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[TOP01] VRML : étude, mise en oeuvre et applications

Mémoire d'ingénieur : Soutenue le: 01 January 2001, : VRML : étude, mise en oeuvre et applications,

Auteurs: A. Topol

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Résumé: Les interfaces en 3 dimensions, autorisant une manipulation en temps réel du point de vue et des objets, se multiplient ces dernières années. Alors qu’il y a encore peu de temps elles étaient réservées à des applications de C.A.O. et de simulation s’exécutant sur des serveurs graphiques spécialisés, elles sont maintenant présentes sur des ordinateurs personnels, ouvrant ainsi une large palette de domaines dans lesquels la 3D est potentiellement utilisable et, plus important, potentiellement utile. Le frein majeur au développement d’applications 3D était jusqu’alors dû à la puissance de calculs requise. La présence dans les ordinateurs d’entrée de gamme de cartes graphiques accélératrices ainsi que d’instructions spécialisées pour les calculs matriciels dans les nouveaux microprocesseurs permettent, désormais, d’envisager de nouveaux domaines d’utilisation de la 3D.

La diffusion d’applications 3D depuis le concepteur jusqu’à l’utilisateur final peut se faire selon plusieurs vecteurs. Tout d’abord, par des applications exécutables. Pour celles-ci, le programmeur pourra utiliser des bibliothèques de fonctions 3D (API 3D) disponibles sous la forme de librairies dynamiques. Elles offrent le double avantage de ne pas à avoir à programmer les différentes étapes du pipeline graphique 3D et de profiter de l’accélération matérielle. En effet, pour les API 3D les plus couramment utilisées (comme Direct3D ou OpenGL), le matériel présent est directement mis à contribution pour la prise en charge de certaines fonctions 3D. Les fonctions non supportées par le matériel seront alors émulées par le microprocesseur. Des drivers faisant le lien entre l’API 3D et la carte graphique permettront donc au programmeur de faire abstraction du matériel présent. Il n’aura donc pas à programmer explicitement les registres de la carte graphique ni à écrire des fonctions bas-niveau.

La seconde manière de diffuser un contenu 3D est d’utiliser un ensemble modeleur et moteur de rendu. Ceux-ci doivent être capables d’échanger leurs données par un format de fichier commun. Pratiquement tous les derniers modeleurs disposent d’un filtre pour exporter les scènes construites au format VRML. Ces fichiers peuvent ensuite être interprétés et affichés par un co-navigateur (plugin). D’autres formats de fichier associés à leur plugin sont également utilisables pour afficher une scène stockée sur un serveur HTTP.

Sont couverts dans ce rapport, les aspects importants de la 3D temps réel ; aussi bien les fondements, que la présentation des API et des plugins. Et parmi ces derniers, nous étudierons plus en profondeur VRML qui est la seule norme publique actuellement. Pour illustrer de manière pratique les concepts de VRML, un navigateur, s’appuyant aussi bien sur OpenGL que sur Direct3D, a été développé. En marge de l’écriture de ce rapport et de ce plugin maison, nous présentons également quelques travaux parallèles.


BibTeX

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TOP01,
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author="A. Topol",
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address="{CEDRIC Laboratory, Paris, France}",
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