un objet virtuel, représente une caractéristique majeure de la réalité virtuelle. Cette interaction est de plus en plus requise pour l'étude scientifique des plantes, plaçant ainsi l'homme comme un élément important du modèle d'évolution. Ce manuscrit présente une étude aboutissant à la création d'un moteur nommé Real-Time Interactive L-système "RTIL", pour l'interaction avec des plantes virtuelles développées à partir du formalisme L-système. Ce formalisme est étendu pour proposer une nouvelle méthode d'interaction générique basée sur des règles dites "d'interaction" et respectant les normes actuelles de cette grammaire formelle. Trois expériences sont présentées afin d'illustrer les possibilités d'interaction. Les deux premières sont basées sur un modèle L-système de la plante "Lychnis Coronaria" avec laquelle, l'utilisateur sera amené à intervenir au cours de son processus d'évolution en fonction de différents retours visuels et haptiques. La troisième expérience montre un système de réalité augmentée, permettant de faire découvrir aux jeunes enfants, des notions élémentaires sur l'évolution d'une plante du stade de la floraison à la germination.