Romain Vergne. 14 juin 2007

Transcription

1 éclairés par des éclairés par des 14 juin 2007

2 Plan éclairés par des

3 Carte d'environnement : principe éclairés par des Environnement = image/texture 1 pixel = 1 source de lumière directionnelle Simulation d'un éclairage distant

4 Carte d'environnement : exemple éclairés par des Eclairement d'une sphère avec une carte d'environnement cubique

5 Images (High Dynamic Range) éclairés par des bits par canal Valeurs ottantes Informations correspondantes aux valeurs réelles de luminances Création : avec des capteurs spéciques à partir d'une série d'images traditionnelles

6 Images (High Dynamic Range) éclairés par des Nécessité de compresser les valeurs des pixels avant de les acher Adaptation de ton : réduire la dynamique d'une image pour la transformer en image LDR (Low Dynamic Range) But : préserver les détails, les contrastes, les couleurs et les sensations de brillances Nombreux algorithmes : opérateurs globaux : un facteur appliqué sur l'ensemble des pixels opérateurs locaux : prise en compte d'un voisinage

7 Rendu expressif éclairés par des Ensemble des techniques dont le but n'est pas de reproduire dèlement les lois de la physique But : contrôler l'information à faire passer 2 grands domaines : illustrations (croquis, dessins scientiques,...) peintures (aquarelle, impressionnisme,...) [Praun et al.,01] [Winnemöller et al.,06] [Hertzmann,98] [Bousseau et al.,06]

8 Rendu expressif éclairés par des Travaux combinant des stylisations 2D et 3D [Fischer,06] [Haller et al.,05]

9 Adaptation de ton avant ou après la stylisation? Premiers travaux : [Smith et Krawczyk,06] éclairés par des Image originale LDR En haut : détection des arêtes, adaptation de [Ward,94] En bas : style cartoon [Winnemöller et al.,06], adaptation de [Reinhard et al.,02]

10 Adaptation de ton avant ou après la stylisation? éclairés par des Illustration avec une segmentation (Kmeans [Macqueen,67]) Image originale LDR

11 Adaptation de ton avant ou après la stylisation? éclairés par des Illustration avec une segmentation (Kmeans [Macqueen,67]) Image originale LDR

12 éclairés par des

13 Dessin interactif de lignes Création des niveaux de détail (mipmaps) éclairés par des But : améliorer la cohérence des réexions sur l'objet La densité des lignes doit être préservée

14 Dessin interactif de lignes éclairés par des Création des niveaux de détail (mipmaps) moyenne minimum maximum combinaison min/max

15 Dessin interactif de lignes Détection des contours de l'objet : principe éclairés par des Lieux où le produit scalaire entre la normale et le vecteur de vue est égal à 0 Ne sut pas sur un maillage (surface discrète) Solution : utiliser la courbure comme nouveau seuil (c = d n ) [Judd et al.,07] ds

16 Dessin interactif de lignes Combinaison mipmaps/contours Ajout d'une texture pour améliorer la cohérence éclairés par des nombre de précalculs 640x x800 polygones Lucy s 30 FPS 27 FPS Rosace s 17 FPS 16 FPS Processeur AMD Turion 64 X2 Mobile TL GHz, carte graphique nvidia GeForce Go 7600, carte d'environnement cubique de résolution 6x512x512

17 Stylisation basée sur des textures éclairés par des Segmentation en 6 régions Utilisation de textures de bruits

18 Stylisation basée sur des textures éclairés par des Implémentation de l'adaptation de ton globale sur GPU Parcours de la texture Calcul du facteur d'adaptation Mise à l'échelle de chaque pixel

19 Stylisation basée sur des textures éclairés par des Résultats nombre de précalculs 640x x800 polygones Sandale s 25 FPS 11 FPS Heptoroid s 19 FPS 10 FPS

20 D'autres stylisations Style cartoon Style Impressionniste Mise en valeur de l'objet/de l'environnement Stylisation des régions diuses/spéculaires Utilisation de la transparence éclairés par des

