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La caméra GIF-4105/7105 Photographie Algorithmique Jean-François Lalonde Merci à A. Efros pour (la plupart) des slides!

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1 La caméra GIF-4105/7105 Photographie Algorithmique Jean-François Lalonde Merci à A. Efros pour (la plupart) des slides!

2 Petit rappel TP3 dû ce dimanche (16 mars) à 23h59 Lénoncé du TP4 sera disponible mercredi

3 Administration 7 avril: élections provinciales! Quand reprendre le cours?

4 Cheminement Deuxième section complétée! Synthèse et transfert de textures Découper des images, copier des objets Transformer, déformer les images

5 Cheminement Nouvelle section: panoramas! Modèles de caméra Géométrie projective, homographies Détection de points dintérêts, appariement Génération de mosaïques TP4: créez vous-mêmes vos propres panoramas (avec votre algorithme)

6 Formation de limage Faisons le design de notre propre caméra Idée 1: plaçons un film en face dun objet Quelle image obtenons-nous? Obje t Fil m Source: Seitz

7 Le sténopé (pinhole) Idée 2: rajouter un barrière pour laisser passer seulement certains rayons Cela réduit le flou La barrière: louverture Source: Seitz Obje t Fil m Barrièr e

8 Le sténopé Modèle sténopé: Capture un pinceau de lumière: tous les rayons passant par un point (le trou) Le point est nommé le centre de projection Limage est formée sur le plan de limage La droite perpendiculaire au plan de limage et passant par le centre de projection est nommée laxe optique La distance focale est la distance entre le centre de projection et le plan de limage Source: Seitz

9 Figures © Stephen E. Palmer, 2002 Réduire les dimensions: 3D 2D On perd une dimension! Monde (3D) Image (2D)

10 Des choses bizarres dans le plan de limage…

11 Les lignes parallèles ne le sont plus… David Forsyth

12 On ne peut se fier aux longueurs… David Forsyth

13 …mais les humains lutilisent quand même! ml Illusion de Müller- Lyer Nous ne prenons pas de mesures dans le plan de limage

14 Modélisons la projection Le système de coordonnées Employons le modèle du sténopé Centre de projection à lorigine Plan de limage à lavant du centre de projection Pourquoi? La caméra regarde dans la direction négative de laxe z Crédit: Seitz

15 Modélisons la projection Équations de projection Calculer lintersection avec le plan de limage Triangles similaires (au tableau!) Crédit: Seitz

16 Modélisons la projection Est-ce que cest linéaire? Non! Il faut diviser par z… Quoi faire? Coordonnées homogènes!

17 Coordonnées homogènes Représente des coordonnées 2-D avec un vecteur à 3 éléments Coordonnées homogènes Point 2D

18 Coordonnées homogènes Propriétés: Invariance au facteur déchelle (x, y, 0) représente un point à linfini (0, 0, 0) nest pas permis (2,1,1) ou (4,2,2) ou (6,3,3) x y Invariance à léchelle

19 Représentation matricielle La projection est une multiplication matricielle en coordonnées homogènes: La matrice de projection! Forme simple car nous avons fait plusieurs hypothèses…

20 Hypothèse #1 Nous connaissons le centre de limage Sinon?

21 Hypothèse #2 Les pixels sont carrés Sinon?

22 Hypothèse #3 Les axes sont perpendiculaires Sinon?

23 Hypothèse #4 OwOw iwiw kwkw jwjw t R On connaît la position et lorientation de la caméra Sinon?

24 Matrice de projection Intrinsèque s Extrinsèque s

25 Projection orthographique Cas spécial de la projection La distance focale est infinie Quelle est la matrice de projection? Image Monde Crédit: Seitz

26 Construisons une vraie caméra

27 Camera Obscura La toute première caméra Aristote! La profondeur de la salle est la distance focale Camera Obscura Gemma Frisius 1558

28 Abelardo Morell

29 Une façon plus moderne de créer un sténopé e/ Pourquoi si flou?

30 Réduisons louverture Trop de flou? Réduisons louverture le plus possible! Less light gets through Crédit: Seitz

31 Réduisons louverture

32 Solution? Crédit: Seitz Lentille s!

33 Focus et Défocus Une lentille focalise la lumière sur le film Il existe une distance spécifique où les objets seront focalisés sur limage les autres points créent un cercle de confusion sur limage Modifier la forme de la lentille modifie aussi cette distance cercle de confusion Crédit: Seitz

34 Lentilles minces Équation des lentilles minces Tout point satisfaisant cette équation est focalisé Comment modifier la région en focus? Crédit: Seitz

35 Profondeur de champ field.htm

36 Louverture contrôle la profondeur de champ Une ouverture plus petite agrandit la profondeur de champ… … mais réduit la quantité de lumière

37 Ouverture Ouverture large = faible PdC Ouverture petite = large PdC

38 Effet photographique!

39 Champ de vue (zoom)

40 Champ de vue (zoom) = rognure

41 Relation avec la distance focale f Petit champ de vue = grande distance focale f

42 Champ de vue & distance focale CdV élevé, f petite Caméra près de la voiture CdV petit, f élevée Caméra loin de la voiture

43 Effet vertigo M Lw

44 Aberration chromatique Lindex de réfraction dépend de la longueur donde cest ce qui explique pourquoi un prisme révèle les couleurs de larc-en-ciel! Crée des distortions de couleurs près des bordures de limage

45 Aberration chromatique Près du centre de limage En bordure de limage

46 Distorsion radiale straight lines curve around the image center

47 Distorsion radiale Causée par lentilles imparfaites Encore une fois, plus important en bordure de limage Pas de distorsion Pin cushion Barrel

48 Estimer les paramètres de la caméra? Intrinsèques + extrinsèques Distorsion

49 Estimer les paramètres de la caméra

50

51

52 c/

53 Planification Mercredi: mosaïques comment exploiter les modèles de caméra pour fusionner plusieurs images ensemble

54 Pourquoi les mosaïques? Quest-ce quon voit? CdV dune caméra standard = 50 x 35° Crédit: Brown & Lowe

55 Pourquoi les mosaïques? Crédit: Brown & Lowe Quest-ce quon voit? CdV standard = 50 x 35° CdV dun humain = 200 x 135°

56 Pourquoi les mosaïques? Crédit: Brown & Lowe Quest-ce quon voit? CdV standard = 50 x 35° CdV dun humain = 200 x 135° CdV total = 360 x 180°

57 Mosaïque: fusionner les images caméra virtuelle à large champ de vue


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