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Animation de phénomènes
collectifs
cellulaires par modèle physique particulaire
ACROE - ICA
46, avenue Félix
Viallet
38000 Grenoble
Responsable : Annie
LUCIANI
Miguel BYRAM
Les phénomènes
collectifs sont des phénomènes complexes qui sont un
sujet de prédilection pour le concept d'émergence. Une
grande effervescence règne aujourd'hui sur ce type de sujets,
tant dans les sciences humaines et sociales, que dans les sciences de
la modélisation et de la simulation, ou dans des domaines
applicatifs aussi divers que l'architecture, la spécification
des nuisances urbaines, le trafic autoroutier ou la biologie.
La modélisation
des comportements collectifs humains distingue usuellement deux
grands cas : les comportements collectifs non délibératifs
et les comportements collectifs coopératifs (qu'ils soient ou
non concurrentiels ou compétitifs). Le premier cas est celui
d'un ensemble d'individus ayant des buts indépendants (buts
individuels) se trouvant en interaction. Apparaissent alors des
évolutions structurées de ce collectif. C'est cet effet
qui est strictement nommé "foules". Les effets de
panique, bien qu'encore très mal définis appartiennent
à cette catégorie. Le second cas est celui où un
ensemble d'individus interagissent pour exécuter une tâche
ensemble (jouer au football, manifestations, etc…). Il est désigné
par "action à plusieurs", contrairement au premier
cas appelé "action de plusieurs". Nous nous
intéresserons principalement au premier cas.
Les sciences sociales ne
disposent pas encore d'une typologie précise de ces formes. La
simulation joue alors d'abord le rôle d'outil de spécification
de comportements collectifs. Elle permet ensuite d'explorer les
conditions de leur émergence, puis d'agir ensuite sur elles
dans le retour au réel. Ainsi, nous chercherons à
connaître les rôles de l'environnement construit,
statique (bâtiment, places, rues) ou dynamiques (portes
automatiques) dans la régulation de ces figures.
Ces recherches pourront
être exploitées aussi bien pour animer des sites
disparus ou pour réguler des ensembles humains dans des sites
actuels. Ce travail s'effectue dans le cadre d'un programme de
recherche financé par la région Rhône-Alpes.
MIMESIS-Forme : Etude logicielle pour un
mapping
de formes sur un modèle physique particulaire
ACROE - ICA
46, avenue Félix
Viallet
38000 Grenoble
Responsable : Annie
LUCIANI
Joan CHAUMONT
Le développement
des modèles physiques particulaires pour l’animation prend
actuellement un essor considérable. Le logiciel MIMESIS est un
environnement de travail qui permet à l’utilisateur
infographiste de concevoir lui même des modèles
physiques de ses scènes 3D et de les simuler.
Un verrou important à
l’heure actuelle, qui limite considérablement l’utilisation
de ce type de modèles est le passage à la
visualisation. Classiquement, on habille les points en mouvement en
provenance de la simulation par des formes géométriques
implicites ou explicites.
Cette association entre
l’espace physique et l’espace géométrique est
rudimentaire et ne permet pas d’exploiter à fond les
qualités de mouvements produites par ce type de modèle
physique. En fait, il s’agit de mettre en relation la plus
générique possible et la moins limitative pour le
créateur de modèle et d’images, l’espace physique
avec ses modèles et l’espace géométrique et
visuel avec ses modèles.
Il s’agit de développer
une architecture logicielle qui permette le mapping le plus général
possible, sous contrôle interactif de l’utilisateur, des
données et les modèles physiques et les données
et sur les variables et modèles géométriques et
visuels. L’association doit être la plus libre possible tout
en permettant aux deux modeleurs – physiques et visuels - de
se développer selon des fonctionnalités qui leurs sont
propres : fonctionnalités de l’espace physique, formes
et algorithmes de visualisation dans l’espace géométrique.
ATELIER de CREATION : Développement d’une
librairie de modèles physiques pour l’animation
ACROE - ICA
46, avenue Félix
Viallet
38000 Grenoble
Responsable : Annie
LUCIANI
Jonathan COTTINET
Le laboratoire développe
depuis plusieurs années des modèles physiques
particulaires pour l’animation. Il a à son actif plus de 400
modèles de comportements et d’effets : objets rigides,
objets déformables à topologie fixe (élastique,
plastique, à hystérésis, etc.), scènes
complexes (véhicules, sols, etc.), phénomènes
complexes (sables, fluides, pâtes, croissance cellulaire), des
scènes mettant en œuvre des interactions (collisions,
cohésions, changement d’état, etc…).
Ces modèles ont
été développés sur une dizaine d'années à l'aide de logiciels de
modélisation et de simulation présentant
de nombreuses variantes.
