Animation en Informatique Graphique - Ecole de Recherche

Nous organisons sur le campus de l'Ecole polytechnique à Palaiseau trois jours de formation dédiés à l'animation 3D et les modèles de simulation physique le 10, 11, et 12 avril 2024, en lien avec l'initiative du GDR IG-RV de proposer des écoles de recherche.

Au cours de ces trois jours, nous proposons des cours et tutoriels/TP de programmation pratique encadrés sur l'animation 3D en informatique graphique, en couvrant des approches fondamentales telles que l'animation de personnage en temps réel, la simulation d'objets solides, les simulations de modèles élastiques et de fluides.
Le cours cible particulièrement les aspects pratiques avec un lien direct à leur programmation. Une part conséquente des trois jours sera dédiée à une approche de type tutoriels/travaux pratiques en permettant aux participants d'implémenter entièrement les méthodes étudiées.

La plupart des cours et TP seront proposés par Damien Rohmer (LIX, Vista). Une session de cours invitée sera également donnée le dernier jour par Matthieu Desbrun (Inria Saclay/LIX, Geomerix) sur les modèles de Lattice Boltzmann (LBM) pour la simulation de fluide.

Sujets

• - Animation de personnage
• • Skinning
  • Squelette d'Animation
• - Simulation physique: Solides and Elastiques
• • Modèles: Particules, Solides, Déformable
  • Gestion des contraintes et contacts:
  • • Forces, Impulsion, Position Based Dynamics
    • Shape Matching
• - Simulation physique: Fluides
• • Stable Fluids
  • Smoothed Particle Hydrodynamics
  • Lattice Boltzmann Methods

Organisation

• Mercredi 10 Avril - Salle Grace Hopper (2ème étage)

• • Accueil autour de 10h30-11h00
  • Démarage à 11h en Salle Grace Hopper.
  • 11:00-12:00 Cours
  • • Animation procédural
    • Particules en collisions
  • 12:00-13:30 Déjeuner avec plateau repas
  • 13:30-15:00 TP
  • 15:00-16:00 Cours
  • • Modèle élastiques
    • Solides rigides, Shape Matching
  • 16:00-16:30 Pause café
  • 16:30-17:30 TP

• Jeudi 11 Avril - Salle Gilles Kahn (rez-de-chaussée)

• • 09:00-09:30 Petit déjeuner (café/thé croissant)
  • 09:30-11:30 Cours
  • • Simulation de fluides: Stable Fluids, SPH
  • 11:30-13:00 Déjeuner à la cafétaria Magnan
  • 13:00-16:00 TP
  • 16:00-16:30 Pause café
  • 16:30-17:30 Cours
  • • Animation de personnages

• • 19:30 - Dinner au restaurant "Le 19"

• Vendredi 12 Avril - Salle Gilles Kahn (rez-de-chaussée)

• • 09:00-09:30 Petit déjeuner (café/thé croissant)
  • 09:30-10:30 TP
  • 10:30-12:00 Cours de Mathieu Desbrun (retransmis également en ligne)
  • • Lattice Boltzmann Methods
  • 12:00-13:30 Déjeuner avec plateau repas
  • 13:30-16:00 TP

Remarques sur les repas et pauses:

• - Les déjeuners du 10, 11 et 12 sont pris en charge par l'organisation.
• • - Le déjeuner du 10 et 12 sont des plateaux repas que l'on pourra prendre ensemble sur place.
  • - Le déjeuner du 11 se déroulera à la cafétaria Magnan de l'ecole Polytechnique, à 5min à pieds du laboratoire. Des tickets seront distribués.

• - Les matins du 11 et 12 sont accompagnés d'une formule petit déjeuner avec café/thé/croissant pris en charge par l'organisation.

• - Une soirée "sociale" jeudi 11 soir se déroule au restaurant "Le 19" à 5 min à pieds du laboratoire. Ce dinner est pris en charge par l'organisation.

• - Le dinner du mercredi 10 soir n'est pas pris en charge par l'organisation et vous êtes libres de vous organiser à votre préférence. Nous disposons cependant de quelques tickets Magnan si certains étudiants souhaitent manger sur place à la "cantine".
• • - Différentes options de dinner sont possibles sur le campus lui même à quelques pas du laboratoire: Food Asia, Le 19, Living room.
  • - Sinon de nombreux restaurants sont situés autour de la station de bus/RER de Massy Palaiseau.

