Les squelettes : structures d'interaction directe et intuitive avec des formes 3D

Skeletons : intuitive and direct interaction structures with 3D shapes

• Auteur / Autrice : Thomas Delame
• Direction : Dominique Faudot, Céline Roudet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Instrumentation et informatique de l'image
• Date : Soutenance le 19/09/2014
• Etablissement(s) : Dijon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Electronique, Informatique et Image (LE2i) (Dijon, Côte d'Or ; Auxerre, Yonne ; Chalon-sur-Saône, Saône-et-Loire ; Le Creusot, Saône-et-Loire ; 1996-2018) - Laboratoire Electronique, Informatique et Image (Dijon ; Le Creusot, Saône-et-Loire)
• Jury : Président / Présidente : Marie-Paule Cani
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Raphaëlle Chaine, Géraldine Morin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitement d'images -- Techniques numériques

Modélisation tridimensionnelle

Algorithmes

Squelette

Mots clés libres

Squelette

Habillage

Regularisation

Bords

Importance

Hiérarchie

Skeleton

Garbing

Noise

Boundaries

Importance

Hierarchy

Résumé

Dans les applications graphiques, les interactions avec les formes sont peu naturelles. L'utilisateur repousse autant que possible l'usage de ces applications, préférant dessiner ou sculpter une forme. Pour combler ce fossé qui se creuse entre l'informatique et le grand public, nous nous tournons vers les squelettes. Ce sont des modèles de représentation des formes intuitifs que nous proposons d'utiliser comme structure d'interaction directe et intuitive.Tous les squelettes souffrent d'un problème de qualité, que ce soit au niveau de la géométrie qu'ils capturent, de leurs quantité de bruit ou encore de l'absence d'organisation utile de leurs éléments. De plus, certaines fonctionnalités nécessaires des squelettes ne sont que partiellement résolues, et ceci grâce à des données additionnelles calculées à partir de la forme lors de la squelettisation. Ainsi, lorsque le squelette est modifié par une interaction, nous sommes dans l'incapacité de mettre à jour ces données et d'utiliser ces fonctionnalités.Nous avons construit un ensemble de solutions algorithmiques à ces problèmes. Nous faisons un usage optimal des données contenues dans le squelette pour visualiser la forme qu'il décrit, supprimer son bruit et structurer ses éléments. Nous construisons un squelette hiérarchique qui capture et contrôle toutes les zones caractéristiques d'une forme.Ce squelette est adapté pour une interaction directe et intuitive, ce qui permet de combler le fossé dont nous faisions mention. Nos travaux permettent également d'améliorer les méthodes de squelettisation et produire des squelettes qui sont déjà de bonne qualité.

The interactions in shape creation graphic applications are far from natural. The user tends to avoid as much as possible such applications and prefer to sketch or model his/her shape.To bridge this widening gap between computer and the general public, we focus on skeletons. They are intuitive shape representation models that we propose to use as direct and intuitive interaction structures.All skeletons suffer from very low quality as shape representation models, concerning the geometry of the shape they capture, the quantity of skeletal noise they contain or the lack of useful organization of their elements. Moreover, some functionalities that must be granted to skeletons are only partially solved. Those solutions make use of additional data computed thanks to the shape during the skeletonization. Thus, when the skeleton is modified by an interaction, we cannot update those data to make use of such functionalities.Thanks to a practical observation of skeletons, we built a set of algorithmic solutions to those problems.We make an optimal use of skeleton data to visualize the shape described by a skeleton, to remove skeletal noise and to structure skeleton elements. With our methods, we build the meso-skeleton, a hierarchical structure that captures and controls all characteristic parts of a shape.The meso-skeleton is adapted to be used as a direct and intuitive interaction structure, which allows us to bridge the gap aforementioned. Also, our work can lead to further researches to enhance skeletonization techniques and thus produce skeletons that are good quality shape representation models.