Le laboratoire a
implémenté une version standard – le logiciel MIMESIS
- de ces divers logiciels, qui rassemble de nombreuses
fonctionnalités de conception et de manipulation interactive
de modèles physiques, de leur simulation et de leur
visualisation.
Il s’agit d’effectuer
un rapatriement dans le logiciel MIMESIS de tous les modèles
développés antérieurement de manière à
constituer une bibliothèque de modèles et d’effets
utilisables en situation de création professionnelle. Il
faudra pour cela, implémenter dans MIMESIS, des procédures
de modélisation développées spécifiquement
pour certains de ces modèles (interactions non linéaires,
optimisation de la simulation pour les modèles de grande
taille, etc.).
Instrumentarium GENESIS : Développement
d’une librairie de modèles pour un instrumentarium virtuel
dans l’environnement de création musicale par modèles
physiques GENESIS
ACROE - ICA
46, avenue Félix
Viallet
38000 Grenoble
Responsable : Claude CADOZ
Alexandros
KONTOGEORGAKOPOULOS
Alberto NOVELLO
Olivier TACHE
La synthèse sonore
par modèle physique tend à s'imposer aujourd'hui comme
méthode de référence en informatique musicale.
Plus performante et plus riche que les méthodes classiques
basées sur le traitement du signal, elle présente aussi
l'intéret de permettre, avec le même concept, la
création du son élémentaire aussi bien que la
composition de structures musicales complexes.
Le laboratoire ACROE-ICA,
initiateur de la méthode dite des modèles physiques
"particulaires", développe des outils pour la
création musicale qui sont aujourd'hui diffusés et
pratiqués par de nombreux utilisateurs dans les centres de
création et de recherche pilotes européens.
L'environnement GENESIS pour la création musicale est l'un de
ces outils.
GENESIS permet de
modéliser les composants de la chaîne instrumentale qui
va du geste au phénomène sonore. Il est basé sur
le langage CORDIS-ANIMA à l'aide duquel on peut modéliser
et simuler tout objet physique sous la forme d'un réseau de
particules matérielles en interaction. En modélisant
les composants physiques d'un instrument de musique, on peut alors
créer des phénomènes sonores avec une richesse
et un degré de contrôle beaucoup plus poussés
qu'avec les synthèses classiques. En modélisant des
structures dynamiques complexes, on peut, de plus, créer des
"ensembles orchestraux" où des interactions subtiles
entre les "instruments" produisent des structures musicales
d'une grande richesse expressive.
L'Instrumentarium GENESIS
est une librairie de modèles correspondant aux
composants structurels de la chaîne instrumentale. Il est
fourni à l'utilisateur afin de lui permettre de construire
aisément ses propres instruments virtuels. L'objectif du stage
est, en partant d'une base issue de divers travaux antérieurs
avec la participation de compositeurs, d'élaborer un
instrumentarium complet et structuré. Il s'agira alors de
créer et valider de nouveaux composants et de nouveaux
modèles, de les intégrer dans la base et de fournir
pour l'ensemble de celle-ci une description fonctionnelle de chacun
de ses éléments et des règles de leurs
combinaisons et de leurs utilisations.
Ce projet pourra être
confié à plusieurs stagiaires qui collaboreront dans un
"atelier" commun.
Design of a realtime sound synthesis toolkit
Music Technology Area -
McGill University
Computational Acoustic
Modeling Laboratory
555, Sherbrooke Street
West
H3A 1E3
Montreal - Quebec -
Canada
Responsable
: Gary SCAVONE
Pierre LABORDE
A variety of sound
synthesis software "toolkits" currently exist, including
Csound, CLM, STK, and CLAM. Often, developments of these systems is
hindered by backward compatability concerns (i.e., changes that would
be beneficial are not made in order that programs previously
developed with the toolkit continue to work).
This study would involve
the analysis of many of these existing systems and the subsequent
development of a software toolkit framework which attempts to capture
the best features of all or most of these systems.
While a full featured
toolkit could not be implemented in the given 3-4 month period, the
resulting design document would layout the necessary components of
such a system.
D-GENESIS : Environnement didactique pour
l'apprentissage de la création musicale
à l'aide des
modèles physiques
ACROE - ICA
46, avenue Félix
Viallet
38000 Grenoble
Responsables :
Claude CADOZ, Aurélie ARLIAUD
Xavier LAGES
Associé au
logiciel GENESIS et à son Instrumentarium cet "environnement
didactique" est un ensemble
d'outils devant permettre à tout utilisateur, débutant
ou confirmé, en situation pédagogique ou créative,
d'apprendre et pratiquer de manière autonome les techniques et
méthodes de création musicale par modèles
physiques particulaires.
Il combine plusieurs
supports : manuel papier, logiciel interactif, CDROM, site internet.
