my face

Antoine Webanck

Postdoctoral researcher in Computer Graphics

Chercheur postdoctoral en Informatique Graphique

CNRS, LIRIS, ORIGAMI
  • Desk 11.005 Bureau 11.005
    Building Nautibus Bâtiment Nautibus
    43 Blvd du 11 novembre 1918
    69622 Villeurbanne Cedex

Publications

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Sliced Optimal Transport Sampling

Loïs Paulin, Nicolas Bonneel, David Coeurjolly, Jean-Claude Iehl, Antoine Webanck, Mathieu Desbrun, Victor Ostromoukhov.
ACM Transactions on Graphics (Siggraph 2020)

Abstract Résumé

In this paper, we introduce a numerical technique to generate sample distributions in arbitrary dimension for improved accuracy of Monte Carlo integration. We point out that optimal transport offers theoretical bounds on Monte Carlo integration error, and that the recently-introduced numerical framework of sliced optimal transport (SOT) allows us to formulate a novel and efficient approach to generating well-distributed high-dimensional pointsets. The resulting sliced optimal transport sampling, solely involving repeated 1D solves, is particularly simple and efficient for the common case of a uniform density over a d-dimensional ball. We also construct a volume-preserving map from a d-ball to a d-cube (generalizing the Shirley-Chiu mapping to arbitrary dimensions) to offer fast SOT sampling over d-cubes. We provide ample numerical evidence of the improvement in Monte Carlo integration accuracy that SOT sampling brings compared to existing QMC techniques, and derive a projective variant for rendering which rivals, and at times outperforms, current sampling strategies using low-discrepancy sequences or optimized samples.

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Génération procédurale d'effets atmosphériques

Procedural generation of atmospheric effects

Antoine Webanck
PhD Thesis, 16 July 2019, Thèse de doctorat, 16 juillet 2019, Université de Lyon

Abstract Résumé

This thesis focuses on the synthetization of natural landscapes, and more particularly on their celestial part. The aspect of the sky is governed by plenty of atmospheric phenomena, among which clouds play a major role for they are recurrent and widespread. Even without directly considering the sky, the density of the clouds allows them to intensely modify the global illumination of a landscape. The work of this thesis thus focuses mainly on the editing, modelling and animation of cloud areas of landscape dimensions.

Because simulating the thermodynamics behind the formation of clouds hardly provides any control and the details of the simulated volume are quickly limited, we propose instead a procedural generation method. We build a lightweight cloudscape model as a hierarchy of functions. The finest details are obtained by composing procedural noises and reproduce the specific shapes of different kinds of clouds. The large-scale cloud presence is described at a high level and at different times by maps drawn by the user. These discrete maps are transformed into implicit static primitives and then interpolated by morphing, accounting for relief and winds in order to produce coherent trajectories. The implicit field obtained by mixing the interpolating primitives represents the spatiotemporal field of cloud density. Images are finally synthesized by rendering of the atmospheric participative medium according to our own implementation, executed in parallel on a graphic card.

Cette thèse s’intéresse à la synthétisation de paysages naturels, et plus particulièrement, à leur portion céleste. L’aspect du ciel est gouverné par de nombreux phénomènes atmosphériques parmi lesquels les nuages jouent un rôle prépondérant car ils sont fréquemment présents et couvrent de grandes étendues. Même sans considérer directement le ciel, la densité des nuages leur permet de modifier intensément l’illumination globale d’un paysage. Les travaux de cette thèse se concentrent donc principalement sur l’édition, la modélisation et l’animation d’étendues nuageuses aux dimensions d’un paysage.

Comme la simulation thermodynamique de la formation des nuages est difficilement contrôlable et que les détails du volume simulés sont rapidement limités, nous proposons plutôt une méthode par génération procédurale. Nous érigeons un modèle léger de paysage nuageux sous forme d’une hiérarchie de fonctions. Les détails les plus fins sont obtenus par composition de bruits procéduraux et reproduisent les formes de différents genres de nuages. La présence nuageuse à grande échelle est quant à elle décrite à haut niveau et à différents instants par des cartes dessinées par l’utilisateur. Ces cartes discrètes sont transformées en primitives implicites statiques ensuite interpolées par métamorphose en prenant en compte le relief et les vents pour produire des trajectoires cohérentes. Le champ implicite obtenu par mélange des primitives interpolantes constitue le champ spatiotemporel de densité nuageuse. Des images sont finalement synthétisées par rendu du milieu participatif atmosphérique selon notre propre implémentation exécutée en parallèle sur carte graphique.

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Procedural cloudscapes

Antoine Webanck, Yann Cortial, Eric Guérin, Eric Galin.
Computer Graphics Forum (Eurographics 2018)

Abstract Résumé

We present a phenomenological approach for modeling and animating cloudscapes. We propose a compact procedural model for representing the different types of cloud over a range of altitudes. We define primitive-based field functions that allow the user to control and author the cloud cover over large distances easily. Our approach allows us to animate cloudscapes by morphing: instead of simulating the evolution of clouds using a physically-based simulation, we compute the movement of clouds using key-frame interpolation and tackle the morphing problem as an Optimal Transport problem. The trajectories of the cloud cover primitives are generated by solving an Anisotropic Shortest Path problem with a cost function that takes into account the elevation of the terrain and the parameters of the wind field.

