Allegorithmic Recherche et Innovation – AllegoRI

L’objectif du laboratoire commun AllegoRI est d’amorcer une activité de recherche jointe en sciences et technologies 3D entre Télécom ParisTech et la PME Allegorithmic. Cette activité vise à faire progresser les méthodes de création de contenu 3D (3D DCC) qui ont un rôle fondamental dans les médias émergent, tels que le jeu vidéo, la réalité virtuelle, la fabrication numérique et le web 3D, en s’appuyant d’une part sur l’expertise scientifique de Télécom ParisTech et d’autre part sur l’expertise industrielle d’Allegorithmic. Cette dernière a fait émerger ces dernières années une méthodologie hybride de contrôle dual dans la création de matériaux et textures qui habillent les scènes 3D virtuelles, avec d’une part une conception programmatique de matériaux intelligents, contrôlables par un ingénieur, et d’autre part une édition interactive des modèles de ces matériaux, accessible aux infographistes.
Avec AllegoRI, l’objectif est de généraliser cette approche à d’autres piliers de l’informatique graphique, tels que la modélisation de formes et d'éclairages. Dans ce cadre, 3 verrous principaux sont identifiés :
1. le volume croissant de scènes 3D à concevoir, pour lesquelles les outils existants ne passe pas à l’échelle et demandent un travail manuel trés important ;
2. la ré-exploitation de contenu (paramètres d’animation, illumination, formes dynamiques) d’une scène à l’autre est difficile, voire impossible, car les données sont fortement liées à la structure spatiale de l’environnement 3D dans lequel elles prennent place ;
3. l’expansion des cas d’application de ces technologies donne à de plus en plus de corps de métiers différents la tâche de collaborer autour d’un même modèle 3D, et d’y contribuer à l’aide d’une interface adaptée aux compétences de chacun, de l’ingénieur à l’artiste, en passant par le décideur.
Trois axes de travails sont proposés.

1/ "Modélisation de méso-structures". Tout comme les cartes de texture couleur pour l’apparence (micro-structure), les meso-structures géométriques (e.g., osier) sont auto-similaires, se répètent et peuvent être décrites indépendamment de la macro-structure qui les porte (e.g., chaise). Cet axe vise à développer un nouveau modèle de représentation pour les méso-structures géométriques. Ce modèle devra fournir les même primitives de contrôle que les textures classiques (génération procédurale, représentation multi-échelle, filtrage, répétition, mécanisme de plaquage sur macro-structure) mais pour la géométrie. La difficulté principale est ici liée à la topologie potentiellement complexe des méso-structures, qui rend ces différentes opérations non-triviales et parfois mal posées.

2/ "Interface de haut niveau pour le contrôle de macro-structure". Au sein d’un marché 3D grandissant (jeu vidéo, réalité virtuelle, design), la capacité des utilisateurs non-experts à exploiter des mécanismes de modélisation 3D au travers d’une interface simple et naturelle est devenue critique dans le succès des technologies visant une large gamme de profils. La problématique consiste ici à lier (semi-)automatiquement le grand nombre de paramètres géométrique d’une forme complexe à un petit ensemble de primitives de contrôle.

3/ "Création de patrons d’éclairage réutilisables". L’éclairage d’une scène 3D est le résultat de la simulation du transport de la lumière, sur la géométrie de la scène, A ce titre, bien que sa conception demande beaucoup de temps, un éclairage donné est difficilement transposable d’une scène à l’autre. La capacité à définir des règles procédurales, permettant de « programmer » la lumière dans une scène à l’aide d’un langage visuel simple, tout comme la capacité à « peindre » interactivement de la lumière sont deux verrous technologiques importants. Pour les lever, il est envisagé de recourir aux modèles d’approximation employés en simulation pour stocker des tampons de lumière (cache), et d’ériger ces modèles au rang de composantes programmables et éditables.