Synthèse d’images et Rendu Réaliste Compression Progressive de Modèles 3D DOMENGET Bruno DUMAS Benjamin EISTI

Plan: Introduction Description des maillages Processus de compression Comparaison des résultats Conclusion Compression Progressive de Modèles 3D

Introduction: 3D de plus en plus omniprésente … … mais aussi de plus en plus lourde (calculs + stockage + transmission) Applications de plus en plus nombreuses Différents besoins Comme partout, compression nécessaire Compression Progressive de Modèles 3D / Introduction

Maillages Il existe différents types de maillages: Régulier / Irrégulier: Chaque sommet a un nombre de voisins constant / non constant. Maillage Irrégulier / Maillage Régulier (connectivité de 5) Compression Progressive de Modèles 3D / Maillages

Multi-Résolution: –Permet de représenter différents niveaux de détail –Passage d'un niveau de détail à un autre à l'aide d'équations sans perte d'informations –Permet un ajustement du nombre de polygones selon plusieurs paramètres (distance, puissance de la machine...) Semi-régulier: –Maillage Irrégulier composé de triangles possédant un maillage régulier –Chaque triangle du maillage irrégulier est subdivisé récursivement en 4, jusqu’à obtenir la résolution souhaitée. Ainsi, si chaque triangle du maillage de base a été subdivisé n fois, le maillage semi-régulier sera de profondeur n. Compression Progressive de Modèles 3D / Maillages

Maillage Semi-Régulier: On peut changer de résolution en ne considérant que certains triangles: Simplification: Passage des fils au père Complexification: Passage du père aux fils Niveau 0 Compression Progressive de Modèles 3D / Maillages

On peut changer de résolution en ne considérant que certains triangles: Simplification: Passage des fils au père Complexification: Passage du père aux fils Niveau 1 Compression Progressive de Modèles 3D / Maillages Maillage Semi-Régulier:

On peut changer de résolution en ne considérant que certains triangles: Simplification: Passage des fils au père Complexification: Passage du père aux fils Niveau 2 Compression Progressive de Modèles 3D / Maillages Maillage Semi-Régulier:

Compression Progressive de Modèles 3D / Maillages

Différentes méthodes de compression Deux grands groupes: Techniques sans perte d’information (réversibles) –Taux de compression faibles (30 à 50%) –Utilisées principalement dans l’imagerie médicale Techniques avec perte d’information (irréversibles) –Excellents taux de compression (60 à 90%) –Qualité du modèle restitué moindre (mais encore très correcte, dépendance du taux de compression) Compression Progressive de Modèles 3D / Différentes méthodes

Les techniques peuvent être progressives ou non. Progressives: les données sont transmises de façon ordonnée, en partant d’une ébauche qui s’affine peu à peu. Utile dans le cas d’une transmission qui risque d’être interrompue. Compression Progressive de Modèles 3D / Différentes méthodes

Autres techniques évoquées ici (utilisées pour comparer les résultats): Touma-Gotsmann (TG): Technique non progressive CPM: Technique progressive MPEG: Technique non progressive basée sur le standard du MPEG4 Toutes ces méthodes se basent sur des opérations sur le maillage des modèles 3D. Compression Progressive de Modèles 3D / Différentes méthodes

Schéma général de la Compression / Décompression

Connectivité et Paramétrage Un maillage comprend 3 informations distinctes: L'information géométrique (positions géométriques de la surface) L'information topologique (connectivité) L'information de paramétrage (localisation des points échantillonnés à l'intérieur de la surface) Ces 2 dernières infos sont importantes à stocker et prennent beaucoup de place, mais l'utilisation de maillages semi-réguliers permet de les éliminer. Compression Progressive de Modèles 3D / Méthode

Différents maillages d'une sphère Compression Progressive de Modèles 3D / Méthode

Transformée en Ondelettes et codage par Zerotree Transformée en ondelettes : calcule les coefficients d'ondelettes sur plusieurs niveaux de résolution Codage par zerotree : garde les coefficients les plus significatifs pour compresser le modèle Compression Progressive de Modèles 3D / Méthode

Compression Progressive de Modèles 3D / Exemple Visualisation d'un modèle compressé par cette méthode > Transformée en ondelettes > Encodage par Zerotree > Visualisation

Résultats Le tableau suivant donne le taux d'erreur relative en fonction de différents bitrates (unité: 10^(- 4) ) L'erreur est très faible même pour des bitrates peu élevés. Compression Progressive de Modèles 3D / Résultats

Comparaison avec d'autres algorithmes standards Confirmation des résultats précédents: supériorité de notre algorithme Compression Progressive de Modèles 3D / Résultats

Résultats d'un autre algorithme « évolué » Compression Progressive de Modèles 3D / Résultats

Conclusion + Résultats bien supérieurs aux algorithmes de compression standards (visuellement ET numériquement) + Avantages de la progressivité et du maillage semi- régulier -- Algorithme très performant pour les modèles complexes, moins intéressant dans le cas de modèles simples (dans ce cas les algorithmes non progressifs sont meilleurs) Compression Progressive de Modèles 3D / Conclusion

Applications Jeux vidéos Modèles plus détaillés pour les gros plans / cinématiques Baisse du niveau de détails d'un modèle lorsuqe l'on s'en éloigne Paramétrage automatique en fonction des ressources (de la machine, de la bande passante...) Streaming web: Apparition progressive des modèles Même en cas de rupture de la liaison, on a obtenu quelque chose Compression Progressive de Modèles 3D / Conclusion