Modélisation surfaciqueIntroduction

Ulysse Vimont

Équipe Imagine - Inria, LJK, INPG

2015-2016

1 Présentation

2 Informatique Graphique

3 Modélisation surfacique

4 Plan du cours

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1 Présentation

2 Informatique Graphique

3 Modélisation surfacique

4 Plan du cours

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Ulysse VimontDoctorant en 3e annéemail : ulysse.vimont@inria.frpage : team.inria.fr/imagine/ulysse-vimontéquipe : team.inria.fr/imagine/laboratoire : inria.fr/centre/grenoble ljk.imag.fr/

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1 Présentation

2 Informatique GraphiqueDéfinitionMise en pratiqueOutilsModélisationChamps d’applicationActeurs du domaine

3 Modélisation surfacique

4 Plan du cours

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Définition

Informatique Graphique (Computer Graphics) :Science et technique de la création de contenu virtuel et de lareprésentation de ce contenu.

représentation de l’informationspatiale et temporelle6= infographieartistique / scientifiquedomaine récent (' 1980)domaine en pleine évolutionreprésentation : en mémoire eten image

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On distingue différents modèles :

modèles pour la description d’un objet : modélisation surfacique(modèle surfacique, volumique, ...)

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modèles pour la forme d’un objet : modéisation géométrique(L-system, bruit de Perlin, displacement mapping, architectureintelligente, positionnement de primitives (villages, routes, meubles,ville à partir d’un footprint), ...)

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modèles pour l’apparence : rendu (phong, Sub Surface Scattering,BRDF, bump mapping, normal mapping, ambiant occlusion, ...)

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modèles pour l’animation : animation (skinning, interpolation depose, déformation de cage, modélisation de fluides, simulationphysique (-> tissus, cheveux), ...)

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Ce cours couvre les deux premiers points :

surfaces paramétriques avec Stefanie Hahmannautres types de surfaces avec moimodélisation géométrique en fin de semestre avec moi

Les deux points suivants sont l’objet d’autres cours :Rendu avec Nicolas HolzschuchAnimation avec Lionel Reveret

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Il existe d’autres champs d’application :modèles pour l’accès en mémoire (KD-tree, multiresolution,streaming...)modèles pour le comportement (déplacement de foules, perception depersonnages virtuels, Intelligence Artificielle, ...)modèles pour la prise de vue (story-telling)modèles pour l’interface (interface tactiles, 3D, oculus rift, impression3D, hologrammes)modèles pour la perception (Uncanny valley, ...)...

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Deux outils :informatiques :

I structures : openmesh, convol, ...I structures, opérations : cgal, openflipper, ...I rendu : opengl / direct 3D, pov-ray, ...I gestion 3D : ogreI animation : sofa, ...

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mathématiques :I géométrie euclidienneI géométrie projectiveI géométrie différentielleI géométrie algorithmiqueI topologie : complexes simpliciaux, variété, graphes,I calcul numérique : différences finies, éléments finis, ...

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Beaucoup de modèles... Pour représenter quoi ?

La majorité des objets virtuels sont représentés par leur surface. Ex :

terrainpersonnagesobjetsdécoration...

On cherche des descripteurs "mathématiques" pour ces éléments(apparence, comportement, ...).

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But

Toutes les tâches relatives à la création de contenu peuvent être (etsouvent sont) faites à la main.Nous posons des modèles qui servent à reproduire automatiquement cetravail de manière :

automatiqueréalistescontrôlable

Enjeux : moins de technique, plus d’art. Ou presque.

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Domaines concernés

jeux videofilms d’animationeffets spéciaux

réalité virtuelle

serious game

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Domaines concernés

simulation de vold’architectured’opération chirurgicaleimagerie médicale (recalage demodèle, deétection

d’anomalies)art numerique 3DCAO...

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Grands acteursPixar (cf. toy story 1995, pixar short movies (ex : The Blue Umbrella,2013), ...)Disney Research (ex: Material point method for snow simulation,SIGGRAPH 13)Universités (ex :Terrain Generation Using Procedural Models Basedon Hydrology, SIGGRAPH 13.)Imaginove (Rhône-Alpes)

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Équipes de recherche Inria (pour exemple) I

ALICE - Geometry and LightingAVIZ - Analysis and VisualizationHYBRID - 3D interaction with virtual environments using body andmindIMAGINE - Intuitive Modeling and Animation for Interactive Graphics& Narrative EnvironmentsIN-SITU - Situated interactionMANAO - Melting the frontiers between Light, Shape and Matter

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Équipes de recherche Inria (pour exemple) II

MAVERICK - Modèles et Algorithmes pour la Visualisation et leRenduMIMETIC - Analysis-Synthesis Approach for Virtual HumanSimulationMINT - Methods and tools for gestural interactionsPOTIOC - Popular interaction with 3d contentREVES - Rendering and virtual environments with soundTITANE - Geometric Modeling of 3D Environments

source : inria.fr

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Conférences

SIGGRAPHSIGGRAPH AsiaEuroGraphicsCasaExpressiveComputer Graphics ForumAFIGSymposium on Geometry Processing...

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1 Présentation

2 Informatique Graphique

3 Modélisation surfaciqueDéfinitionCadre de travail

4 Plan du cours

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Modélisation surfacique :Création de modèles pour représenter la surface des objets.

En pratique, on ne représente pastoujours que la surface. Il existe desmodèles :

volumiques

surfaciques

linéïques

espace / temps

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Mais pourquoi surfacique ?En théorie, on ne visualise pas des surfaces, mais de la lumière qui sediffuse et se réfléchie dans la matière.

Modélisation surfacique = approximation !

Intérêt de la représentation des surfaces : apparence, volume d’information.

Exceptions :

Subsurface scattering

Transparence

Diffraction

La surface modélise alors uneinterface d’un milieu homogène.

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Alternative : un peu de tout

Avatar

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2 Informatique Graphique

3 Modélisation surfacique

4 Plan du cours

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Encore 11 scéances !

Page du cours :team.inria.fr/imagine/modelisation-surfacique-3a-ensimag-2015-2016/

Première partie : Modèles de surfaceDeuxième partie : MaillagesTroisième partie : Reconstruction de surfaceQuatrième partie : Modélisation géométrique

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Fin !