Reshape and Relighting for Interactive Content Creation and Manipulation
Remodelage et Re-eclairage Pour La Création et Manipulation de Contenu Interactif
Résumé
Over recent years, computer graphics tools and techniques have become accessible to a wider audience, allowing non-experts to create 2D and 3D digital content of their own. However, most users still lack the skills to create content that is both attractive and use- ful. This thesis proposes solutions to bridge this gap, by providing tools that can be used by non-expert users to assist content creation for virtual worlds. We first address the complexity present in current 3D modeling tools, which are tar- geted at experienced users. Our approach allows users to simply drag and drop vertices of an architectural model to accomplish the desired changes, while also adapting the tex- tures. We cast the problem as a set of linear equations representing the structure of the 3D model. At run time, the equations are solved in a least squares sense, allowing the user to make changes to the 3D model while preserving overall shape and texture. We next adapt this approach to an immersive 3D virtual environment. The user can interact with the modeling system using gestures, while immersed in a 4-wall projection system. We augment our approach with basic lighting capabilities, allowing the user to change the day and time of the year to visualize light distribution inside the architectural model. We conclude this thesis with a solution that allows users to change the lighting in a photograph of a tree. We adopt a single scattering volume rendering approach to approximate light distribution in tree canopies. Using a few pictures at a single time of the day as input our solution enables the user to virtually change the time of day at which the input picture was taken
Remodelage et Ré-éclairage Pour La Création et Manipulation de Contenu Interactif Resumé Ces dernières années, les outils et techniques d'infographie sont devenus accessibles à un public plus large, permettant á des non-spécialistes de créer du contenu numérique 2D ou 3D par eux-mêmes. Cependant, la plupart des utilisateurs n'ont pas les compétences nécessaires pour créer du contenu qui soit à la fois esthétique et utile. Dans cette thèse, nous proposons de combler cette lacune en fournissant des outils qui peuvent être employés par des utilisateurs non-experts pour aider dans la création de contenu numérique pour des mondes virtuels. Nous examinons d'abord la complexité des outils de modélisation 3D actuels, qui sont conçus pour des utilisateurs expérimentés. Notre approche permet aux utilisa- teurs de simplement déplacer les sommets d'un modèle architectural pour effectuer les changements souhaités, tout en adaptant les textures du modèle. Nous avons posé le problème comme un système d'équations linéaires représentant la structure du modèle 3D. A l'exécution, les équations sont résolues selon la méthode des moindres carrés, per- mettant à l'utilisateur de modifier le modèle 3D tout en préservant la forme générale et la texture. Nous adaptons ensuite cette approche à un environnement virtuel 3D immersif. L'utilisateur peut interagir avec le système de modélisation en utilisant des gestes, étant immergé dans un système de projection avec 4 murs. Nous étendons notre approche avec des capacités d'éclairage basiques, permettant à l'utilisateur de changer le jour de l'année et l'heure pour visualiser la distribution de la lumière à l'intérieur du modèle architectural. La dernière partie de cette thèse présente une solution qui permet aux utilisateurs de modifier l'éclairage d'une photo d'un arbre. Nous adoptons une approche de rendu volumique à un rebond pour estimer la répartition de la lumière dans le feuillage des arbres. Avec quelques photos prises à un seul moment de la journée comme entrée, notre solution permet à l'utilisateur de changer l'heure de la journée à laquelle la photo d'origine à été prise, et ce avec un éclairage cohérent.
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