Sujet 3 :
reconstruction d'une séquence de maillages à partir d'un flux de points



De gauche à droite : flux de points (bruité : il y a des trous dus aux occlusions), deux étapes du solveur de flux, séquence de surfaces finalement reconstruite (images Andrei Sharf et al.).

Cadre du projet

Encadrants : Estelle Duveau et Franck Hétroy
Nombre d'étudiants : 3
Lieu : le projet aura lieu en salle D200.
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'utilisation d'animations 3D est de plus en plus répandue, pour des applications aussi variées que le multimédia (jeux vidéo, cinéma), le prototypage virtuel industriel ou l'étude de mouvements en biologie. Un moyen de générer des animations réalistes est de filmer un mouvement sous différents angles avec plusieurs caméras, puis de construire un modèle 3D animé à partir des vidéos. Généralement, pour chaque frame des vidéos, on commence par extraire un nuage de points 3D puis on construit une surface continue représentant la frontière de l'objet ou du personnage animé. Malheureusement, dans la plupart des cas le résultat est bruité (trous dans les modèles, positions erronées), à cause d'une part du manque de robustesse des techniques utilisées et d'autre part d'ambiguïtés géométriques (parties cachées, zones qui se touchent, ...).

Travail demandé

  1. Implémenter/adapter l'algorithme de Sharf et al. décrit ci-dessous.
  2. Ajouter une étape finale de maillage des surfaces implicites obtenues.
  3. Tester cet algorithme sur les flux de points fournis et faire un bilan critique.
  4. Eventuellement, proposer des pistes d'amélioration à l'algorithme.

Article de référence

Space-time Surface Reconstruction Using Incompressible Flow, par A. Sharf, D. Alcantara, T. Lewiner, C. Greif, A. Sheffer, N. Amenta et D. Cohen-Or, SIGGRAPH Asia 2008.

Cet article propose de construire un solide 4-dimensionnel (3 dimensions euclidiennes + le temps) à partir d'un flux de points. Une coupe spatiale du solide est un solide 3D représentant le modèle animé à un moment donné.

L'originalité de cet article est de considérer l'animation globalement, et non pas frame après frame. Le mouvement est décrit comme un flux incompressible de matériel (l'objet ou le personnage ne perd ni ne gagne de volume) au cours du temps. L'algorithme proposé optimise ce flux selon plusieurs critères.

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