Manipulation 2D en temps réel d'une apparence 3D plausible en utilisant les buffer d'ombrage et de géométrie

Abstract

Les artistes traditionnels peignent directement sur une toile et créent des apparences plausibles de scènes qui ressemblent au monde réel. A l’opposé, les artistes en informatique graphique définissent des objets dans une scène virtuelle (maillages 3D, matériaux et sources de lumière), et utilisent des algorithmes complexes (rendu) pour reproduire leur apparence. D’un côté, les techniques de peinture permettent de librement définir l’apparence. D’un autre côté, les techniques de rendu permettent de modifier séparément et dynamiquement les différents éléments qui définissent l’apparence. Dans cette thèse, nous présentons une approche intermédiaire pour manipuler l’apparence, qui permettent certaines manipulations en 3D en travaillant dans l’espace 2D. Mous étudions d’abord l’impact sur l’ombrage des matériaux, tenant en compte des matériaux comme des filtres passe-bande d’éclairage. Nous présentons ensuite un petit ensemble de relations statistiques locales entre les matériaux / l’éclairage et l’ombrage. Ces relations sont utilisées pour imiter les modifications sur le matériaux ou l’éclairage d’une image d’une sphère créée par un artiste. Les techniques connues sons le nom de LitSpheres / MatCaps utilisent ce genre d’images pour transférer leur apparence `a des objets de forme quelconque. Notre technique prouve la possibilité d’imiter les modifications 3D de la lumière et de matériaux à partir d’une image en 2D. Nous présentons une technique différente pour modifier le troisième élément impliqué dans l’aspect visuel d’un objet, sa géométrie. Dans ce cas, on utilise des rendus comme images d’entrée avec des images auxiliaires qui contiennent des informations 3D de la scène. Nous récupérons un ombrage indépendant de la géométrie pour chaque surface, ce qui nous demande de supposer qu’il n’y a pas de variations spatiales d’éclairage pour chaque surface. L’ombrage récupéré peut être utilisé pour modifier arbitrairement la forme locale de l’objet de manière interactive sans la nécessité de rendre `a nouveau la scène.