Sommaire

Pascal LIENHARDT

Statut :	Professeur
Equipe :	Informatique Graphique
Email :
Téléphone :	+33 (0)5 49 49 65 75
Télécopie :	+33 (0)5 49 49 65 70

Bureau :	2/E97

Laboratoire XLIM UMR CNRS 7252
Bât. H1 - SP2MI
11 Bd Marie et Pierre Curie
TSA 41123
86073 Poitiers Cedex 9

GPS : 86360 Futuroscope Chasseneuil

En modélisation géométrique à base topologique, un objet géométrique est défini par une structure combinatoire décrivant sa topologie et par un "modèle de plongement" décrivant sa forme. Cette distinction "topologie / plongement" s'est révélée fructueuse tant en ce qui concerne les bases théoriques, qui s'appuient sur la topologie algébrique, que pour la conception de bases logicielles, et pour des applications comme la C.A.O., la modélisation du sous-sol et l'animation.

Un cadre général a été défini, basé sur la notion d'ensembles simpliciaux, pour la définition de structures simpliciales, simploïdales (dont les cellules sont des produits cartésiens de simplexes) et cellulaires (extensions de la notion de carte combinatoire). Les travaux actuels concernent la conversion de modèles et d'opérations de base (produit cartésien par exemple), ainsi que le calcul de propriétés topologiques (groupes d'homologie et générateurs, par exemple).

Recherche

Mot(s) clé(s)

Informatique géométrique et graphique ; modélisation géométrique à base topologique ; structures et opérations topologiques (cartes généralisées, etc) ; applications en CAO, modélisation du sous-sol, animation, imagerie

Travaux en cours

optimisation du calcul de propriétés topologiques (e.g. groupes d'homologie) pour ces différentes structures ;

généralisation d'opérations classiques en modélisation géométrique et application à la conception de noyaux de modeleurs géométriques spécialisés, pour la C.A.O., la modélisation du sous-sol,la simulation d'évolutions de couches géologiques, etc

extension du cadre général de définition de structures combinatoires pour la définition de structures hiérarchiques ; application à la modélisation d'environnements architecturaux complexes et à l'imagerie

Projets

Proposition de sujet de Stage Master Recherche 2016-2017 (poursuite en thèse possible)

Titre : Contrôle topologique d'évolutions d'objets géométriques

Encadrant(s) : S. Alayrangues, P. Lienhardt, S. Peltier

Mots clés : Modélisation géométrique, animation, cartes combinatoires, homologie

Sujet : Ce sujet s'inscrit en informatique graphique, et connaît des applications en modélisation géométrique et en animation. La construction d'un objet géométrique, en utilisant un logiciel de modélisation géométrique, nécessite de contrôler l'objet au cours de sa construction. Par exemple, dans un processus de Conception et Fabrication Assistée par Ordinateur, il ne serait pas possible de fabriquer un objet 3D dont le bord serait une surface non orientable. De plus, il est nécessaire de détecter les éventuels problèmes de construction le plus tôt possible : il est donc intéressant de contrôler le résultat obtenu à chaque application d'une opération de construction. Une problématique similaire se pose en animation, où l'on a besoin de vérifier si la structure d'un objet a été modifiée entre deux pas de temps.

Les caractéristiques homologiques d'un objet donnent un certain nombre d'informations topologiques (structurelles) utiles pour un tel contrôle. En particulier si l'objet modélisé est subdivisé en sommets, arêtes, faces, volumes (comme un maillage, par exemple), l'homologie peut se calculer incrémentalement pour certaines opérations géométriques (collage / décollage de faces, par exemple) : en d'autres termes, si l'on connaît les caractéristiques homologiques de l'objet avant l'application de l'opération, on peut en déduire de manière efficace les caractéristiques homologiques après l'application de l'opération.

Le but général suivi durant ce stage (qui pourra se prolonger en thèse) est :

d'implanter le processus de calcul incrémental pour deux types d'objets subdivisés: les ensembles simploidaux, où les cellules de l'objet ont une structure régulière, et les cartes combinatoires, où les cellules de l'objet peuvent être plus générales ;
de mener une étude expérimentale de la complexité des calculs, en particulier par rapport à d'autres méthodes plus classiques où toute l'information homologique est recalculée globalement à chaque étape de construction. Pour cela, il sera nécessaire d'implanter aussi une méthode de calcul "classique" afin d'effectuer les comparaisons ;
d'effectuer une expérimentation approfondie dans le cadre de la simulation de gestes chirurgicaux.

