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Faire de la recherche appliquée dans un CCTT : l’exemple du CDRIN pour la création numérique.

2.Le CDRIN

Adresse :
608 avenue Saint-Rédempteur
Matane (Québec) G4W 0E1
Canada

Site Web : https://www.cdrin.com

Personne-ressource :
Julien Coll
Conseiller en recherche et en innovation
418 556-6036
coll.julien@cdrin.com

2.1.Le CDRIN 101

L’expertise du CDRIN
Situé à Matane, dans la région du Bas-Saint-Laurent, le Centre de développement et de recherche en intelligence numérique (CDRIN) est un CCTT rattaché au Collège de Matane, qui est reconnu pour son enseignement en programmation pour l’industrie du jeu vidéo et des effets spéciaux. Il a été fondé en 2007 et est devenu un CCTT en 2014.

Le CDRIN est donc spécialisé dans le domaine de l’imagerie numérique, notamment en programmation graphique, en analyse de mouvement, en vision artificielle et en reconstruction 3D. Il a aussi récemment ajouté l’intelligence artificielle à ses champs d’expertise pour le traitement automatique de la langue naturelle et la vision artificielle.

La mission du CDRIN
Le CDRIN a pour mission d’offrir des services de recherche et développement, d’aide technique, de formations spécialisées aux entreprises et d’accompagnement à l’innovation pour les industries créatives et culturelles, ainsi que pour les domaines de l’éducation et de la santé. C’est un pôle d’excellence en intégration de données du multimédia.

Profil des chercheurs
Les chercheurs du CDRIN sont des employés à temps plein ayant exercé plusieurs années dans l’industrie du jeu vidéo et de l’audiovisuel. Depuis que le CDRIN développe des projets de recherche en intelligence artificielle, il recrute aussi des chercheurs issus du milieu universitaire.

En tout, le CDRIN compte une quinzaine d’employés. Parmi ses chercheurs, on compte 3 experts en intelligence artificielle, 1 gestionnaire logiciel et 7 concepteurs de logiciels. Le CDRIN embauche aussi périodiquement des étudiants stagiaires collégiaux et universitaires pour collaborer sur ses projets de recherche.

2.2.Quels types de projets entreprendre avec le CDRIN ?

Le CDRIN accueille majoritairement des projets du secteur créatif et culturel. Sa visée est de développer de nouveaux outils et protocoles pour faciliter, enrichir et accélérer le travail des artistes. Les projets du CDRIN sont toujours des projets de recherche, jamais des projets de production.

Il est spécialisé dans les domaines suivants :

  • Le mouvement

  • La modélisation

  • Le rendu

  • La vision

Le mouvement
L’étude du mouvement est la première expertise du CDRIN. À ses débuts, les projets étaient menés grâce aux technologies d’acquisition de données de mouvement, mais aujourd’hui, avec les techniques d’apprentissage automatique, le CDRIN se sert d’algorithmes appliqués à l’image vidéo pour comprendre, suivre, classer et comparer des mouvements ou des animations.

Problématiques traitées au CDRIN :

  • Analyse et reproduction d’animation 3D

  • Génération d’animations de manière procédurale

  • Localisation, trajectographie, classification ou comparaison de mouvements, avec ou sans marqueur

  • Génération de mouvements par cinématique inverse

  • Analyse, classification et reproduction d’expressions faciales sur un modèle de synthèse

  • Établir un procédé de capture de mouvements dans le but de concevoir un jeu de données massives pour l’entraînement machine (IA)

La modélisation
Les projets de modélisation concernent la construction en 3D d’objets avec des techniques de nuage de points. Le CDRIN exploite la photographie, l’image et la vidéo 2D pour redonner du volume à des objets et les recréer en 3D.

Problématiques traitées au CDRIN :

  • Reconstruire un élément 3D à partir des technologies de photogrammétrie

  • Générer, de manière procédurale, des compositions de scènes (ex. : quartier de ville, couvert forestier, système routier, etc.)

  • Intégrer des données réelles (ex. : nuages de points, données environnementales, etc.) dans un engin de jeu.

Le rendu
Les projets de rendus se concentrent sur l’optimisation des technologies existantes, par exemple pour faire un rendu de glace le plus photoréaliste possible. L’application des effets visuels sur une scène 3D étant souvent basée sur des effets de physique (réflexion, réfraction, radiosité), l’utilisation de nuanceurs est nécessaire pour obtenir des performances en temps réel.

Problématiques traitées au CDRIN :

  • Rendu d’effets de lumière indirecte (illumination globale) en temps réel

  • Déformation et tessellation (pavage) de la géométrie

  • Rendu volumétrique pour de l’imagerie 3D

  • À partir de données environnementales, rendu physiquement réaliste à des fins de simulation

  • Effets visuels (shader) basés sur l’apprentissage machine

La vision
Les projets de vision informatique visent à percevoir, analyser, reconnaître et traiter des composantes dans un média (image, son, mouvement, toucher). Aujourd’hui, le CDRIN utilise l’apprentissage automatique pour repérer des éléments, les classifier et aider à la décision.

  • Problématiques traitées au CDRIN :

  • Comprendre et identifier une composante d’un média

  • Traiter l’information : ordonnancement, classement, distinction, etc.