Il doit permettre :
- l’apprentissage du
langage et la prise en main des fonctionnalités de base de
l’outil GENESIS,
- l’acquisition de
notions de base en physique élémentaire,
- l’apprentissage basé
sur l'exemple et l'expérience, des méthodes de
modélisation,
- l’analyse, la
compréhension et l’invention de modèles complexes et
expressifs.
Construit autour de la
base de données de l'Instrumentarium, et de contenus
didactiques déjà élaborés, il mettra en
jeu des protocoles de parcours interactifs à travers
différentes étapes permettant d'acquérir à
un rythme adapté à l'utilisateur et au contexte
d'utilisation, l'ensemble des connaissances nécessaires. Il
devra autoriser un degré d'approfondissement libre du niveau
de compréhension, de la description purement fonctionnelle des
modules à la compréhension profonde des algorithmes de
simulation. Les connaissances informatiques, mathématiques,
sur la perception auditive, visuelle, sur la "grammaire"
expressive liée à l'Instrumentarium, etc. seront
accessibles à toutes les étapes.
Le stage se déroulera
dans le cadre de l'équipe "environnement didactique"
du laboratoire et il s'agira alors de participer à la
conception et au développement du logiciel interactif, à
la suite d'une maquette réalisée en 2003 et en vue de
sa mise en œuvre en situation pédagogique ou créative
réelles.
Interfaces à main nue pour les arts
interactifs intégrant le son
Centre de recherche en
Informatique et Création Musicale (CICM)
Université de
Paris VIII, Maison des Sciences de l'Homme Paris-Nord
CICM, MSH Paris Nord, 4,
rue de la Croix Faron
93210 St-Denis La Plaine
Responsable : Anne SEDES
Florent OURTH
Au CICM, avec l'ACI
Jeunes chercheurs "Espaces sonores" initiée depuis
2002 au sein du Thème "Environnements virtuels et
création" de la MSH Paris Nord, des créations
artistiques mettant en œuvre des interfaces sonores "invisibles",
à main nues, telles les interfaces à ultrason, ont vu
le jour. Elles touchent les domaines de la danse, de l'installation
sonore interactive, de la vidéo interactive.
Ainsi le
"pavillon sonore", la villette numérique 2002,
collaboration entre Anne Sedes, Todor Todoroff, Bruno Rastoin et les
jeunes chercheurs de l'équipe.
Proposition :
chorégraphie de Laurence Marthouret, avec un dispositif sonore
interactif réalisé par Anne Sedes, Festival Aces-s-,
Pau, 2002.
"La terre ne se meut
pas", Anne Sedes, Benoît Courribet et Jean-Baptiste
Thiébaut, dispositif audiovisuel interactif, présenté
dans le cadre de l'exposition "H2PTM03/Créer du sens à
l'ère numérique" à Saint-Denis, septembre
2003.
Les interfaces à
ultrason de Todor Todoroff (Artem, Bruxelles), permettent d'exploiter
au millimètre près et avec un temps de latence
acceptable la valeur de position d'un corps devant un faisceau
d'ultra sons ; on peut déduire de cette position des valeurs
de vitesse, voire d'énergie. Si ce type de faisceau à
une dimension s'intègre assez bien au langage de la danse
(notion de direction, vocabulaire de micro-mouvement, etc.), ou
encore à des installations sonores interactives, les désirs
des artistes, aussi bien du côté des interprètes
que des concepteurs de dispositifs, vont vers la possibilité
d'exploiter des plans à deux dimensions correspondant à
la taille d'un plateau de scène ou d'un espace d'exposition,
afin d'obtenir dans ce plan les coordonnées de position
précise de certaines parties du corps d'un acteur, d'un
danseur, ou d'un visiteur (au mm près), avec un temps de
latence inférieur à 10 ms, ce qui est nécessaire
pour le contrôle sensitif et musical du sonore. Les coordonnées
sont ensuite mises en correspondance avec les variables de traitement
audio ou vidéo d'un système en temps réel, tel
Max MspJitter. Exemple : les coordonnées de position d'un
danseur pourraient contrôler la position et les trajectoires
d'un objet sonore dans un plan de diffusion ambisonique. Un tel
système pourrait s'intégrer dans le projet "Espaces
sensibles", chorégraphie de Laurence Marthouret, en
collaboration avec le percussionniste Miquel Bernat, et les
chercheurs du CICM.
Type de travail et
résultats attendus : Etat de l'art des techniques de captation
vidéo, par ultrason, et des techniques de transmission sans
fil, Wifi, Blutooth etc. Etude de faisabilité d'un dispositif
embarqué, sans fil, retournant les coordonnées de
position du porteur (acteur, danseur, visiteur…) sur un plan à
deux dimension pouvant atteindre 80 m2, avec un temps de latence
inférieur à 8 ms.
Cahier des charges.
Réalisation des premiers tests.
