3dCompare

Motivation

VROOM comme base de 3dCompare

Les scientifiques cherchent souvent à comparer divers types de données pour mieux comprendre les variations de structure et de dynamique. Cependant, la plupart des environnements logiciels se concentrent sur un seul type de données, ce qui limite les comparaisons entre types de données, par exemple entre des volumes de données et des nuages de points. Les environnements virtuels peuvent faciliter ces comparaisons en offrant la possibilité de rendre différents objets dans le même espace, en permettant aux utilisateurs de manipuler les objets de manière appropriée aux types de données et en fournissant des outils pour évaluer la dynamique.

Les chercheurs du KeckCAVES s’apprêtent à développer un tel système en utilisant une interface python pour VRUI, appelée VROOM, comme base de 3dCompare. Le langage de programmation python est orienté objet et fournit des structures de données qui sont stockées en mémoire et manipulées de manière naturelle pour le type de données spécifique. Ces objets sont ensuite traduits et transférés à VRUI pour le rendu et l’interaction en utilisant vroom pour traduire les graphiques et pyvrui pour traduire les interactions. L’objectif à long terme est d’exposer l’ensemble des fonctions interactives et quantitatives de la VRUI aux objets créés en python.

Activités principales

Le projet CI-TEAM a soutenu le développement de vroom et PyVrui, qui permettent actuellement la manipulation interactive de divers objets virtuels :

  1. Fournir un accès à de multiples objets indexés par des métadonnées fournies par l’utilisateur ;
  2. Permettre à l’utilisateur de manipuler les objets de manière indépendante, y compris les déformations non linéaires, les mouvements rigides et la mise à l’échelle ;
  3. Mettre en œuvre une physique virtuelle intuitive (par exemple, interdire l’interpénétration des objets, simuler la gravité, etc.) ou, au contraire, permettre des interactions virtuelles qui sont impossibles dans le monde physique (par exemple, superposer deux objets pour comparer leur géométrie) ;

Les types d’objets qui peuvent être intégrés et comparés comprennent les nuages de points, les objets géométriques à texture mappée, y compris les objets filaires, et les étiquettes de texte. La dynamique des objets peut être programmée en python, le programme de l’utilisateur contrôlant tous les aspects du comportement de l’objet (en l’absence d’interaction en temps réel via l’interface VRUI.) Les prochaines étapes du développement se concentreront sur la mise en œuvre d’une interactivité plus profonde :

  1. Incorporer des outils appropriés pour la comparaison quantitative des objets – par exemple, permettre à l’utilisateur d’ajouter des correspondances ponctuelles aux objets, avec un retour en temps réel sur la qualité locale ou globale des correspondances implicites entre les objets ;
  2. Permettre aux objets d’être connectés les uns aux autres (par exemple, avec des tiges ou des ressorts) pour étudier les comportements ou pour permettre aux utilisateurs d’assembler des objets composites à partir de fragments (par exemple, des os dans un squelette, des tessons de poterie), et fournir des outils automatiques pour optimiser les assemblages ;
  3. Permettre des arrangements spatiaux pour annoter et partager des comparaisons avec des collaborateurs et pour l’affichage.

Cet effort de développement a impliqué des chercheurs et des étudiants en informatique, géologie, physique, anthropologie, études scientifiques et technologiques, et anglais.

Statut du projet

Le cadre de 3dCompare a été établi mais la mise en œuvre de l’interactivité totale de la VRUI reste un défi. Ainsi, 3dCompare est maintenant capable d’afficher et de manipuler des objets, mais pas encore de faire des comparaisons quantitatives d’objets. Il a été largement utilisé pour des projets de sensibilisation et d’art, en particulier le Dream Vortex et « Outside the Vortex ».

Vortex de rêves

Le Dream Vortex est une collaboration entre le professeur Dawn Sumner (UCD), le professeur Meredith Tromble (San Francisco Art Institute) et les membres du Complexity Sciences Center (UC Davis) pour explorer de manière interactive et immersive les réseaux de rêves en 3D. L’objectif du projet est de combiner les aspects sociaux d’un chercheur KeckCAVES avec la technologie par le biais d’images dessinées à la main. Tromble a recueilli les rêves proposés par les chercheurs de KeckCAVES, les a représentés par des dessins et les a reliés conceptuellement par des propriétés de réseau. Sumner a transformé les dessins en objets dynamiques dans le paysage du projet 3dCompare qui peuvent être manipulés par les utilisateurs à l’aide d’un casque 3d et d’un dispositif d’interaction. Un mini-documentaire du projet est disponible ici. Le projet a été présenté à divers endroits :

  • 3/4/2013 : Présentation sur l’art, la technologie et la culture, UC Berkeley ;
  • 4/25/2013 : Séminaire sur la pratique artistique, UC Davis
  • 7/2014 : Scientific Delirium Madness, Djerassi Resident Artist Program et Leonardo/The Society for the Arts, Sciences, and Technology – Bourse pour participer à une résidence de quatre semaines afin de poursuivre le développement du Dream Vortex.
  • 11/8-11/2015 : Réunion nationale 2015 de l’Alliance pour les arts dans les universités de recherche « Ground Works : Améliorer et soutenir la pratique dans le troisième espace ». Dream Vortex a été sélectionné comme l’un des six exemples transdisciplinaires à présenter, critiquer et examiner.

« En dehors du vortex »

« Outside the Vortex » est une collaboration permanente entre le professeur Dawn Sumner (UCD), géologue au KeckCAVES, le professeur Meredith Tromble (San Francisco Art Institute), la chorégraphe Donna Sternberg et James Crutchfield (UCD), physicien au KeckCAVES, qui explore l’exclusion et la différence dans les domaines des sciences, de la technologie et de l’innovation et leur rôle dans la découverte. Tromble a recueilli des histoires d’exclusion et de différence vécues par des chercheurs STEM, et les a représentées dans des suites de dessins et de récits.

Crutchfield a utilisé des voix synthétiques pour assurer la narration, et Sumner a programmé les dessins pour une projection dynamique sur des grilles de scène. Sternberg a chorégraphié des mouvements qui expriment l’action, les effets et les émotions de l’exclusion ainsi que de la découverte. Une première représentation en atelier a été mise en scène par Donna Sternberg et ses danseurs les 24 et 25 juin 2016 au Diavolo Studio, à Los Angeles. (Vidéo)

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