Real-time rendering of complex surfaces defined by atlas of discoids.

Abstract : This paper expounds a new method of complex surfaces rendering permitting to visualize atlas of discoids in real-time.
The atlas of discoids allow to define surfaces very easily without the topological constraints we could get with the classical methods such as polygons meshes ones. Our basic model is completed by many algorithms permitting either to reconstruct implicit surfaces or to calculate the global illumination using radiosity algorithm. But up to now, no fast viewing method has been proposed for this modeling algorithm.
We present here a real time rendering algorithm which exploits the recent extensions of OpenGL library and the possibilities offered by GPU like the shaders programs to perform non standard fragments mixing operations.

Keywords : Surface reconstruction, real-time visualization, atlas of discoids.
  La simulation temps réel de lentilles minces pour la visualisation immergée dans les systèmes de réalité virtuelle.

Résumé : La synthèse d'images stéréoscopiques consiste à produire simultanément deux images de synthèse de la même scène avec des points de vue décalés. Ces images sont ensuite exploitées par un périphérique permettant de transmettre la bonne image à chacun des yeux de l'utilisateur, son cerveau les associant enfin pour interpréter une scène tridimensionnelle.
Les images synthétisées en temps réel sont calculées le plus fréquemment à l'aide d'algorithme de type Z-Buffer travaillant au niveau du pixel pour produire des images parfaitement nettes sur toute leur surface. Cette qualité peut être vue comme un avantage en contexte mono-oculaire mais provoque une fatigue de l'utilisateur, voire une impossibilité de son cerveau de déduire une scène 3D lorsque deux images de stéréoscopie sont localement très différentes. Le fonctionnement de l'oeil humain peut être apparenté à celui d'une lentille mince adaptative capable de rendre nette la zone de la scène sur laquelle l'utilisateur se concentre et de rendre flou le reste de la scène.
Le but de ce travail est de simuler en temps réel la perception des images par l'oeil en ajoutant du flou de façon à maintenir l'intérêt de l'utilisateur sur la zone importante de la scène, et réduire la fatigue provoquée par la vision binoculaire d'images de synthèse.
Dans la plupart des scènes de synthèse d'images, il est possible de connaître les éléments de la scène qui doivent intéresser l'utilisateur à un instant donné. Cette information peut être transmise par la position de l'utilisateur face à la scène, ou imposée par un scénario d'utilisation réglant les événements intervenant dans la scène, ou encore combiner scénario et informations sur l'utilisateur.

Mots clé : réalité virtuelle, simulation de flou
Modelisation of Implicit Surfaces Driven by an Atlas of Discoids
Abstract: This paper proposes a new approach for surface modeling. Considering that a surface is described by an atlas of overlapping disk-like patches, this model creates a joining set of implicit surfaces in order to obtain the resulting whole surface. Topological constraints linked to classical models decrease and the geometry of complex surfaces can be easily and naturally described.
Keywords: Surface modeling, implicit surfaces, atlas of disks.
Une nouvelle base de fonctions pour le modèle de radiosité
Résumé : Cet article propose une nouvelle approche qui exprime la fonction de radiosité dans une nouvelle base de fonctions. Celle-ci est associée à un modèle géométrique de description de surfaces utilisant des atlas de discoïdes, c'est-à-dire des ensembles d'éléments de surfaces qui recouvrent la surface à modéliser et qui peuvent se superposer mutuellement. Cette nouvelle approche conduit à un nouveau système d'équations de radiosité dans lequel nous prenons en compte les zones de superposition entre discoïdes. La radiosité classique apparaît alors comme un cas limite de cette approche.
Mots clé : Radiosité, base de fonctions, atlas de discoïdes.
Overlapping Radiosity: Using a New Function Base with Local Disk Support
Abstract: This paper focuses on a new radiosity approach. Using a new geometrical model that describes any surface with an atlas of ``disk-like patches'', i.e. a set of pieces covering the surface that can overlap each other, we express the radiosity function in a new function base. This leads to a new radiosity system where overlapping areas are taken into account. The classical radiosity approach appears now as a particular limit case of this new ``overlapping radiosity''.
Keywords: Complex surfaces, radiosity
Les systèmes de discoïdes: Un nouveau modèle de description des surfaces complexes
Résumé : Cet article propose une nouvelle méthode permettant de modéliser et de représenter une grande diversité de surface. Les surfaces les plus simples comme les plus complexes peuvent être approchées par ce modèle. Nous nous intéresserons plus particulièrement à représenter la surface de l'eau et plus généralement les surfaces mal définies. Nous proposons tout d'abord un nouveau modèle géométrique qui décrit une surface à l'aide d'un ensemble de discoïdes, c'est-à-dire un ensemble de formes s'apparentant à des disques placés de façon à se superposer en partie. Un modèle de rendu associé permet de représenter les surfaces ainsi définies. Il exploite un opérateur de composition qui traite les régions de superposition des discoïdes. Nous associons une fonction d'intérêt à chaque discoïde, cette fonction peut être un fonction de répartition de la luminance or tout autre fonction caractérisant la surface. L'opérateur de combinaison nous permet de calculer une valeur de la fonction d'intérêt pour chaque point de la surface. Cette valeur est une composition des valeurs associées à chaque disque superposé en ce point. L'algorithme classique de lancer de rayons est parfaitement adapté pour représenter des surfaces définie à l'aide d'ensemble de discoïdes. Nous détaillerons les modifications à apporter au lancer de rayons pour synthétiser des images de surfaces complexes.
Mots clés : Modélisation de surface, ensemble de discoïdes, technique de rendu.