Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D

Dimension: px

Commencer à balayer dès la page:

Download "Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D"

Suzanne Labrie
il y a 8 ans
Total affichages :

1 Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D HAEHNEL Jonathan Université de Strasbourg 17 mai 2013 Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

Strasbourg 17 mai 2013 Haehnel Jonathan modèles 3D

2 Plan de la présentation 1 Contexte Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

3 Problématique Objectifs du TER Problématique Equipe IGG : plateforme de numérisation Outil de recalage de photographies par rapport à un modèle 3D d'un objet physique Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

rapport à un modèle 3D d'un objet physique Haehnel Jonathan

4 Méthode actuelle Contexte Problématique Objectifs du TER 1 Estimation des paramètres intrinsèques et extrinsèques des caméras à partir de points mis en correspondance entre photos 2 Extraction d'un nuage de points 3D à partir du jeu de photos 3 Recalage du nuage de points par rapport au modèle 3D Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

d'un nuage de points 3D à partir du jeu de photos 3 Recalage du nuage de points par rapport au

5 Méthode expérimentale Problématique Objectifs du TER But : mettre au point une méthode pour raner ce recalage et s'appuyant sur des contours extraits des photos et extraits de vues du modèle 3D Méthode à tester : les lignes de crêtes apparentes Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

extraits de vues du modèle 3D Méthode à tester : les lignes de crêtes apparentes

6 Problématique Objectifs du TER Objectifs du TER 1 Etudier les diérents méthodes et les types de contours existants 2 Implémenter un outil permettant d'extraire les lignes de crêtes apparentes 3 Tester la qualité des contours obtenus Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

les lignes de crêtes apparentes 3 Tester la qualité des contours obtenus Haehnel

7 Silhouettes Contours suggestifs Crêtes et vallées Apparents ridges Les silhouettes [Tobias ISENBERG 03]! Facile à implémenter! Dépendance du point de vue % Pas susant : Espace image ou objet Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

Dépendance du point de vue % Pas susant : Espace image ou objet Haehnel

8 Silhouettes Contours suggestifs Crêtes et vallées Apparents ridges Les contours suggestifs [Mario Costa SOUSA 03]! Distinction des détails de la forme de l'objet % Dans les régions convexes, des contours importants ne sont pas détectés % Absence de détection de la silhouette : Espace objet Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

Distinction des détails de la forme de l'objet % Dans les régions convexes, des contours

9 Crêtes et vallées [Kyung NA 05] Silhouettes Contours suggestifs Crêtes et vallées Apparents ridges! Détection de la forme sous-jacente de l'objet % Indépendance du point de vue % Absence de détection de la silhouette % Angles trop vifs : Espace objet Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

Détection de la forme sous-jacente de l'objet % Indépendance du point de vue % Absence

10 Silhouettes Contours suggestifs Crêtes et vallées Apparents ridges Lignes de crêtes apparentes [Tilke JUDD 07]! Robustesse! Inclut la détection de la silhouette! Pour accélérer les calculs, implémentation GPU possible : Espace objet ou hybride Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

Pour accélérer les calculs, implémentation GPU possible : Espace objet ou hybride

11 Choix et pipeline Estimation des courbures principales Estimation en fonction du point de vue Détection des lignes de crêtes apparentes Choix d'implantation Méthode originale de Judd : en espace objet et à l'aide du CPU. Méthode hybride de Eric Jardim et Luiz Henrique de Fergueiredo : Meilleures performances Utilisation de la puissance GPU et des shaders Détection dans l'espace image et objet Mes choix Implémentation en C++ avec OpenGL 3.3 Détection des courbures principales avec CGAL Respect de la chaine de traitements introduite par Eric Jardim Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

Méthode hybride de Eric Jardim et Luiz Henrique de Fergueiredo : Meilleures performances Utilisation de la puissance GPU et des shaders Détection dans l'espace

Chaine de traitements Choix et pipeline Estimation des courbures principales Estimation en fonction du point de vue Détection des lignes de crêtes apparentes Espace Objet (maillage) Espace image

12 Chaine de traitements Choix et pipeline Estimation des courbures principales Estimation en fonction du point de vue Détection des lignes de crêtes apparentes Espace Objet (maillage) Espace image (texture) Espace objet 1er rendu 2eme rendu FBO Vertex shader 2Dquad Fragment shader Courbures et directions de courbures principales Courbure et direction de courbure en fonction du point de vue Extraction des Apparents Ridges Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

2Dquad Fragment shader Courbures et directions de courbures principales Courbure et direction de courbure en fonction du point de

13 Qu'est ce qu'une courbure principale? Choix et pipeline Estimation des courbures principales Estimation en fonction du point de vue Détection des lignes de crêtes apparentes Choix d'un point p sur la surface S Dénition d'un plan de coupe au point p tangent à la surface Rotation du plan de coupe Détection des directions e 1, e 2 et des valeurs k 1, k 2 de courbures Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

de crêtes apparentes Choix d'un point p sur la surface S Dénition d'un plan de coupe au point p tangent à la

14 Choix et pipeline Estimation des courbures principales Estimation en fonction du point de vue Détection des lignes de crêtes apparentes Estimation des directions et valeurs de courbures (CGAL) La librairie CGAL Classe Polyhedron_3 pour manipulation des maillages Outil permettant de charger les maillages au format.o Classe Monge_form pour estimation des courbures principales Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

manipulation des maillages Outil permettant de charger les maillages au format.

