Etude de la représentation géométrique et texturelle de scènes 3D pour les services de visualisation dans un contexte télécommunicant - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2000

Etude de la représentation géométrique et texturelle de scènes 3D pour les services de visualisation dans un contexte télécommunicant

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Pierre Alliez

Abstract

This doctorate is dealing with composition / visualisation tools for real and synthetic 3D scenes, in a telecommunication context. Recent advances in the virtual reality domain are not able now to process very large data bases. In particular, VRML2 objects are currently send globally, without client/server 3D protocols. But high end 3D services on networks need a constant dialog on the line, in order to send only the parts of the data bases which are really usefull for the users, according to his geometric position in the scene. This research aim to : a - Make analysis of actual algorithms of scalability. b - Make analysis of 3d modelisation, included multi-scale representation. c - Introduce ROI (regions of interest) notion in the scene, to optimize the representation of 3d objects. d - Define and realize an algorithm which generate multiscale geometry adapted to the networks context.
La réalité virtuelle représente aujourd'hui une technologie à part entière puisqu'elle autorise la simulation, la navigation et l'interaction avec un univers sensoriel synthétisé de toutes pièces. Les potentialités offertes par la réalité virtuelle ont été très bien perçues lorsque les ordinateurs graphiques ont été capables d'assurer un rendu des images à une cadence interactive. De plus, l'augmentation des capacités des machines coïncide aujourd'hui avec un développement vertigineux des réseaux, ce qui décuple littéralement le champ d'application de la réalité virtuelle. Plusieurs difficultés subsistent toutefois pour développer les services de télécommunications associés : le volume des données est considérable, l'affichage est coûteux en calculs et la nature des données nécessite une prise en compte spécifique dans le contexte client-serveur. Si l'on ajoute à cela l'inégalité des capacités des terminaux et la variabilité des réseaux, on obtient une synthèse du triple challenge de la thèse : le stockage, la transmission et la visualisation de scènes 3D complexes. On pourrait aussi résumer la problématique en endossant le temps d'une phrase, le rôle d'un opérateur de télécommunication : "quels que soient : le terminal, le volume de données à transmettre et le débit du réseau, l'utilisateur doit pouvoir visualiser à tout moment une image attractive". Ce mémoire relève le défi sous la forme de briques technologiques susceptibles de s'assembler pour composer un moteur de transmission et d'affichage de scènes 3D en réseau. Il propose des solutions correspondant à un schéma courant en codage de l'information audiovisuelle : simplification, approximation, et codage échelonnable. Il reste cependant une spécificité propre à la 3D : la visualisation. En effet, il est d'une part plus coûteux de projeter un polygone à l'écran plutôt que d'afficher un pixel, et d'autre part le point de vue hautement variable d'une caméra influence sensiblement la pertinence des données transmises. Le premier chapitre, introductif, fournit une compréhension naturelle de la problématique et les trois autres suivent logiquement l'ordre des opérations appliquées sur les scènes 3D : la simplification et l'approximation, le codage et la visualisation. Plus précisément, les maillages composant les objets d'une scène sont simplifiés par fusion d'arête et approximés par minimisation de volume. Ils sont ensuite encodés par une technique de conquête sur les arêtes exploitant les valences des sommets. L'échelonnabilité est, quant à elle, obtenue sur les positions par une technique apparentée aux plans binaires de raffinement. Le codage des textures est adressé par intégration d'une technique développée au sein du laboratoire, cette dernière combinant la transformée en cosinus discrète et les éléments finis sur une hiérarchie de maillages triangulaires. Sur le terminal, la visualisation dépendant du point de vue est assurée par une technique de reconstruction adaptative des surfaces fonctionnant par subdivision successive des régions d'intérêt et des silhouettes. Nous montrons qu'une telle reconstruction s'applique en cours de transmission et s'adapte aisément à la puissance graphique d'un terminal.
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Dates and versions

tel-00006476 , version 1 (16-07-2004)

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  • HAL Id : tel-00006476 , version 1

Cite

Pierre Alliez. Etude de la représentation géométrique et texturelle de scènes 3D pour les services de visualisation dans un contexte télécommunicant. Interface homme-machine [cs.HC]. Télécom ParisTech, 2000. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00006476⟩

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