Thèse de Florian Caillaud


Sujet :
Compression progressive et out-of-core de maillages 3D génériques

Résumé :

Contexte
Les progrès technologiques dans les domaines de la télécommunication, de l'infographie et de la conception du matériel informatique au cours des deux dernières décennies ont contribué à l'émergence des données numériques tridimensionnelles (3D) dans de nombreux secteurs industriels: La visualisation scientifique, les loisirs numériques, la conception assistée par ordinateur, l'héritage culturel ou encore les systèmes d'information géographiques. Ces données 3D sont généralement représentées par des maillages polygonaux surfaciques. Ils constituent en effet l'une des représentations principales de sortie des algorithmes de création 3D, de post--traitement, d’analyse ou de reconstruction appliqués sur des champs scalaires d’origine très variée, par exemple des résultats de simulations scientifiques. L’augmentation de la complexité de ces maillages, souvent enrichis d'attributs tels que des couleurs, des cartes de texture ou diverses mesures associées aux sommets, nécessite des méthodes de compression efficaces afin de diminuer leur espace de stockage et surtout de réduire le temps de transmission lors d'échange à travers le réseau dans le cadre d'une visualisation à distance par exemple.
Par ailleurs, à cause de l’échantillonnage toujours plus fin des mesures, et des demandes croissantes en termes de précision et/ou de qualité de rendu, les maillages 3D ont une forte tendance à devenir gigantesques (plusieurs centaines de millions d’éléments, voir quelques milliards) ; la compression des données doit donc pouvoir se faire sans que la totalité des données ne soit chargée dans la mémoire vive, c’est ce que l’on nomme communément méthode out-of-core.

Objectifs scientifiques
Parmi les différents algorithmes existants pour la compression, les techniques de compression progressive semblent les plus pertinentes, en particulier dans un scénario de visualisation à distance qui demande non seulement une transmission rapide des données mais aussi une adaptation de leur complexité au terminal du client. De nombreux algorithmes existent pour la compression progressive [1,2]. La problématique de la compression et plus généralement du traitement out-of-core de maillages 3D a elle aussi été largement étudiée [3,4]. Néanmoins aucune méthode de compression out-of-core et progressive, traitant les maillages polygonaux génériques, n’a été proposée à ce jour. Par génériques nous entendons les maillages 3D avec des singularités non variétés, de nombreuses parties connexes et des cartes de texture et/ou des attributs associés, comme la vaste majorité des données 3D utilisées dans l'industrie et par le grand public.
Il sera crucial de tenir compte non seulement de la géométrie mais aussi des données associées dans les approches proposées. La qualité visuelle des niveaux de détails est un facteur critique dans notre scénario de visualisation interactive à distance.
Un autre aspect particulièrement important dans le cas de données très complexes est l'intégration de l'accès aléatoire qui consiste à être capable de décompresser seulement certaines parties de l'objet ou de la scène 3D, par exemple pour faire de la visualisation en fonction de la position de la caméra.


Encadrant : Guillaume Lavoué
Co-encadrant : Vincent Vidal

Date de soutenance : mardi, 17 janvier, 2017