Compétences
requises : En algorithmique, en programmation Max/MSP/Jitter et C, en
systèmes et réseau.
Atelier de sculpture évolutionniste
IRIT/UT1 Equipe Synthèse
d’Images et Réalité Virtuelle – Groupe Vie Artificielle
21 Allées de Brienne 31042 Toulouse Cedex
Responsable : Hervé LUGA
Yver
BALLY-SALINS
Résumé :
Les surfaces implicites constituent un puissant outil de
modélisation. Ils permettent de définir des formes
tridimensionnelles non plus à partir d’un ensemble de
points ou de surfaces mais à l’aide d’une
équation mathématique dont une iso-potentielle
définit la forme. Cette technique de modélisation est
très adaptée à la génération de
formes à l’aspect naturel tout en conservant une grande
compacité en regard de la complexité des structures
décrites.
Les techniques de vie artificielle proposent un certain nombre
d’outils de génération sous contrainte
inspirés de mécanismes rencontrés dans la nature
comme le croisement génétique ou la mutation. Ces
outils sont principalement des systèmes
générateurs ou des système
d’évolution.
Ce sujet propose d’étudier et créer un atelier de
sculpture virtuel. Il ne s’agira pas ici de créer une
forme répondant à un objectif particulier mais tout
simplement choisie pour son esthétique. Après avoir fait
un état de l’art des travaux existant dans ce domaine, ce
projet consiste ensuite en la définition d’un ensemble de
nouveaux outils de sculpture interactive inspirés des
techniques de vie artificielle.
Type de travail et résultats :
Etude et création de nouveaux outils de sculpture portant sur les
surfaces implicites.
Compétences requises :
Programmation Java ou C++
Rendu 3D (OpenGL ou DirectX)
Outils mathématiques pour la génération de surfaces
Étude
de matériaux élastiques avec applications aux capteurs de force et
position
Sound Processing and Control
Laboratory – McGill University
555, Sherbrooke Street West, Montréal, Qc, Canada
Responsable : Marcelo WANDERLEY
Rodolphe
KOEHLY
Résumé :
Aujourd’hui, dans les applications d’informatique musicale,
plusieurs capteurs sont utilisés dans le cadre du contrôle
gestuel de la synthèse sonore en temps réel, permettant
le développement d’instruments musicaux numériques
de diverses formes. Néanmoins, la grande majorité de ces
capteurs n’est pas développée pour ces applications
musicales, mais importée d’autres industries telles que
l’industrie automobile (force sensing resistors,
acceleromètres, capteurs à effet capacitif, etc.) Le
problème dans ce cas est les limites infligés au projet
de nouveaux instruments par les caractéristiques des capteurs
industriels qui ne sont pas forcement adaptées aux applications
artistiques.
Dans ce stage, nous envisageons d’étudier divers
matériaux en vue de leur utilisation comme capteurs de
position et de pression dans le développement de dispositifs de
contrôle gestuel.
Nous définirons quelques matériaux comme des
polymères, des tissues, papier et matériaux composites
à matrice de polymères qui présentent des
caractéristiques intéressantes pour la captation de
pression/compression/étirement et position/déplacement.
Les matériaux choisis seront caractérisés en
termes de leurs propriétés physiques, telles que
linéarité, temps de réponse,
déformabilité, etc.
La définition de nouveaux matériaux nous permettra de
créer des capteurs dans des formes inexistantes à ce jour
dans le commerce, donc plus adaptés à certaines
applications musicales.
Finalement, nous prendrons en compte la problématique du
développement durable dans le choix des matériaux
utilisés.
Type de travail : conception de nouveaux capteurs pour des applications
artistiques
Contrôle
gestuel de l'espace auditif
Centre de Recherche Interdisciplinaire en Musique, Médias et
Technologies, Faculté de Musique, Université McGill
555 rue Sherbrook ouest, Montréal, QC, Canada H3A 1E3
Responsable : Prof. Stephen McADAMS
Alice DAQUET
Résumé :
La musique électroacoustique se prête à
l'exploration de l'espace auditif comme attribut du discours musical.
Les techniques de spatialisation actuelles permettent el
contrôle: 1) de la position d'un son, 2) de son
mouvement dans l'espace, ainsi que 3) des paramètres d'une
salle « virtuelle » dans laquelle se trouve la source
sonore. En outre, le développement des technologies de captation
et d'exploitation du mouvement d'un artiste à des fins de
contrôle des paramètres de synthèse oude
transformation du son avance à grande allure. Pourtant, le lien
entre les deux demeure très peu exploré. Le but de ce
stage serait d'explorer les possibilités de contrôle
gestuel continu en temps réel de la spatialisation dynamique des
sons électroacoustiques à des fins artistiques. Le stage
sera encadré par un psychoacousticien et psychologue
cognitiviste s'intéressant au processus dynamique entre
perception musicale et action (Prof. Stephen McAdams), par un
ingénieur s'intéressant aux problèmes de captation
du mouvement et son utilisation pour le contrôle de la
synthèse sonore (Prof. Marcelo Wanderley) et par un
ingénieur , psychoacousticien et modélisateur
s'intéressant à la perception spatiale humaine (Dr.-Ing.
