Structuration topologique pour le rendu et la visualisation 3D - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Hdr Année : 2022

Structuration topologique pour le rendu et la visualisation 3D

Résumé

Les travaux présentés dans cette habilitation à diriger des recherches visent à mettre à contribution les structures topologiques et hiérarchiques pour améliorer les opérations de reconstruction 3D et optimiser les algorithmes de simulation d’éclairage par lancé de rayons. Les structures de données utilisées en modélisation géométrique à base topologique étant plus riches que les structures habituellement employés dans d’autres type d’application, nous proposons dans un premier axe de recherche de mettre à contribution les relations de voisinage issues de l’étape de modélisation pour améliorer la rapidité des calculs en synthèse d’images. A la manière des méthodes utilisant une structure accélératrice basée sur une partition de l’espace contraint, nous nous appuyons sur notre modèle topologique dédié à l’architecture afin de calculer le parcours d’une onde électromagnétique (un rayon) à travers une scène 3D. L’application résultante permet une visualisation interactive de scènes d’intérieur de bâtiment composé de plusieurs centaines de millions de polygones. Dans le contexte du rendu réaliste des bords arrondis des objets, nous proposons ensuite dans un deuxième axe de recherche une méthode non invasive (c’est-à-dire qui ne modifie pas la géométrie d’origine) pour la modélisation et le rendu de chanfrein. Contrairement aux surfaces maillées, notre objectif est de garantir une apparence arrondie et lisse, quels que soient le point de vue, la distance de l’observateur et l’éclairage incident. Au coeur de notre contribution se trouve une structure hiérarchique et topologique qui définit automatiquement et avec précision la géométrie des zones arrondies. Cette structure, nommée SREC-RT, est construite automatiquement et est intégrée dans une structure d’accélération dédiée algorithme de lancé de rayons. Elle permet de déterminer la région d’intérêt de chaque chanfrein et d’y appliquer le traitement correspondant, cela sans augmenter la complexité géométrique de la scène 3D. L’intersection des rayons avec les surfaces arrondies est accélérée grâce à un graphe topologique défini par les relations de voisinage entre les arêtes et les sommets. Enfin, dans un troisième axe de recherche, nous proposons un système pour la reconstruction de maillage volumétrique à partir d’acquisitions médicales 3D discrètes telles que des IRM. Ce processus permet la reconstruction automatique d’objets composés de plusieurs substances, afin d’assurer une visualisation globale, unique et cohérente d’un cortex cérébral. Notre processus donne, sans aucune intervention de l’utilisateur, un modèle 3D topologique robuste et propre avec des relations d’adjacence explicites entre les segments reconstruits. Le modèle résultant respecte les données sémantiques, sans les défauts topologiques et géométriques habituellement rencontrés dans les autres approches de re- construction 3D. Il est ainsi directement utilisable pour des calculs d’estimation des données métabolites/physiologiques au sein des différentes parties du cerveau dans le cadre d’outils d’aide à la détection des tumeurs.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

tel-04037427 , version 1 (20-03-2023)

Licence

Domaine public

Identifiants

  • HAL Id : tel-04037427 , version 1

Citer

Sébastien Horna. Structuration topologique pour le rendu et la visualisation 3D. Informatique [cs]. université de Poitiers, 2022. ⟨tel-04037427⟩
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