Recherche

Publications

2020

Yann CORTIAL. "Synthèse de terrain à l'échelle planétaire". Thèse de Doctorat, Université de Lyon (2020). [Slides (pptx)]

Résumé: La synthèse de terrains virtuels à la fois vastes, détaillés, hétérogènes et explorables en temps-réel, constitue un des défis de la modélisation de scènes naturelles. Les nombreuses méthodes de l’état de l’art ne proposent en général que de traiter des scènes d’étendues limitées en topologie planaire. Dans cette thèse nous abordons la modélisation de terrain à l’échelle maximale, c’est-à-dire planétaire. Peu de choses ont été proposées pour traiter ce problème qui dépasse, en termes de taille du domaine, ce qui se fait classiquement, de quatre ordres de grandeur. Pour répondre à ce défi, nous proposons une solution découplée originale à même de générer des planètes à l’échelle 1/1 présentant un bon niveau de réalisme. Notre architecture prend tout d’abord en compte la géologie des planètes telluriques en mettant en œuvre une simulation guidée de tectonique des plaques. Celle-ci permet la génération des caractéristiques à grande échelle des planètes telles les continents, le relief océanique, les arcs d’îles ou encore les chaînes de montagnes. Ce modèle macroscopique est dans un second temps donné en entrée d’une méthode d’hyper-amplification capable de produire des vues continues, détaillées, en temps-réel du terrain. Cette seconde méthode procédurale s’appuie sur une pré-structuration du modèle macroscopique pour générer à la volée le modèle détaillé final, dépendant de la vue caméra courante. Celui-ci est produit intégralement sur GPU par un procédé massivement parallèle de subdivision stochastique, opérant à partir de règles dépendantes du niveau de détail. Notre solution résout mieux certains problèmes inhérents aux quelques méthodes précédentes, toutes fractales, comme l’auto-similarité, l’absence de variété des paysages produits et l’absence de contrôle utilisateur. Au final, les modèles planétaires que nous produisons sont jugés plus réalistes, tout en étant plus contrôlables par des artistes.

Yann CORTIAL, Adrien PEYTAVIE, Éric GALIN et Éric GUÉRIN. “Real-time hyper-amplification of planets”. In : The Visual Computer (2020), vol 36 (n°10) p. 2273-2284

Abstract: We propose an original method for generating planets with a high level of detail in real time. Our approach relies on a procedural hyper-amplification algorithm: a controlled subdivision process that faithfully reproduces landforms and hydrosphere features at different scales. Starting from low-resolution user-defined control maps providing information about the elevation, the presence of large-scale water bodies and landforms types, we apply subdivision rules to obtain a high-resolution hydrologically consistent planet model. We first generate large-scale river networks connected to inner seas and oceans and then synthesize the detailed hydrographic landscapes, including river tributaries and lakes, mountain ranges, valleys, plateaus, deserts and hills systems. Our GPU implementation allows to interactively explore planets that are produced by tectonic simulations, generated procedurally or authored by artists.

2019

Yann CORTIAL, Adrien PEYTAVIE, Eric GALIN et Eric GUÉRIN. “Procedural Tectonic Planets”. In : Computer Graphics Forum. T. 38. 2. Wiley Online Library. 2019, p. 1-11

Abstract: We present a procedural method for authoring synthetic tectonic planets. Instead of relying on computationally demanding physically‐based simulations, we capture the fundamental phenomena into a procedural method that faithfully reproduces large‐scale planetary features generated by the movement and collision of the tectonic plates. We approximate complex phenomena such as plate subduction or collisions to deform the lithosphere, including the continental and oceanic crusts. The user can control the movement of the plates, which dynamically evolve and generate a variety of landforms such as continents, oceanic ridges, large scale mountain ranges or island arcs. Finally, we amplify the large‐scale planet model with either procedurally‐defined or real‐world elevation data to synthesize coherent detailed reliefs. Our method allows the user to control the evolution of an entire planet interactively, and to trigger specific events such as catastrophic plate rifting.

