web Synthèse d Images Page de Titre Sylvie Alayrangues 2002/2003 Retour Plein Ecran Fermer Quitter

Transcription

1 Synthèse d Images Sylvie Alayrangues sylvie.alayrangues@labri.fr 2002/2003

2 Bref historique Années 50 : Premiers ordinateurs reliés à des écrans CRT (MIT) Projets militaires (Whirlwind, SAGE) Années 60 : Interaction avec l utilisateur (Sketchpad : Y. Sutherland) Années 70 : Démocratisation (baisse des coûts du matériel)

3 Une des premières images de synthèse FIG. 1 Modélisation de la coccinelle de Y. Sutherland dans les années 60

4 Domaines d applications Applications Contraintes Art / Loisirs Cinéma Jeux vidéos Multimédia Conception Architecture Automobile Circuits électroniques Simulation Transports Biomédical chirurgie AO Réalisme Rapidité Compacité Détails Expressivité Précision Réalisme Robustesse, Fiabilité

5 Alien 4 Snapshot d Alien 4

6 Jeu vidéo Capture d écran de Neverwinter Nights

7 Architecture Modélisation de l Ara Pacis - Rome

8 Automobile Modélisation réalisée par SGI

9 Imagerie numérique

10 Représentation des images Réel : informations de diverses natures codage homogène : valeurs numériques Conformation avec l écran : grille régulière image = ensemble de pixels (picture element) association d une couleur/niveau de gris à chaque pixel Problèmes d échantillonnage perte d informations aliasing / crénelage

11 Exemple d un problème d aliasing FIG. 2 image avec aliasing : les raies du pantalon deviennent des cercles

12 Exemple d un problème d aliasing FIG. 3 image avec aliasing : pixellisation au premier plan / disparition du damier au fond

13 Principe de la visualisation de données 3D Problématique : 3D 2D Repère monde Repère écran Modèle numérique : ensemble de points ensemble de facettes enveloppe surfacique de l objet représentation implicite f(x, y, z) = 0... Repère local

14 Principe de la visualisation de données 3D Caméra virtuelle : analogie visualisation 3D / prise de photo caractéristiques de la caméra : position de la caméra (point 3D/ direction) orientation dimensions et position du plan de projection (film / distance focale) Repère plan de projection type de projection Repère caméra

15 Principe de la visualisation de données 3D Image résultante : Mise à l échelle / translation Transformation coordonnées / pixels Repère écran

16 Suite des changements de repères Suite des changements de repères utilisés pour produire une image

17 Exemple d enveloppe surfacique Représentation d un cube de taille 2 à l aide de ses facettes

18 Projection perspective Exemple d une projection perspective

19 Problèmes Caméra virtuelle Appareil photo réel Détermine la position de TOUS les objets de la scène objets trop loins???? objets cachés???? Eclairage???? Apparence des objets (couleurs, textures...)???? Besoin d algorithmes de visualisation spécifiques

20 Principe global de la visualisation 3D

21 Pipe-line des algorithmes de visualisation 3D

22 Hardware Machines stations de travail plutôt que PC traditionnels machines parallèles / cluster de machines Processeurs instructions créant une forme de parallélisme (ex : instructions MMX) pipe-line

23 Hardware Ecrans à tube cathodique (CRT) à cristaux liquides (LCD) : matrice passive matrice active (TFT) Cartes graphiques bus PCI vs bus AGP implémentation matérielle de certaines instructions + pipe-line (ex : NVIDIA GeForce2)

24 Software 3D programmée Bibliothèques graphiques / API graphiques : interface avec les ressources du système graphique primitives graphiques plus ou moins haut niveau application sur mesure mais il faut savoir programmer! Exemples : PHIGS OpenGL (Silicon Graphics) / Mesa (Open Source) OpenInventor Direct X Java3D...

25 Software 3D décrite : fichier contenant la description de la scène rendu par un programme spécialisé : modeleur Exemples : Langage de description de scène : VRML Pov Ray... Modeleurs : 3D Studio Max Amapi Bryce Blender Maya...