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Art Sciences Technologies |
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Technologie
pour les Arts Visuels Dynamiques Annie
Luciani (Annie.Luciani@imag.fr) 18 heures Objectifs : Les objectifs
principaux du
cours sont : 1. Un
positionnement des
technologies contemporaines de
modélisation et d’interaction dans
l’histoire des techniques des arts visuels
et des arts visuels dynamiques (sculptures animées,
cinéma d’animation, marionnettes,
théâtre d’ombres etc.) 2. Un
positionnement entre les
différents modèles et concepts
développés dans le contexte des technologies de
l’information et de la communication, et de
l’interaction : Modèle des
effets vs. Modèle des causes 3. Un
exposé des différentes
techniques développées
jusqu’à ce jour pour chacune des grandes approches
de
cette évolution technique 4. Un
exposé plus détaillé sur
la modélisation et la simulation causale pour la
synthèse de phénomènes visuels
mouvements : modèles physiques, interactions temps
réel, retours multisensoriels Ce cours est
complémentaire du
cours de Hervé Luga « algorithmes
génétiques pour la synthèse
d’images ». Résumé : Le cours
« Technologie
pour les Arts Visuels Dynamiques », d’une
durée de 18h, est organisé en 3
parties, chacune composée de 3 sessions de 2 h. La
première session s’intitule
« images et mouvement ». Elle
commence par un exposé sur la
présentation de la place du mouvement dans les arts
visuels : Arts
plastiques, marionettes,
automates, animatronique, théâtre
d’ombres, art cinétique, cinéma et
cinéma
d’animation Elle poursuit
par un exposé des
différents attributs d’un
phénomène visuels, attributs morphologiques, attributs visuals et
attributs cinétiques,
de manière à positionner le mouvement comme un
attribut en soi et à montrer que
phénomène visible – une image
– n’est jamais fixe. Elle donne ensuite un
ensemble d’exemples, sous forme d’exercices
d’observation dans les phénomènes
de la nature ainsi que dans des narrations poétiques. Cette
session se conclut
par l’adage « Exerçons-nous
à observer le mouvement – Exerçons
notre imagination dynamique”. La seconde
session s’intitule
« images et ordinateur ». Elle
présente l’évolution de
l’introduction
du mouvement dans les images numériques et en particulier
les images de
synthèse, des années 60 à nos jours.
Elle expose les différents concepts
sous-jacents à des techniques : modèles
phénoménologiques ou descriptifs
du mouvement / modèles générateurs ou
causaux, leur liens avec les autres
techniques de la synthèse d’images :
modèles géométriques de la forme,
modèles cinématiques du mouvement,
modèles physiques du mouvement. Elle
présente ainsi une typologie des modèles et une
typologie des objets et
phénomènes à modéliser,
pavant ainsi de manière la plus exhaustive possible
l’espace des représentations et l’espace
des représentés. Cette présentation
est étayée par un ensemble d’exemples
de mouvements de synthèse et de films qui
ont marqué l’histoire du mouvement par ordinateur
depuis les années 60 jusqu’à
nos jours, depuis les techniques d’image par image
assistée par ordinateur
jusqu’aux simulateurs interactifs de
réalités virtuelles, en passant par les
modèles cinématiques et les diverses formes de
contrôle du mouvement associées
à chacune des techniques de création. La
troisième session
s’intitule
« Théorie et pratique du
modèle physique
particulaire pour la création du
mouvement ». Elle détaille l’un
des concepts
les plus nouveaux aujourd’hui
qui est l’approche causale. Parmi les deux grandes
catégories d’approches
causales : modèles physiques interactifs et
modèles
d’agents autonomes,
elle détaille la première
« modèles
physiques interactifs ». La
seconde est traitée dans un autre cours Master AST
« algorithmes
génétiques pour la synthèse
d’images ». Cette session commence par un
positionnement des différents types de modèles
pour la
représentation et la
synthèse de phénomènes temporels
(modèle
phénoménologique, modèle
générique,
modèle génétique). En particulier, il
élargit la notion de modèle physique
comme méthode générique de
modélisation de
phénomènes dynamiques et non
seulement comme méthode de modélisation des
phénomènes de la nature. Il
développe succinctement la méthodologie de
modélisation qui lui est
propre : observation, spécification,
