IMAGE NUMÉRIQUE ET IMAGE DE SYNTHÈSE

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Vers un nouveau paradigme : les modeleurs déclaratifs

On est passé progressivement de l'idée du modeleur à tout faire, permettant de modéliser à peu près n'importe quoi sans spécificité, à l'idée de modeleurs spécialisés dans des domaines précis ; ce n'est pas la même chose de concevoir des bâtiments, des pièces de mécanique ou des paires de chaussures ! Dans un futur proche, les modeleurs pourraient prendre le contre-pied de la démarche actuelle. On s'intéressera d'abord à la catégorie d'objets que l'on veut modéliser, et on dégagera les propriétés intéressantes de ces objets, pour finalement en déduire des moyens de les décrire. Le modeleur devrait ainsi permettre de construire des modèles de ces objets à partir d'une description, celle-ci étant faite en utilisant les moyens habituels et naturels pour le domaine d'application envisagé. Ces moyens peuvent être divers : description par du vocabulaire, par des schémas indiquant par exemple à grands traits une silhouette générale, par des propriétés de toutes sortes (mécaniques, esthétiques, etc.). À partir de cette description, quelle qu'en soit la formulation, la machine pourrait être utilisée à chercher des solutions qui se matérialisent à terme sous forme d'un modèle géométrique dont on peut tirer des images.

La première conséquence de cette approche est que l'utilisateur en donnant une description de scène n'en construit pas une précise, mais potentiellement un très grand nombre. En effet, les propriétés qui vont être données ne caractérisent pas obligatoirement l'objet et, à plus forte raison, une scène entière de manière non ambiguë. À une description peuvent correspondre de nombreuses solutions. Alors que lorsqu'on oblige l'utilisateur à travailler sur un modèle géométrique, on l'oblige du même coup à construire une scène bien précise.

Loin d'être un défaut de cette création par description, la pluralité des solutions en fait la richesse. S'il y a plusieurs solutions répondant à ce que veut l'utilisateur, pourquoi ne pas les lui proposer ? Il lui appartient alors de faire lui-même un choix parmi ces solutions, sur des critères qui sont moins fondamentaux que ceux qu'il a exprimés dans sa description initiale.

Cette démarche consistant à partir d'une description en termes de propriétés pour arriver à trouver, par un calcul algorithmique, des objets particuliers, s'inscrit tout à fait dans ce l'on nomme en informatique la démarche déclarative. On parle de programmation déclarative depuis la création du langage de programmation Prolog. Par analogie avec ce paradigme de programmation, Michel Lucas et son équipe de Nantes ont appelé, dans la fin des années 1980, modeleur déclaratif des modeleurs permettant de produire des formes à partir de propriétés abstraites non nécessairement géométriques.

Cette nouvelle approche, où le point de départ de la réflexion est le besoin de l'utilisateur et non les moyens informatiques actuellement disponibles, ouvre de nouvelles perspectives et engendre de nouveaux problèmes dans le domaine de la recherche. Cette branche de la synthèse d'images a été nommée « modélisation déclarative ».

Grotte virtuelle

Photographie : Grotte virtuelle

Simulation d'une grotte avec concrétions calcaires. Cette scène a été engendrée de manière déclarative, c'est-à-dire avec des moyens de description proches de l'utilisateur et non pas en définissant un par un les objets composant la scène. Ainsi, on a fait «pousser» virtuellement des... 

Crédits : D. Chauvat/ université de Nantes

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Parmi les types de problèmes posés qui constituent l'essence même de la modélisation déclarative figure l'étude des points suivants :

– les moyens de description ;

– la génération des formes possibles à partir d'une description ;

– l'exploration de l'ensemble des solutions ;

– la prise de connaissance des formes obtenues ;

– les modèles de C.A.O. adaptés à l'approche déclarative.

Les moyens de description sont bien entendu étroitement dépendants du domaine d'application considéré. Si l'on reste à un certain niveau de généralité, on va toujours retrouver la possibilité de donner des listes de propriétés, par exemple sous forme de texte, ou encore par des boîtes de dialogue graphique, avec des cases à cocher et autres boutons. Comme nous l'avons déjà mentionné, la description peut aussi se faire de manière graphique (esquisses, ébauches, etc.). Les techniques ne sont pas limitées et apparaissent de manière naturelle dès lors que l'on prend en considération un domaine d'application.

L'exploration de l'ensemble des solutions est un problème bien spécifique. La description donnée par l'utilisateur peut conduire à une énorme quantité de solutions lorsque la description est très insuffisante pour reconstituer une forme unique. C'est ce qui se produira le plus souvent et qui const [...]

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Médias de l’article

Image de synthèse : principe d'affichage d'une scène par lancer de rayons

Image de synthèse : principe d'affichage d'une scène par lancer de rayons
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Image de synthèse : principe d'affichage d'une scène par tampon de profondeur

Image de synthèse : principe d'affichage d'une scène par tampon de profondeur
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Image de synthèse : exemple d'un objet modélisé par un arbre CSG

Image de synthèse : exemple d'un objet modélisé par un arbre CSG
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Paysage virtuel

Paysage virtuel
Crédits : P.et D. Martin/ Université de Nantes

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Écrit par :

  • : maître de conférences en informatique, chercheur à l'Institut de recherche en informatique de Nantes
  • : maître de conférences en informatique, chercheur à l'Institut de recherche en informatique de Nantes

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Pour citer l’article

Philippe MARTIN, Dominique MARTIN, « IMAGE NUMÉRIQUE ET IMAGE DE SYNTHÈSE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 15 avril 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/image-numerique-et-image-de-synthese/