Master Recherche Imagerie, Vision,
Robotique
contenu des cours 2004/2005
Techniques d'Animation Laurence Boissieux Laurence.Boissieux@imag.fr
Résumé
Ce cours a deux objectifs pédagogiques principaux. Il vise :
d’une part à mettre en oeuvre concrètement les algorithmes d’animation et les
divers outils mathématiques et scientifiques vus jusqu’ici sous l’angle purement
théorique
d’autre part à confronter les étudiants à l’utilisation d’un programme
complexe (interface inextricable, documentation pléthorique) et ainsi leur
donner une vision autre que celle du concepteur/développeur
En pratique, le cours est basé sur le logiciel 3DSMax. Il aborde la
modélisation, l’utilisation des matériaux, lumières et caméras afin de se
familiariser avec l’environnement de travail, puis l’animation de façon plus
extensive (cinématique directe et inverse, hiérarchie, animation d’un personnage
avec Character Studio).
Ce projet va de l’élaboration du synopsis à la réalisation et au montage final
d’un film de synthèse d’une minute. L’évaluation est basée à la fois sur la
palette des algorithmes utilisés pour produire le film et sur un mémoire
prouvant que les étudiants ont compris les différentes techniques mises en œuvre
et justifiant la pertinence de leurs choix quant à la réalisation de leur
projet. Ceci requiert un travail conséquent, mais donne l’occasion de faire
preuve de créativité.
Summary
This course has two main educational objectives:
to make a pratical use of the animation algorithms and the various
mathematical and scientific tools seen up to then from a purely theoretical angle
to confront the students with the use of a complex program (inextricable
interface, plethoric documentation) and thus to give them a user point of view,
different from the designer/developer vision.
In practice, the course is based on the 3DSMax software. It deals with modeling,
using materials, lights and cameras. Then students will pratice animation in a
more extensive way (direct and inverse kinematics, hierarchy, animation of a
character with Character Studio).
This project goes from the elaboration of the synopsis to the realization and
the final editing of a very short (1 minute) computer graphics. The evaluation
is based both on the set of animation tools used to produce the final movie and
a report which proves that students understood the differents technics used and
justifies the choices they made to create their project. It requires a large
amount of work, but gives the opportunity to show creativity.
Géométrie Algorithmique D. Attali, C. Puech attali@lis.inpg.fr
(12 heures)
Examen Ecrit (Durée 2h)
Résumé
La Géométrie Algorithmique est le domaine de l'information qui
s'intéresse à la conception, l'analyse et l'implémentation
d'algorithmes et structures de données pour résoudre des problèmes
géométriques. Elle concerne de nombreux domaines d'applications tels
que l'informatique graphique, la visualisation la robotique,... Ce
cours présente des techniques générales de conception et d'analyse
d'algorithmes géométriques (complexité, robustesse, randomisation).
Les sujets couverts par le cours comprennent :
Triangulations
Algorithmes par balayage
Structures de recherche
Somme de Minkowski
Graphe de visibilité
Triangulations de Delaunay
Diagrammes de Voronoï
Algorithmes randomisés
Livres de référence :
Computational Geometry: Algorithms and Applications. Mark de Berg,
Marc van Kreveld, Mark Overmars, and Otfried Schwarzkopf.
Springer-Verlag, 2nd edition, 2000.
Geometry and Topology for Mesh Generation. H. Edelsbrunner. Cambridge
Univ. Press, 2001.
Computational Geometry in C. J. O'Rourke, Cambridge University Press, 1994.
Computational Geometry: An Introduction Through Randomized
Algorithms. K. Mulmuley. Prentice-Hall, 1994.
Géométrie Algorithmique. Jean-Daniel Boissonnat and Mariette
Yvinec. Ediscience International, 1995.
Computational Geometry: An Introduction. F. Preparata and M. Shamos,
Springer-Verlag, 1985.
Abstract
Computational geometry is the field of computer science devoted to the
design, analysis, and implementation of algorithms and data structures
to solve geometric problems. It has numerous application domains
including computer graphics, visualization, robotics,... This course
will survey the fundamental concepts in geometric algorithms and data
structures (complexity, robustness, randomization).
Topics that will be covered include:
Triangulations
Plane-sweep algorithms
Range searching
Minkowski sum
Visibility graph
Delaunay triangulations
Voronoi diagrams
Randomized algorithms
Textbooks :
Computational Geometry: Algorithms and Applications. Mark de Berg,
Marc van Kreveld, Mark Overmars, and Otfried Schwarzkopf.
Springer-Verlag, 2nd edition, 2000.
Geometry and Topology for Mesh Generation. H. Edelsbrunner. Cambridge
Univ. Press, 2001.
Computational Geometry in C. J. O'Rourke, Cambridge University Press, 1994.
Computational Geometry: An Introduction Through Randomized
Algorithms. K. Mulmuley. Prentice-Hall, 1994.
Géométrie Algorithmique. Jean-Daniel Boissonnat and Mariette
Yvinec. Ediscience International, 1995.
