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Accueil  >  Recherche & transfert de technologie > Informatique  > Manipulation d’objets virtuels 3D à l’aide d’images

Manipulation d’objets virtuels 3D à l’aide d’images

Présentation

Les Systèmes d’Informations (SI) considérés ici, qu’il s’agisse des Maquettes Numériques de produits en conception mécanique, de SI Géographiques pour l’aménagement du territoire ou de SI pour la préservation du patrimoine archéologique et architectural, représentent les objets physiques à l’aide d’objets virtuels 3D.

Les maillages qui sont les modèles géométriques nécessaires à la visualisation et à l’analyse de ces objets virtuels soulèvent deux problématiques : 1) le nombre important de faces nécessaire à la représentation de surfaces complexes qui requiert une simplification ; 2) la présence de trous à remplir sur la surface de modèles acquis par balayage laser, certaines parties de la surface ayant été inaccessibles au capteur.

Or, très présentes dans les SI, les images sont une source d’informations sémantiques relatives aux objets qu’elles représentent. En effet, elles contiennent des informations concernant leur forme, et en particulier leurs lignes de caractère, cet ensemble de courbes qui définit la signature visuelle des objets. Développer des méthodes et modèles permettant d’exploiter les images afin de pouvoir répondre aux problématiques soulevées par la manipulation des objets virtuels est donc un véritable enjeu.

Contribution, démarche, méthodologie

Un modèle hybride couplant maillages et images et se situant à la croisée de différentes disciplines de l’informatique graphique telles que la vision par ordinateur, la modélisation géométrique et le traitement d’images a été proposé.

Une méthode de simplification et deux méthodes de déformation de maillages ont été développées. Dans la première, la simplification est basée sur un processus itératif de suppression de sommets piloté par un critère de tolérance de simplification. Cette tolérance est calculée par filtrage de contours d’image(s) qui sont projetés sur le maillage afin d’identifier les zones plus ou moins proches des lignes de caractère et donc plus ou moins simplifiées.

Les méthodes de déformation sont adaptées au remplissage de trous. Une triangulation est insérée puis déformée par la résolution d’un problème d’optimisation numérique sous contraintes. La fonctionnelle à minimiser simule la variation de courbure entre le maillage inséré et le modèle initial. Les contraintes imposent le respect de lignes de caractère 3D obtenues par triangulation stéréoscopique, ou bien calculées en fonction de l’intensité lumineuse des pixels qui impose le déplacement des sommets correspondants selon une certaine élévation (problème inverse du Shape From Shading).

Collaboration et diffusion

Projets réalisés

Applications logicielles de Conception Assistée par Ordinateur. Projets futurs

Les projets envisagés concernent la poursuite des travaux présentés, dans la cadre de la réalité mixte, concernant la manipulation d’objets virtuels 3D, à l’aide d’images, en y intégrant la notion d’interaction 3D.

Par exemple, les techniques de Réalité Augmentée permettraient de surimposer des informations véhiculées par l’objet virtuel sur une vue d’une partie de la réalité perçue par un utilisateur, et donc d’en augmenter sa perception.

D’autre part, les images peuvent aussi être utilisées comme media par certains dispositifs d’interaction (basés sur l’analyse d’images acquises par des caméras).

Partenaires

Arts et Métiers ParisTech, LSIS, EDF R&D, IntuiSense Technologies.

Secteurs d’activités

Conception de produits, aéronautique, préservation du patrimoine architectural et archéologique.

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