MIMESIS

Le logiciel MIMESIS est un modeleur interactif qui permet à l’utilisateur, quel qu’il soit, de construire lui-même ses propres modèles physiques générateurs de mouvements à partir des éléments de base du langage de modélisation et de simulation CORDIS-ANIMA. Ce langage implante les principes de base de la physique sous forme de modules qui se connectent en réseau : inertie, interactions, principe d’action - réaction.

La particularité de MIMESIS

MIMESIS se distingue des modeleurs usuels dans le domaine de l’image de synthèse et de l’animation par le fait que son objet d’intérêt est non pas la forme, mais le mouvement ou plutôt le modèle qui en est la cause génératrice. Conséquemment, une propriété essentielle de MIMESIS est qu’on n’y modélise pas des objets, mais des comportements. Ainsi, la notion « d’objet », prépondérante dans les modeleurs de forme, est absente à tous les niveaux de l’interface de modélisation interactive de MIMESIS. S’y substitue la notion de « réseau », dans laquelle un modèle est un réseau constitué de modules CORDIS interconnectés. En conséquence, ce type de réseau ne se prête par principe ni à la structuration hiérarchique ni aux procédés usuels d’encapsulation dans lesquels un ensemble de parties sont encapsulées de manière récursive dans un tout pour être manipulé comme tel.

Dans MIMESIS, l’utilisateur définit et manipule des structures de réseaux de modules physiques (les MAT et les LIA) très variées et pouvant être complexes : des réseaux très structurés permettant de modéliser des marionnettes, des véhicules, etc., aux réseaux de grande taille réguliers permettant de modéliser des pâtes, des sables, etc., en passant par des réseaux quelconques hétérogènes. Le nombre de modules mis en œuvre peut être très variable et particulièrement important, de quelques dizaines à plusieurs centaines de milliers. Mais la complexité des effets dynamiques obtenus tient aussi au fait que, même avec peu de modules, les sous-parties sont interdépendantes par le fait qu’elles sont en interaction bilatérale, créant des couplages dynamiques émergents complexes.


La structuration du logiciel

Considérant que l’artiste travaille au plus près des fonctionnalités de l’outil, voire qu’il « travaille les fonctionnalités de l’outil », une contrainte essentielle pour être non seulement un outil de modélisation mais également un outil de création est que les fonctionnalités de l’outil de conception des modèles ne doivent pas masquer les principes de base. Pour ce faire, MIMESIS invite l’utilisateur à manipuler directement les modules d’inertie MAT et d’interactions LIA et leur composition en réseau. Ce choix a un avantage évident puisqu’il conduit l’artiste à agir et à comprendre au niveau des concepts philosophiques fondamentaux du système.

Langage et interfaces pour la conception de modèles MIMESIS

Pour concevoir de tels réseaux physiques, MIMESIS dispose d'un langage spécifique (en anglais, domain specific language). Plusieurs langages ont été conçus dans l’histoire de MIMESIS. Le dernier né, Physics Network Scripting Language (PNSL) est un langage de script qui a été conçu pour être le plus générique possible pour la modélisation physique particulaire. Il propose l’ensemble des activités inhérentes à la modélisation avec CORDIS-ANIMA  et offre un ensemble de commandes permettant la création de modules, leur labellisation et leur connexion, ainsi que l’ensemble des fonctions permettant d’interroger l’état du réseau en cours de conception.

 

 

Comment MIMESIS permet-il de créer tous types d'effets dynamiques ?

Les différents concepts décrits ci-dessus implantés dans CORDIS-ANIMA et rendus accessibles à l’utilisateur par MIMESIS supportent un ensemble de propriétés essentielles nécessaires à un outil de création pour la génération du mouvement visuel.
Tout d’abord, la création du mouvement est essentiellement la recherche d’un lien organique entre temps – espace. Pour cela, les notions de variables duales intensives et extensives de la physique sont des principes très forts. C’est pourquoi, elles sont rendues explicites dans le formalisme. L’espace est intimement lié à la notion de variables extensives telles que les positions, les déplacements et les vitesses. La notion de force permet de corréler implicitement ces variables au cours du temps, via des équations différentielles temporelles. Par conséquent, bien au delà de la modélisation telle qu’elle est pensée de manière classique dans les logiciels d’animation où l’on construit d’abord des formes que l’on met ensuite en mouvement ou dans les systèmes de capture du mouvement ou l’on exécute un mouvement et on le met en forme, il n’y a plus ici d’opposition entre espace et temps. 
Ce formalisme bénéficie d’au moins trois des propriétés connues d’un réseau et qui sont essentielles à tout outil de création : la généricité, la modularité, et le maintien de la cohérence du modèle au cours de sa construction par l’utilisateur. La première propriété de modularité s’exprime par le fait de pouvoir le construire pas à pas par complexification progressive, différemment de la formulation équationnelle usuelle qui doit d’emblée être complète. Cette propriété est fondamentale pour un outil de création qui doit permettre à tout utilisateur de fabriquer ce qu’il souhaite par assemblage – ou composition - de composants.
La deuxième propriété de généricité s’exprime par le fait que la mise en réseau de comportements élémentaires conduit à une approche de type « réseaux», dont on sait qu’elle permet de modéliser une grande variété de comportements dynamiques. Cette seconde propriété est également essentielle pour un outil de création puisque l’activité artistique a pour objet de créer des effets nouveaux et ne peut donc pas se restreindre à des effets donnés ou limités.
La troisième propriété est que l’utilisateur construisant un réseau ne manipule pas des équations. Cependant, la syntaxe des modules manipulés par l’utilisateur garantit qu’il construira toujours un réseau physiquement cohérent sans qu’il ait en s’en préoccuper. L’utilisateur est donc soulagé à la fois de la formulation équationnelle et de la gestion de la cohérence physique entre ces équations. Cette propriété est essentielle puisque l’activité artistique contient nécessairement une phase de concentration intense sur les effets recherchés et non sur leur mise en œuvre mathématique ou algorithmique.
Ces trois principes ont permis de générer une vaste panoplie d’effets dynamiques avec un seul formalisme et un seul type de savoir-faire dont quelques exemples sont donnés ci-après: muscles, corps rigides articulés, déformables, turbulences, fractures, cellules biologiques, avalanches, pâtes, foules, ou de  mouvements dansés.

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