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TeX
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TeX
\part{Choix des technologies et prise en main}
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\paragraph{}
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La première phase de stage était de choisir les technologies qui allaient être
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utilisées par la suite. Nous cherchions des technologies permettant la
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visualisation 3D sur un navigateur web afin de pouvoir faire une étude
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utilisateur simplement.
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\section{Côté client}
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\paragraph{}
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Pour le côté client, il y avait plusieurs possibilités :
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\begin{itemize}
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\item WebGL, la spécification des fonctions permettant la 3D dans le
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navigateur
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\item Du code C++ compilé en JavaScript grâce à Emscripten
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\item N'importe quel moteur graphique qui puisse exporter vers JavaScript
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\item Une librairie JavaScript facilitant l'utilisation de WebGL
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\end{itemize}
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\subsection{WebGL}
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WebGL est basé sur OpenGL ES (\emph{Open Graphic Library for Embedded Device}).
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Cela signifie que de nombreuses fonctions présentes dans OpenGL rendant son
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utilisation plus simple ne sont pas disponibles dans OpenGL ES pour des raisons
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de performance. L'utilisation de WebGL devient donc assez complexe, et le
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simple dessin d'un cube tournant avec une lumière et une caméra devient très
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complexe. La contrepartie de WebGL est que toutes les fonctions élémentaires
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sont disponibles, et donc, il n'y a pas de limite imposée par un framework :
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tout devient possible, mais il faut le faire soi-même.
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\subsection{C++ vers JavaScript}
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Le code compilé de C++ et transformé en JavaScript avec Emscripten à ses
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inconvénients : comme WebGL ne supporte que OpenGL ES, il faut rédiger le code
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en utilisant OpenGL ES en C++\footnote{En fait, certaines fonctions de OpenGL
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fonctionnent avec Emscripten : ce sont elles qui sont équivalentes en OpenGL et
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en WebGL}, et les contraintes de la sous-section précédentes sont toujours
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présentes.
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\paragraph{}
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Cette technique permet de bénéficier des performances (à l'exécution) du C++,
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et est très utile notamment dans le cas de portage de programmes déjà
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existants.
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\paragraph{}
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Un des inconvénients de passer par du C++ est que le binaire produit à la
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sortie sera relativement lourd (l'objectif du C++ est de faire le plus de
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calcul possible à la compilation, et les résultats de ces calculs seront donc
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inscrits dans le binaire) et le temps de chargement par le navigateur sera
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long.
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\subsection{Moteur graphique}
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Pour les moteurs graphiques, il y a de nombreux choix possibles. J'ai plutôt
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cherché des moteurs libres, et Vincent \textsc{Charvillat} m'a parlé de \minko{}.
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C'est un moteur graphique qui utilise Emscripten pour exporter vers JavaScript.
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\paragraph{}
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Le principal avantage d'utiliser un moteur graphique est qu'il permet d'avoir
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de très bons rendus assez facilement : toute la partie complexe du rendu est
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déjà implémentée.
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\paragraph{}
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Son inconvénient est qu'il est assez lourd, long à prendre en main, et le
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programme JavaScript sera lui aussi lourd puisqu'il contiendra à la fois notre
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code et la librairie \minko{} compilée vers JavaScript. Les temps de chargement
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étant trop grand, nous nous sommes tournés vers la dernière option.
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\subsection{Three.js}
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\threejs{} est une librairie écrite en JavaScript qui utilise les fonctions de
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WebGL dans des classes qui permettent une utilisation plus simple de WebGL,
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tout en gardant sa puissance. Nous avons opté pour cette librairie pour
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développer notre interface.
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\paragraph{}
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Pour des raisons de simplicité, nous avons décidé de développer le code client
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pour Google Chrome et Firefox, les autres navigateurs ne sont donc pas
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(officiellement) supportés.
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\section{Côté serveur}
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Dans un premier temps, seul le côté client était pris en compte. Les programmes
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étaient écrits en JavaScript et ne nécessitaient pas de serveur. Quand les
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problématiques de dynamicité\footnote{On oppose les sites dynamiques (par
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exemple les réseaux sociaux) aux sites statiques (par exemple les blogs) : dans
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un site statique, l'utilisateur ne peut pas interagir avec le site. Le site se
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contente de délivrer une information.} sont arrivées, il a fallu choisir une
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technologie pour le côté serveur, et là, tous les langages étaient possibles.
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\paragraph{}
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Plusieurs langages et framework ont été testée :
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\begin{itemize}
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\item le PHP : pratique pour des applications très petites, mais le langage
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est peu confortable dès que la taille du serveur grandit.
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\item les scripts CGI\footnote{Un script CGI est un programme dont
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l'exécution imprime une page web (ou autre) sur la sortie standard.
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Ils sont très simples à utiliser, puisqu'un simple \emph{Hello world}
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en C peut devenir un script CGI} (en python) : assez pratique pour des
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petites applications. Au final, cela ressemble un peu à du PHP mais
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dans un langage un peu plus confortable.
