Simulation photorealiste de scenes d'interieur a partir d'images reelles

• Auteur / Autrice : SAMUEL BOIVIN
• Direction : André Gagalowicz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques. Chimie
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Palaiseau, Ecole polytechnique

Résumé

La synthese d'images a souvent pour objectif de simuler la realite, et elle est aidee en cela par des algorithmes de rendu realiste. Malheureusement, peu de techniques se referent a des images reelles pour calculer des images synthetiques, limitant ainsi le realisme des resultats obtenus. Nous proposons ici une nouvelle approche issue du rendu inverse, et qui consiste a creer une nouvelle image de synthese photorealiste, depuis une seule image reelle prise avec une camera quelconque, et en utilisant un modele geometrique 3d de la scene (incluant les sources de lumiere). Cette image reelle est employee pour estimer automatiquement les parametres d'une fonction de distribution de reflexion bidirectionnelle (brdf), fondee sur le modele de ward. Nous demontrons que nous pouvons ainsi retrouver les reflectances des surfaces diffuses, speculaires (parfaites ou non), isotropes, anisotropes ou texturees, grace a tout un ensemble d'algorithmes iteratifs et hierarchiques. Chacun de ces algorithmes recherche la meilleure approximation possible de la fonction de reflexion de la surface analysee, en minimisant l'erreur entre l'image reelle et l'image synthetique generee par rendu realiste. Des exemples de reconstruction geometrique et photometrique sur des scenes d'interieur sont montres, ainsi que les images d'erreurs entre l'image reelle et l'image synthetique. Par ailleurs, nous apportons plusieurs idees theoriques et pratiques pour la conception d'un logiciel de calcul d'images de synthese qui soit a la fois rapide, mais aussi capable de creer des images photorealistes. Enfin, nous proposons plusieurs applications directes de notre methode, pour la realite augmentee, ou la compression de sequences d'images par exemple.