| Titre : | Texturation et déformation interactive de nuages de poits |
| Auteurs : | Ali Beddiaf, Auteur ; Mohamed Chaouki Babahenini, Directeur de thèse |
| Type de document : | Mémoire magistere |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2011 |
| ISBN/ISSN/EAN : | TINF/37 |
| Format : | 1 vol. (69 p.) / ill. / 29 cm |
| Langues: | Français |
| Résumé : | Avec la constante augmentation de la complexité des scènes, et les progrès technologiques enregistrés, il s’avère que l’utilisation de maillages de primitives géométriques pour le rendu est devenue de moins en moins attractive comparée à la manipulation directe des points. Étant donné que, lors du rendu, les traitements traditionnellement faits au niveau de la géométrie de la scène, comme l’élimination des faces cachées, deviennent très coûteux quand la scène est très complexe. Un nouveau paradigme pour la synthèse d'images 3D, appelé rendu par points (RPP) a émergé dans le domaine de l'informatique graphique. Le principe de ce paradigme de rendu est de modéliser les objets de la scène 3D comme un nuage de points sans connexité explicite et de générer une image par une simple projection de ce nuage de points, combinée à des techniques permettant de "remplir" les trous éventuels entre les points projetés afin de donner une impression de surface continue. L'un des avantages principaux du RPP est qu'il permet très simplement d'inclure une représentation multi résolution des objets (une représentation grossière lorsque l'objet est éloigné, et une autre plus détaillée lorsque l'objet se rapproche). Néanmoins, le fait de ne pas avoir une gestion de la connexité implique qu'il est très difficile d'appliquer sur cette famille d'objets, certaines techniques classiques comme le placage de textures ou les outils de déformations géométriques. L’objectif de ce travail de magister consiste, dans un premier temps, { formaliser mathématiquement ces opérations de texturation et de déformation sur des nuages, puis de développer différentes techniques algorithmiques permettant d’obtenir des outils interactifs. Notre contribution consiste en la formalisation et l’implémentation d’un outil de texturation sur les nuages de points à base de splats, avec différents paramètres qualitatifs (primitives de rendu, filtrages, placages) et quantitatifs (motifs, modèles 3D). En plus, un deuxième outil de déformation de forme libre sur les objets 3D à base de points, et surtout, nous mettons la lumière sur le fait que cet outil est interactif grâce à une accélération GPU des cartes graphiques modernes. |
| Sommaire : |
INTRODUCTION GENERALE ........................................................................................................... 1
CHAPITRE 1 : LA REPRESENTATION A BASE DE POINTS ........................................................................................ 3 1.1. INTRODUCTION .................................................................................................................. 3 1.2. HISTORIQUE ........................................................................................................................ 3 1.3. CLASSIFICATION DES GEOMETRIES BASEES POINTS : ................................................... 4 1.3.1. NUAGES DESORGANISES ............................................................................................................ 4 A. Points purs............................................................................................................................... 4 B. Points orientés......................................................................................................................... 4 C. Splats ....................................................................................................................................... 5 D. Points différentiels (splats elliptiques) .................................................................................... 5 E. Moving Least Squares Surfaces ............................................................................................... 6 1.3.2. NUAGES DE POINTS STRUCTURES................................................................................................. 7 A. Images de profondeurs ........................................................................................................... 7 B. Représentation volumique d’une surface ................................................................................ 8 1.4. PROCESSUS DE RECONSTRUCTION DE LA SURFACE ....................................................... 9 1.4.1. ACQUISITION DES OBJETS 3D ..................................................................................................... 9 1.4.2. RECONSTRUCTION DES SPLATS .................................................................................................... 9 1.4.3. TRANSFORMATION DES SPLATS CERCLES EN DES SPLATS ELLIPTIQUES ................................................ 10 1.4.4. SELECTION ET OPTIMISATION .................................................................................................... 10 A. Algorithme de la sélection avide (Greedy Selection) ............................................................. 10 1.4.5. REMPLISSAGE DES TROUS ........................................................................................................ 11 1.5. VISUALISATION DES NUAGES DE POINTS ...................................................................... 12 1.5.1. APPROCHES BASEES LANCER DE RAYONS /BACKWARD WARPING ...................................................... 12 1.5.2. APPROCHES BASEES RASTERISATION (Z-BUFFER) / FORWARD WARPING............................................. 14 1.6. RASTERISATION ACCELEREE .......................................................................................... 14 1.6.1. TESTS DE VISIBILITE ................................................................................................................ 14 A. View-frustum culling ............................................................................................................. 14 B. Back-face culling ................................................................................................................... 15 C. Occlusion culling .................................................................................................................... 15 1.6.2. REPRESENTATIONS MULTIRESOLUTIONS PAR LOD (LEVEL OF DETAIL) .............................................. 16 A. Qsplat ........................................................................................................................................ 16 B. Surfels ........................................................................................................................................ 20 1.7. CONCLUSION ..................................................................................................................... 24 CHAPITRE 2 : ÉVOLUTION DU RENDU A BASE DE POINTS .................................................................................... 26 2.1. INTRODUCTION ...................................................................................................................... 26 2.2. POINTS .................................................................................................................................... 