Bibliographie :

"Simploidal sets : definitions, operations and comparison with simplicial sets". S. Peltier, L. Fuchs, P. Lienhardt. Discrete Applied Mathematics, Vol. 157, January 2009, pp. 542-557.
"Combinatorial maps: efficient data structures for computer graphics and image processing". G. Damiand, P. Lienhardt. A K Peters/CRC Press, September 2014, 404 p.
"Homology of cellular structures allowing multi-incidence". S. Alayrangues, G. Damiand, P. Lienhardt, S. Peltier. Discrete and Computational Geometry, Vol. 54, n° 1, July 2015, pp. 42-77.
"Incremental computation of the homology of generalized maps: an application of effective homology results". S. Alayrangues, L. Fuchs, P. Lienhardt, S. Peltier. Rapport de recherche XLIM-SIC, 2015.

Lieu du stage : Poitiers

Contact : Pascal Lienhardt (pascal.lienhardt@univ-poitiers.fr, 05 49 49 65 75)

Enseignements

Matière(s) enseignée(s)

structures de données, algorithmique, programmation
compilation
bases de données
algorithmique des graphes
informatique graphique

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Liste complète des publications de Pascal Lienhardt pour le laboratoire XLIM

Publications saisies sur le serveur SIC

Liste complète des publications de Pascal Lienhardt pour le laboratoire SIC (antérieures à 2007)

Revues Internationales

[10] A Hierarchical Topology-Based Model for Handling Complex Indoor Scenes
Fradin D., Meneveaux D., Lienhardt P.
Computer Graphics Forum, Volume 25, Number 2, pages 149--162 - June 2006

[9] nD generalized map pyramids: definition, representations and basic operations
Simon C., Damiand G., Lienhardt P.
Pattern Recognition, Volume 39, Number 4, pages 527-538 - April 2006

[8] Removal and contraction operations to define combinatorial pyramids: application to the design of a spatial modeler
Damiand G., Dexet-Guiard M., Lienhardt P., Andres E.
Image and Vision Computing, Volume 23, Number 2, pages 259-269 - February 2005

[7] Automatic building of structured geological models
Brandel S., Schneider S., Perrin M., Guiard N., Rainaud Jf, Lienhardt P., Bertrand Y.
Journal of Computing and Information Science in Ingeneering, Volume 5, numéro 2 - 2005

[6] Cartesian product of simplicial and cellular structures
Lienhardt P., Skapin X., Bergey A.
International Journal on Computational Geometry and Aplications, Volume 14, Number 3, pages 115-159 - Juin 2004

[5] Using Cartesian Product for Animation
Skapin X., Lienhardt P.
Journal of Visualization and Computer Animation, Vol. 12, n° 3, pp. 131-144 - 2001

[4] Cellular complexes as structured semi-simplicial sets
Elter H., Lienhardt P.
International Journal of Shape Modeling, Vol. 1, n° 2, pp 191-217 - 1995

[3] N-dimensional generalized combinatorial maps and cellular quasi-manifolds
Lienhardt P.
International Journal on Computational Geometry and Applications, Vol. 4, n° 3, pp. 275-324 - 1994

[2] Modelling and programming evolutions of surfaces
Chen X., Lienhardt P.
Computer Graphics Forum, Vol. 2, no. 5 - 1992

[1] Topological models for Boundary Representation : a comparison with n-dimensional generalized maps
Lienhardt P.
Computer-Aided Design, Vol. 23, no.1, pp. 59-82 - 1991

Revues Nationales

[2] Homologie des ensembles simploïdaux
Peltier S., Fuchs L., Lienhardt P.
Technique et Science Informatiques, Volume 25, Number 6, pages 791--813 - Septembre 2006

[1] Subdivisions de surfaces et cartes généralisées de dimension 2
Lienhardt P.
RAIRO Informatique Théorique et Applications, Vol. 25, no. 2, pp. 171-202 - 1991

Conférences Internationales avec Comité de Lecture

[30] Homology of simploidal sets
Peltier S., Fuchs L., Lienhardt P.
Discrete Geometry for Computer Imagery (DGCI 2006), Volume 4245, pages 235--246 - October 2006

