Echange de données 3D- Perspectives

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1 Echange de données 3D- Perspectives Journée interopérabilité OGC France St Mandé - 02 déc G. Gesquière, R. Raffin A. François G. Bachelot N. Klein LSIS / I&M Geomatys Autodesk Star-Apic {gilles.gesquiere, romain.raffin}@lsis.org 1

2 Plan Des exemples sur le marché industriel Comment échanger les données? Interopérabilité pour la visualisation Discussion 2

3 Plan Des exemples sur le marché industriel Bentley Star- Apic Autodesk Autres projets Comment échanger les données? Interopérabilité pour la visualisation Discussion 3

4 Terra Magna Terra Magna Journée Interopérabilité 2 décembre

5 Applications d un SIG 3D Extrusion Thématique Buffer 3D Intervisibilité Terra Magna Journée Interopérabilité 2 décembre

6 Du SIG 3D à la simulation Nuisances sonores Trafic Vers une multiplication des usages et des échanges de données 3D Qualité de l air Terra Magna Journée Interopérabilité 2 décembre

7 Autodesk : les nouvelles frontières de l interopérabilité 3D Aujourd hui et demain Gwenael Bachelot 2009 Autodesk - Journée française de l intéropérabilité

8 Autodesk - Aujourd hui Support de normes OGC : CityGML, WMS, WFS, Viewer CityGML gratuit Support natif dans un produit 3D moderne :

9 Autodesk - Aujourd hui Support de standards non-ogc, issus des domaines : Modélisation et contexte 3D : formats 3DS, FBX Infrastructures, génie civil : LandXML Architecture : IFC Performance énergétique du bâtiment : gbxml (Green Building XML) Images issues du logiciel Autodesk Ecotect Analysis 2010

10 Autodesk - Demain Un unique modèle 3D interopérable pour visualiser, simuler, analyser Ecotect Impact du vent Déperdition énergétique Analyse d exposition solaire Gestion et surveillance des réseaux enterrés

11 Utiliser des données 3D Villes virtuelles Gestion technique de patrimoine 11

12 Utiliser des données 3D Simulations physiques Diffusion sonore, Diffusion thermique, Déplacement de foules, Codes de calculs Simulations mettant en jeux plusieurs entités 12

13 Utiliser des données 3D Serious gaming Routing service 13

14 Plan Des exemples sur le marché industriel Comment échanger les données? Interopérabilité pour la visualisation Discussion 14

15 Comment échanger ces données Problématique déjà présente dans de nombreux domaines : CAO Militaire (HLA) Patrimoine (BIM) SIG (2D- 3D) Liaison Patrimoine SIG (CityGML) 15

16 CAO Le dessin industriel et la CAO utilisent depuis longtemps des données numériques STEP, DXF échange «statique», d'un logiciel à l'autre U3D Ecma-2006 (Adobe, Bentley) 3DXML (Dassault Systems / Enovia), échange dynamique de données, interaction BDD objets/ sémantique 16

17 Sécurité, défense, simulation Transfert de données liées à la 3D en utilisant le protocole HLA (High Level Architecture) (position, vitesse, orientation,...) 17

18 Patrimoine Collaborer et gérer le cycle de vie des données 18

19 SIG / Échange de données 3D Echanger de données est au coeur de cette journée (2D et sémantique) L'ISO permet de décrire les objets géométriques Structure topologique (voisinages, liens, genre) Structure géométrique (point; lignes, courbes, faces et surfaces, solides) 19

20 SIG / Échange de données 3D Il faut ensuite pouvoir écrire des fonctions d'analyse qui utilisent ces objets 3D par défaut dans la norme : Intersection Appartenance Objet englobant... 20

21 Liaison SIG- Patrimoine Insérer au sein d'une même maquette des données issues de différentes provenances grâce à CityGML LOD0 LOD1 LOD3 LOD2 LOD4 Extrait de CityGML specification 21