Organisation des tutoriels pratiques et contenu

• Les tutoriels/labs proposés se déroulent en C++. Un framework de code minimaliste adapté à chaque scène 3D animée sera mis à disposition des participants.
• Pendant les tutoriels, vous pourrez compléter le coeur algorithmique des méthodes permettant la mise en place de l'animation/simulation. Pendant ses séances, vous serez encadrés et aidés pour vous aider à avancer.

• - L'ensemble des codes et frameworks seront proposés en open source (Licence MIT), et peuvent être librement réutilisés pour vos recherches/applications futures.
• - Les slides du cours seront également proposés en open source et peuvent être réutilisés pour d'autres cours.

• \(\Rightarrow\) Lien vers le contenu et les code open-sources

Public visée

• - Cette formation est ouverte à tous, et cible principalement un public de doctorants, post-docs et jeunes chercheurs qui recherche une introduction formelle simple aux approches fondamentales de l'animation, et souhaitent avoir une expérience pratique associée à la programmation des algorithmes sous-jacents. Cela inclue notamment les jeunes chercheurs qui
• • - n'ont pas eu l'opportunité de suivre des cours dédiés à l'animation 3D dans leur programme de master
  • - ou possède une expérience pratique via des logiciels ou moteurs d'animation pré-existants (ex. Unity, Godot, Blender), mais souhaitent avoir une compréhension plus précise des algorithmes et codes sous-jacents

• - Le cours se propose de couvrir un large spectre des fondamentaux de l'animation et des méthodes de simulation interactives (plus que de creuser un sujet très précis). L'objectif étant de permettre aux participants de gagner un recul sur le domaine pour, plus tard, leur faciliter notamment la compréhension de la littérature de recherche de l'état de l'art actuel.

Pré-requis et organisation pratique

• - Niveau Master en informatique avec un background en graphique et/ou géométrie.
• - Savoir programmer en C++ (même si votre niveau est débutant) est fortement recommandé pour réellement profiter des tutoriels pratiques.
• - Pas de pré-requis nécessaire sur des compétences techniques de programmation GPU.

• - Un ordinateur portable capable de compiler du code C++ et faire tourner de l'OpenGL 3.3 sera suffisant pour faire tourner les codes pratiques. Le framework de code est adapté pour compiler sur Windows, Linux, et Mac avec des configurations classiques. Nous pourrons prêter des portables à ceux qui n'auraient pas l'équipement nécessaire sur place (merci de nous l'indiquer à l'avance).
• - Les slides de cours et énoncés des tutoriels sont en anglais. Le cours sera également donné en anglais si il y a des participants non francophones.

Venir sur place

Lieu

• L'ensemble des cours et tutoriaux auront lieux au LIX (google map):

• - Le LIX est situé sur le campus de l'Ecole polytechnique, sur le "Plateau de Saclay" à Palaiseau.
• - Il est facilement accessible depuis la gare de Massy TGV.
• • Prendre depuis la gare le bus 91.06 jusqu'à l'arrêt "Place Marguerite Perey". Le bus passe très régulièrement, et le voyage complet dure environ 15min pour rejoindre le laboratoire.
  • Notez que la gare Massy TGV ne fait pas partie des gares considérée comme étant à "Paris" par l'application SNCF. Il vous faut bien préciser cette gare pour y voir les horaires, sinon vous n'aurez que les trains arrivant à Paris centre.
• - Il est également possible d'arriver dans n'importe quelle gare de Paris centre, et de prendre par la suite le RER B jusqu'à la station "Massy Palaiseau". Comptez 1h à 1h30 de déplacement depuis les gares principales de Paris centre (gare de Lyon, Nord, Est, Montparnasse, Saint-Lazare).

Hotel

• - L'organisation locale n'inclut pas l'hotel. Vous devez donc gérer et réserver vous-même vos nuits sur place.
• - Nous vous recommandons à prendre un hotel dans les environs directs du campus, et non pas à Paris centre afin d'éviter d'avoir à faire les allers/retours matin et soir par la ligne de RER.
• - Des hôtels sont accessibles soit directement sur le campus lui-même (ex. Aparthotel Adagio Palaiseau Saclay), ou autour de la gare de Massy TGV. Notez qu'une boulangerie et un Franprix sont désormais directement placés sur le campus, et à 5min à pieds du laboratoire.

Organisateurs

• - Organisation générale, cours et TP: Damien Rohmer
• - Assistant pour les TP: Rodrigo Stevenson
• - Cours invité: Mathieu Desbrun
• - Aide administrative au LIX: Fanny Sabatier et Hélèna Kutniak