Adrien PEYTAVIE, Thibault DUPONT, Eric GUÉRIN, Yann CORTIAL, Benes BENES, James GAIN et Eric GALIN. “Procedural Riverscapes”. In : Computer Graphics Forum 38.7 (2019), p. 35-46

Abstract: This paper addresses the problem of creating animated riverscapes through a novel procedural framework that generates the inscribing geometry of a river network and then synthesizes matching real-time water movement animation. Our approach takes bare-earth heightfields as input, derives hydrologically-inspired river network trajectories, carves riverbeds into the terrain, and then automatically generates a corresponding blend-flow tree for the water surface. Characteristics, such as the riverbed width, depth and shape, as well as elevation and flow of the fluid surface, are procedurally derived from the terrain and river type. The riverbed is inscribed by combining compactly supported elevation modifiers over the river course. Subsequently, the water surface is defined as a time-varying continuous function encoded as a blend-flow tree with leaves that are parameterized procedural flow primitives and internal nodes that are blend operators. While river generation is fully automated, we also incorporate intuitive interactive editing of both river trajectories and individual riverbed and flow primitives. The resulting framework enables the generation of a wide range of river forms, ranging from slow meandering rivers to rapids with churning water, including surface effects, such as foam and leaves carried downstream.

2018

Antoine WEBANCK, Yann CORTIAL, Eric GUÉRIN et Eric GALIN. “Procedural cloudscapes”. In : Computer Graphics Forum. T. 37. 2. Wiley Online Library. 2018, p. 431-442

Abstract: We present a phenomenological approach for modeling and animating cloudscapes. We propose a compact procedural model for representing the different types of cloud over a range of altitudes. We define primitive‐based field functions that allow the user to control and author the cloud cover over large distances easily. Our approach allows us to animate cloudscapes by morphing: instead of simulating the evolution of clouds using a physically‐based simulation, we compute the movement of clouds using key‐frame interpolation and tackle the morphing problem as an Optimal Transport problem. The trajectories of the cloud cover primitives are generated by solving an Anisotropic Shortest Path problem with a cost function that takes into account the elevation of the terrain and the parameters of the wind field.

2017

Yann CORTIAL, Antoine WEBANCK, Eric GUÉRIN, Adrien PEYTAVIE et Eric GALIN. “Modélisation procédurale de nuages multigenre”. In : Journées Françaises d’Informatique Graphique (j.FIG). Rennes, France, oct. 2017

Parcours

12 Novembre 2020 - Soutenance de Thèse
Titre : "Synthèse de terrain à l'échelle planétaire".
La video de la soutenance est disponible en ligne : https://www.youtube.com/watch?v=JMsR0JetGQk. Jury : Loïc Barthe, Marc Daniel, Céline Roudet, Eric Galin, Eric Guérin and Adrien Peytavie.

2017-2020 - Doctorat
J'ai reçu un financement public pour un doctorat en octobre 2017. La thèse, sous tutelle INSA-Lyon, a été encadrée par Eric Guérin et Adrien Peytavie, chercheurs au LIRIS, deux experts dans le domaine de la modélisation de terrains et plus généralement de scènes naturelles pour les mondes virtuels. De façon logique, mon champ de recherche a concerné aussi la modélisation de terrain, cependant avec une approche peu explorée jusqu'ici, la modélisation à l'échelle maximale, ie., à l'échelle planétaire.

2015-2017 - Master
J'ai effectué au final un bon parcours à l'Université Claude Bernard. Ceci m'a conduit à obtenir un diplôme de Master en Informatique en septembre 2017, spécialité Image, Développement et Technologies 3D. J'ai été major de promotion la seconde année de Master (année de spécialisation), ainsi que sur quatre des six semestres de la Licence. Le stage de six mois de fin de cursus a été effectué au sein du laboratoire de recherche LIRIS-CNRS ; sous la co-supervision d'Eric Galin et d'Eric Guérin, j'ai travaillé sur la modélisation de nuages à grande échelle.

2012 - Retour aux études
En 2012 je me suis ré-inscrit à l'Université de Lyon, après un passage à vide de plusieurs années dû à des complications médicales. J'ai choisi la filière Maths-Info, pour pouvoir prendre appui sur mon expérience de développeur autodidacte. Mais, à l'âge de 37 ans, je pensais que la reprise n'allait pas forcément être évidente, aussi c'est avec prudence que je débutais ma première année de Licence.