Computational Geometry: An Introduction. F. Preparata and M. Shamos,
Springer-Verlag, 1985.
Maillages et surfaces D. Attali et F. Cazals attali@lis.inpg.fr
Cours optionnel (12 heures)
Enseignants : Dominique Attali & Frédéric Cazals
Examen : Synthèse d'articles (compte-rendu + exposé)
Résumé : Maillages et surfaces
Grâce aux récents progrets des systèmes d'acquisition, il est possible
de disposer de données pour une grande variété de formes géométriques.
Les modèles géométriques construits à partir de ces données jouent un
rôle sans cesse croissant. Les applications concernent l'imagerie
médicale, l'ingénieurie inverse, l'informatique médicale,
l'informatique graphique,... Les représentations de ces formes varient
en fonctions des applications et les triangulations constituent
un exemple important.
L'objectif de ce cours est l'étude des propriétés géométriques et
topologiques des formes géométriques en relation avec leur possibles
représentations à des fins de reconstruction et de manipulation
efficace.
Les sujets couverts par le cours comprennent :
Géométrie différentielle : du lisse au discret
(normale, courbures, paramétrisation)
Topologie combinatoire
(complexes simpliciaux, triangulation de surfaces,
caractéristique d'Euler ...)
Reconstruction de surface
(triangulation de Delaunay restreinte, ...)
Axes médians et squelettes
(définition, propriétés, stabilité et calcul, ...)
Calcul d'isosurfaces
(marching-cube, algorithme de Chew, ...)
Abstract : Meshes and surfaces
Thanks to recent advances in scanning technologies, data are available
for a large variety of geometric shapes. Geometric models constructed
from those data play an increasing role. Applications concern medical
imaging, reverse engineering, medical imaging, computer graphics,
.... Depending on the application, different representations of shapes
are possible, among which triangulations are an important example.
This course studies geometric and topologic properties of shapes in
relation with their possible representations for efficient
reconstruction and processing.
Topics covered by the course include:
Differential geometry: from smooth to discrete
(normal, curvatures, parametrization)
Combinatorial topology
(simplicial complexes, surface triangulation,
Euler characteristic)
Surface reconstruction
(restricted Delaunay triangulation, ...)
Medial axes and skeletons
(Properties, Stability, Computation, ...)
Isosurfaces computation
(Marching-Cube, Chew's algorithm, ...)
Synthèse d'images avancée C. Soler et G. Debunne Gilles.Debunne@imag.fr
L'examen est écrit. Probablement 3 heures.
Pour ce cours, le TP openGL a ete déplacé au B1 dans le cours de Nicolas Holzschuch.
Le contenu du cours est modifié : openGL disparait et deux nouveaux cours fait par Xavier Décoret apparaissent à la place :
Visibilité
Niveaux de détails
Résumé
Ce cours détaille l'état de l'art, classé par thèmes, des techniques de synthèse d'image avancées. Il est le
prolongement du cours de "Création d'images virtuelles" du premier bimestre.
Huit thèmes seront étudiés : rendu à base d'image, méthodes de rendu alternatives, techniques d'éclairage avancées,
rendu expressif, textures avancées, calcul des ombres, visibilité et niveau de détails.
Pour chacun de ces thèmes, les méthodes de référence ainsi que les pistes de recherche récentes seront présentées, en
cherchant à mettre en évidence leurs points forts et leurs limites.
L'examen écrit qui sanctionne ce cours cherche souvent à évaluer les méthodes présentées pour leur application à un
problème précis. Il comporte également des questions portant sur des articles étudiés en cours (et indiqués avant l'examen).
Summary
This course presents state of the art techniques for advanced computer graphics rendering. It follows the "Virtual Image
Creation" course of the first semester.
Eight themes will be detailed : image based rendering, alternative rendering methods, advanced lighting techniques, non
photorealistic rendering, advanced textures, shadow computations, visibility and levels of detail.
For each of these themes, reference techniques as well as recent methods are presented, in a critical way that tries to
point out their strengths and weaknesses.
The final exam often tries to evaluate the presented methods for their application to a specific problem. Questions
dealing with some of the presented papers (listed before the exam) are also added.
Techniques Avancées en Planification de Mouvement/Motion Planning Thierry Fraichard thierry.fraichard@inrialpes.fr
evaluation: synthese ecrite d'un article scientifique et presentation
orale correspondante.
il y a des tps associes au cours (robotique a l'aip, deux fois quatre
heures).
descriptif francais-anglais
Outils mathématiques I Franck Hetroy Franck.Hetroy@imag.fr
le cours sera le même en 2004/2005 que cette
année.
L'examen sera une épreuve écrite.
