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LOD et Progressive Meshes (maillages progressifs) Hugue Hoppes 1996 Vincent FURMINIEUX Matthieu AUDOIN.

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1 LOD et Progressive Meshes (maillages progressifs) Hugue Hoppes 1996 Vincent FURMINIEUX Matthieu AUDOIN

2 Objectifs Approximation de niveaux de détail (LOD) Accélérer le rendu (moins de faces inutiles) Améliorer le rendu (modèles plus détaillés) Simplification de mailles (plus adaptées au rendu en temps réel) Transmission progressive (réseaux) Compression13, faces

3 Sommaire Rappels sur le maillage Qu'est-ce que le L.O.D.? Mesh Simplification ( H.Hoppes & Melax) Progressive Mesh (H.Hoppes) Géomorphing Raffinement sélectif

4 Rappels sur le maillage Modèle = Surface polygonale ( le plus souvent des triangles) Géométrie: points (vertex) 3D (x,y,z) Topologie: faces = connectivité Attributs scalaires, relatifs aux points: Normales, Coordonnées de texture, Couleur, … Attributs discrets, relatifs aux faces: Matériau, Texture, …

5 Qu'est-ce que le L.O.D.? Plusieurs niveaux de détails pour un même modèle (Étape de pré-traitement) Peuvent être générés automatiquement :Mesh Simplification Utiliser ces modèles en fonction des besoins (Étape à lexécution) Plus rapide, sans grande perte de qualité Permettre dutiliser un modèle principal très détaillé (gros plans)

6 Mesh Simplification Types de méthodes: Raffinement (reconstruction à partir dun modèle minimaliste fixé par la méthode) Décimation (suppression de points, darêtes ou de faces ou ensemble de faces (patchs), re- triangulation, fusion de sommets) Critères de simplification: nombre de faces, de sommets, … seuillage de lerreur engendrée Qualité de la simplification : possibilité déviter les « Popups »

7 Mesh Simplification (Hoppe ) Distribution de points sur le modèle de départ données de références Méthode de type décimation Copie des points de départ Distribution sur les faces Distribution dans zones caractéristiques (paramètre utilisateur) Contraint la topologie et la géométrie

8 Mesh Simplification (Hoppe ) Destruction des arêtes ( élimination de sommets) La position du nouveau sommet est définie par une fonction de minimisation. ecol(v s,v t, v s ) vlvlvlvl vrvrvrvr vtvtvtvt vsvsvsvs vsvsvsvs vlvlvlvl vrvrvrvr

9 Mesh Simplification (Hoppe ) Choix des arêtes à détruire : minimisation de E dist +E spring +E scalar +E disc File de priorité des destruction possibles en fonction de lénergie perdue (cohérence spatiale) Mémorise lopération de destruction effectuée (liste ordonnée)

10 Mesh Simplification (Melax 1998) Reprend des aspects de la méthode de Hoppe: Seule la topologie est modifiée : déplacement dune extrémité sur lautre Fonction dénergie moins coûteuse, tient compte de la géométrie : Distance entre les deux extrémités de larête Angle maximal entre deux faces voisines Permet de garder les angles

11 Mesh Simplification (Melax 1998) Stockage dans chaque sommet de la meilleure arête à supprimer, fait en pré-traitement. Génère des transitions douces.

12 Progressive Mesh (Hoppe) Maille simplifiée M 0 (grossière) Transmission progressive de la liste de divisions de points (inverse des destructions darêtes) Mailles intermédiaires M i Maille originale M n retrouvée après n divisions

13 Progressive Mesh (Hoppe) Transmission progressive M0M0M0M0time M0M0M0M0 vspl 0 vspl 1 vspl i-1 MiMiMiMi MnMnMnMn vspl n-1

14 Progressive Mesh (Hoppe) Compression de chaque opération de division: Index des voisins codé suivant le nombre de voisins (donne la position des deux nouvelles faces crées) Encodage delta et prédiction de la position du nouveau point en fonction de la position du point divisé

15 Géomorphing Interpolation progressive: de la géométrie (Évite les « pop-up ») des attributs scalaires (normale, …) Soit entre M i et M i+1 : Simplement avec la i ème division darête Soit entre M g et M f arbitraires: Les points de M g sont des ancêtres de M f (n

16 Raffinement sélectif Simplification adaptative Localisation des restitutions de points selon parties visibles (view frustum) attention au « sauts » de générations (ancetre pas déjà restitué…) Géomorphing possible entre un tel modèle et un modèle plus grossier

17 Raffinement sélectif M0M0M0M0 vspl 0 vspl 1 vspl i-1 vspl n-1

18 Conclusion Problème: pas de transition douce pour les attributs discrets (limité par lapparition douce des faces) PM (ou équivalent) utilisé actuellement: jeux, web, disponible dans DirectX 8:ID3DXPMesh Créer des « patchs » de surfaces paramétriques, triangulés à lexécution… Résoudre le problème des jonctions Résoudre le problème du coût

19 Références Mesh optimization. Hugues Hoppe et al. (SIGGRAPH93) Progressive meshes. Hugues Hoppe. et al. (SIGGRAPH96) Survey of Polygonal Surface Simplification Algorithms. Heckbert and Garland (SIGGRAPH 97) A Simple, Fast and Effective Polygon Reduction Algorithm. Stan Melax (gdmag 1998)


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