modélisation,
validation. Il se spécialise
ensuite sur une catégorie particulière de
modèle
physique, le modèle physique
particulaire, en ce que ses propriétés
caractéristiques sont de se prêter à
une
représentation de type
« réseaux »
permettant une conception
constructive modulaire et en ce qu’il est par principe
basé
« interaction ». Il en
présente les
fondements théoriques et
techniques. Il exerce par l’exemple à la
modélisation physique particulaire de
phénomènes spatio-temporels: modèles
de
phénomènes simples (déformations),
plus
complexes (scènes complexes très
hétérogènes), très
complexes
(phénomènes
chaotiques tells que des turbulences, fractures, effondrements,
avalanches,
etc.) ou modélisation de phénomènes
non physiques
(dynamique des comportements
collectifs). Cette session
se termine par
une séance de travaux pratiques sur les logiciels
disponibles au laboratoire
ICA, qui consiste à produire sur un cas simple
laissé libre, une animation
complète comprenant depuis la conception du
modèle physique et sa simulation à
l’aide du logiciel MIMESIS et la visualisation finale via le
choix d’un
logiciel externe de rendu. Prérequis : 1. Ce cours n’abord
pas les méthodes de synthèse des autres
attributs de l’image autres que le mouvement :
modélisation des formes,
rendu à la lumière. Ces méthodes sont
largement proposées dans de nombreux
cursus de formation, y compris sur la place grenobloise. Les
étudiants
intéressés peuvent choisir des cours à
option traitant des aspects classiques
de l’image de synthèse fixe. 2. Il est souhaité
d’avoir une certaine culture, voire une
petite pratique personnelle des méthodes usuelles de
synthèse de mouvement,
qu’il s’agisse de techniques traditionnelles image
par image cinématographique
que de leur implantation désormais classiques sur
ordinateur.De nombreux logiciels
en accès libre existent permettant de s’exercer
par soi-même. Le cours est un cours
transdisciplinaire. Il traitera de
techniques et concepts en Arts, du traitement du signal (bande
passante,
fréquence de coupure), de modélisation de
systèmes dynamiques (fonction de
transfert, convergence) et d’informatique (modeleur,
algorithmes) Des mises à niveau
sont planifiées dans le Master soit en
traitement du signal soit en informatique. Des cours
complémentaires sur
l’histoire de l’Art et en, particulier de
l’art du mouvement pourront être
suivis à L’université Pierre
Mendès-France, dans le cadre du Master. Examen : Rapport
écrit (15 pages)
comprenant un résumé du cours et une
partie personnelle. Le résumé du
cours (une dizaine de pages) doit être exhaustif. La partie
personnelle peut
être soit une analyse d’article ayant trait aux
propos présentés en cours soit
une partie pratique (implantation d’un modèle).
Elle doit être explicitement
reliée à des propos traités en cours.
Des logiciels pourront être mis à
disposition par le laboratoire ICA et l’ACROE. Plan
détaillé Session 1 – « Images et
mouvement » 3 x 2h
Une
image n'est jamais fixe. Les composants de l'image : la forme, la
lumière, le
mouvement Le
temps dans l’image : ce qu’il encode et comment il
est encodé. Dualité
(ou opposition) Forme / Mouvement, Dualité (ou opposition)
forme matérielle /
forme optique Exemples
: La
pierre dans la boue, les stalactites, les dendrites de
manganèse, la fleur de
tournesol, l'arborescence de l'eau dans l'argile
Phénomènes
visibles à dynamique normale : la
marche, la chute d’une feuille, le froissement d’un
papier, l’ondulation d’une
vague, la déformation d’un sol sablonneux,
etc… Phénomènes
visibles à dynamique lente : la
croissance végétale, les plis
géologiques, etc. Phénomènes
visibles à dynamique rapide: un éclair
orageux, une fracture Phénomènes
à plusieurs dynamiques :
sédimentation, etc… Phénomènes
non physiques : dynamiques des foules Conclusion
« Exerçons-nous
à observer le mouvement – Exerçons
notre imagination
dynamique”. Session 2 – Image et ordinateur : 3
x 2h
1.1.
Une image n'est jamais fixe Les
composants de l'image : la forme, la lumière, le mouvement Le
temps dans l’image : ce qu’il encode et comment il
est encodé. Dualité
(ou opposition) Forme / Mouvement, Dualité (ou opposition)
forme matérielle /
forme optique Exemples
: La
pierre dans la boue, les stalactites, les dendrites de
manganèse, la fleur de
tournesol, l'arborescence de l'eau dans l'argile 1.2.