15 Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25 Contexte Choix et pipeline Estimation des courbures principales Estimation en fonction du point de vue Détection des lignes de crêtes apparentes Estimation des directions et valeurs de courbures (CGAL) 1 Chargement du maillage 2 Estimation des courbures principales Nuage de points pour chacun des sommets Algorithme de parcours en largeur d'un graphe Parcours du graphe en largeur (nuage de points) Sommet : racine Liste<Sommet> : listevoisins Estimation avec CGAL:Monge_form Résultat: k1 : courbure minimum k2 : courbure maximum e1 : direction minimum e2 : direction maximum n : normale

courbures principales Nuage de points pour chacun des sommets Algorithme de parcours en largeur d'un graphe Parcours du graphe en largeur (nuage de points) Sommet :

Choix et pipeline Estimation des courbures principales Estimation en fonction du point de vue Détection des lignes de crêtes apparentes Estimation en fonction du point de vue 1 Vertex shader :

16 Choix et pipeline Estimation des courbures principales Estimation en fonction du point de vue Détection des lignes de crêtes apparentes Estimation en fonction du point de vue 1 Vertex shader : Estimation de la valeur q 1 et de la direction t 1 de courbure en fonction du point de vue 2 Vertex shader : Codage de la courbure en couleur RGB 3 Fragment shader : Interpolation et enregistrement dans une texture 2D q1 t1 q1,t1 q, t x, t y q t x t y Paramètre variable τ : intensité des courbures extraites. Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

: Codage de la courbure en couleur RGB 3 Fragment shader : Interpolation et enregistrement dans une texture 2D q1 t1 q1,t1 q, t x, t y q t x t y

17 Choix et pipeline Estimation des courbures principales Estimation en fonction du point de vue Détection des lignes de crêtes apparentes Détection des lignes de crêtes apparentes 1 Détection des lignes de crêtes apparentes Travail dans l'espace image (second fragment shader) Filtre laplacien adaptatif en fonction de la direction t 1 Les pixels t 1 ont un poid plus élevé Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

dans l'espace image (second fragment shader) Filtre laplacien adaptatif en fonction de la direction t 1 Les pixels t

18 Choix et pipeline Estimation des courbures principales Estimation en fonction du point de vue Détection des lignes de crêtes apparentes Détection des lignes de crêtes apparentes 2 Seuillage = contours les plus marqués (plus contrastés) 3 Plaquage la texture résultante sur un quadrilatère 2D Paramètre variable λ : intensité des contours détectées. Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

(plus contrastés) 3 Plaquage la texture résultante sur un quadrilatère 2D Paramètre variable λ : intensité des

19 Démonstration Contexte Choix et pipeline Estimation des courbures principales Estimation en fonction du point de vue Détection des lignes de crêtes apparentes Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

Détection des lignes de crêtes apparentes Haehnel Jonathan

20 Inuence des paramètres Comparaisons des contours Tests Outils utilisés GIMP Scilab Objectifs Découvrir les eets des paramètres τ et λ Savoir si les apparents ridges sont de qualité. Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

λ Savoir si les apparents ridges sont de qualité.

21 Inuence des paramètres τ et λ Inuence des paramètres Comparaisons des contours τ = -2.9 τ = -5.9 τ = -7.9 Contours détectés avec Sobel sur une photographie λ = 0 λ = 2 = meilleure configuration par comparaison visuelle λ = 7 Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

22 Inuence des paramètres τ et λ Inuence des paramètres Comparaisons des contours τ = -2.9 τ = -6.4 τ = -9.5 Contours détectés avec Sobel sur une photographie λ = 7 λ = 1 = meilleure configuration par comparaison visuelle Il n'y a pas de conguration (τ,λ) par défaut. Variation en fonction de chaque modèle 3D. Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

23 Comparaison avec les photographies Inuence des paramètres Comparaisons des contours Apparent ridges Contours 2D - Sobel Superposition Différences Dragon Masque Boite Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

24 encourageants Dicile de valider la méthode, besoins d'autres tests Tester cette méthode hybride dans l'outil de recalcage Les perspectives d'évolution Variation des paramètres τ et λ dynamiquement et automatiquement => recalage plus able Pré-calcul des courbures principales et enregistrement dans un chier => optimisation des performances Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

25 Fin de la présentation Merci de votre attention! Des questions? Haehnel Jonathan Visualisation des lignes de crêtes apparentes de modèles 3D 17 mai / 25

Documents pareils

Analyse de la vidéo. Chapitre 4.1 - La modélisation pour le suivi d objet. 10 mars 2015. Chapitre 4.1 - La modélisation d objet 1 / 57

Analyse de la vidéo. Chapitre 4.1 - La modélisation pour le suivi d objet. 10 mars 2015. Chapitre 4.1 - La modélisation d objet 1 / 57 Analyse de la vidéo Chapitre 4.1 - La modélisation pour le suivi d objet 10 mars 2015 Chapitre 4.1 - La modélisation d objet 1 / 57 La représentation d objets Plan de la présentation 1 La représentation