Modélisation des connaissances pour l'animation de squelettes humains et réalisation d'un prototype pour la simulation
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L'animation informatisée est une approche intéressante pour modéliser, simuler et étudier les mouvements et les performances du corps humain. L'assistance fournie à l'animateur est le plus important facteur utilisé pour la classification des systèmes d'animation. Du point de vue de l'utilisateur, nous pouvons distinguer deux approches principales classées en bas ou en haut niveau. Dans le bas niveau, l'utilisateur doit décrire explicitement chaque mouvement et la trajectoire de chaque objet. Dans la seconde approche, l'utilisateur décrit une tâche d'animation en terme d'abstraction et le système se charge de générer la séquence de mouvements nécessaires. Pour cela, le système d'animation doit intégrer plusieurs sortes de connaissances sur les entités à animer et un processus intelligent pour la conversion de l'animation d'une description de haut niveau en instructions de bas niveau. Le but de cette thèse est de présenter une approche de modélisation pour une description de haut niveau de tâches d'animation du squelette humain. L'approche que nous proposons est basée sur deux modèles : le modèle de l'univers et le modèle opérationnel. Le modèle de l'univers comprend la description du squelette humain, de l'environnement et des tâches d'animation. Ce modèle est décrit d'une manière hiérarchique et repose sur les concepts de l'approche orientée objet. Il permet de définir les propriétés, les relations et les opérations des entités de l'univers. Le modèle opérationnel décrit le processus de génération de plans d'animation. Il est basé sur le concept de planification. Nous avons adopté une approche multi-experts qui consiste à structurer le processus de planification en plusieurs sources de connaissances. Chaque source de connaissances traite un domaine précis et contribue à la génération du plan d'animation. Le modèle opérationnel est décrit à travers plusieurs niveaux hiérarchiques en accord avec la décomposition hiérarchique de la tâche d'animation. Pour cela, la décomposition hiérarchique d'une tâche respectivement en actions, mouvements puis en primitives nous a amené à structurer les connaissances en quatre niveaux. Le processus de planification élabore d'abord un plan abstrait constitué d'actions. Ce plan est ensuite transformé en mouvements puis finalement en primitives géométriques qui peuvent être exécutées directement par un système de CAO. Basée sur cette approche, nous avons développé un prototype de système d'animation en utilisant le générateur de systèmes experts KOOL. Le système d'animation est décomposé en deux parties : le système de génération de plans d'animation (SGPA) et le système de CAO CATIA. Etant donnée une tâche, le SGPA génère une séquence de primitives géométriques de bas niveau qui peut être exécutée directement par le système CATIA