Techniques d'amélioration de la visualisation : cartes et boîtes

par Jérôme Grasset

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Dimitri Pléménos et de Olivier Terraz.


  • Résumé

    Les calculs de visibilités sont omniprésents en infographie, pour des applications très variées, telles que la production d'une image ou certaines techniques de modélisation à différents niveaux de détails. Deux outils s'intégrant dans ce domaine sont proposés: des cartes de visibilité, et des boîtes englobantes augmentées. Les cartes de visibilités sont une structuration topologique de ce qui est visible d'une scène tridimensionnelle depuis un point de vue donné. Leur construction repose sur la réalisation d'une carte de la projection de la scène. Les parties cachées sont identifiées puis supprimées grâce à un étiquetage basé sur le classement en profondeur des polygones de la scène. Une extension de l'étiquetage permettant d'enrichir les cartes de visibilité est proposée. Une première application est étudiée: un lancer de rayons s'appuyant sur une carte de visibilité pour déterminer le polygone atteint par chaque rayon lancé. Les temps de calculs obtenus mettent en évidence un gain important. Les boîtes englobantes augmentées sont un outil de simplification d'objet. Il s'agit de précalculer ce qui est visible d'un objet à travers chaque face de sa boîte englobante. Un certain nombre de prises de vue est utlisé pour estimer ce que l'on voit à travers chaque face, en faisant appel à un ZBuffer. On associe alors à chaque face un ensemble de polygones potentiellement visibles à travers elle. Lors de l'utilisation, en temps réel, les faces de la boîte englobante qui sont visibles indiquent les ensembles de polygones à transmettre au module d'affichage. Moyennant une structure de données appropriée, les animations produites sont parfaitement fluides. Les simplifications obtenues sont intéressantes et permettent un gain réel en terme de rapidité d'affichage. Les techniques employées introduisent néanmoins certaines dégradations de la qualité de l'image, qui peuvent être atténuées grâce à diverses méthodes étudiées.


  • Résumé

    Two tools dealing with visibility computations are proposed. The visibility maps are a topological structuration of what can be seen from a given viewpoint. They are computed from the projection of the scene. Hidden parts are removed using a labelling method. An extension of this labelling is proposed to increase the type of the data that the maps can include. A first application is studied : a ray tracing that uses a visibility map to detect which polygon of the scene is hit by each ray. The rendering times seem very promising. The augmented bounding boxes are a way to simplify an object, by precomputing which of its polygons can be seen from each face of its bounding boxe. Several rendering from a ZBuffer are used to estimate which polygons can seen through each face. This way a potentially visible set of polygons (PVS) is associated with every face. When the object has to be drawn, only the PVS relating to the faces of its bounding box that are visible from the current viewpoint are sent to the display module. With an efficient data structure, the animation is smooth. A good amount of simplification is obtained, that induces a real acceleration of display. Nevertheless,some visible polygons may be missed in visibility precomputations, resulting in mistakes in some final images. This can be reduced using some proposed methods.

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Informations

  • Détails : 182 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 173-182

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  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Sciences et Techniques). Service Commun de la documentation.
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