Les environnements virtuels 3D sont aujourd'hui utilisés dans de nombreux domaines et couvrent de multiples usages qui vont du divertissement à l'apprentissage en passant par la conception pour l'industrie. Si leur nombre ne cesse de croître chaque année, un problème récurrent freine leur adoption et leur diffusion. Il est en effet aujourd'hui très difficile d'importer des données dans un environnement virtuel autre que celui pour lequel ces données ont été créées. Ceci entraîne de nombreux autres problèmes qui ralentissent la création d'environnements virtuels 3D, augmente leur coût de production et limite leur accès aux utilisateurs. Nous présentons ici une solution qui se propose de réconcilier les modèles existants et à venir de façon à rendre interopérables les contenus et les composants logiciels des environnements virtuels 3D. Cette solution repose sur deux éléments complémentaires: une architecture logicielle et un modèle de conteneur de formats 3D. Nous avons appelé notre système l'adaptateur de graphes de scène ou SGA. Il s'agit d'une architecture générique et modulaire qui permet le chargement de plusieurs formats 3D dans la plupart des composants logiciels des environnements virtuels 3D. Le SGA a non seulement pour rôle d'adapter tous les graphes de scène encodés dans les fichiers 3D en graphes de scène pour les composants qui sont utilisés par l'environnement virtuel mais également de gérer la synchronisation de ces graphes de scène au cours du déroulement de l'application de l'environnement virtuel. Nous avons réalisé une implémentation de cette architecture ainsi que plusieurs instanciations qui permettent le chargement de fichiers au format X3D et COLLADA dans une application dont le rendu se base sur le moteur de rendu graphique Ogre3D et le moteur physique Bullet. Ceci nous a permis de démontrer la faisabilité de cette solution et d'évaluer ses performances. Notre modèle de conteneur de formats 3D permet non seulement de composer des scènes faites à partir des plusieurs fichiers 3D mais aussi de combiner leurs fonctionnalités et de les faire interagir dans l'environnement virtuel. Ce modèle est appelé 3DFC pour conteneur de fichiers 3D et il repose sur le système du SGA pour l'adaptation des graphes de scène encapsulés dans les fichiers référencés par le conteneur. Nous avons réalisé une instanciation pour le modèle 3DFC que nous avons intégrée à notre implémentation du SGA. Nous avons ainsi pu mixer dans une même scène des modèles X3D et COLLADA et combiner les fonctionnalités d'interactions offertes par X3D avec les propriétés physiques autorisées dans COLLADA.

Depuis de nombreuses années, des formats de fichier standardisés ont été conçus pour écrire, lire et échanger des descriptions de scènes 3D. Ces descriptions sont principalement faites pour des contenus visuels; les options accessibles pour les compositions audio des scènes virtuelles sont, dans les meilleurs des cas, pauvres et dans les pires, manquantes. C’est pourquoi nous proposons d’inclure une description sonore riche dans le COLLADA qui est un format standard pour d’échange d’assets numériques. La plupart des langages de description qui incluent une description sonore factorisent les éléments communs aux informations visuelles et sonores. Ces deux aspects sont par exemple décrits dans le même système de coordonnées. Cependant, dès lors qu’une description dynamique ou que des données externes sont requises, toutes les liaisons doivent être faites de manière programmée. Dans cette thèse, nous tentons de résoudre ce problème et nous proposons de donner plus de puissance créative aux sound designers même lorsque les scènes sont dynamiques ou basées sur de la synthèse procédurale. Cette solution est basée sur le schéma COLLADA dans lequel nous avons ajouté la description sonore, des capacités de scripting et des extensions externes. L’utilisation de ce langage COLLADA ainsi augmenté est illustrée à travers la création d’un paysage sonore urbain. / Standardized file formats has been conceived since many years to write, read, and exchange 3D scene descriptions. These descriptions are mainly for visual contents whereas options given for audio compositions of virtual scenes are either lacking or poor. Therefore, we propose to include a rich sound description in the COLLADA, which is a standard format for exchanging digital assets. Most scene description languages with a sound description factorize common elements needed by the graphical and auditory information. Both aspects are, for example, described with the same coordinate system. However, as soon as a dynamic description or external data are required, all the glue must be done by a programming approach. In this thesis, we address this problem and propose to give more creative power in the hands of sound designers even when the scene is dynamic or based on procedural synthesizers. This solution is based on the COLLADA schema in which we add the sound support, scripting capabilities and external extensions. The use of the augmented COLLADA language is illustrated through the creation of dynamic urban soundscape.