Evolutionist approach for collision detection within complex virtual environments
Approche évolutionniste pour la détection des collisions au sein d'environnements virtuels denses
Résumé
This thesis deals with the collisions detection problem within virtual environments, especially in the framework of interactive simulations handling complex scenes. Our research has been particularly directed towards the implementation of optimization techniques in this context. Our main contribution is a novel algorithm exploiting an evolutionary approach allowing to manage the high computational complexity related to the collision detection problematic. Baptized ESPIONS (Evolution Strategy on PIONS), this algorithm may be considered as a process aiming at identifying fields of local minimum distances between virtual objects of various natures. Moreover, it may be used jointly with classical determinist approaches either in serial or in a parallelized way. An experimental study has been developed to characterize the effect of ESPIONS parameters on its general behavior, in order to identify a set of relevant parameters allowing to improve the obtained results. Lastly, several implementations of the algorithm have been presented in order to illustrate the introduced concepts and procedures, and to discuss the contributions and limits of the proposed approach.
Au travers de cette thèse, nous nous intéressons à la problématique de la détection des collisions au sein d'environnements virtuels, notamment dans le cadre de simulations interactives consistant en la manipulation de scènes complexes. Nos recherches se sont particulièrement orientées vers la mise en oeuvre de techniques d'optimisation dans ce contexte. Aussi, la principale contribution issue des travaux réalisés dans le cadre de cette thèse réside dans l'élaboration d'un algorithme fondé sur une approche évolutionniste. Baptisé ESPIONS, cet algorithme peut se voir utilisé de différentes manières. On peut cependant le définir comme un processus visant à identifier des champs de distances minimum locales entre des objets virtuels de natures diverses. Nous proposons également une étude expérimentale visant à caractériser l'influence des paramètres d'ESPIONS sur son comportement général, ceci dans le but d'identifier différents critères destinés à faciliter l'établissement de jeux de paramètres pertinents en fonction des problèmes considérés. Enfin, plusieurs implémentations de l'algorithme sont présentées en vu d'illustrer les différents modes opératoires introduits et d'évaluer les apports et limites de l'approche proposée.
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