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Modélisation procédurale de nuages multigenre

Yann Cortial, Antoine Webanck, Eric Guérin, Adrien Peytavie, Eric Galin.
Journées J-FIG 2017

Abstract Résumé

La modélisation et le rendu de phénomènes atmosphériques reste un problème ouvert en informatique graphique. L'étendue spatiale ainsi que la complexité des effets lumineux sont particulièrement difficiles à modéliser et à simuler. Dans ce travail, nous proposons un nouveau modèle de représentation de nuages multigenre par combinaison de bruits complexes. Le rendu est assuré par une méthode de single scattering qui prend en compte les nuages ainsi que l'atmosphère, avec une contribution ambiante du ciel environnant ainsi que la traversée des nuages. Nous utilisons une approximation analytique de la fonction de phase des nuages issue des travaux en physique. Cette approche procédurale se prête bien à l'animation et offre un bon niveau de contrôle utilisateur : nous le démontrons par la mise en place et le rendu d'un front météorologique complet combinant des cirrus, cirrostratus, altostratus, altocumulus, stratocumulus, cumulus et cumulonimbus.

Teaching Enseignement


As assistant lecturer, I ran Computer Science classes at the INSA Lyon in the form of directed studies (TD) and practical work (TP). Listed below is the detailed list of classes I provided.

En tant qu'ATER, j'ai assuré des cours de TD et TP à l'INSA Lyon dont voici les détails.

3IF-CMSI TP Calcul matriciel et synthèse d'images Printemps 2019
3IF-AAIA TP, TD Algorithmique avancée pour l'intelligence artificielle et les graphes Printemps 2019
3IF-POO2 TP Programmation Orientée Objet C++ Avancée Automne 2018

As teaching assistant, I ran Computer Science classes at the University of Lyon in the form of directed studies (TD) and practical work (TP). Listed below is the detailed list of classes I provided.

En tant que doctorant et dans le cadre d'une ACE, j'ai assuré des cours de TD et TP à l'Université Claude Bernard Lyon 1 dont le détail est donné ci-dessous.

LIFAP6 TP Algorithmique, Programmation et Complexité Automne
LIFAP2 TD, TP Algorithmique et Programmation Récursive Printemps 2017
LIFAP1 TD, TP Algorithmique Programmation Impérative, Initiation Automne 2016
LIFO40 TP Pratique d'UNIX Printemps 2016
LIF13 TP Algorithmique et Programmation Orientée Objet Printemps 2016
LIF3 TP Algorithmique et Programmation Fonctionnelle et Récursive Automne 2015

Misc Divers


  Elected PhD student Responsable doctorants

Alexis Lebis and I have been elected to represent our fellow PhD students in computer science. As representatives, we are in charge of a few things. We organize scientific seminars and various social events, we siege to the laboratory council, and we maintain the website of the PhD students. Alexis Lebis et moi avons été élus représentants doctorant·e·s par nos collègues doctorants en informatique. En tant que représentants, nous sommes responsables d'un certains nombre de choses. Nous organisons des séminaires scientifiques et différents événements sociaux, nous siégeons au conseil de laboratoire, et nous gérons le site des doctorants.

The scientific seminars that we organize are called junior seminars because they are primarily intended for PhD students. The goal of the junior seminars is to enrich the culture od the PhD students and to raise their awareness to scientific multidisciplinarity. To do so, we choose subjects that are important to our curriculum, topical or original. Then, we contact researchers or other personalities from the country and invite them to talk about their speciality.

Les séminaires scientifiques que nous organisons sont appelés séminaires juniors car ils sont tout d'abord destinés aux doctorants. Le but des séminaires juniors est d'étoffer la culture des doctorant·e·s et de les sensibiliser à la pluridisciplinarité scientifique. Pour ce faire, nous choisissons des sujets importants pour notre cursus, d'actualité ou originaux et contactons des chercheurs ou autre personnalités du pays et les invitons à venir nous parler de leur spécialité.

Le site web des doctorant·e·s permet de centraliser les informations pratiques sur la thèse au laboratoire ainsi que le calendrier des événements importants. Le site nous permet aussi de péréniser les séminaires juniors sous la forme d'entrées rappelant le sujet des séminaires passés et donnant accès aux supports utilisés par les orat·eur·rice·s.

Website of the PhD students Site web des doctorant··s du LIRIS

  Student volonteer for Eurographics 2017 Etudiant volontaire pour Eurographics 2017

I was part of the group of student volonteers who helped organize the 2017 edition of the international Eurographics conference that was held in Lyon, France. J'ai fait partie du groupe d'étudiant·e·s volontaires ayant aidé à l'organisation de l'édition 2017 de la conférence Eurographics à Lyon.

