Cinématographie virtuelle en temps réel pour le suivi des cibles

Real-time virtual cinematography for target tracking

• Auteur / Autrice : Ludovic Burg
• Direction : Franck Multon, Marc Christie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 10/11/2022
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : MATHSTIC
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche en informatique et systèmes aléatoires (Rennes) - PERCEPT
• Jury : Président / Présidente : Éric Marchand
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Roberto Ranon, Hui-Yin Wu
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Rémi Cozot, Tsai-Yen Li

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie tridimensionnelle

Temps réel (informatique)

Infographie

Mots clés libres

Cinématographie virtuelle

Infographie

Contrôle de caméra

Virtual cinematography

Computer graphics

Camera control

Résumé

Le suivi cinématographique d'une cible mobile dans un environnement 3D dynamique reste un problème difficile. Le défi est d'assurer simultanément un faible coût de calcul, un bon degré de réactivité et une haute qualité cinématographique malgré les changements soudains de l'environnement. Le manuscrit est divisé en quatre chapitres. Dans le premier chapitre, nous avons présenté le contexte et les domaines des applications sous-jacentes considérées dans cette thèse, qui se concentre davantage sur le suivi en temps réel pour des applications telles que les applications 3D interactives. Ensuite, nous présentons l'état de l'art dans lequel nous introduisons les connaissances de base des techniques de planification et de contrôle des caméras. Ensuite, nous présentons deux approches pour résoudre le problème du suivi de cible en temps réel. Tout d'abord, au chapitre 3, nous avons proposé de nous appuyer sur un espace de caméra orienté vers le cadrage, l'espace torique, pour suivre deux cibles. Nous avons proposé un modèle d'anticipation et un modèle de mouvement de la caméra correspondant à l'espace toric et avons mené des expériences pour montrer l'efficacité de la méthode proposée avec anticipation. Dans la deuxième approche, au chapitre 4, nous avons abordé les limites de la première approche. Nous avons conçu un nouvel espace de caméra, l'espace d'animation de caméra. Nous avons proposé une métrique de qualité de trajectoire que nous évaluons en utilisant des techniques de traçage de rayons. Là encore, nous avons mené des expériences pour montrer l'efficacité de la méthode proposée. Dans le chapitre 5 de la thèse, nous concluons en donnant des directions pour les travaux futurs.

Cinematic tracking of a moving target in a dynamic 3D environment remains a challenging problem. The challenge is to simultaneously ensure low computational cost, a good degree of responsiveness and high cinematic quality despite sudden changes in the environment and this thesis addresses these challenges. The manuscript is divided into four chapters. In the first chapter, we presented the background and domains of the underlying applications considered in this thesis, which focuses more on real-time tracking for applications such as interactive 3D applications. Next, we present the state of the art in which we introduce the basic knowledge of camera planning and control techniques. Next, we present two approaches to solving the real-time target tracking problem. First, in Chapter 3, we proposed to rely on a framing-oriented camera space, the torus space, to track two targets. We proposed an anticipation model and a camera motion model corresponding to the torus space and conducted experiments to show the effectiveness of the proposed method with anticipation. In the second approach, in Chapter 4, we addressed the limitations of the first approach. We designed a new camera space, the camera animation space. We proposed a trajectory quality metric that we evaluate using ray tracing techniques. Again, we conducted experiments to show the effectiveness of the proposed method. In Chapter 5 of the thesis, we conclude by giving directions for future work.