Techniques alternatives de visualisation pour la prise de connaissance de scènes tridimensionnelles

Discipline

Informatique

Classification

Informatique

Mots-clés libres

infographie, réalité virtuelle, imagerie 3D

Mots-clés

Infographie - Thèses et écrits académiques,

Reconnaissance des formes (informatique) - Thèses et écrits académiques,

Analyse de scènes (informatique) - Thèses et écrits académiques,

Imagerie tridimensionnelle - Thèses et écrits académiques

Le développement rapide du domaine de la synthèse d'image, la diffusion de son domaine dans de nombreuses applications et puis grâce au développement des matériels en vitesse et capacité en mémoire permettant ainsi la visualisation de scènes de hauts niveaux, le problème de la compréhension et de la prise des connaissances des scènes tridimensionnelles devient de plus en plus pertinent et compliqué. Depuis le milieu des années 70, pratiquement aucune technique de base nouvelle de visualisation n'a vu le jour. Tous les efforts des chercheurs se sont portés sur les possibilités d'amélioration des techniques déjà existantes soit en réduisant les temps de calcul, soit en réduisant l'encombrement de la mémoire, soit encore en inventant des modèles photométriques plus sophistiqués permettant une meilleure qualité des images obtenues. D'autres chercheurs ont concentré leurs études sur la recherche des méthodes de calcul automatiques de bons points de vue ou à faire une animation tout autour de la scène suivant un chemin qui respecte des règles heuristiques évitant les brusques changements déconcertants l'observateur. Or ces techniques ne sont pas suffisantes pour répondre à toutes les scènes qui peuvent être crées par les matériels actuels. Nous allons donc proposer dans ce mémoire des techniques alternatives basées sur la combinaison des techniques existantes de visualisation afin d'améliorer la compréhension de certaines scènes complexes. Nous allons tout d'abord étudier le cas des scènes tridimensionnelles complexes qui comportent beaucoup de lumières, des miroirs et des objets transparents, produisant ainsi des effets réalistes qui peuvent créer des illusions dues à la présence des ombres, réflexions et réfractions. La présence de ces effets réalistes peut confondre l'utilisateur et l'empêcher de distinguer entre les objets réels de la scène et tout ce qui est illusoire. Pour améliorer la compréhension de ce type des scènes, nous avons proposé une nouvelle méthode qui combine la technique de visualisation réaliste de lancer de rayon avec l'algorithme économique du raffinement sélectif et la méthode de suivi de contour par le code de direction afin de mettre en évidence les objets réels de la scène en détectant leurs contours apparents dans le but de leurs distinguer de leurs réflexions et réfractions. Un autre type de scènes sera introduit dans ce mémoire, celui des scènes qui comportent des objets englobant d'autres objets. Trois nouvelles techniques alternatives seront décrites dans ce mémoire afin d'améliorer la visualisation et la prise de connaissance de ce type de scène. La première tend à visualiser l'objet englobant en mode filiaire alors que l'objet intérieur sera visualisé en mode plein. L'élimination des parties cachées sera réglée par la combinaison de la méthode du z-buffer avec le back facing culling. La deuxième approche tend à créer un trou sur les faces de l'objet englobant faisant ainsi apparaître l'objet intérieur. Deux méthodes sont proposées afin de réaliser ce but. La première est appliquée seulement aux scènes dans lesquelles l'objet englobant en modélisé par des facettes polygonales et elle tend à éliminer les facettes de l'objet englobant qui cachent l'objet intérieur. La deuxième peut être appliquée à n'importe quelle modélisation de scène et elle tend tout d'abord à visualiser les deux objets: l'objet englobant et l'objet intérieur, puis d'assombrir les pixels proportionnels à la silhouette de l'objet intérieur et orthogonaux dirigés vers l'extérieur de l'objet intérieur.