Résumé
Partie 1 (4 séances) : Interpolation et approximation
Cette partie présente les techniques permettant d'interpoler,
d'approximer et d'effectuer une analyse multirésolution de données,
qu'elles soient des valeurs scalaires ou des points en 2D ou en 3D. En
particulier, les représentations par courbes de Bézier, splines, NURBS,
surfaces de subdivision, ainsi que les techniques de décomposition en
ondelettes sont traitées. Les applications données en exemple vont de la
modélisation de trajectoires à la recherche par le contenu dans une base
d'images, en passant par la modélisation géométrique d'objets
tridimensionnels.
Partie 2 (4 séances) : Positions, orientations, et mouvements
Nous passerons en revue, dans un premier temps, les différentes
représentations de la position et de l'orientation d'un objet dans
l'espace, en comparant en particulier plusieurs représentations des
rotations. Une seconde partie est consacrée à la cinématique des points,
des solides, et des solides articulés. Ces derniers sont contrôlés soit
de manière directe soit à travers le mouvement de leurs extrémités
(cinématique inverse).
Summary
Part 1 (4 sessions): interpolation and approximation
We present techniques to interpolate and approximate data, and to perform
multiresolution analysis. Data can be scalar values or 2D or 3D points.
Representations using Bezier curves, splines, NURBS, subdivision surfaces, so
as wavelet decomposition techniques, are especially discussed. We give several
application examples ranging from path modeling to content-based search
in an image base and geometric modeling of 3D objects.
Part 2 (4 sessions): positions, orientations and motions
We first glance through the different representations of position and
orientation of an object in space. In particular, we compare several
representations of rotations. Then we study point, body and articulated body
kinematics. The last are controlled either directly or through the motion of
their endpoints (inverse kinematics).
Création d'images virtuelles N. Holzschuch, X.Decoret, G.Debunne Nicolas.Holzschuch@imag.fr
Examen écrit.
Il y aura un TP d'OpenGL, assuré par Gille Debunne. Le TP démarre avec
le 2e cours.
plan du cours:
1. Coord Homo, transfo et projection. Couleur, Modèle illum local.
2. OpenGL et présentation du TP associé
3. Textures
4. Modélisation
5. Animation
6. Modélisation de l'éclairage
7. Complexité
8. Rendu volumique
Résumé
Ce cours détaille les méthodes de base des techniques de synthèse
d'images. Il comprend les techiques de création d'un modèle,
d'animation et d'affichage de ce modèle. On verra également les
problèmes d'affichage réaliste du modèle, la gestion de la complexité
et les techniques de rendu volumique.
L'examen écrit qui sanctionne ce cours cherche souvent à évaluer les
méthodes présentées pour leur application à un problème précis.
Le cours comprend un TP sur OpenGL.
Summary
This lecture presents the basic methods for Image Synthesis. We start
with the creation of a model, then we animate and render this model.
We'll see realistic display of the model, managing complexity and
volumic rendering methods.
The written exam often deals with evaluation and application of the
methods seen in the lecture to a practical problem.
The lecture contains one practical, using OpenGL.
Modélisation physique pour la robotique et la synthèse d'images Annie Luciani Annie.Luciani@imag.fr
même contenu
evaluation: rapport écrit
Imagerie et Robotique médicales Jocelyne Troccaz jocelyne.troccaz@imag.fr
RESUME EN FORMAT TEXTE: n'a pas changé
Vision par Ordinateur / Computer Vision James Crowley crowley@imag.fr
Volume total : 12 h
Période : semestre 1
Examen ecrit - 3h.
Les présentations seront fait en Anglais.
L'examen peut être pris en
Anglais ou Français.
Objectifs de l'enseignement :
Ce cours a trait aux techniques utilisées pour la construction de
systèmes d'observation et de reconnaissance visuelle. Il permet
d'acquérir les fondements nécessaires à la mise en ¦uvre de systèmes
de vision par ordinateur appliqués à l'Interaction Homme-Machine, à
la surveillance visuelle, en robotique, à l'imagerie médicale, images
dans le domaine de l'aéronautique et spatial ainsi que pour
l'inspection industrielle.
Contenu :
Le cours comprend 8 séances de 1h30 organisées en quatre chapitres :
1. Formation, représentation et transformation d'image
2. Description de couleur et de contraste
3. Reconnaissance d'objets
4. Suivi d'objets et analyse de mouvement.
Prérequis :
Des compétences en algébre linéaire, outils statistique et
probabiliste, traitement de signal et traitement d'image seront
utiles mais pas indispensables.
Objectives :
This course concerns techniques for constructing systems which
observe and recognize objects, scenes and activities. It build
competence in techniques that are fundamental to many new forms of
man-interaction as well as to the design of computer vision systems
used for industrial automation, inspection, monitoring and
surveillance. These techniques are equally useful in the analysis of
medical , aerial and satellite images.
Content :
The course is composed of 8 lessons of 1h30, organized as four chapters :
Formation, representation and transformation of images
Describing color and contrast patterns.
Recognizing objects and actions.
Tracking and analysis of motion.
Prerequisites :
Knowledge of linear algebra and calculus is assumed.
Knowledge of pattern recognition and signal processing are useful but
not required.
The course presentations will be made in English. The examen may be
taken in French or English.