Calcul du seuil de visibilité d’une distorsion géometrique locale sur un maillage et ses applications

Evaluating the visibility threshold for a local geometric distortion on a 3D mesh and its applications

• Auteur / Autrice : Georges Nader
• Direction : Florent Dupont, Franck Hétroy, Kai Wang
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique graphique
• Date : Soutenance le 22/11/2016
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale en Informatique et Mathématiques de Lyon (Lyon ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LIRIS - Laboratoire d'Informatique en Image et Systèmes d'information (Rhône ; 2003-....) - Geometry Processing and Constrained Optimization
• Jury : Président / Présidente : Luce Morin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Géraldine Morin, Florence Denis
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Tamy Boubekeur, Patrick Le Callet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Perception visuelle

Masquage visuel

Grilles (analyse numérique)

Reconnaissance des formes (informatique)

Mots clés libres

Perception

Système visuel humain

CSF

Étude expérimentale

Masquage visuel

Visibilité

Distorsion géométrique

Maillage 3D

Perception

Human visual system

CSF

Experimental study

Visual masking

Visibility

Geometric distortion

3D mesh

Résumé

Les opérations géométriques appliquées aux maillages 3D introduisent des dis torsions géométriques qui peuvent être visibles pour un observateur humain. Dans cette thèse, nous étudions l’impact perceptuel de ces distorsions. Plus précisément, notre objectif est de calculer le seuil à partir duquel les distorsions géométriques locales deviennent visibles. Afin d’atteindre notre but, nous définissons tout d’abord des caractéristiques perceptuelles pour les maillages 3D. Nous avons ensuite effectué une étude expérimentale des propriétés du système visuel humain (sensibilité au contraste et effet du masquage visuel) en observant un maillage 3D. Les résultats de ces expériences sont finalement utilisés pour proposer un algorithme qui calcule le seuil de visibilité relatif à une distorsion locale. L’algorithme proposé s’adapte aux différentes conditions d’affichage (résolution et taille de l’écran), d’illumination et au type de rendu. Enfin, nous montrons l’utilité d’un tel algorithme en intégrant le seuil de visibilité dans le pipeline de plusieurs opérations géométriques (ex: simplification, subdivision adaptative)

Geometric operations applied to a 3D mesh introduce geometric distortion in the form of vertex displacement that can be visible to a human observer. In this thesis, we have studied the perceptual impact of these geometric distortions. More precisely, our goal is to compute the threshold beyond which a local geometric distortion becomes visible. In order to reach this goal, we start by evaluating perceptually relevant properties on 3D meshes. We have then performed a series of psychophysical experiments in which we measured the visibility threshold relative to various properties of the Human Visual System (contrast sensitivity and visual masking). The results of these experiments allowed us to propose an algorithm that computes the visibility threshold relative to a local geometric distortion. This algorithm is capable of adapting to the different display condition of 3D meshes (resolution, display size, illumination condition and rendering). Finally, we showcase the utility of our work by integrating the developed perceptual method in several geometric operations such as mesh simplification and adaptive subdivision