Jonas Braasch). Un lien sera également établi pour ce
projet avec le Digital Music Studio de la Faculté de Musique
dirigé par le Prof. Sean Ferguson. Le stagiaire est censé
exploiter des technologies existantes de synthèse sonore, de
spatialisation et de contrôle gestuel pour développer des
techniques de contrôle de la spatialisation en temps réel,
idéalement validée par une mini-réalisation
artistique. Le succès des techniques
développées sera évalué à la fois au
niveau de la facilité de leur utilisation par un
interprête et au niveau de leur résultat perceptif. Ainsi
des techniques d'évaluation seront mises en place et
exploitée selon les normes scientifiques de la psychologie
expérimentale à des fins d'expérimentation
exploratrice.
Type de travail : Utilisation de technologies de synthèse
sonore, de spatialisation des sons et du contrôle gestuel (genre
DataGlove), ainsi que mise en place d'expériences
d'évaluation ergonomique et perceptive. Les résultats
sont des algorithmes de contrôle gestuel et les données
sur leur réussite sur les plans ergonomiques et percpetifs.
Compétences requises : Connaissances de techniques
d'expérimentation psychologiques, maîtrise des
équipements de studio audionumérique, programmation en pd
et/ou max/msp.
Etude de
structures simples pour la composition avec GENESIS
ACROE - ICA
46, avenue Félix
Viallet
38000 Grenoble
Responsables :
Claude CADOZ, Olivier TACHE
Simon MUNOZ
GENESIS est un outil de création artistique
développé par l’ACROE ICA, basé sur la
modélisation physique particulaire. Il permet de construire des
objets virtuels sous forme de réseaux de particules en
interaction puis de simuler leur comportement dynamique. Les vibrations
de ces objets constituent alors la source du signal sonore.
Ce stage s’est inscrit dans le contexte général du
développement d’un Instrumentarium pour
l’environnement de synthèse sonore par modélisation
physique GENESIS, initialisé il y a déjà plusieurs
années. L’étude que nous avons menée a
porté sur la modélisation d’objets ayant des
« propriétés
compositionnelles ». Ce travail a eu deux objectifs
principaux qui sont : l’étude des
propriétés du processus compositionnel avec GENESIS et
l’étude approfondie d’un modèle particulier
permettant d’illustrer ces propriétés.
Après avoir réalisé une classification des
modèles issus de l’Instrumentarium 2004, nous avons
effectué une étude préliminaire sur des
modèles existants nous permettant de dégager les
propriétés les plus pertinentes pour la composition. Un
modèle particulier le « Varythmeur »
a été développé et étudié
dans le détail afin de fournir à l’utilisateur un
outil puissant pour la composition
Etude,
Analyse et Investigations dans l’environnement GENESIS pour la
composition
Julien CASTET
Ce stage s’est inscrit dans une problématique
récente qui concerne la construction musicale. Outre sa
qualité d’outil pour la synthèse sonore, GENESIS a
fait preuve, à travers l’existence d’une double
échelle, de capacité d’organisation temporelle. On
parle donc de processus de création musicale complet, dans
lequel les sons peuvent être synthétisés et
agencés. Mon stage a débuté par une période
de classification de modèles, dont le but est
l’élaboration d’une bibliothèque
cohérente d’instruments. Au cours de celle-ci, j’ai
pu me familiariser avec l’environnement GENESIS et me faire une
idée sur la problématique actuelle de la construction
musicale. La seconde partie de mon stage s’est focalisée
sur la caractérisation de moyens remarquables pour la
construction musicale, avec pour finalité ,
l’étude d’un nouveau modèle
appelé « échappement ».
Perception
de l’élasticité sous conditions haptiques et visuelles
ACROE - ICA
46, avenue Félix
Viallet
38000 Grenoble
Responsable : Annie LUCIANI
Rémi CAILLETAUD
La problématique portait sur la perception de
l'élasticité. A l'aide de Telluris, simulateur
multisensoriel qui a été modifié pour l'occasion,
une expérience a été réalisée pour
préparer des expérimentations à plus grande
échelle. Le travail a donc porté sur trois aspects :
développement autour de Telluris, modélisation pour
l'expérience, et réalisation de cette expérience.
Si tous les résultats ne peuvent être exploités en
l'état, on peut déjà en tirer quelques
enseignements, et valider le dispositif expérimental. Telluris
est devenu au cours du stage un puissant système
d'expérimentations, dont on peut garder une trace, et automatiser l'analyse.