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\item Django (framework web en python) : très pratique, notamment pour des
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grosses applications, mais il a l'inconvénient d'être assez coûteux en
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mémoire vive (à ce moment, le serveur était hébergé sur une machine qui
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n'avait que 512 Mo de mémoire vive, et les temps de génération des
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réponses était de l'ordre de la dizaine de secondes).
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\item \nodejs{} : permet d'écrire le code serveur en JavaScript. Il est un
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peu moins pratique que Django (même si avec un peu de travail, on
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arrive à obtenir une architecture y ressemblant), mais il a l'avantage
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d'être très utilisé, et il existe donc de nombreuses librairies qu'on
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peut y ajouter.
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\end{itemize}
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\paragraph{}
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J'ai fini par choisir \nodejs{}, notamment pour l'existance d'une librairie
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nommée \socketio{}, qui permet l'utilisation facile des sockets (côté serveur,
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et côté client, c'est-à-dire les WebSockets du navigateur web). Pour des
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raisons pratiques, le serveur a été herbergé sur un cloud gratuit (OpenShift).
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\section{Base de données}
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\paragraph{}
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Pour le système de gestion de base de données, nous avons choisi Postgres (qui
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est libre et qui a largement fait ses preuves). OpenShift propose d'héberger
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lui-même la base de données, mais la version gratuite ne proposant qu'1 Go
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d'espace de stockage, nous avons préféré l'héberger nous-même.
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\newpage
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\section{Développement, debug et déploiement}
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\paragraph{}
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Pour éviter d'avoir des fichiers trop longs, nous avons choisi de séparer les
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sources dans de nombreux fichiers de taille plus petite, et de les fusionner
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automatiquement. Pour le développement, ils seront simplement concaténés grâce
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à un script développé spécialement pour cela, qui mime les paramètres de
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Closure Compiler qui sera utilisé pour la fusion au moment du le déploiement
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(ce dernier permet non seulement la fusion des fichiers mais aussi la
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minification\footnote{la minification sert notamment à réduire la taille du
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script : n'oublions pas que nous parlons de serveur web, et il est donc
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intéressant de réduire la taille des programmes de sorte à les charger plus
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rapidement} (effacement des commentaires et des retours à la ligne,
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simplifications des noms de variables et plus \footnote{en JavaScript, il est
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plus court d'écrire \texttt{!0} pour \texttt{true} par exemple.}). Pour le
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développement, on a utilisé \href{https://github.com/remy/nodemon}{nodemon} et
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inotify, qui permettent de relancer le serveur local lorsqu'une modification
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est détectée (la fusion des fichiers est donc réeffectuée).
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\paragraph{}
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En ce qui concerne le versionnage des fichiers, nous avons utilisé Git avec
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deux dépôts :
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\begin{itemize}
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\item le premier, hébergé sur
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\href{https://github.com/tforgione/3dinterface}{Github}, sert au
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développement, et contient les fichiers fractionnés ainsi que les
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outils permettant la génération des fichiers fusionnés.
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\item le deuxième, hebergé chez OpenShift, qui contient la version finale
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du programme, permet de déployer le code du serveur quand les
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modifications sont propagées jusqu'à celui-ci.
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\end{itemize}
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\paragraph{}
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Pour nous aider au debug, nous avons utilisé \href{http://jshint.com/}{JSHint}
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qui nous aide à détecter les erreurs potentielles liées aux subtilités du
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langage.
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\section{Documentation}
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En plus des rapports, deux documentations sont présentes.
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\subsection{\href{https://github.com/tforgione/3dinterface/wiki}{\emph{Github Wiki}}}
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Github permet la création de Wiki pour chaque \emph{dépôt} et nous nous en
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sommes servi pour de la documentation de haut niveau : il ne présente que des
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aspects théoriques de ce qui a été réalisé pendant ce projet.
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\subsection{\href{http://l3d.no-ip.org/}{L3D}}
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Pour de la documentation de plus bas niveau (comment chaque classe ou méthode
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fonctionne) nous avons utilisé \jsdoc{} (équivalent de javadoc mais pour
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JavaScript) et nous générons automatiquement des pages html pour avoir une
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documentation lisible et à jour sans avoir à parcourir le code.
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\newpage
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\section{Familiarisation}
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Pour me familiariser avec les technologies et librairies, j'ai développé
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quelques applications simples.
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\subsection{Bouncing Cube}
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Ceci est une première application de test de la librairie graphique. C'est une
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des premières applications qui a été faite, et elle m'a surtout servi à
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me familiariser avec la technologie, et notamment avec les clics sur les
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objets. C'est un simple cube, qui rebondit sur le sol et finit par s'arrêter.
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En cliquant sur le cube, il saute à nouveau.
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\subsection{Multisphere}
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Ceci est une des premières applications faites : elle m'a permi de tester
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l'affichage et le masquage des objets dans la librairie graphique. L'objectif
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était de raffiner le maillage au fur et à mesure en utilisant des modèles
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diffférents (plusieurs modèles sont chargés et on passe de l'un à l'autre en
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cliquant sur l'interface).
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\subsection{Stream-demo}
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Ceci est la première application que j'ai développée et qui utilise les sockets
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: c'est une version simplifiée du \texttt{ProgressiveLoader} que l'on détaillera
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dans la section \ref{streaming}.
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