Représentations d'arbres réalistes et efficaces pour la synthèse d'images de paysages

Alexandre Meyer 1
1 iMAGIS - Models, Algorithms and Geometry for Computer Generated Image Graphics
GRAVIR - IMAG - Graphisme, Vision et Robotique, Inria Grenoble - Rhône-Alpes
Résumé : Cette thèse, située dans le cadre de la synthèse d'images de paysages, est consacrée à des représentations d'arbres adaptées soit au rendu de haute-qualité, soit au rendu temps réel. Les techniques de modélisation d'arbres donnent à ce jour de bons résultats en termes de diversité d'espèces et de formes représentables. Cependant, leur représentation géométrique nécessite une multitude de polygones représentant des détails fins, source d'un coût de calcul important et de gros problèmes d'aliassage lors du rendu de l'image. Pourtant, la construction de niveaux de détails par simplification de maillage ne peut s'appliquer à un arbre sans en modifier l'opacité et l'illumination globale, à cause du caractère disparate et non continu du feuillage. En suivant l'idée de représenter un ensemble de primitives (feuilles ou branches) par paquet intégrant les aspects géométriques et photométriques, nous avons conçu deux nouvelles représentations. La première, destinée au rendu haute-qualité, est basée sur le calcul analytique du modèle d'illumination global d'une géométrie représentant un rameau d'aiguilles de conifère. En nous servant des connaissances a priori concernant la distribution géométrique des aiguilles, nous avons mis au point une hiérarchie de trois shaders capables de représenter à une échelle donnée les effets cumulés des niveaux plus fins, sans avoir à les échantillonner, et en tenant compte de l'auto-ombrage et de la visibilité. Le caractère analytique de ces shaders permet à la fois d'accélérer considérablement les temps de calcul et d'obtenir des images de qualité, en particulier avec très peu d'aliassage. La deuxième, destinée au rendu temps réel, se compose d'une hiérarchie d'images correspondant à l'échantillonnage des directions de vue et de lumière, que nous affichons à l'aide de billboards en interpolant les images. Nous y associons une structure de visibilité pré-calculée, basée sur des cubes de visibilité, pour traiter l'auto-ombrage et l'ombrage en temps interactif. Notre implémentation permet l'affichage interactif d'une forêt de 1000 arbres avec illumination, auto-ombrage, ombrage, et avec possibilité de déplacer interactivement la source de lumière
Type de document :
Thèse
Interface homme-machine [cs.HC]. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2001. Français
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Contributeur : Thèses Imag <>
Soumis le : lundi 16 février 2004 - 14:38:20
Dernière modification le : mercredi 25 juillet 2018 - 01:24:17
Document(s) archivé(s) le : vendredi 2 avril 2010 - 19:52:36

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Alexandre Meyer. Représentations d'arbres réalistes et efficaces pour la synthèse d'images de paysages. Interface homme-machine [cs.HC]. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2001. Français. 〈tel-00004686〉

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