Segmentation
des coups d'archets au moyen des modèles de Markov cachés
IRCAM
1, place Igor Stravinsky
75004 Paris
Responsable : Frédéric BEVILACQUA
Aymeric DEVERGIE
Le
violon augmenté donne accès à de nombreux
paramètres du jeu instrumental. Nous nous sommes
intéressés aux accélérations de l'archet.
Ces signaux contiennent une grande partie des informations du geste
instrumental. Nous avons, en particulier, étudier
l'accélération selon l'axe défini par l'archet.
Notre motivation finale est de segmenter les coups d'archet pendant la
performance du violoniste. Nous utilisons ici les Modèles de
Markov Cachés (HMM) afin de reconnaître et segmenter
différents types de jeu, à savoir: Détaché,
Spiccato et Martelé.
La méthode fonctionne pour des Gammes jouées à
tempo et nuance modérée. La direction du coup d'archet
est reconnue dans toutes les situations étudiées. La
méthode est a approfondir pour étudier des situations de
jeu plus complexe (i.e: phrases musicales, jeu sur plusieurs cordes,
variations de tempo et de nuances).
Etude
psychophysique de percussions multiples sonores et haptiques
ACROE - ICA
46, avenue Félix
Viallet
38000 Grenoble
Responsable : Annie LUCIANI
Arnaud DRAZEK
Les
travaux de recherche sur le rôle des modalités haptiques
et sonores dans la perception de phénomènes
extérieurs à l'humain sont nombreux. Il était
indispensable d'établir un état de l'art complet et
détaillé de l'ensemble des résultats obtenus
jusqu'à aujourd'hui pour avoir une vue globale du domaine dans
lequel j'allais travailler. De plus, ce travail a été
utile au réseau européen d'excellence Enactive, dans
lequel le laboratoire ICA apporte sa contribution quotidienne.
C'est
à partir de la constitution et l'étude de cet état
de l'art que nous avons pu déterminer le cadre précis
dans lequel il semblait subsister un manque d'étude. Nous avons
pu ainsi spécifier l'ensemble de l'expérimentation
à mettre en place et définir le cadre du travail pour
l'étude du "Rôle des propriétés physiques du
système Homme-Objet face aux répétitions
hapto-auditives".
Parallèlement
aux spécifications de l'étude, un travail important sur
l'environnement haptique et sonore a été effectué
afin de subvenir à l'ensemble des besoins de notre
expérimentation. Ces travaux de développement se sont
appliqués autant à l'amélioration de
l'environnement existant qu'à l'ajout de nouvelles
fonctionnalité dont personne n'avait exprimé le besoin
jusqu'alors.
Enfin,
une expérimentation pilote a été mise en place
afin d'étudier le bon fonctionnement de notre outil
d'étude sur un ensemble de sujets. Celle-ci nous a permis
d'établir un ensemble de modifications à apporter sur
notre système, autant du point de vue des outils d'exploitation
que du protocole en lui-même.
Composition
de mouvements par combinaison de modèles physiques
ACROE - ICA
46, avenue Félix
Viallet
38000 Grenoble
Responsable : Annie LUCIANI
Paul EVRARD
L'équipe
de l'ACROE et du laboratoire ICA s'intéresse depuis plus de
vingt ans aux modèles physiques pour la création musicale
et visuelle, et développe à cet effet de nouveaux outils
de création logiciels, ainsi que des systèmes à
retour d'effort. Dans le domaine de l'animation, la modélisation
physique permet de simuler des mouvements réalistes et
pertinents vis-à-vis de notre système cognitif. Mais
certains phénomènes présentent une
complexité problématique au niveau de la
modélisation, ce qui motive notre sujet : on se propose
d'étudier la mise en place d'une méthodologie de
compostion de mouvements par une analyse du phénomène
à simuler et une modélisation physique par parties. Ce
stage a donc comporté une importante partie théorique,
visant à bien identifier les problèmes que soulève
cette approche dans le cadre de la modélisation physique
particulaire et à proposer des éléments d'analyse,
ainsi qu'une partie d'application pratique à un cas
représentatif du problème : la marche et plus
particulièrement le mouvement de pas. Concrètement, des
modules permettant de combiner différents modèles
physiques de manière à composer des mouvements de pas ont
été proposés et implémentés, mettant en application les idées dégagées
lors de l'étude théorique.
Etude du timbre au
piano: moyens de production de l'interprète
Laboratoire d'Informatique,
Acoustique, Musique, Faculté de Musique, Université de Montréal
Responsables de stage : Caroline TRAUBE
Michel Bernay
Ce
stage est consacré à l'étude du timbre au piano,
à travers son apparition dans le processus
d'interprétation. Les pianistes de haut niveau savent en effet affecter
leur jeu de nuances qui modifient le
son de l'instrument et leur permettent de transmettre une
émotion. Les paramètres d'interprétation, issus du geste instrumental,
qui interviennent dans la réalisation de timbres donnés
sont étudiés, à l'aide d'un piano contrôlé par ordinateur de nouvelle
génération (le Bösendorfer CEUS).
