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  Génération et édition de textures géométriques
représentées par des ensembles de points

Sommaire

Avec l'augmentation continuelle de la puissance des ordinateurs, nous sommes en mesure de produire des images par ordinateur comportant des détails de plus en plus riches. Ces détails des objets virtuels 3D sont souvent représentés sous forme de textures colorées et de géométrie. Or, il s'avère qu'avec les méthodes répandues de modélisation géométrique (modeleurs, numérisation 3D, modèles procéduraux, etc.), la tâche de modélisation de ces détails, autant pour la création que l'édition, peut représenter un investissement gigantesque en temps et en talent. Depuis la dernière décennie, les représentations géométriques par points ont gagné en popularité pour leur simplicité et leur efficacité de représentation pour des détails géométriques fins. D'un autre côté, la génération de textures à partir d'exemples a aussi connu beaucoup de progrès au sein de la communauté graphique. Il s'agit de produire une nouvelle texture de taille arbitraire possédant les mêmes caractéristiques qu'un exemple donné. En alliant ces deux concepts, nous présentons dans un premier volet de cette thèse un nouvel algorithme de génération de textures géométriques représentées par des ensembles de points. Cet algorithme se base sur les méthodes de génération par patch de textures colorées avec l'ajout de déformations locales pour mieux aligner les caractéristiques des patches jointes ensemble lors de la génération. Nous présentons des résultats expérimentaux qui montrent la généralité et l'efficacité de cette approche. Il est important aussi de pouvoir modifier à différents niveaux les objets détaillés, tout en préservant les structures des détails. Une approche classique utilise une représentation multirésolution. Ainsi, le second volet de cette thèse traite d'une représentation multirésolution pour des surfaces constituées d'ensembles de points. À chaque niveau de résolution correspond une surface plus lisse et échantillonnée par moins de points que la surface du niveau de résolution précédent, i.e. plus détaillé. De plus, un ensemble de détails relatifs à cette surface est conservé. Comparativement aux travaux antérieurs, notre représentation est généralement plus compacte et efficace, et de robustesse comparable et parfois meilleure.
 

Abstract

Computers are continuously getting more powerful, and thus we are able to produce computer generated images that are very rich in details. These details present in 3D virtual objects are often encoded as color or geometry textures. Considering the widely spread geometric modeling methods (modeling software, 3D scanning, procedural modeling, etc.), the task to model these details, to create as much as to edit them, can require a huge investment in time and talent. In the past decade, point-based geometry representations have gained popularity for their simplicity and their representation efficiency for geometric details. Texture synthesis from examples, whereas generating a new texture of arbitrary size that shares the same features as a given example, has also much progressed in the graphics community. By combining these two concepts, we present in the first part of this thesis a new texture synthesis algorithm for geometry textures represented by point-set surfaces. The algorithm is based on color texture synthesis methods proceeding by patch, with local warping to improve feature alignment of patches to join during synthesis. Our experimental results show the generality and efficiency of our algorithm. It is important to be able to edit detailed objects at different resolution levels while preserving detail structures. A classic approach uses a multiresolution representation. The second part of this thesis exploits multiresolution point-set surfaces. Each resolution level corresponds to a smoother surface represented by less points than the surface at the previous resolution level, i.e. more detailed. In addition, a set of details relative to the surface at this resolution level is stored. Compared to previous work, our representation is generally more compact and efficient, and its robustness is comparable and sometimes better.
 

Mots-clés

Texture géométrique, surface représentée par ensembles de points, génération de textures, surface multirésolution, édition multirésolution.
Geometry texture, point-set surface, texture synthesis, multiresolution surface, multiresolution editing.

Online version

Available here in french (en français) in Adobe PDF format (37.6 MB).
Slides of the defense here in french (en français).

BibTeX

@PhdThesis{Duranleau:2008:PHD,
  author =       "Fran{\c c}ois Duranleau",
  title =        "G{\'e}n{\'e}ration et {\'e}dition de textures g{\'e}om{\'e}triques repr{\'e}sent{\'e}es par des ensembles de points",
  month =        dec,
  year =         2008,
  type =         "Ph.D. Thesis",
  school =       "D{\'e}partement d'Informatique et Recherche 
                  Op{\'e}rationnelle, Universit{\'e} de Montr{\'e}al",
}