CRÉATIVITÉ, MODÉLISATION 3D ET IHM de modèles 3D consiste à développer des dispositifs spécifiques. Ce problème de la correspondance

entre les degrés de liberté des dispositifs standards et des besoins pour la modélisation 3D a donné naissance à des dispositifs plus évolués et adaptés comme par exemple lePhantom (voir figure 2.6(a)).

Longtemps resté un outil de laboratoire, ce périphérique à six degrés de liberté et à retour d’effort est de plus en plus associé à des systèmes de modélisation 3D commerciaux traditionnels, mais aussi à des logiciels dédiés commeFreeForm [Sensable Technologies Inc, 2005] afin de mieux tirer parti de

ses capacités.

(a)Phantom. (b)iSphere.

FIGURE2.6 –Périphériques d’entrée avancés. Le Phantom s’intègre à des applications commerciales de CAO alors que la recherche propose encore de nouvelles alternatives avec par exemple iSphere.

Le monde de la recherche est aussi productif dans la conception de nouveaux dispositifs d’entrée et récemment, par exemple,iSphere a été présenté comme un nouvel outil spécifique à la modélisation 3D [Lee et al., 2005]. Ce dodécaèdre recouvert de senseurs est dédié à la création de modèles 3D par déformation de surfaces paramétriques en les poussant, les tirant et les tordant directement avec le dispositif (voir figure 2.6(b)).

Reconnaissance de gestes : SKETCH

En 1996, Robert ZELEZNIK introduisit SKETCH [Zeleznik et al., 1996], le premier outil de mo-délisation 3D utilisant la reconnaissance de gestes. Ce système permet de construire des volumes polyédriques, de les éditer et de les manipuler, uniquement par interprétation de gestes tracés direc-tement sur l’espace de travail. C’est une avancée majeure permettant de rendre la modélisation 3D plus intuitive, un premier pont entre le dessin à main levée et la CAO. La figure 2.7 page ci-contre représente une partie de l’ensemble des gestes de SKETCH, ainsi qu’une scène 3D exemple.

Les gestes correspondant à la création des objets ont été choisis pour leur relative ressemblance avec la primitive 3D qu’ils permettent de créer. Cela implique une mémorisation plus rapide, basée sur l’analogie, et favorise donc l’apprentissage des fonctionnalités du système. De plus, la position du geste tracé détermine aussi la position de la primitive crée, position qui peut même être relative à un objet existant (voir l’encadré en haut à droite de la figure 2.7 page suivante).

Les objets peuvent aussi, par la même technique de reconnaissance de gestes, être manipulés (translations, rotations), modifiés (étirements selon les axes, sections, extrusions, opérations boo-léennes), groupés, copiés et collés. Ces opérations de modification semblent toutefois plus difficiles

2.3. FACILITER LA CRÉATION DE MODÈLES NUMÉRIQUES

FIGURE2.7 –SKETCH. Ce système permet la création d’objets 3D (en haut à gauche), mais aussi leur

place-ment (en haut à droite) et leur édition (en bas à gauche) par reconnaissance de gestes. Ces images ne présentent qu’une partie des possibilités (notamment au niveau des objets disponibles). En bas à droite, le résultat de la création d’une scène.

CHAPITRE 2. CRÉATIVITÉ, MODÉLISATION 3D ET IHM à appréhender pour l’utilisateur que les opérations de création. Une dernière opération de manipula-tion intéressante est le reposimanipula-tionnement d’un objet par le dessin et la manipulamanipula-tion de son ombre. Il est possible de dessiner l’ombre d’un objet ; la manipulation interactive de celle-ci permet alors de déplacer l’objet.

Enfin, le rendu de la scène 3D en cours de création est volontairement non photo-réaliste, de type crayonné, en accord avec la relative imprécision des primitives créées. En effet, étant basée sur des gestes, la création des primitives n’engendre pas de valeurs précises (taille et position). Le rendu crayonné permet à la fois de signifier cette relative imprécision, mais aussi de laisser une certaine liberté d’interprétation à l’utilisateur.

Une approche similaire a été proposée dans [Pereira et al., 2004], se focalisant plus sur les aspects techniques de la reconnaissance de gestes proches de dessins pour effectuer des commandes, créer des objets 3D ou leur appliquer des opérations, afin de proposer une interaction cohérente pour toutes les opérations possibles.