L'expérience mise en place consiste à faire jouer, sur ce piano, par
des pianistes de haut niveau des morceaux,
écrits spécialement pour l'occasion, en les affectant de
certains timbres, désignés par des termes issus d'une étude
préalable sur la verbalisation du timbre. Les données de
temps de recouvrement entre touches, type de toucher, registre
dynamique, synchronisme et
équilibre dynamique des accords sont extraites et à
soumettre à analyse.
Introduction
du contrôle paramétrique dans le logiciel MIMESIS:
application aux mouvements évolutifs complexes
ACROE - ICA
46, avenue Félix
Viallet
38000 Grenoble
Responsable : Annie LUCIANI
Ali ALLAOUI
Dans le cadre
de l'animation par modèle physique, le contrôle du
mouvement est un point délicat. On recherche à la fois un
contrôle plus fin
des interactions pendant la simulation et la
possibilité de composer avec un modèle actif et non plus
passif. Le contrôle de
paramètres semble, au regard de certains objets physiques
(oscillateur paramétrique, oscillateur de Van Der Pol) et d'un
petit nombre de
recherches en informatique graphique, être une voie
intéressante dans cette quête du mouvement. Le formalisme
Cordis-Anima prévoit
théoriquement un tel contrôle, mais il n'a jamais
été implanté et utilisé dans des cas
concrets de modélisation. Avant de proposer une spécification d'un tel module,
il convient de montrer comment le
contrôle de paramètres s'inscrit dans le cadre plus large
du contrôle du
mouvement et ce que signifie précisément un tel
concept. Pour mieux comprendre ses enjeux et les possibilités
offertes, nous verrons
comment différentes disciplines se sont appropriés cette
option de la modélisation pour parvenir à leur objectif.
Nous serons alors mieux à même de spécifier la nature
exacte de ce nouveau module de
Cordis, le module de contrôle de paramètres, et son
insertion dans l'outil de modélisation Mimesis. La mise
en œuvre de ce module dans
Mimesis nous a permis de modéliser un
phénomène de « striction-fracture élastique » mettant en jeu des
non
linéarités complexes, ainsi qu'un comportement
actif élémentaire de motricité humaine,
« le saut multiple à
pieds joints ».
Implémentation du
placage de texture dans un logiciel de création d’images virtuelles par
rendu spectral
Laboratoire Mathématiques
Appliquées aux Systèmes.
Ecole Centrale Paris
Responsables de stage : Patrick CALLET
Guillaume TARDIEU
L'objectif de
ce stage est de développer un logiciel de création
d'images virtuelles, fondé sur une représentation
spectrale des matériaux des objets modélisés, pour lui ajouter
la possibilité de plaquer des textures. Ce stage s'inscrit dans
dans un ensemble de projets de conservation d'objets du patrimoine, et
s'appuie en particulier sur
la reproduction d'un gisant de la basilique Saint-Denis. Les textures
à plaquer sont alors
des motifs dorés et des pigments et peintures
pour la coloration. Après une étude
détaillée du fonctionnement du logiciel, la
méthode employée a consisté en une recherche des
différents principes de placage de textures et à
l'adaptation de ceux apparaissant comme les plus en adéquation
avec le logiciel. Ces principes ont ensuite été
testés sur des objets élémentaires afin d'obtenir
des images de synthèses simples permettant de valider la
méthode et les développements effectués.
Comparaison de
techniques de synthèse de type signal
(additive/source-filtre) et physique (particulaire)
Laboratoire ACROE-ICA/Sound
Processing and Control Laboratory – McGill University
Responsables de stage : Claude CADOZ/Marcello WANDERLEY
Christian FRISSON
Dans le cadre
de l'évaluation du second semestre de la deuxième
année de Master Recherche Art, Science, Technologie, mon
stage sur la comparaison de deux familles de méthodes de
synthèse a débuté au laboratoire de l'ACROE-ICA de
Grenoble, où j'ai suivi une formation intensive pendant le mois
de mars par l'exploration de GENESIS, un environnement de composition
musicale reposant sur un procédé de synthèse, dit
par modèles physiques particulaires, abstraction à la
dimension sonore du formalisme CORDIS-ANIMA. D'avril à juin,
après une
installation de GENESIS sur des machines SGI O2 locales, j'ai poursuivi
mes travaux au Music Tech Center de l'Université de McGill
où le logiciel
d'analyse/synthèse Ssynth est développé : par
l'évaluation d'emblématiques, exemples de synthèse
usuels, et par la caractérisation du contrôle de
paramètres en opposant les deux paradigmes.
