Créativité, modélisation 3D et IHM
CHAPITRE 2. CRÉATIVITÉ, MODÉLISATION 3D ET IHM ESQUIS E promet une bonne intégration dans les premières phases de la conception
architectu-rale : il est basé sur un paradigme habituel au concepteur (dessin plan), agit de manière transparente et sans être intrusif dans l’activité de l’utilisateur. Un autre atout est la flexibilité de son architecture d’im-plémentation basée sur une architecture multi-agents facilitant son évolution (évolution d’ailleurs en cours de réalisation afin d’y introduire de nouveaux paradigmes d’interaction multimodale et d’orien-ter le système vers un bureau virtuel pour la conception collaborative [Leclercq et al., 2004]).
Ces travaux sont proches de ceux de Ellen Yi-Luen DOet Mark D. GROSS qui ont proposé une plateforme et différentes applications informatiques pour supporter la conception. Ils ont notamment étudié l’importance des diagrammes et de leurs relations dans les premières phases de la conception afin de développer un outil facilitant leur gestion et leur interprétation [Gross et Do, 1996]. Plusieurs applications en sont issues, notamment celles proposées dans [Do, 1998] et [Do, 2000] très proches d’ESQUISE dans leurs modes d’interaction.
Le dessin pour la modélisation 3D
Construire des modèles en trois dimensions à partir de dessins a d’abord soulevé le problème de l’interprétation du dessin et de sa transformation en un modèle 3D. Ainsi, les premières solutions ont été de contraindre certains aspects du dessin (vue, révisions) afin de rendre possible son interprétation. Del LAMB, dans [Lamb et Bandopadhay, 1990], a proposé une des premières approches efficaces de dessin 2D pour créer des modèles 3D. Le principe est d’interpréter automatiquement des dessins à main levée en vue axonométrique. Même si l’on trouve des limites évidentes à cause de la vue 2D imposée et d’une interaction limitée, ces travaux marquent les premiers résultats significatifs dans ce domaine.
Le systèmeViking [Pugh, 1992] va plus loin en interprétant un dessin à base de lignes associé à des contraintes descriptives ou structurelles spécifiées par l’utilisateur. David PUGHqualifie alors son système de « What you draw is what you get user-interface ». Lynn EGGLIpropose dans [Eggli et al., 1997] une méthode très proche de Viking. L’évolution majeure est le passage du dessin vectoriel au dessin à main levée. Ces deux systèmes extraient les propriétés structurelles des objets pour construire des modèles 3D. Afin de contourner les ambiguïtés dans la détection de propriétés et les problèmes de projection, la vue de l’objet dessiné doit être une axonométrie ou une coupe plane. Dans le même ordre d’idées, nous pouvons aussi citer Digital Clay [Schweikardt et Gross, 2000] ou les travaux menés au Cornell Computational Synthesis Lab [Masry et al., 2004] qui, avec des algorithmes diffé-rents, présentent un fonctionnement similaire : dessiner à main levée les lignes continues du modèle à reconstruire en vue axonométrique (voir figure 2.12 page suivante).
Un système de dessin à main levée en perspective (et pas uniquement en projection axonomé-trique) a été proposé dans [Tolba et al., 2001]. Conçu pour être utilisé dans les premières phases de la conception, cet outil de dessin projectif fournit des aides et des guides au créateur, proposant de dessiner selon des lignes de projection. Ce système parait simple à utiliser et efficace pour manipuler des vues en perspective des scènes dessinées. Il est toutefois basé sur une projection du dessin, par un principe sous-jacent de points projectifs, qui ne permet ni d’obtenir un modèle 3D, ni la struc-ture spatiale des scènes et objets dessinés. Cela en fait donc plus un système de description et de communication que de conception.
