Sujet 2 :
mise en correspondance de deux maillages bruités



De gauche à droite : deux maillages bruités représentant le même bras sous deux poses différentes, alignement des deux maillages, mise en correspondance (images Qixing Huang et al.).

Cadre du projet

Encadrants : Romain Arcila et Franck Hétroy
Nombre d'étudiants : 3
Lieu : le scanner est disponible à l'Atelier de Réalité Virtuelle de l'Ensimag, sur le site de Montbonnot. Le projet aura donc lieu pour partie à cet endroit (pour venir à Montbonnot, voir le site de l'Ensimag), et pour partie en salle D200 à l'Ensimag.
Prérequis : aucun, hormis les cours obligatoires d'algorithmique et de programmation de 1A et 2A. Cependant, avoir suivi le cours de modélisation géométrique au premier semestre serait un plus.

Contexte

L'Ensimag a acquis à l'automne 2007 un scanner 3D de bureau. Ce scanner permet de convertir des modèles 3D réels en maillages virtuels, qui peuvent ensuite être visualisés et manipulés pour des applications très diverses : Un premier projet l'an dernier avait pour but de tester ce scanner, ainsi que le logiciel fourni. Il a constaté que le logiciel ne fonctionnait pas aussi bien qu'indiqué en publicité :-) et que les maillages générés ont de nombreux artefacts.

Travail demandé

  1. Prendre en main le scanner et son logiciel.
  2. Scanner des modèles de votre choix, sous différentes poses (je peux vous en fournir si besoin).
  3. Implémenter/adapter l'algorithme de Huang et al. décrit ci-dessous.
  4. Tester cet algorithme sur les modèles scannés, et faire un bilan critique.
  5. Eventuellement, proposer des pistes d'amélioration à l'algorithme.

Article de référence

Non-Rigid Registration Under Isometric Deformations, par Q. Huang, B. Adams, M. Wicke et L. Guibas, Symposium on Geometry Processing 2008.

Cet article propose un algorithme de mise en correspondance (registration en anglais) de deux maillages bruités représentant le même modèle sous deux poses différentes (en fait, seuls les sommets des maillages seront utilisés). Le mouvement pour passer d'une pose à l'autre peut être large et non rigide. Cette mise en correspondance permet ensuite, par exemple, de réparer un maillage en fonction de l'autre, ou encore de créer une animation qui interpole les deux maillages.

L'algorithme aligne d'abord les deux maillages S et T en déformant le premier en un maillage S'. Ensuite deux étapes sont appliquées itérativement jusqu'à convergence :
  1. un sous-ensemble de points de S est mis en correspondance avec T, à partir des positions de S' ;
  2. les positions des points de S' sont mis à jour par minimisation d'une énergie de déformation.

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