Modélisation par fusion de formes 3D pour la synthèse d'images : rendu de scènes 3D imitant le style "dessin animé"

Modeling using fusion of 3D shapes for computer graphics cartoon-looking rendering of 3D scenes

• Auteur / Autrice : Philippe Decaudin
• Direction : Christine Fernandez-Maloigne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Infographie
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Algorithmes

Modèles mathématiques

Modélisation tridimensionnelle

Texture (traitement d'images)

Traitement d'images -- Techniques numériques

Reconstruction d'image

Animation par ordinateur

Dessin par ordinateur

Infographie

Mots clés libres

Synthèse d'image

Dessin animé

Rendu image

Déformation

Résumé

Nous proposons, dans une première partie, de nouveaux outils de modélisation d'objets tridimentionnels pour la synthèse d'images. Ils permettent de modeler interactivement des formes d'aspect lisse telles que des formes organiques (animaux, corps humains) et facilitent leur animation et leur texturation. Un objet de forme complexe est créé en appliquant une succession de déformations de type fusion ou flexion à un objet simple. L'outil de fusion permet de modeler l'objet en le fusionnant avec une forme 3D simple (sphère, ellipsoïde,. . . ) ; l'objet est déformé de façon à englober la forme simple. L'outil de flexion est utilisé pour créer des articulations qui permettront d'animer l'objet. Dans la deuxième partie, nous proposons un algorithme de rendu non-photoréaliste. Il génère des images imitant le style «dessin animé» traditionnel (ou «bande dessinée») à partir de la description tridimensionnelle d'une scène fixe ou animée. Pour ce faire, l'algorithme fait appel à des techniques qui permettent de dessiner les contours des objets (profils et arêtes sont dessinés en traits noirs), de colorer uniformément les surfaces intérieures à ces contours, et de faire apparaître sur les objets les ombres propres et les ombres portées dues aux sources de lumière éclairant la scène.

In the main section, we introduce new tools for modeling three¬dimensionnal objects for computer graphics. They allow interactive modeling of smooth shapes such as organic-looking shapes (animals, human bodies) and help animating and texturing them. A complex object is created by applying a succession of fusion and twist deformations to a simple object. The fusion tool allows deformation of the shape of the object by merging it with a simple 3D-shape (sphere, ellipsoid,. . . ); the object is deformed so that it embeds the simple shape. The twist tool allows creation of articulations which can be used to animate the deformable object. In a second section, we introduce a non-photorealistic rendering algorithm. It produces images having the appearance of a traditional cartoon from a 3D description of the scene (a static or an animated scene). The 3D scene is rendered with techniques allowing to outline the profiles and edges of objects, to color uniformly the patches, and to render shadows (self-shadows and projected-shadows) due to light sources.