Nous avons, dans cette section, tenté de proposer une vue d’ensemble des travaux les plus si-gnificatifs dans le domaine des interfaces de dessin, en particulier pour la modélisation 3D. Ce tour d’horizon non exhaustif évoque les différentes approches que l’on retrouve dans beaucoup d’autres travaux similaires (outre les conférences du domaine telles que SIGGRAPH, EUROGRAPHICS, CHI,
2.4. CONCLUSION
FIGURE2.12 –Digital Clay permet de dessiner les lignes continues qui seront reconstruites en 3D.
UIST, etc., nous invitons le lecteur à consulter les actes du groupe de travail annuel « Eurographics Workshop on Sketch-Based Interfaces and Modeling », tenu pendant la conférence EUROGRAPHICS [sbm, ]).
2.4 Conclusion
Dans ce chapitre, nous avons cerné l’inadéquation des systèmes de CAO face à la démarche du concepteur. Nous l’avons située à deux niveaux :
1. auniveau cognitif, d’abord, car leurs méthodes de construction d’un modèle numérique tend à imposer des choix à l’utilisateur et ne se fonde pas sur les données imprécises des phases initiales de la conception.
2. auniveau contextuel, ensuite, car les modes de représentation et les paradigmes d’interactions qu’ils proposent ne placent pas l’utilisateur dans un contexte optimal pour la création.
Dès lors, nous avons examiné les solutions qui ont été proposées par différents axes de recherche pour remédier à cette inadéquation. Ainsi, nous avons d’abord présenté des méthodes de construction de scènes 3D obéissant à une logique plus conceptuelle et floue (modélisation à base de contraintes ou de connaissances) et donc de fait plus aptes à assister le concepteur.
Ensuite, nous avons présenté des systèmes visant à se fondre dans les premières phases de la conception en utilisant des techniques d’interaction avancées ou tout simplement l’interprétation de dessins.
Trois constats majeurs émergent de ces travaux :
1. Bien que plus intuitifs que les systèmes dits « standards », les systèmes permettant d’obtenir des modèles 3D à partir de nouvelles interactions (périphériques d’entrée, gestes, dessin 3D) sont souvent trop contraignants pour être de véritable supports « créatifs » en comparaison au traditionnel papier/crayon.
2. Les systèmes de dessin à main levée permettent une meilleure expression des idées et des concepts, mais sont souvent contraints par un choix de point de vue, par le fait de devoir tracer directement le bon trait (ne supportant alors pas l’aspect itératif du dessin de conception) ou ne produisant pas une maquette numérique 3D.
CHAPITRE 2. CRÉATIVITÉ, MODÉLISATION 3D ET IHM 3. Bien qu’étant basés sur des paradigmes d’interaction avancés, ces systèmes présupposent de l’utilisation de périphériques d’entrée standard (souris, clavier) ou au mieux d’une tablette gra-phique.
Nous nous inscrivons toutefois dans le même axe de recherche et nous pensons que le principe de l’interface de dessin est une solution envisageable pour l’utilisation de l’informatique dans les premières phases de conception. Toutefois, nous désirons aller plus loin que les travaux précédents, en proposant non seulement un paradigme d’interaction basé sur le dessin libre, sans contraintes de vue (dessin en perspective), ni de limitations à la saisie (révisions, repassages, calques), mais en proposant de plus des outils adaptés aux habitudes de travail des concepteurs et à leurs besoins dans leur démarche créative, supportés par une métaphore facilitant leur prise en main.
Dans le chapitre suivant, nous proposons une étude sur l’activité de dessin d’architecture en pers-pective que nous avons menée. L’objectif de cette étude était de permettre la construction de tech-niques d’interprétation du dessin efficaces, mais surtout d’en tirer des implications sur la construction d’un système informatique adapté à cette activité dans le contexte d’une tâche créative. Nous propo-serons alors des lignes directrices pour la réalisation d’un système informatique de modélisation 3D de support à la créativité, sa finalité n’étant pas seulement de produire un modèle numérique, mais de s’insérer dans la démarche du concepteur pour que celui-ci exprime sa créativité et arrive à ses buts.