26 2.3. SPLATS..................................................................................................................................... 28 2.4. ACCELERATION DU RENDU ................................................................................................... 29 2.5. GPUS PROGRAMMABLES ....................................................................................................... 29 2.6. ECLAIREMENT PLAT, GOURAUD ET PHONG DES NUAGES DE POINTS ............................. 31 2.7. CONCLUSION ........................................................................................................................... 32 CHAPITRE 3: LA TEXTURATION D’OBJETS 3D A BASE DE POINTS ......................................................................... 33 3.1. INTRODUCTION ...................................................................................................................... 33 3.2. TEXTURATION ........................................................................................................................ 34 3.2.1. DEFINITION .................................................................................................................................. 34 3.2.2. FONCTIONS DE PLACAGE (UV MAPPING) ........................................................................................... 34 A. Placage plan .......................................................................................................................... 35 B. Placage sphérique ................................................................................................................. 35 C. Placage cylindrique ............................................................................................................... 35 D. Placage cubique .................................................................................................................... 35 E. Autres placages ..................................................................................................................... 36 3.3. TEXTURATION DES NUAGES DE POINTS ............................................................................. 36 A. Placage plan .......................................................................................................................... 37 B. Placage sphérique ................................................................................................................. 37 C. Placage cylindrique ............................................................................................................... 37 3.4. FILTRAGE DE TEXTURE ......................................................................................................... 38 3.4.1. INTRODUCTION ............................................................................................................................. 38 3.4.2. METHODES DE FILTRAGE ................................................................................................................. 38 3.4.3. PRE-FILTRAGE DE TEXTURE .............................................................................................................. 39 3.5. MIPMAPPING .......................................................................................................................... 40 3.6. ALIASSAGE .............................................................................................................................. 41 3.6.1. INTRODUCTION ............................................................................................................................. 41 3.6.2. FILTRE DE RE-ECHANTILLONNAGE ...................................................................................................... 42 3.7. RESULTATS EXPERIMENTAUX .............................................................................................. 43 3.7.1. COMPARATIF ENTRE LES DIFFERENTES PRIMITIVES DE RENDU .................................................................. 43 3.8. CONCLUSION ........................................................................................................................... 44 CHAPITRE 4: LA DEFORMATION INTERACTIVE DE NUAGE DE POINTS ...................................................................... 45 4.1. INTRODUCTION ...................................................................................................................... 45 4.2. DEFORMATIONS LIBRES SIMPLES ........................................................................................ 45 4.3. DEFORMATIONS LIBRES DIRECTES ..................................................................................... 46 4.4. DEFORMATIONS LIBRES ETENDUES .................................................................................... 47 4.5. DEFORMATIONS LIBRES AVEC UNE MATRICE DE TOPOLOGIE ARBITRAIRE .................. 49 4.6. AUTRES TYPES DE DEFORMATIONS LIBRES ....................................................................... 50 4.6.1. DEFORMATIONS LIBRES RATIONNELLES ....................................................................................... 50 4.6.2. DEFORMATIONS LIBRES BASEES SUR LES NURBS .......................................................................... 50 4.6.3. DEFORMATIONS LIBRES ANIMEES .............................................................................................. 50 4.6.4. DEFORMATIONS LIBRES DE PLUSIEURS NIVEAUX ........................................................................... 50 4.7. DEFORMATIONS SUR LES OBJETS A BASE DE POINTS .................................................. 51 4.7.1. METHODE DE PAULY ET AL. ..................................................................................................... 51 4.7.2. METHODE DE BOUBEKEUR ET AL. .............................................................................................. 52 4.8. MISE EN OEUVRE D’UN DEFORMATEUR DE FORME LIBRE INTERACTIF SUR DES OBJETS A BASE DE SPLATS GRACE A L’ACCELERATION GPU ................................................... 54 4.8.1. DEFORMATEUR ..................................................................................................................... 54 4.8.2. DEFORMATION DES NORMALES................................................................................................. 55 4.8.3. DEFORMATION DE FORME LIBRE ............................................................................................... 56 4.8.4. PIPELINE GRAPHIQUE DE RENDU ................................................................................................ 58 4.8.5. RESULTATS EXPERIMENTAUX .................................................................................................... 59 4.8.6. CONTRIBUTION : ECRITURE DU VERTEX SHADER ............................................................................ 63 4.9. CONCLUSION ..................................................................................................................... 65 CONCLUSION GENERALE .............................................................................................................. 66 BIBLIOGRAPHIE ............................................................................................................................ 67 |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/id/eprint/858 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TINF/37 | Mémoire de magister | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