2.3.Qu’attendre du CDRIN ?

Si vous entreprenez un projet avec le CDRIN, vous pourrez profiter des services suivants, qui constituent les différentes étapes de la recherche appliquée dans un CCTT, comme expliqué précédemment dans la première partie du dossier :

  • La veille technologique

  • La preuve de concept

  • Le prototypage

  • L’implémentation

  • La formation spécialisée

La veille technologique
Il s’agit de faire un état de l’art des recherches déjà effectuées dans un domaine en particulier car il est probable que la question que vous vous posez ait déjà fait l’objet d’articles scientifiques. Le CDRIN fait le tour des solutions qui existent pour ensuite les tester.

Preuve de concept
La preuve de concept permet de prouver qu’une idée fonctionnera une fois concrétisée. Le concept est testé afin d’identifier les risques et faire des recommandations. Le CDRIN démontre la faisabilité de chaque composante technologique du projet de manière à garantir son aboutissement une fois les éléments combinés.

Prototypage
Le prototypage consiste à intégrer, adapter et valider la solution complète dans l’environnement de l’entreprise. Le prototype est retravaillé jusqu’à ce que le résultat puisse être implémenté. Il possède les qualités techniques et les caractéristiques de fonctionnement de la solution dans leur ensemble.

Implémentation
L’implémentation est une étape longue et coûteuse qui consiste à intégrer le prototype dans la solution technologique que l’entreprise souhaite commercialiser, mais ce sera la production qui constituera l’étape d’application réelle de la solution dans ses forme et fonction finales. La production n’est cependant pas assumée par le CDRIN.

Formation spécialisée
Sous la forme d’ateliers pratiques individuels ou en groupe, le CDRIN forme les employés des entreprises pour développer leurs compétences technologiques. Il est en effet nécessaire qu’une fois la solution implantée, les employés sachent comment l’exploiter.

2.4.L’exemple du projet avec Double Stallion

Légende : Bande annonce du gameplay de Speed Brawl de Double Stallion

Le projet que le CDRIN a mené avec le studio de jeu vidéo indépendant Double Stallion consistait à améliorer la qualité visuelle du jeu en mettant en place une fonctionnalité de création dynamique de cartes normale. Les concepteurs de logiciels du CDRIN Olivier Therrien et Antoine Fortin ont programmé des nuanceurs sur le processeur graphique pour permettre l’exécution rapide et parallèle des tâches.


Le CDRIN a aussi exploré de nouvelles techniques pour générer des animations par GPU dans le moteur de jeu de Double Stallion, qui n’avait initialement pas cette fonctionnalité parce qu’il était plus orienté dessins animés et animation 2D que jeu vidéo. Les concepteurs de logiciels ont implanté dans l’engin de jeu cette fonctionnalité, tout en respectant le style des animations du studio.


Pour en savoir plus sur la collaboration du CDRIN avec Double Stallion : cliquez ici.


« Notre projet SEP avec le CDRIN nous a permis de développer une nouvelle technique de rendu pour nos personnages animés. L’équipe du CDRIN s’est occupée de tout le processus d’obtention de la subvention pour la recherche et le développement. Grâce à cette subvention, nous avons bénéficié d’une équipe de chercheurs spécialisés en programmation graphique du CDRIN sans un grand investissement de la part de l’entreprise. Pendant le projet, nous avions des rencontres hebdomadaires avec l’équipe de recherche pour rester au courant de leur progrès et diriger le projet pour atteindre les objectifs de l’entreprise. Nous avons expérimenté plusieurs techniques pour enfin trouver celle qui donnait le meilleur résultat visuel avec des performances acceptables. 

2.5.L’exemple du projet avec OVA

Légende : La plateforme StellarX d’OVA
Le projet mené par le CDRIN avec l’entreprise de création expérientielle en réalité étendue OVA avait pour visée de développer un prototype d’outils d’importation d’objets et de mondes 3D pour la plateforme StellarX d’OVA, qui propose des environnements virtuels interactifs aux industries aéronautiques.

Le CDRIN a ainsi réalisé un outil d’importation d’un format de fichier traditionnellement non supporté par Unity, qu’il a nommé le Graphics Library Transmission Format. Cet outil propose aussi un support pour des dizaines d’applications de modélisation 3D, utilisables par les artistes 3D.

Grâce à l’innovation technologique issue du projet de recherche appliquée, l’entreprise OVA, comme le CDRIN, a accompli son intention de démocratiser la création d’expériences immersives qui permettent la collaboration entre humains et agents intelligents.

Pour en savoir plus sur la collaboration du CDRIN avec OVA : cliquez ici.

« Au courant des dernières années, OVA a collaboré étroitement avec le CDRIN sur des projets de R et D portant sur les domaines de la réalité virtuelle et augmentée, ainsi que sur l’intégration de l’intelligence artificielle au cœur de ce nouveau paradigme. Le CDRIN est une ressource incontournable dans le domaine et aussi une référence très sérieuse. En tant que petite entreprise, souvent les ressources internes se retrouvent submergées par la recherche et par le développement qui se mêlent aux demandes clients, qui entrent en parallèle de la création de notre logiciel.
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