Université de Bordeaux I DESS IMM Synthèse d’images Surface Splatting Morgan Bachelier Matthieu Mauny

Images provenant de scanner 3D Grand nombre d’échantillons Introduction Images provenant de scanner 3D Grand nombre d’échantillons Approches classiques Maillage triangulaire (polygon rendering) + réduction de maillage Représentation par point (point rendering) [Surface Splatting] Introduction | Texturing | Screen space EWA | Conclusion

Point Rendering + Texture Filtering Introduction Surface Splatting = Point Rendering + Texture Filtering Basé sur le filtre EWA (Elliptical Weighted Average filter) Etendu en filtre EWA de l’espace écran (screen space EWA filter) [Surface Splatting] Introduction | Texturing | Screen space EWA | Conclusion

Le Filtre EWA de l’espace écran Plan Texturing Le Filtre EWA de l’espace écran Principe Algorithme Hardware Accelerated EWA [Surface Splatting] Introduction | Texturing | Screen space EWA | Conclusion

Méthodes classiques de rendu de polygones : Texturing Méthodes classiques de rendu de polygones : Coordonnées de textures stockées pour chaque sommet (glTexCoord(...) glVertex(…)) Le moteur graphique combine les transformations : espace texture (2D)  espace objet (3D)  espace écran (2D) [Surface Splatting] Introduction | Texturing | Screen space EWA | Conclusion

Impossible avec les objets à base de points Texturing Impossible avec les objets à base de points A chaque surfel est associé une couleur wk On ajoute une fonction de reconstruction 2D  gaussienne : [Surface Splatting] Introduction | Texturing | Screen space EWA | Conclusion

Texturing Comment obtenir wk ? Directement à partir du scanner 3D Calculé à partir d’une texture En projetant les surfels dans l’espace texture [Surface Splatting] Introduction | Texturing | Screen space EWA | Conclusion

Texturing Surface Element (Surfel) information non connexe normale plan tangent au surfel x z y Filtre de reconstruction 2D information non connexe ni texture maps, ni normal maps [Surface Splatting] Introduction | Texturing | Screen space EWA | Conclusion

Texturing [Surface Splatting] Introduction | Texturing | Screen space EWA | Conclusion

Avec / sans filtre de reconstruction Texturing Avec / sans filtre de reconstruction [Surface Splatting] Introduction | Texturing | Screen space EWA | Conclusion

Le Filtre EWA de l’espace écran Principe Projette une fonction gaussienne à partir de la surface de l’objet sur le plan de l’image Convolution de l’ellipse avec un filtre gaussien passe-bas  filtre de ré-échantillonnage Résultats cumulés dans l’espace écran [Surface Splatting] Introduction | Texturing | Screen space EWA | Conclusion

Le Filtre EWA de l’espace écran Algorithme Pour chaque point p[k] { projeter p[k] dans l’espace écran; déterminer le filtre de ré-échantillonnage rho[k]; splat rho[k]; } Pour chaque pixel x dans le frame buffer { shade x; [Surface Splatting] Introduction | Texturing | Screen space EWA | Conclusion

Projeter dans l’espace écran Plan tangent [Surface Splatting] Introduction | Texturing | Screen space EWA | Conclusion

Projeter dans l’espace écran espace objet y z x filtre de reconstruction du surfel filtre de reconstruction déformé déformation aliasing [Surface Splatting] Introduction | Texturing | Screen space EWA | Conclusion

Déterminer le filtre de ré-échantillonnage déformation espace écran espace objet filtre de reconstruction filtre de ré-échantillonnage de l’espace écran filtre passe-bas filtre de reconstruction déformé EWA Splat = filtre passe-bas filtre de reconstruction déformé [Surface Splatting] Introduction | Texturing | Screen space EWA | Conclusion

Hardware Accelerated Ewa Phase 1 Visibility Splatting Objectif : Calculer une image des profondeurs pour aider au lissage des contours. Remplir le Z-Buffer grâce à des quads opaques. [Surface Splatting] Introduction | Texturing | Screen space EWA | Conclusion

Hardware Accelerated Ewa Phase 2 Utilisation de polygones texturés Calcul de la taille du parallélogramme représentant le surfel. (dans le vertex buffer) On projette une texture semi transparente sur le surfel. [Surface Splatting] Introduction | Texturing | Screen space EWA | Conclusion

Hardware Accelerated Ewa Résultats [Surface Splatting] Introduction | Texturing | Screen space EWA | Conclusion

Conclusion Splatting + simple à implémenter que rendu par polygones Pas de liens entre les infos  meilleure traitement en // Hardware Accelerated EWA utilise GPU + que CPU amélioration GPU + rapide que CPU CPU peut gérer IA, collisions… [Surface Splatting] Introduction | Texturing | Screen space EWA | Conclusion

Reference Surface Splatting 2001 Matthias Zwicker Hanspeter Pfsiter Jeroen Van Baar Markus Gross ObjectSpace EWA Surface Splatting 2002 Liu Ren Hanspeter Pfsiter Matthias Zwicker