[29] Topological Map: An Efficient Tool to Compute Incrementally Topological Features on 3D Images
Damiand G., Peltier P., Fuchs L., Lienhardt P.
Proceedings of 11th International Workshop on Combinatorial Image Analysis, Volume 4040, pages 1-15 - June 2006

[28] Receptive Fields for Generalized Map Pyramids: The Notion of Generalized Orbit
Simon C., Damiand G., Lienhardt P.
Proceedings of 12th Discrete Geometry for Computer Imagery, Volume 3429, pages 56-67 - April 2005

[27] Pyramids of n-Dimensional Generalized Maps
Simon C., Damiand G., Lienhardt P.
Proceedings of 5th IAPR-TC15 Workshop on Graph-based Representations in Pattern Recognition, Volume 3434, pages 142-152 - April 2005

[26] Equivalence between regular n-G-maps and n-surfaces
Alayrangues S., Daragon X., Lachaud J.-O., Lienhardt P.
10th Int. Workshop on Combinatorial Image Analysis, Auckland, Nouvelle-Zélande, 15p. - Décembre 2004

[25] Automatic building of structured geological models
Bertrand Y., Lienhardt P., Guiard N., Brandel S., Schneider S., Perrin M., Rainaud Jf
ACM Symposium on Solid Modeling, Gênes, Italie, pp. 59-69 - Juin 2004

[24] Removal and Contraction for N-Dimensional Generalized Maps
Damiand G., Lienhardt P.
Procedings of 11th Discrete Geometry for Computer Imagery, Volume 2886, pages 408-419 - November 2003

[23] Removal and contraction for n-dimensional generalized maps
Damiand G., Lienhardt P.
Proceedings of the Computer Vision Winter Workshop, pages 208-221 - February 2002

[22] SpaMod: design of a spatial modeler
Andres E., Breton R., Lienhardt P.
Digital and Image Geometry, advanced lectures, Volume LNCS vol.2243, pages 90--107 - 2001

[21] Using cartesian prodcut for animation
Skapin X., Lienhardt P.
Computer Animation and Simulation, pages 187-201 - August 2000

[20] A course in Topology-based Geometric Modeling
Lienhardt P., Fuchs L., Bertrand Y.
Eurographics Workshop on Graphics and Visualization Education, pages 39-44 - 1999

[19] Topological structures for d-dimensional free-form objects
Fuchs L., Lienhardt P.
Proc. of CAGD'97, Lillehammer, Norvège - 1997

[18] Cartesian product of simplicial sets
Lang V., Lienhardt P.
Proc. of WSCG'97, Plzen, Czech Republic - 1997

[17] Aspects in Topology-Based Geometric Modeling
Lienhardt P.
Discrete Geometry and Computer Imagery (DGCI 1997), Volume 1347, pages 33-48 - 1997

[16] Simplicial sets and triangular patches
Lang V., Lienhardt P.
Proc. of CGI'96, Pohang, Corée - 1996

[15] Quelques structures et constructions en modélisation topologique
Lienhardt P.
"Images de synthèse et applications", 8° entretiens du Centre Jacques Cartier - 1995

[14] A study of basic tools for simulating metamorphoses of subdivided 2D and 3D objects. Application to the internal growing of wood and to the simulation of the growing of fishes.
Terraz O., Lienhardt P.
Computer Animation and Simulation, pages 104-129 - 1995

[13] Geometric Modeling with Simplicial Sets
Lang V., Lienhardt P.
Computer Graphics and Applications, pages 475-494 - 1995

[12] Algebraic specification and development in geometric modeling
Bertrand Y., Dufourd J.-F., Françon J., Lienhardt P.
TAPSOFT'93, Orsay, France - Avril 1993

[11] Some aspects of a method for programming metamorphoses of any subdivisions of any surfaces
Terraz O., Lienhardt P.
Compugraphics'93, Alvor, Portugal - Avril 1993

[10] Different combinatorial models based on the map concept for the representation of different types of cellular complexes
Elter H., Lienhardt P.
Proc. of IFIP TC 5 WG II Working Conference on Geometric Modeling in Computer Graphics, in Modeling in Computer Graphics, pages 193-212 - 1993

[9] Modélisation volumique à base topologique
Bertrand Y., Dufourd J.-F., Françon J., Lienhardt P.
Proc. of MICAD'92, pages 59-74 - 1992

