Placement de caméra en environnements virtuels
Virtual camera control
Résumé
Virtual camera composition consists in positioning and orienting a camera within a 3D environment in order to fulfil a set of user-defined visual or cinematographic properties. This task is difficult to achieve in practice. Indeed, while the user knows exactly how the objects should be laid out in the resulting image, the camera's 3D software manipulation process is awkward. The user has to perform a mental inversion i.e., while knowing the result, he has to infer the camera's position and orientation in the 3D environment which will lead to the correct layout on the screen. As a result, the user would greatly profit from the development of virtual composition assisting techniques. In this thesis, we have identified three research interests related to virtual camera composition that deserve specific attention. Firstly, existing camera control techniques lack flexibility both in the resolution and the description processes. Over-constrained problems (i.e. without any solutions) are but not supported and describing a camera composition problem by a set of visual properties can be difficult. We propose a flexible resolution technique that computes the solutions by maximizing the number of their properties, regardless of whether the problem is over-constrained or not. Secondly, existing methods only compute a unique solution for a virtual camera composition problem, even when the problem possesses a set of equivalent solutions with respect to the properties. We introduced the semantic volumes method which computes every class of semantically equivalent solution and presents the user with an appropriate representative for each class. Finally, occlusion consists of a fundamental problem regarding the conveyance of information contained in images. Consequently, we have proposed a new method for occlusion avoidance in dynamic real-time virtual environments.
Le placement de caméra en environnement virtuel consiste à positionner et orienter une caméra virtuelle 3D de façon à respecter un ensemble de propriétés visuelles ou cinématographiques définies par l'utilisateur. Réaliser cette tâche est difficile en pratique. En effet, l'utilisateur possède une vision claire du résultat qu'il souhaite obtenir en termes d'agencement des objets à l'image. Toutefois le processus classique de placement de caméra est particulièrement contre-intuitif. L'utilisateur doit effectuer une inversion mentale afin d'inférer la position et l'orientation de la caméra dans l'environnement 3D amenant au résultat souhaité. Des méthodes d'aide au placement de caméra apparaissent donc particulièrement profitables pour les utilisateurs. Dans cette thèse, nous identifions trois axes de recherche relativement peu couverts par la littérature dédiée au placement de caméra et qui nous apparaissent pourtant essentiels. D'une part, les approches existantes n'offrent que peu de flexibilité tant dans la résolution que dans la description d'un problème en termes de propriétés visuelles, en particulier lorsque celui-ci ne possède aucune solution. Nous proposons une méthode de résolution flexible qui calcule l'ensemble des solutions, maximisant la satisfaction des propriétés du problème, que celui-ci soit sur-contraint ou non. D'autre part, les méthodes existantes ne calculent qu'une seule solution, même lorsque le problème possède plusieurs classes de solutions équivalentes en termes de satisfaction de propriétés. Nous introduisons la méthode des volumes sémantiques qui calcule l'ensemble des classes de solutions sémantiquement équivalentes et propose un représentant de chacune d'elles à l'utilisateur. Enfin, le problème de l'occlusion, bien qu'essentiel dans la transmission de l'information, n'est que peu abordé par la communauté. En conséquence, nous présentons une nouvelle méthode de prise en compte de l'occlusion dans des environnements dynamiques temps réel.
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