Génération procédurale et rendu en temps réel de motifs structurés

Procedural generation and real-time rendering of structured patterns

• Auteur / Autrice : Charline Grenier
• Direction : Basile Sauvage, Jean-Michel Dischler
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 13/03/2024
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Julie Digne
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mickaël Ribardière
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Guillaume Gilet, Sylvain Lefebvre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Infographie

Mots clés libres

Informatique graphique

Fonction de transfert

Génération de textures

Génération procédurale

Motifs structurés

Temps réel

Filtrage

Rendu

Computer graphics

Transfer function

Texture synthesis

Procedural generation

Structured patterns

Real-time

Filtering

Rendering

Résumé

Dans un monde virtuel, les objets représentés sont décrits autant par leur géométrie que par le comportement lumineux de leur surface. Ce dernier est un élément important pour le réalisme de la scène créée. Pour simuler le comportement lumineux des surfaces, une méthode couramment utilisée consiste à recouvrir la géométrie des objets avec des textures.Dans cette thèse, nous nous intéressons aux textures stochastiques structurées. Et plus particulièrement à leur génération et à leur rendu multi-échelle en temps réel. Ces textures se caractérisent par un caractère stochastique qui leur donne une apparence plus organique et naturelle, et de brusques variations de couleur ou de contraste, faisant apparaître des motifs distincts que nous appelons structures.Nous proposons une nouvelle méthode de génération procédurale de motifs structurés. Celle-ci se base sur la composition d'un bruit procédural vectoriel par une fonction de transfert multi-variée. Cette méthode permet de tirer parti de la séparation entre l'information de structure, contenue dans la fonction de transfert, et le côté stochastique, apporté par le bruit.

In a virtual world, objects represented are described as much by their geometry as by the luminous behaviour of their surface. The latter is an important element in the realism of the scene created. To simulate the luminous behaviour of surfaces, a commonly used method consists of covering the geometry of objects with textures.In this thesis, we focus on structured stochastic textures. More specifically, we are interested in their generation and rendering at different level of detail, in real time. These textures are characterised by a stochastic nature which gives them a more organic and natural appearance, and by abrupt variations in colour or contrast giving rise to distinct patterns which we call structures.We propose a new method for procedural generation of structured patterns. It is based on the composition of a procedural vector noise by a multivariate transfer function. This method takes advantage of the separation between the structural information contained in the transfer function and the stochastic information provided by the noise.