Types de modèles Modèles
descriptifs / Modèles génériques (ou
générateurs) / modèles
génétiques Avec
exemples de films et d’animation pour chacun des cas et
exposé des méthodes de
contrôle associées (capture du mouvement /
contrôle cinématique externe /
contrôle physique) 1.
Modèles descriptifs ou
phénoménologiques
Traditionnel
Cinéma : dessin animé, image par image
Fonction
d'évolution : Free Form Deformation etc.
Modèles
cinématiques 2.
Modèles génériques ou causaux (1)
Traditionnels
: Animation d'objets sous la caméra
Modèles
physiques Mouvement autonomes
Modèles
basés agents. Vie artificielle 3.
Méthodologie de la modélisation Particulièrement
nécessaire pour la modèlisation physique Observer
(observation abstractisante) / Specifier/ Modéliser
(représentations des
spécifications)/ Valider le modèle/ valider les
spécifiiations Conclusion :
Sachons choisir le type de représentation (de
modèle) adapté au problème
posé. Exerçons-nous
quotidiennement à la modélisation : observer ,
abstraire, modéliser, valider Session 3 – Théorie et pratique du
Modèle Physique pour la création du
mouvement
2.1.
Le modèle physique : qu’est ce que c’est Le modèle
physique : qu’est ce que
c ‘est? Différentes
définitions Facilité et
difficulté du modèle physique Les opérateurs de la
physique : Modularité et Principes
newtoniens
Variables
duales, composants duaux
Représentation
en réseaux de blocs fonctionnels communicants Composants d’interaction
de base
Composants
de comportements propres de base
Réseau
minimal Introduction des
non-linéarités de base Les réseaux newtoniens Vocabulaire et grammaire de base
des réseaux
newtoniens Homologie avec les
réseaux de Kirschoff
Les
autres modeleurs physiques particulaires : Greenspan &
Mac Namara
2.2.
Les réseaux CORDIS discrets par l’exemple
Algorithmique
des réseaux discrets newtoniens
Exercices
de modélisation : les corps rigides, les
fluides, les
pâtes, la
marionnette Les
foules, etc.
Problématisation
de la dualité forme / Mouvement 2.3.
Travaux pratiques
Les
interfaces de conception du mouvement par modèle physique Concevoir une animation de A
à Z
Technologie
pour la perception haptique et
l’énaction Annie
Luciani (Annie.Luciani@imag.fr) 6 heures Le cours
« Technologie
pour la perception haptique et
l’énaction », est
d’une durée de 6h réparti
en 3 séances de 2h. Objectifs : Il
s’agit d’introduire les
principes et techniques de l’interaction gestuelle et
multisensorielle. Après
une présentation des
modalités d’interaction homme- environnement, on
développe plus
particulièrement l’interaction instrumentale
multisensorielle, ou l’interaction
enactive. Différemment de l’interaction usuelle
avec un ordinateur, qui
s’effectue via des signes, symboles ou icônes,
c’est à dire de manière
symbolique et/ou formelle, l’interaction enactive se fonde
sur l’action et sur
ses retours multisensoriels. Le concept
d’enaction, sera
présenté : son origine, ses fondateurs
et ses précepts, puis ceux
d’interaction, d’interfaces, de connaissance et de
systèmes enactifs. Le lien sera
présenté avec les
techniques contemporaines des Réalités Virtuelles
et des systèmes
téléopérés
pour montrer en quoi ses systèmes sont des
précurseurs de celui d’interfaces
enactives et en quoi les systèmes et interfaces enactives permettent de
définir des boiuvelles
fonctionnalités pour les interfaces de demain. En
parallèle, un certain
nombre
d’exemples de plates-formes de réalités
virtuelles
sont données de manière à
initialiser une réflexion sur ce qui est – ou
n’est
pas – enactive. Un état de
l’art des systèmes d’interaction,
à retpur
d’effort est effectué de manière
à
ouvrir vers les spécifications nécessaires pour
les
systèmes de demain. Des
expériences psycho-cognitive très
récentes sont
décrites, en particulier celles
menées dans le cadre du réseau
d’excellence
européen Enactive Interfaces. Examen : Rapport
écrit (5 pages environ) Références Varela,
Thompson, Rosch. (1991). « The Embodied Mind ».
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