Modélisation 3D par croquis : surfaces de convolution multi-résolution
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Modélisation 3D par croquis : surfaces de convolution multi-résolution
| Labo | LJK |
| Equipe | EVASION |
| Encadrants | Marie-Paule.Cani@inrialpes.fr
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Sommaire |
Thème général
La modélisation 3D interactive est un domaine difficile : il s’agit de fournir aux artistes un système leur permettant de se concentrer sur la forme qu’ils créent, sans les obliger à comprendre la représentation mathématique interne du modèle, ni à manipuler intensivement menus et boutons pour y parvenir.
En particulier, développer des modèles géométriques 3D qui permettent à la fois une construction progressive de l’objet morceau par morceau, la fusion de ces derniers, et la déformation locale ou globale de la forme associée est primordial. En terme d’interaction, les approches les plus proches des gestes du monde réel, comme celles qui s’appuient sur des métaphores de type « croquis » pour la création des formes ou « modelage » pour les déformations, sont les plus prometteuses.
Compétences attendues
Ce sujet s’adresse à tout étudiant ENSIMAG attiré à la fois par les modèles mathématiques dédiés à la modélisation géométrique 3D, et par la mise en œuvre d’une application 3D interactive opérationnelle.
Contexte du travail
L’équipe EVASION a déjà développé une technique innovante de modélisation de formes 3D par croquis 2D successifs. Voir : [1]
Cette méthode fait l’objet du logiciel Matisse, destiné à rendre la création 3D accessible au grand public. Au sein de ce logiciel, chaque composant d’une forme est reconstruit par « surface de convolution », un type de particulier de surfaces implicite engendré par le squelette géométrique de la forme. Le grand avantage de ces surfaces est de permettre de créer de formes d’épaisseur variable, assez lisses, et pouvant se mélanger localement à la partie du modèle déjà construite.
Sujet
Le but de ce TER est d’ajouter un ensemble de méthodes permettant au modèle 3D de rester de bonne qualité quelque soit le niveau de zoom :
- Actuellement, les squelettes servant à définir la forme sont extraits à une certaine résolution, si bien que lorsqu’on zoome, les segments individuels peuvent devenir visible (c’est le cas par exemple de la queue du Dragon sur la figure). Il s’agit dans un premier temps de reprendre l’idée des surfaces de convolution « de subdivision » déjà développées dans l’équipe pour conserver la qualité des formes quelque soit leur niveau de zoom grâce à un lissage adaptatif du squelette. Voir : [2]
- En second lieu, l’utilisateur peut souhaiter ajouter des détails procéduraux, pour donner une certaine texture à la surface au lieu de simplement la lisser. Pour cela, des squelettes secondaires engendrant des détails sur la surface pourront être ajoutés procéduralement sur une partie de la surface peinte par l’utilisateur (comme les pustules sur le ventre du dragon sur la figure). Ces détails fins pourront être stockés comme une couche supplémentaire du squelette, activée à partir d’un certain niveau de zoom.
Résultats attendus
Outre la compréhension de quelques articles, ce sujet demande à la fois un vrai travail de recherche (sur un cas simple) et une part d’implémentation (ajout de fonctionnalités à un logiciel existant).
Dans l’idéal, le résultat sera une modélisation interactive multi-résolution, oùchaque modèle s’adaptera interactivement au niveau de zoom, les parties lisses le restant et les détails fins apparaissant ou non selon l’échelle.
S’il reste du temps, une extension aux formes plates engendrées par des squelettes surfaciques sera envisagée.