La sculpture virtuelle
haptique
France Telecom R&D Tech IDEA
Responsable : Bernard HENNION
Alexandre VIENNE
L'interaction
haptique propose une manière nouvelle de créer des formes
tridimensionnelles en agissant mécaniquement sur ces formes
virtuelles avec un bras à retour d'efforts, métaphore
d'un manche d'un outil de sculpteur. Au bout de ce manche, il y a
un outil virtuel qui va agir sur une forme virtuelle. La simulation
d'un ressenti réaliste du contact avec la surface d'un objet
virtuel et les modalités nécessaires à sa
transformation sont à l'origine d'une recherche portée
sur la définition d'outils permettant la sculpture virtuelle. La
méthode envisagée pour coder la forme s'inspire des
méthodes issues du "Low polygon modeling" (conception d'objets
virtuels à partir d'objets maillés de faible
résolution). La définition et la conception des
outils nécessaires à cette interaction ambitionnent
le développement et la déformation de la surface d'un
objet virtuel. Associés à une interface
dédiée à l'interaction haptique, augmentés
par un ressenti spécifique ces outils définissent
une ergonomie entièrement nouvelle adaptée à la
création d'objets 3D visualisés sur un écran. Le
ressenti haptique produit, ainsi que les modalités
envisagées permettront un usage simple visant une
déclinaison de ces outils dédiés aux personnes
à force physiques réduites (Myopathie). Mon travail a
consisté en la définition et conception d'une brique IHM
pour la sculpture virtuelle s'appuyant sur cette conception de la
sculpture et répondant aux objectifs d'une ergonomie accessible.
Cette brique a été implémentée sous la
forme d'une extension de programme (plugin) s'exécutant au sein
du modeleur 3dsMax.
Simulation
d’objets vibroacoustiques à excitation continue dans
l’environnement de création musicale GENESIS
ACROE - ICA
46, avenue Félix
Viallet
38000 Grenoble
Responsable : Claude CADOZ
François POYER
Il s'agissait
dans ce stage d'utiliser le logiciel GENESIS, développé
à l'ACROE et basé sur un type de synthèse sonore
par modélisation physique, la synthèse «
particulaire », afin de produire des sons rappelant certains
instruments à excitation continue tels que le violon, la
clarinette ou le hautbois. L'accent a été porté
sur le contrôle de la durée et de la qualité des
sons synthétisés, ainsi que sur le développement
d'analogies
mécano-acoustiques afin de pouvoir obtenir des timbres
caractéristiques d'instruments à anche. Ont ainsi
été développés entre autres des
modèles de clarinette que l'on peut faire jouer en utilisant des
modèles d'"archet" et de "doigt". La méthodologie suivie
consistait en un perpétuel va et viens entre les trois
pôles suivants: le modèle GENESIS lui-même,
l'instrument réel de référence, l'écoute
des sons produits.
Etude
des phénomènes de multiplicité dans un
contexte de Réalités Virtuelles Multisensorielles
ACROE - ICA
46, avenue Félix
Viallet
38000 Grenoble
Responsable : Annie LUCIANI
Maxime HOUOT
Ce stage a été conscré à des
expérimentations sur une « Pebble Box » virtuelle. Une
« Pebble Box » réelle,
littéralement « boîte de galets »,
se présente sous la forme d’une boîte contenant des
objets durs que nous pouvons manipuler avec une tige rigide. Ces
travaux ont pour but l’étude de la perception de la
multiplicité d’objets mobiles au travers de leurs stimuli.
Nous nous sommes
principalement basés sur les expériences
préliminaires effectuées par l'University de Lund - Department of Design Sciences
(Suède) et le laboratoire ICA
pour choisir l’étude à mener au cours de ce stage.
Ces expériences ayant mis en évidence les commentaires
particulièrement surprenants de la part des sujets manipulant
différents environnements virtuels de type Pebble Box.
Une expérimentation
étudiant le côté
narratif de plusieurs explorations d’environnements virtuels de
type « Pebble Box », utilisant l’interface
haptique ERGOS, a été mise en place. L’étude
des commentaires émis par 2 sujets ayant manipulé chacun
54 environnements différents (9 « Pebble
Box » virtuelles * 6 feedbacks) nous ont permis de mettre en
évidence les faits suivants :
- Les sujets ne
dénombrent pas spontanément les objets qu’ils
manipulent.
- La perception d’une
« Pebble Box »
virtuelle évolue d’un milieu continu à des ou un
objet clairement identifié.
- Certains objets
peuvent ne pas être perçus haptiquement
alors qu’ils présentent les mêmes
caractéristiques que d’autres parfaitement perçus.
- La perception
haptique de la multiplicité d’objets mobiles n’est pas
triviale.
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