Modélisation, simulation et visualisation de détails dans les scènes naturelles réalistes

Modeling, simulation and visualization of details in the realistic natural sceneries

• Auteur / Autrice : Alexandre Peyrat
• Direction : Djamchid Ghazanfarpour-Kholendjany, Stéphane Mérillou, Olivier Terraz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et applications
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Développement des formes (biologie)

Feuilles

Phénoménologie

Sols

Infographie

Mots clés libres

Scène naturelle réaliste

Résumé

Le réalisme d’une scène naturelle est fortement dépendant de la quantité et la variété d’objets la composant. Ce nombre d’éléments ainsi que leurs différences au sein d’une même famille constituent une hétérogénéité nécessaire de ce réalisme. Le vieillissement est un autre aspect important pour l’étude des scènes naturelles. En effet, une scène sans défauts paraitrait trop “neuve” et peu réaliste. La modélisation et le rendu de ces détails posent des problèmes couvrant plusieurs domaines de recherche. Nous devons fournir, pour chaque famille d’objets désirée, la possibilité d’en générer un grand nombre différent les uns des autres tout en les conservant identifiables. Ces objets doivent aussi pouvoir subir des formes de vieillissement afin de s’intégrer au mieux dans la scène naturelle désirée. Ces vieillissements spécifiques se traduiront par une altération des formes, des couleurs et de l’aspect des éléments qui peupleront la scène. Premièrement, pour explorer les détails à une petite échelle, nous nous sommes intéressés à la modélisation et au rendu de feuilles qui sont particulièrement présentes dans les scènes naturelles. Elles possèdent une vaste gamme de formes, de couleurs et de processus de vieillissement ce qui en fait un très bon exemple de variété. Notre modèle permet de générer le feuillage entier de végétaux à n’importe quel âge. Les feuilles générées seront toutes différentes dans une même famille, leurs formes et leurs couleurs différeront tout en restant semblables. La seconde partie de nos travaux porte sur la création de détails à plus grande échelle. L’altération du sol nous permet d’explorer ce niveau d’échelle. Quel que soit le matériau sur lequel on se trouve, les interactions avec le sol vont créer des traces. Dans les scènes naturelles, les piétons, les véhicules ou les animaux altèrent les sols où ils évoluent. Notre modèle se compose d’une trajectoire et des caractéristiques des empreintes. Le sol est ensuite altéré pour former des traces et des dépôts de matière le long de la trajectoire.

The realism of a natural scenery is heavily dependent on the amount and the varietie of objects composing it. This number of elements and their differences within a same familly contribute to the necessary heterogeneity. Aging is another important aspect ; a scenery without flaws would appear too “new“ and unrealistic. Modeling and rendering of these details raise several problems covering several research fields. We must provide for the desired class of elements the ability to generate many distinct but recongnizable items. These objects should also be aged in order to better fit into the desired natural scenery. This aging will result in a change of shape and color of the considered elements. Our first interest was directed towards a little scale of details. For that purpose, we studied the modeling and rendering of leaves, which are especially present in natural sceneries. They have a wide range of shapes and colors, and undergo different aging processes which makes leave a good exemple of variety. Our model is able to generate the full foliage of plants at any age. The resulted leaves will all be different from each other for the same family ; their shapes and colors will vary while remaining similar. The second part of our work involves details at an upper scale. The alteration of soil grant us the ability to explore this field of details. Whatever the material composing the ground, the different interactions with it will create traces. In natural sceneries, the soil is affected by pedestrians, vehicles or animals. Our model consists of a trajectory and the characteristics of fingerprints. The soil is altered to form traces. Moreover, material deposits are considered along the trajectory.