Modèles d'habillage de surface pour la synthèse d'images

Texturing methods for computer graphies

• Auteur / Autrice : Sylvain Lefebvre
• Direction : Fabrice Neyret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

La complexité visuelle des objets ne réside pas uniquement dans leurs formes, mais également dans l'apparence de leurs surfaces. Les détails de surface ne sont pas nécessaires à la compréhension des formes. Ils sont cependant primordiaux pour enrichir l'aspect visuel des images produites, et répondre aux besoins croissants de réalisme des applications graphiques modernes (jeux vidéo, effets spéciaux, simulateurs). En synthèse d'images, les modèles d'habilIage de surface, tels que le placage de texture, sont utilisés conjointement à la représentation des formes pour enrichir l'aspect des objets. Ils permettent de représenter les variations des propriétés du matériau le long de la surface, et ainsi de créer de nombreux détails, allant de fins motifs colorés à des aspects rugueux ou abîmés. Cependant, la demande croissante de l'industrie, en terme de richesse, de qualité et de finesse de détails, implique une utilisation des ressources toujours plus grande : quantité de données à stocker, temps et difficulté de création pour les artistes, temps de calcul des images. Les modèles d'habilIage de surface actuels, en particulier le placage de texture, ne permettent plus de répondre efficacement à toutes les situations. Nous proposons dans cette thèse de nouveaux modèles d'habilIage, qui permettent d'atteindre de très hautes résolutions de détails sur les surfaces, avec peu de mémoire, un temps de création réduit et avec des performances interactives : nous les avons conçus pour les processeurs graphiques programmables récents. Nos approches sont multiples : combinaison semiautomatique de motifs sur la surface, gestion de texture dépendante du point de vue, méthodes basées sur des textures hiérarchiques pour éviter le recours à une paramétrisation planaire globale. Nous proposons également, à titre d'exemple, des applications concrètes de nos modèles d'habilIage génériques à des cas difficiles, voire impossibles, à réaliser auparavant.

The visual complexity of objects does not only come trom their shape, but also trom their surface appearence. Surface details , are not essential to understand shape. However they are crucial to the realism of the produced images, required by modern graphies applications such as video games, special effects and simulators. Ln Computer Graphies, texturing methods such as texture mapping are commonly used to enrich the appearence of an object's surface. They allow to introduce variations of the object's material properties along the surface, and thus to create details, from fine colored patterns to bumped or damaged aspects. However, the increasing needs in terms of quality, richness ans detail resolution implies an increasing demand on ressources : memory consumption, time and difficulty of creation for artists, time required to compute an image. Existing texturing methods, in particular texture mapping, no longer answer efficiently to ail the texturing situations. We propose in this thesis new texturing methods, able to reach extremly high resolutions of details on surfaces while using little memory, reducing creation time for artists, and performing at interactive trame rates. Our methods are designed to run on recent programmable graphies hardware. We rely on multiple approches : semi-automatic compositing of patterns along the surface, view-dependant texture data management, methods based on hierarchical textures to avoid using a global planar parameterization. We also propose practical applications of our generic texturing methods to create effects that were difficult - if not impossible - to achieve previously.