21 Nouvelles stylisations éclairés par des Amélioration des styles existants pour le rendu impressionniste pour la détection de contours (crêtes apparentes [Judd et al.,07]) Création de nouveaux rendus segmentation Mean Shift [Comaniciu et Meer,99] rendu aquarelle [Bousseau et al.,06] Eviter les précalculs (acquisition des d'environnement en temps réel)

22 Amélioration de la cohérence du rendu éclairés par des Cohérence des lignes dans les mipmaps [Barla et al.,05] Cohérence des textures éviter l'eet rideau de douche Dynamic Canvas [Cunzi et al.,03] Dynamic 2D Patterns for Shading 3D Scenes [Breslav et al.,07]

23 Interface utilisateur éclairés par des Pour les précalculs segmentation interactive [Lischinski et al.,06] choix d'un style pour chacun des rendus stylisations diérentes sur l'environnement et sur l'objet Pour les variables envoyées au GPU épaisseur des lignes sur l'objet/l'environnement densités des textures seuils des segmentations paramètres de l'adaptation de ton...

24 Questions? éclairés par des

25 Adaptation de ton avant ou après la stylisation? éclairés par des Importance du choix de l'opérateur d'adaptation Di érents styles dans [Ward,94] [Ferwerda,96] [Reinhard,02] [Durand,02] Opérateurs globaux : rapides, perte de détails Opérateurs locaux : lents, plus précis

26 Architecture pour la stylisation de éclairés par des Rendu multi-passes entièrement sur GPU (Graphics Process Unit) Possibilité de styliser diéremment l'objet et l'environnement Traitements dans l'espace objet et/ou dans l'espace image

27 Dessin interactif de lignes Détection des contours de l'objet : comparaisons et performances éclairés par des nombre de contours notre polygones [DeCarlo,03] méthode Porshe FPS 170 FPS Sandale FPS 60 FPS Vase FPS 44 FPS Processeur AMD Turion 64 X2 Mobile TL GHz, carte graphique nvidia GeForce Go 7600, carte d'environnement cubique de résolution 6x512x512

28 Dessin interactif de lignes (extension) Extension basée sur une segmentation de l'environnement Ciel : texture de papier froissé Fenêtres et bâtiments ensoleillés : texture grainelée Sol et murs : gris + détection d'arêtes + texture grainelée éclairés par des Eet de profondeur Stylisation diérente des zones diuses/spéculaires nombre de précalculs 640x x800 polygones Ballon s 94 FPS 41 FPS Tricératops s 83 FPS 42 FPS Vache s 85 FPS 41 FPS

29 Style cartoon éclairés par des Di érents styles dans Calibration [Reinhard,02] : facteur de mise à l'échelle sur les pixels de l'environnement Filtre bilatéral [Tomasi,98] : ou sur les régions homogènes, conservation des frontières Adaptation de ton globale [Ward,94]

30 Style cartoon éclairés par des Implémentation de l'adaptation de ton sur GPU Parcours de la texture Calcul du facteur d'adaptation Mise à l'échelle de chaque pixel Adaptable à tous les opérateurs globaux

31 Style cartoon Implémentation de l'adaptation de ton éclairés par des

32 Style cartoon Implémentation de l'adaptation de ton éclairés par des

33 Style cartoon éclairés par des Résultats nombre de précalculs 640x x800 polygones Ballon s 28 FPS 10 FPS Jouet élan s 24 FPS 8.6 FPS Heptoroid s 16 FPS 7.3 FPS

34 Style impressionniste [Hertzmann,98] Coups de pinceaux directement sur les d'environnement Génération de Art-Maps [Klein,00] : les marques ont la même taille sur tous les niveaux de détail éclairés par des

35 Style impressionniste [Hertzmann,98] éclairés par des Résultats nombre de précalculs 640x x800 polygones Ballon s 36 FPS 12 FPS Poire s 36 FPS 12 FPS Sandale s 23 FPS 10 FPS

36 D'autres stylisations éclairés par des Mise en valeur de l'objet ou de l'environnement Utilisation de textures

37 Amélioration du pipeline de rendu éclairés par des Utilisation du pipeline de DirectX 10 tableaux de textures géométry shader précision des données Eviter les précalculs (acquisition des d'environnement en temps réel)