La conférence a eu lieu dans les locaux du centre des congrès de la cité internationale. Notre rôle était notamment d'accueillir et orienter les intervenant·e·s, de passer le micro dans les différentes salles ainsi que d'assurer une couverture photographique de la conférence. Nous avons aussi participé au repas de gala qui s'est tenu dans la grandiose salle de la Corbeille, dans le Palais du Commerce de Lyon.

Website of Eurographics 2017 Site web d'Eurographics 2017

  Children's scientific congress Congrès scientifique des enfants

I participated to the preparation of the 2017 edition of the Children's scientific congress. It is an action of popularization that aims to raise the students' interest in science and research careers. The idea is to bring together nearly 1000 children at a scientific congress on the theme of space, but led by the children themselves. Each child thus presents a poster or a scientific slideshow that has been prepared in advance with the help of PhD students. J'ai participé à la préparation de l'édition 2017 du Congrès des enfants. C'est une action de médiation visant à sensibiliser les élèves aux métiers des sciences et de la recherche. L'idée est de réunir près de 1000 enfants à un congrès scientifique sur le thème de l'espace mais animé par ces mêmes enfants. Chaque enfant présente ainsi un poster ou un panorama scientifique qui aura été préparé au préalable avec l'aide de doctorants.

L'édition 2017 du congrès des enfants a été organisée en parteneriat entre les villes françaises de Toulouse (Cité de l'Espace), Strasbourg (Jardin des Sciences), Paris (Cité des Sciences) et Lyon (Planétarium de Vaulx-en-Velin). Chaque ville a hébergé une portion du congrès sur place, tandis que toutes les villes communiquaient en duplex audiovisuel. Il était initialement prévu d'entrer en duplex avec l'astronaute français Thomas Pesquet depuis la station spatiale internationale, mais Thomas s'est révélé indisponible le jour du congrès (il était responsable de la sortie extravéhiculaire de ses collègues). Cependant, chaque ville a aussi accueilli un·e astronaute français le jour du congrès. Au planétarium, j'ai ainsi rencontré Michel Tognini.

En tant que doctorant, j'ai aidé les élèves d'une classe de primaire à préparer leurs présentations. Je les ai ainsi guidés lors de leurs recherches documentaires, du tri et de la mise en forme des informations écrites et orales. Aussi bien lors des phases de préparation que le jour du congrès, les enfants ont appris l'un des aspects les plus importants de la recherche : la collaboration scientifique.

Portait of the PhD students from Lyon at the Children's scientific congress Portait des doctorant·e·s de Lyon1 au congrès scientifique des enfants

Feedback from the Children's scientific congress with pictures Retour en images sur le Congrès Scientifique des Enfants

 Maths à Modeler

As a PhD student, I had the chance to work with the scientific popularization structure called Maths à Modeler. We animated workshops in a middle school class. The goal of these workshops was to initiate the students to the principles and methods of research by solving a problem related to chess. En tant que doctorant, j'ai eu la chance d'intervenir avec la structure de médiation Maths à Modeler. Nous avons animé des ateliers dans une classe de collégien·e·s afin de les initier aux principes et aux méthodes de la recherche en réfléchissant ensemble sur un problème lié au jeu d'échecs.

Le problème posé aux élèves était le suivant : étant donnés une taille d'échiquier et un type de pièce, comment placer le maximum de copies de cette pièce sur le plateau sans qu'elles ne puissent s'atteindre mutuellement ? Bien entendu, la première étape était de laisser les enfants tester différentes méthodes de placement. Pour ce faire, des pièces et plateaux en bois servaient de support à la réflexion et d'illustration. La seconde étape consistait à formaliser et généraliser les solutions trouvées tout au long des séances avant de tout coucher par écrit pour la fin de séance.

J'ai trouvé très intéressant de regarder les élèves tester et découvrir de nouvelles combinaisons pour placer les pièces. Même s'iels avaient souvent du mal à formaliser une solution, iels se rendaient bien compte que c'était nécessaire, ne serait-ce que pour pouvoir la noter ou l'expliquer sans ambiguïté aux autres. L'intérêt de la généralisation leur apparaissait un peu plus tard, une fois fatigués de tester toutes les combinaisons possibles sur des plateaux de plus en plus grands.

Website of Maths à modeler Site web de Maths à modeler

  Leisure time Loisirs

  • I like drawing, notably at live model workshops where I do my best to capture the complexity of the human body. J'aime dessiner, notamment au cours d'ateliers de modèle vivant où je fais de mon mieux afin de saisir la complexité du corps humain.
  • I read quite a few books (mainly science-fiction) so please don't hesitate to suggest me a new reading! Je lis pas mal de romans (principalement de science-fiction) alors n'hésitez pas à me proposer une nouvelle lecture !
  • Any walk is a good excuse to take out my reflex and do some photography. N'importe quelle ballade est une bonne excuse pour sortir mon réflex et faire un peu de photographie.
  • I always enjoy sharing a good evening of games with friends, be they be board or video games. J'apprécie toujours de partager avec des amis une bonne soirée de jeux, que ce soient des jeux de société ou des jeux vidéo.