Laurent ENGELS

Synthèse d'Images et Réalité Virtuelle [Image Synthesis and Virtual Reality.]
La construction d'images de synthèse nécessite de grandes puissances de calcul surtout si l'on souhaite réaliser des applications interactives en temps réel. Malgré la montée en puissance des PC, la demande est toujours plus grande que les possibilités offertes. La recherche conduit donc à concevoir des méthodes intelligentes de construction de scènes dynamiques où l'on joue sur les algorithmes de visibilité ainsi que sur les méthodes de modélisation des objets (fractals, L-systèmes, etc...). Le domaine de la réalité virtuelle est aussi étudié en chirurgie assistée par ordinateur, ou en archéologie pour la reconstitution d'objets anciens à partir de fragments. [Image synthesis in virtual reality and in interactive applications needs high computing capabilities. Though the throughput of graphics hardware has dramatically improved, the performance request continues to outpace the supply. In order to rapidity visualize truly complex scenes, rendering algorithms must intelligently limit the number of geometric primitives rendered in each frame focusing on visibility culling and impostor utilisation, as well as fractal and L-grammars object reconstruction. Virtual reality elaborated from partial knowledge is also investigated in computer-assisted surgery or archealogical object reconstruction from fragments.]

Aide à la reconstruction d'objets archéologiques [Computer-assisted reconstruction of archaeological objects]
Afin de faciliter le travail des archéologues, nous développons diverses solutions informatiques permettant de manipuler des fragments archéologiques sous une forme numérique résultant d'une étape d'acquisition 3D. La manipulation des fragments virtuels ainsi obtenus permet alors de faciliter leur gestion. Dans un premier temps, les informations disponibles sont enregistrées dans une base de données. Dans un second temps, des informations supplémentaires sont extraites des représentations numériques des fragments et sont exploitées dans des buts de classification automatique et d'aide à la reconstitution d'objets. [In order to simplify the task of archaeologists, we develop software applications that enable the manipulation of digital archaeological fragments obtained through a 3D acquisition process. The main advantage of such approach is that it eases the manipulation and management of virtual fragments. First, the acquired numerical model of the fragment is stored in a database. Then, geometric features are automatically extracted for automatic classification and reconstruction of the object.]

Affichage interactif de scènes complexes [Interactive display of complex scenes]
La visualisation interactive de données tridimensionnelles permet d'appréhender de nombreux problèmes de manière intuitive, et est devenue incontournable dans des domaines tels que la médecine, l'architecture, l'archéologie ou encore l'aéro-spatial. Notre recherche consiste à étudier et à mettre au point de nouvelles techniques d'accélération, afin d'afficher de manière interactive de très grands jeux de données. [Interactive visualisation of 3D data enables much better intuitive comprehension of problems and becomes valuable in domains such as: medicine, architecture, archaeology or aerospatial industry. Our research in this domain consists in the development of new techniques for real time and interactive visualisation of complex 3D data sets.]

Suivi et analyse de mouvements [Motion capture and analysis]
Le but de ce projet est de développer une interface non-intrusive (sans capteurs) et intuitive pour différents types d'applications. Le système se base sur la capture et l'interprétation de la position et des mouvements de l'utilisateur grâce à l'analyse d'images fournies par une caméra 3D. [The goal of this project is to develop a non intrusive (without any sensors) intuitive interface for different kinds of applications. The system is based on acquisition, interpretation and tracking of user position and movement using a 3D camera.]

Aide au patient à domicile [Patient Home care]
Ce projet a pour but le développement d'un système de réalité virtuelle pour aider des patients devant réaliser des exercices de réhabilitation à domicile. Le système contrôle les mouvements et la position du patient en 3D et des instructions sont données en temps réels pour rectifier les mouvements inadéquats. Un système peu coûteux est mis en place utilisant des programmes tournant sur un PC classique, deux caméras et des marqueurs localisables par ces caméras. [It frequently happens that people under physiotherapeutic treatment have to perform physical exercises at home between two consultations. The patient cannot profit of the therapist's advises and this last cannot control if the asked exercises were really performed and if his instructions were respected. Our work consists in developing a virtual reality system controlling in 3D the movements and the position of the patient during rehabilitation exercises performed at home. Instructions are to be given in real time to the patient so that he can immediately correct his gestures. Such application can also take place in preventive care like body posture learning. We are working on a low-cost system for movement tracking which is only composed of software running on a common computer, two cameras to track the patient's movements during the exercises and dedicated markers locatable by these cameras. ]

Extraction d'attributs à partir d'examen Magnétoencéphalographique (MEG) [Feature detection from magnetoencephalography (MEG)]
La magnétoencéphalographie (MEG) est une technique d'imagerie utilisée pour mesurer les champs magnétiques produits par une activité électrique dans le cerveau via des capteurs très sensibles tels que les « superconducting quantum interference devices » (SQUIDs). Ces mesures sont couramment utilisés en recherche et en clinique. Les utilisations de la MEG sont nombreuses : aider les chirurgiens à localiser une pathologie, aider les chercheurs à déterminer la fonction de différentes parties du cerveau, etc. Quand un patient doit passer un examen clinique, une étape de préparation doit être effectuée avant l'utilisation de la MEG. Cette étape consiste à localiser un certain nombre de points sur la tête du patient, la position des électrodes utilisées par l'EEG, etc. L'acquisition est faite actuellement avec un Polhemus FlashPoint. Chaque acquisition étant faite manuellement, cette étape est très longue et peut également introduire des imprécisions. L'objectif de ce projet est de développer un système rapide et performant pour détecter et localiser les électrodes posées sur la tête du patient. [Magnetoencephalography (MEG) is an imaging technique used to measure the magnetic fields produced by electrical activity in the brain via extremely sensitive devices such as superconducting quantum interference devices (SQUIDs). These measurements are commonly used in both research and clinical settings. There are many uses for the MEG, including assisting surgeons in localizing a pathology, assisting researchers in determining the function of various parts of the brain, neurofeedback, and others. When a patient must pass a clinical examination, a preparation step before the use of the MEG must be carried out. This step consists in locating particular points of the head of the patient, but also the position of various coils and the electrocap which the patient carries. The acquistion is currently made with a Polhemus FlashPoint. Since they are many points to take during this acquisition and each acquisition is made manually, this step is very time consuming but can also introduce inaccuracies. The goal of this project is to provide a fast and accurate system to detect and localize those different features.]