Dessin, gestes et suggestions : TEDDY, Chameleon et Château

Takeo IGARASHI a produit plusieurs systèmes intéressants dans le domaine des interactions pour la modélisation 3D.

Tout d’abord, avecTEDDY [Igarashi et al., 1999], il a réalisé un mélange efficace entre le dessin et la modélisation 3D, dans un contexte bien particulier (dessin d’enfant). C’est un outil de modélisation regroupant deux modes d’interaction : dessin de formes et reconnaissance de gestes. Le principe de TEDDY est simple : il suffit de tracer le contour d’un volume pour que celui-ci soit interactivement déduit par le système, selon un principe d’expansion de ce contour selon les axes. Il est alors possible de « creuser », couper ou déformer ce volume, ainsi que de lui ajouter des extrusions par des gestes et des tracés simples (voir la figure 2.8).

FIGURE 2.8 – TEDDY. Essentiellement destiné à la construction de modèles 3D par des enfants, TEDDY

permet de construire des formes 3D en dessinant leur contour (en haut à gauche), des extrusions (en bas à gauche) et des transformations (en haut à droite).

2.3. FACILITER LA CRÉATION DE MODÈLES NUMÉRIQUES Dans la continuité de TEDDY, le même auteur a proposéChameleon, un système interactif pour peindre directement sur des modèles 3D [Igarashi et Cosgrove, 2001]. Il a ensuite unifié ces deux ap-proches dans un seul système,SmoothTeddy, améliorant par la même occasion la qualité des formes 3D construites par le dessin de leur contour [Igarashi, 2003].

Toutefois, même si ils permettent de produire intuitivement des modèles simples, ces travaux sont toujours limités car produisant des modèles particuliers (patatoïdes) et/ou imprécis. La reconnaissance de gestes, lorsqu’elle est utilisée comme seul paradigme d’interaction comme dans SKETCH, pose aussi le problème d’un ensemble limité de gestes (donc de commandes et d’objets) et la relative difficulté que peut éprouver un nouvel utilisateur pour les assimiler et donc s’approprier le système.

Takeo IGARASHI a proposé un autre type d’interface, tout aussi intuitif bien que plus « guidé » : une interface suggestive pour la modélisation 3D. Le système, nomméChâteau [Igarashi et Hughes, 2001], est basé sur un paradigme de dessin vectoriel en trois dimensions. L’utilisateur, par simple technique de cliquer-déplacer trace des segments de droites qu’il peut orienter comme il le souhaite dans l’espace de travail. Afin de faciliter la création de ces segments, l’interface propose des tech-niques classiques de magnétisme et de calage sur une surface. Mais là où ce système innove, c’est par sa capacité à formuler des suggestions à l’utilisateur. Des agents de suggestion analysent les segments tracés et le segment en cours de tracé pour proposer automatiquement la structure qu’ils sont « entraî-nés » à reconnaître. Ces propositions apparaissent sous forme de vues miniatures que l’utilisateur peut valider ou ignorer afin de continuer à dessiner librement. Ainsi, comme le montre la partie gauche de la figure 2.9, il suffit de tracer deux traits pour que le système propose différentes possibilités de complétion (un plan, un triangle ou un carré).

FIGURE2.9 –Château. Selon un paradigme de dessin vectoriel 3D, Château fournit une architecture d’agents

qui suggèrent de manière non intrusive des possibilités de complétion du dessin.

L’intérêt est que, tout en facilitant le dessin en complétant automatiquement des formes simples et habituelles, le système ne prend pas le pas sur l’utilisateur et se contente de suggérer des possibilités. C’est une approche bien adaptée à la modélisation 3D dans un contexte créatif, permettant de réduire les tâches fastidieuses et répétitives, tout en laissant l’utilisateur mener le dessin (il peut très bien construire un modèle complet en ignorant systématiquement les propositions du système, celle-ci ne gênant en rien la progression). Château n’est toutefois pas un système complet de modélisation 3D, et le paradigme de dessin à base de segment limite grandement le type de modèles que l’on peut créer (voir figure 2.9). Toutefois, l’architecture modulaire des agents de suggestion, permettant d’en ajouter simplement et surtout la technique non-intrusive employée pour proposer ces suggestions, sont des

CHAPITRE 2. CRÉATIVITÉ, MODÉLISATION 3D ET IHM