[8] Extension of the notion of map for the representation of the topology of cellular complexes
Elter H., Lienhardt P.
4th Canadian Conference on Computational Geometry - 1992

[7] Barycentric triangulation of generalized maps
Lienhardt P.
2nd Canadian Conference on Computational Geometry - 1990

[6] Subdivisions of surfaces and generalized maps
Lienhardt P.
Eurographics'89, Hambourg, Allemagne, pp. 439-452 - Septembre 1989

[5] Subdivisions of n-dimensional spaces and n-dimensional generalized maps
Lienhardt P.
ACM Symposium on Computational Geometry, Saarbrücken, Allemagne, pp. 228-236 - Juin 1989

[4] 2-G-Maps : a model for the manipulation of general 2-dimensional subdivisions
Lienhardt P.
Proc. of International Conference on Computer-Aided Design and Computer Graphics - 1989

[3] Free-form surfaces modeling by evolution simulation
Lienhardt P.
Eurographics'88, Nice, France, pp. 327-341 - Septembre 1988

[2] Extension of the notion of map and subdivisions of a 3D space
Lienhardt P.
5° symposium on Theoretical Aspects in Computer Science, Bordeaux, France, LNCS 294, pp. 301-311 - Février 1988

[1] LECM : un langage de programmation d'évolutions de surfaces libres
Lienhardt P.
proc. of PIXIM'88, pages 243-261 - 1988

Conférences Nationales avec Comité de Lecture

[1] Synthèse d'images de feuilles végétales
Lienhardt P., Françon J.
Actes du 3ème colloque Image - 1987

Conférences Nationales sans Comité de Lecture

[2] Homologie des ensembles simploïdaux
Peltier S., Fuchs L., Lienhardt P.
Actes des 17emes journées de l'Association Française d'Informatique Graphique, pages 13-21, AFIG - Novembre 2004

[1] Partition de l'espace et hiérarchie de cartes généralisées : application aux complexes architecturaux
Fradin D., Meneveaux D., Lienhardt P.
AFIG 2002, Lyon - Décembre 2002

Autres Communications

[3] Methodology for automatic building of structured geological models
Schneider S., Perrin M., Guiard N., Rainaud Jf, Lienhardt P., Bertrand Y.
Extended Abstracts from the Geomod2004 Conference, Emetten-Lake Lucerne, Switzerland, 9-11 June 2004, vol 45-1 Suppl; pp. 358-362 - Juin 2004

[2] Etude de l'homologie des ensembles simploïdaux
Peltier S., Fuchs L., Lienhardt P.
Groupe de Travail en Modélisation Géométrique - Mars 2004

[1] Modélisation et programmation d'évolution de surfaces
Chen X., Lienhardt P.
IMAGINA'92 (Forum des Nouvelles Images de Monte-Carlo) - 1992

Rapports Techniques

[3] Hierarchy of Generalized Maps for Modeling and Rendering Complex Indoor Scenes
Fradin D., Meneveaux D., Lienhardt P.
Rapport de recherche No 2005-04 - Novembre 2005

[2] nD Generalized Map Pyramids: Three Equivalent Representations
Simon C., Damiand G., Lienhardt P.
research report n° 2005-03, SIC, Université de Poitiers - Septembre 2005

[1] Pyramides de Cartes Généralisées, Chemins de Connection et Orbites Généralisées
Simon C., Damiand G., Lienhardt P.
research report n° 2005-02, SIC, Université de Poitiers - Mai 2005

Parties de Livres

[2] Hierarchies relating Topology and Geometry
Kropatsch W., Haxhimusa Y., Lienhardt P.
Cognitive Vision Systems, Springer - 2004

[1] Basic principles of topology-based methods for simulating metamorphoses of natural objects
Françon J., Lienhardt P.
Artificial Life and Virtual Reality, John Wiley, pages 23-44 - 1994

Actes de Conférences

[1] Proceedings of 12th International conference Discrete Geometry for Computer Imagery
Andres E., Damiand G., Lienhardt P.
Volume 3429 - April 2005

Revues en tant qu'éditeur

[1] Computers & Graphics: Special Issue: Discrete Geometry For Computer Imagery
Andres E., Damiand G., Lienhardt P.
Volume 30, Number 1 - February 2006

Crédits et mentions légales

- Dernière mise à jour le 30 mars 2022 -

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