22 Plan Des exemples sur le marché industriel Comment échanger les données? Interopérabilité pour la visualisation Type de client 3D et client léger? Discussion 22

23 Interop. pour la visualisation Quelques questions à prendre en compte : Où/qui effectue les calculs (serveur, client/serveur, client)? Comment éviter le transport des informations 3D (lourdeur, sécurité)? Ne peut-on qu'envoyer des images : compression «facile», implémentée déjà dans le JPEG progressif depuis de nombreuses années, formats multi-échelles Que doit savoir faire l'interface utilisateur (requêtage SQL/XML, envoi de position,...)? 23

24 Interop. pour la visualisation Clients lourd spécifiques à chaque système, capables de calculs complexes maintenance coûteuse Clients légers utilisables par des interfaces Web (navigateur) non-spécifiques à un système (workstation -> smartphone) puissance de calcul faible 24

25 Interop. pour la visualisation / Client léger les données sont conservées sur le serveur (pas de divulgation) le volume de données à transférer sont dépendantes de la résolution de l'utilisateur (idéal pour les smartphones) WPVS Capacités de calculs stockage Préparation des images et envoi progressif (Jpeg, multi-échelle, ondelettes) Utilisateur Interaction avec l'affichage (point de vue, position, vitesse,...) 25

26 Interop. pour la visualisation / Client lourd Les données privées sont envoyées au client mise en place du chiffrement et des droits d'utilisation Cache? Le client peut modifier les données W3DS,... stockage Préparation des données 3D Capacités de calculs Utilisateur et envoi progressif Interaction avec l'affichage (point de vue, position, vitesse,...) requêtes de modification 26

27 La 3D dans les navigateurs Internet Auparavant Accès à la carte graphique compliqué (peut mettre en danger la machine) Possible avec Java + JNI + librairie externe spécifique à la machine = pas natif au navigateur Plugin à télécharger (Cortona - VRML/X3D, Adobe U3D, 3DPlayer - 3DXML) Maintenant (2009) standard WebGL (2009), dont les spécifications sont gérées par le groupe Khronos (OpenGL, OpenGL E S, OpenCL,...) 27

28 La 3D dans les navigateurs Internet WebGL permet l'accès aux capacités graphiques de la machine cliente, pour l'affichage mais aussi pour le calcul affichage d'un fichier de points (2,5 Mo) 28

29 La 3D dans les navigateurs Internet Format interopérable de transport de données 3D pour l'internet VRML (depuis 1994) Format dépassé (ne décrit pas toutes les géométries, Nurbs/Geospatial depuis 2002-am.1) Non XML (validation?) X3D, porté par Web3D Consortium, depuis 2005 Objets discrets ou continus, compression de géométrie, humanoïdes, GéoRef, médical, CAO Embarque l'environnement de visualisation (caméra, point de vue, lumière, effets,...) Scriptable, XML, utilisable dans WebGL 29

30 La 3D dans les navigateurs Internet Collada Beaucoup de fonctionnalités existantes dans X3D Orientation jeux vidéos rendus rapides (graphe de scène, effets, compression, cinématiques) Géré par le Khronos Group (OpenGL) Utilisé dans d'importantes applications (GoogleEarth, 3DSMax, Maya, Catia) Ce n'est pas encore une norme... 30

31 Plan Des exemples sur le marché industriel Comment échanger les données? Interopérabilité pour la visualisation Discussion 31

32 Discussion Utilisation de la 3D en plein essor Beaucoup de difficultés techniques Transports Affichage Algorithmes d'infographie à appliquer Puissance de calcul (rôle des GPU et du multiprocessing) 32

33 Discussion Coût de numérisation des données important. Les rendre réutilisables est donc primordial Les données sont indissociables de leur sémantique (comme on le voit dans les IFC). L'analyse (requête liée aux données) doit donc prendre en compte les informations spatiales (2D- 3D), temporelles et sémantiques Les données doivent être éditables collaborativement (enrichissement par une communauté) Votre avis... 33